古代史
远古时期的结绳纪事，算筹，直至现在还要的算盘，到后面所发明的各种和样的计算机工具。这些都是计算机古代史的成就。而帕斯卡所发明的加法器则第一次确立了计算机器的概念。在电脑史前史里，帕斯卡被公认为制造出机械计算机的第一人。自16岁开始， 帕斯卡就在构思一种计算机。1639年，帕斯卡的父亲受命出任诺曼底省监察官，负责征收税款。他看着年迈的父亲费力地计算税率税款，未来的科学家想到了要为父亲制做一台可以帮助计算的机器。为了这个梦想，帕斯卡日以继夜地埋头苦干，先后做了三个不同的模型，耗费了整整三年的光阴。他不仅需要自己设计图纸，还必须自己动手制造。从机器的外壳，直到齿轮和杠杆，每一个零件都由这位少年亲手完成。为了使机器运转得更加灵敏，帕斯卡选择了各种材料做试验，有硬木，有乌木，也有黄铜和钢铁。终于， 第三个模型在1642年， 帕斯卡19岁那年获得了成功，他称这架小小的机器为“加法器”。帕斯卡加法器是一种系列齿轮组成的装置，外壳用黄铜材料制作，是一个长20英寸、宽4英寸、高3英寸的长方盒子，面板上有一列显示数字的小窗口，旋紧发条后才能转动， 用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。 这种机器开始只能够做6位加法和减法。然而，即使只做加法，也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时，棘爪便逐渐升高；一旦齿轮转到0，棘爪就“咔嚓”一声跌落下来，推动十位数的齿轮前进一档。
父亲的上司、法国财政大臣来到他家，观看帕斯卡表演“新式的计算机器”， 并且鼓励他投入生产，大力推广这种“人类有史以来第一台计算机”。不久，帕斯卡“加法器”在法国引起了轰动，机器展出时，人们成群结队前往卢森堡宫参观。就连大数学家笛卡尔听说后， 也乘回国探亲的机会，亲自上门观看。帕斯卡后来总共制造了50台同样的机器， 有的机器计算范围扩大到8 位，其中有两台，至今还保存在巴黎国立工艺博物馆里。
但在这之前所发明的机器都有一个不足――缺乏程序控制的功能。富含戏剧的是，工业社会首次大规模应用程序控制的机器不是计算机，而是纺织行业中的提花编织机，然而，它对计算机程序设计的思想产生过巨大的影响力。杰卡德提花机奏响了机器自动化的序曲，它的发明还引出了计算机史上一位惊世骇俗伟大人物，他就是英国剑桥大学科学家巴贝奇（C.Babbage）。巴贝奇对杰卡德提花机，特别是对穿孔卡片控制机器运转的天才设计十分神往，他甚至收藏着一幅用24000张卡片编织而成的杰卡德本人的肖像， 并梦想着用类似的方法设计一台计算机。
18世纪末，法国数学界调集大批数学家，组成了人工手算的流水线，经过长期艰苦奋斗，终于完成了17卷《数学用表》的编制，但是，手工计算出的数据出现了大量错误。这件事情强烈刺激了巴贝奇，20岁那年，他着手开始计算机的研制工作。巴贝奇在他的自传《一个哲学家的生命历程》里，写到了发生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在剑桥大学分析学会办公室里，神志恍惚地低头看着面前打开的一张对数表。一位会员走进屋来，瞧见我的样子，忙喊道：‘喂！你梦见什么啦？’我指着对数表回答说：‘我正在考虑这些表也许能用机器来计算！’”
巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。所谓“差分”的含义，是把函数表的复杂算式转化为差分运算，用简单的加法代替平方运算，快速编制不同函数的数学用表。
巴贝奇耗费了整整10年时间，于1822年完成了第一台差分机，可以处理3个不同的5位数， 计算精度达到6位小数，当即就演算出好几种函数表。由于当时工业技术水平极低，第一台差分机从设计绘图到机械零件加工，都由巴贝奇亲自动手实施。成功的喜悦激励着巴贝奇，他上书英国皇家学会，要求政府资助他建造第二台运算精度达20位的大型差分机。 英国政府同意为这台机器提供1.7万英镑的资助。巴贝奇自己也投资1.3万英镑巨款，弥补研制经费的不足。
