Crash Course Computer笔记
1. 计算机早期历史-Early Computing: History of Computer
计算机增强了我们的能力, 降低了门槛.
知识的增长和新工具的诞生减少了人工劳力
Computer 指进行计算的人
1800年后, 这个意思才变成了机器
“步进计算器” 是机械四则运算器, 是第一台能够做四则运算的机器
其计算一个结果需要很长时间, 所以人们需要编写一个计算表来记录答案
为了计算炮弹的弹道, 出现了射程表, 告诉炮兵如何控制大炮
1822年, 一篇论文指出了机械在计算表中的应用
Babbage构想了差分机, 能够近似多项式、对数与指数, 但草稿最终被放弃
他构想了分析机, 可以进行通用的计算, 但因为太超前而未完成.
分析机因为计算机概念的提出而成为了划时代的产物
Ada Lovelace构想了分析机的程序, 成为了第一个程序员.
美国宪法要求每10年进行一次人口普查, 其需求催生了自动打孔卡片制卡机.
打孔卡片记录了人口普查的信息, 大大提高了普查的效率
企业看到了计算机的价值, Hollerith成立的制表机器公司成为了IBM的前身
2. 电子计算机-Electronic Computing
20世纪初, 电子计算机都被用于特定的用途
二战后人口大大增长, 工程与科学、技术的要求使得复杂度大大提升, 对于数据处理的速度要求增加
世界上最大的计算机: 哈佛马克一号
哈佛马克于20世纪50年代制造, 其大脑是机械继电器, 即用电控制的机械开关
继电器的机械臂有质量, 因此不能快速开关, 不足以解决复杂的大问题
另一个限制是齿轮磨损
且随着规模故障概率也会增加
Grace Hopper因为电脑中的虫子说出bug的笑话, 成为了一个典故
约翰安布罗斯弗莱明发明了热电子管, 成为了世上第一个电子管
其一个电极可以加热, 从而发射电子
另一个电极会吸引电子, 形成电流
只有带正电才行, 而这种电流只能单向流动的部件被称为二极管, 不能满足开关电流的需求
1906年, 美国发明家李德富雷斯特在两个电极间增加了”控制”电极, 向其施加正电荷会允许电子流动; 施加负电荷会阻止电子流动
真空管可以开关电路, 且没有活动组件, 成为了后世半个世纪内其他电子器件的基础
但它容易被烧坏
真空管的发明标志着计算机从机电转向电子
第一个大规模使用真空管的计算机是巨人1号, 完工于1943年, 被用于破解纳粹通信
两年前图灵出于同样的目的做了台叫做”Bombe”的机电装置, 但它其实不算是计算机
“巨人”被认为是第一个可编程的电子计算机, 编程的方法是把电线插入插板, 虽然可编程, 但还需要进行配置
ENIAC在1946年制造, 成为了世界上第一个通用、可编程的电子计算机
电子管数量越多就越容易出故障
1950年代, 真空管计算机都达到了极限
AN/FSQ-7计算机于1955年完成, 是SAGE防空计算机系统的一部分
为了降低成本和大小, 同时提高速度, 我们需要一种新的电子开关
1947年, 晶体管在贝尔实验室诞生.
晶体管是一个可以用控制电路来控制的开关, 有两个电极, 电极之间有一种材料隔开它们, 这种材料有时候导电, 有时候不导电, 被称为半导体.
控制线连接到一个”门”电极, 通过改变”门”的电荷, 我们可以控制半导体材料的导电性, 来允许或不允许电流的流动
晶体管一秒钟可以开关10000次, 而且比起易碎的真空管, 它是固态的.
晶体管可以远远小于继电器和真空管, 而且更便宜
IBM把所有业务转向晶体管, 把晶体管计算机带入办公室, 最终引入家庭
很多晶体管和半导体的开发在”圣克拉拉谷”, 而这个地方又因为晶体管的原料被称为”硅谷”.