第二台差分机约有25000个零件， 零件误差要求不超过每英寸千分之一，用蒸汽机驱动。巴贝奇把机器交给了英国最著名的机械工程师约瑟夫?克莱门特所属工厂制造，但工程进度十分缓慢。第二个10年过去后，全部零件只完成了一半。参加试验的同事们纷纷离去，巴贝奇独自苦苦支撑第三个10年，最后只得把图纸和部分零件送进博物馆保存。
巴贝奇一共绘制了21张大型差分机设计图纸。1991年，为了纪念巴贝奇200周年诞辰，英国肯圣顿（Kensington）科学博物馆根据这些图纸重新建造了一台差分机。复制过程中，只发现图纸存在着几处小的错误。复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作，不仅成功地造出了机器，而且可以正常运转。他们猜想，当年巴贝奇没能完成大型差分机研制，或许不完全是技术方面的问题。
而计算机被用于大规模数据处理刚是由美国人口普查局的统计学家霍列瑞斯（H.Hollerith）博士，他用穿孔卡完成了第一次大规模数据处理。
数字计算机首先来源于理论突破，是逻辑代数为开关电路设计奠定了的数学基础。
逻辑代数又称布尔代数，正是以它的创立者——英国数学家布尔（G.Boole）而命名。1815年生于伦敦的布尔家境贫寒，父亲是位鞋匠，无力供他读书。他的学问主要来自于自学。年仅12岁，布尔就掌握了拉丁文和希腊语，后来又自学了意大利语和法语。16岁开始任教以维持生活，从20岁起布尔对数学产生了浓厚兴趣，广泛涉猎著名数学家牛顿、拉普拉斯、拉格朗日等人的数学名著，并写下大量笔记。这些笔记中的思想，1847年被用于他的第一部著作《逻辑的数学分析》之中。
1854年，已经担任柯克大学教授的布尔再次出版《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》。以这两部著作，布尔建立了一门新的数学学科。
在布尔代数里，布尔构思出一个关于0和1的代数系统，用基础的逻辑符号系统描述物体和概念。这种代数不仅广泛用于概率和统计等领域，更重要的是，它为今后数字计算机开关电路设计提供了最重要数学方法。
布尔一生发表了50多篇科学论文、两部教科书和两卷数学逻辑著作。为了表彰他的成功，都柏林大学和牛津大学先后授予这位自学的成才的数学家荣誉学位，他还被推选为英国皇家学会会员。
1938年，美国数学家申龙（C. Shannon），第一次在布尔代数和继电器开关电路之间架起了桥梁。
1916年出生在美国密执安州的申龙，从小热爱机械和电器，表现出很强的动手能力。1936年毕业于密执安大学工程与数学系，工程与数学就成为他一生的兴趣所在。
在麻省理工大学攻读硕士期间，他选修了布尔代数，并且幸运地得到微分分析仪研制者布什博士的亲自指导。导师布什曾对他预言说，微分分析仪的模拟电路必定可以用符号逻辑替代。从布尔的理论和布什的实践里，申龙逐渐悟出了一个道理——前者正是后者最有效的数学工具。
1938年，年仅22岁的申龙在硕士论文的基础上，写就了一篇著名的论文《继电器和开关电路的分析》，被认为是通讯历史上最杰出的理论之一。由于布尔代数只有0和1两个值，恰好与二进制数对应，申龙把它运用于以脉冲方式处理信息的继电器开关，从理论到技术彻底改变了数字电路的设计方向。因此，这篇论文在现代数字计算机史上也具有划时代的意义。
1840年取得了博士学位，申龙在AT&T贝尔实验室里度过了硕果累累的15年。他用实验证实，完全可以采用继电器元件制造出能够实现布尔代数运算功能的计算机。1948年，申龙又发表了另一篇至今还在闪烁光芒的论文——《通信的数学基础》 ， 从而给自己赢来“信息论之父”的桂冠。1956年，他参与发起了达特默斯人工智能会议，成为这一新学科的开山鼻祖之一。他不仅率先把人工智能运用于电脑下棋方面，而且发明了一个能自动穿越迷宫的电子老鼠，以此证明计算机可以通过学习提高智能。
最后一台“史前”计算机叫 MarkⅠ，在计算机发展史上占据重要地位的电磁式计算机叫 MarkⅠ，它是电脑“史前史”里最后一台著名的计算机。
在先驱者行列中，MarkⅠ发明人、美国哈佛大学艾肯（H.Aiken）博士是大器晚成者。由于家庭贫困，他不得不以半工半读的方式艰难地读完职业高中，大学也是边工作边学习，才完成学业。毕业后，艾肯谋到了一份总工程师的工作。但36岁那年，他毅然辞去收入丰厚的职务，重新走进哈佛大学读博士。由于博士论文涉及到空间电荷的传导理论，需要求解非常复杂的非线性微分方程，艾肯很想发明一种机器代替人工求解的方法，帮助他解决数学难题。
三年后，艾肯是在图书馆里发现了巴贝奇和阿达的论文，以当时的科技水平，也许已经能够完成巴贝奇未竞的事业，造出通用计算机。为此，他写了一篇《自动计算机的设想》的建议书，提出要用机电方式，而不是用纯机械方法来构造新的“分析机”。
为了获得研制经费， 已在海军军械局任职的艾肯中尉，找到IBM公司沃森求助。沃森慷慨地提供了100万美元， 并且派来4名工程师协助。IBM公司也因此告别了制表机行业，正式跨进了计算机领域。
有IBM作坚强后盾， 计算机研制在哈佛大学里进行， 艾肯为它取名MarkⅠ， 又叫做“自动序列受控计算机”。1944年，经过四年的努力，MarkⅠ在哈佛大学正式启动。它的外壳用钢和玻璃制成，长约15米，高约2.4米，自重达31.5吨。它装备了3000多个继电器，共有15万个元件和长达800公里的电线，用穿孔纸带输入。这台机器每秒能进行3次运算，23位数加23位数的加法，仅需要0.3秒；而进行同样位数的乘法，则需要6秒多时间。
艾肯继续主持MarkⅡ、MarkⅢ等计算机的研制，但它们已经属于电子计算机的范畴。
1951年诞生的MarkⅢ，是第一台配备磁鼓存储器的计算机，虽然艾肯坚持程序和数据必须分别存储在不同的磁鼓里。MarkⅢ也是第一台被杂志公开发表的计算机，右图为《时代》周刊刊载的MarkⅢ外貌特征油画，该画现保存在哈佛大学。
有趣的是， 为Mark系列计算机编写程序的， 也是一位女数学家，名叫格雷斯?霍波（G. Hopper） 。数学博士出身的霍波，1944年加入到哈佛大学计算机研究行列，她说：“我成了世界上第一台大型计算机MarkⅠ的第三名程序员。”MarkⅠ完工后，由于艾肯忙于机型改进设计，运行工作主要由霍波负责。
1946年，霍波博士在发生故障MarkⅡ计算机里找到了一只飞蛾，这只小虫被夹扁在继电器的触点里，影响了机器运作。于是，霍波把它小心地保存在工作笔记里，并恢谐地把程序故障统称为“臭虫”（bug），这一奇怪的称呼，后来成为计算机领域的专业术语。
艾肯与霍波等人研制出了电磁式计算机，他们曾联名发表文章说，MarkⅠ计算机能自动实现人们预先选定的系列运算，甚至可以求解微分方程。他们终于实现了巴贝奇分析机的夙愿，但是，这种机器从它投入运行的那一刻开始就已经过时，因为人类社会已经跨进了电子时代。
近代史
电子管的发明使计算机进入了电子计算机。从弗莱明发明第一只电子管到公认的第一台电脑ENIAC问世，历经了近50年。事实上，这一时期早就有人试制过真正的电子计算机。
1973年10月19日， 美国一家地方法院经过135次开庭，当众宣布一项判决书：“莫契利和埃克特没有发明第一台计算机，只是利用了阿坦那索夫发明中的构思。”理由是阿坦那索夫早在 1941年，就把他对电子计算机的初步设想告诉过ENIAC的发明人。
阿坦那索夫（J. Atanasoft）是衣阿华大学数学物理教授，保加利亚裔的美国博士。与艾肯博士相似，为指导研究生作毕业论文，他也遇到求解微分方程的难题，并设想把计算尺改造成大型的计算装置。在1935年到1937年间，阿坦那索夫冷静地分析了他接触过的机械式、电磁式计算机，反复比较了各种方案。1939年隆冬的一个晚上，阿坦那索夫心情沮丧，计算机设计遇到了难关，始终无法解决，他只好驱车驶上高速公路兜风。开着汽车一连跑了几百英里，阿坦那索夫把车停靠伊里诺斯州路旁小店前，要了两杯饮料，独自坐了下来。
阿坦那索夫后来回忆说：“我想或许喝了两杯饮料，思维变得活跃起来，使我长期困惑不解的难题，一下子迎刃而解了。”逻辑电路、二进制码、记忆元件……，计算机的结构一一构思成熟。更重要的是，他打算采用电子管作为开关元件。
由于他对电子技术不太熟悉， 于是从电子工程系物色到一位应届毕业生贝瑞 （C.Berry），在物理楼地下室里建立了“车间”。阿坦那索夫和贝瑞计划制造的电子计算机，将可以解出有30个未知数的方程， 可他们只申请到600美元的经费，仅能够造一个部件。直到 1939年10月，他们才装配出一台试验样机。
在试验样机基础上， 他们下一步打算研制的机器叫“ABC”，即“阿坦那索夫—贝瑞—计算机”三单词的英文字头，用300多个电子管组装。1941年年底，ABC主要部件已经定型，只有穿孔卡设备有待最后完成。由于美国正式参加反法西斯战争，贝瑞离开学校前往一家军事工程公司工作， 这台机器原定的目标没有实现。
ABC计算机存放在衣阿华大学物理楼的储存室里，1946年被人拆散，唯一只留下了存储器部件，逐渐被人遗忘。衣阿花大学没有为ABC申请专利， 给电子计算机的发明权问题带来了旷日持久的法律纠纷。美国地方法院的裁定也不无道理，因为ENIAC的发明者莫契利确实到衣阿华大学参观过ABC电子计算机，从阿坦那索夫天才的思想里受益匪浅。
电脑创世记
举世公认的第一台电子计算机ENIAC， 诞生在战火纷飞的二次世界大战，它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。 鲜为人知的是，阿贝丁试炮场研制电子计算机的最初设想，出自于“控制论之父”维 纳（L.Wiener）教授的一封信。早在一次世界大战期间，维纳就曾来过阿贝丁试炮场。当时弹道实验室负责人、著名数学家韦伯伦（O.Veblen）请他为高射炮编制射程表。在这里， 他不仅萌生了控制论的思想，而且第一次看到了高速计算机的必要性。
多年来，维纳与模拟计算机发明人布什一直在麻省理工学院共事，结下深厚的友谊。 1940年，在给布什的信中，维纳写道，现代计算机应该是数字式，由电子元件构成，采用二进制，并在内部储存数据。维纳提出的这些原则，为电子计算机指引了正确的方向。
1943年，二次世界大战关键时期，战争需要像一只有力的巨手，给电脑的诞生铺平了道路。由于阿贝丁试炮场再次承担美国陆军新式火炮的试验任务，陆军军械部派青年军官戈德斯坦（H. Glodstine）中尉，从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集来一批研究人员，帮助计算弹道表。 戈德斯坦本人就是数学家， 战前在密歇根大学任数学助理教授。他从陆军抽调了100 多名姑娘作辅助性人工计算，不仅效率低还经常出错。莫尔学院的两位青年学者——36岁 副教授莫契利（J. Mauchiy）和24岁的工程师埃克特（P.Eckert），向戈德斯坦提交了一 份研制电子计算机的设计方案——“高速电子管计算装置的使用”，他们建议用电子管为 主要元件，制造一台前所未有的计算机，把弹道计算的效率提高成百上千倍。
4月9日，陆军军械部召集会议审议这份报告。会议即将结束时，身为军械部科学顾问 的韦伯伦教授一言九鼎，他猛然站起身，“砰”地一声推开身后的椅子，对阿贝丁试炮场 负责人大声说：“西蒙，给戈德斯坦这笔经费！”说完这句话，立即转身向大门外走去， 戏剧性地决定了第一台电子计算机的命运。 军方与莫尔学院签订的协议是提供14万美元的研制经费，但后来合同被修订了12次， 经费一直追加到了48万，大约相当于现在1000多万美元。
莫尔学院研制小组是一个朝气蓬勃的跨学科攻关小组，在科技史上留下了敢冒风险、 敢于取胜的美名。小组成员包括物理学家、数学家和工程师30余名。其中，戈德斯坦在科 研组织方面表现出杰出的才干，负责协调项目进展。发挥主要作用的是莫契利和埃克特， 及一位名叫勃克斯（A. Burks）的工程师。莫契利是总设计师，主持机器的总体设计； 埃克特是总工程师，负责解决复杂而困难的工程技术问题；勃克斯则作为逻辑学家，为计算机设计乘法器等大型逻辑元件。
然而， 为支援战争赶制的机器没能在战争期间完成，直到1946年2月14日，恰逢当年“情人节”，世界上第一台电子计算机才研制成功。 这台机器的名字叫“ENIAC”（埃历阿克），即“电子数值 积分和计算机” 的英文缩写。它采用穿孔卡输入输出数据，每分钟可以输入125张卡片， 输出100张卡片。
在ENIAC内部，总共安装了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000多 只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个；在机器表面，则布满电表、电线和 指示灯。 机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，总重量达 到30吨。这台机器还不够完善，比如，它的耗电量超过174千瓦；电子管平均每隔7分钟就 要被烧坏一只，埃克特必须不停更换。
尽管如此， ENIAC的运算速度达到每秒钟5000次加法，可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法， 其运算速度超出Mark Ⅰ至少1000倍。一条炮弹的轨迹，20秒钟就能被它算完，比炮弹本身的飞行速度还要快。 ENIAC标志着电子计算机的创世，人类社会从此大步迈进了电脑时代的门槛。
电脑语言的历程
电脑语言也叫程序语言（Program Lauguage），是人与电脑交流和沟通的工具。
早期电脑都直接采用机器语言，即用“0”和“1”为指令代码来编写程序，难写难读，编程效率极低。为了方便编程，随即出现了汇编语言，虽然提高了效率，但仍然不够直观简便。从1954年起，电脑界逐步开发了一批“高级语言”，采用英文词汇、符号和数字，遵照一定的规则来编写程序。高级语言诞生后，软件业得到突飞猛进的发展。
1953年12月， IBM公司程序师约翰?巴科斯（J. Backus） 写了一份备忘录，建议为IBM704设计一种全新的程序设计语言。巴科斯曾在“选择顺序控制计算机”（SSEC）上工作过3年， 深深体会到编写程序的困难性。他说：“每个人都看到程序设计有多昂贵，租借机器要花去好几百万，而程序设计的费用却只会多不会少。”
巴科斯的目标是设计一种用于科学计算的“公式翻译语言”（FORmula TRANslator）。他带领一个13人小组，包括有经验的程序员和刚从学校毕业的青年人，在IBM704电脑上设计出编译器软件， 于1954年完成了第一个电脑高级语言——FORTRAN语言。1957年，西屋电气公司幸运地成为FORTRAN的第一个商业用户， 巴科斯给了他们一套存储着语言编译器的穿孔卡片。 以后，不同版本的FORTRAN纷纷面世，1966年，美国统一了它的标准，称为FORTRAN 66语言。 40多年过去，FORTRAN仍然是科学计算选用的语言之一，巴科斯因此摘取了1977年度“图林奖”。
FORTRAN广泛运用的时候， 还没有一种可以用于商业计算的语言。美国国防部注意到这种情况， 1959年5月，五角大楼委托格雷斯?霍波博士领导一个委员会，开始设计面向商业的通用语言（Common Business Oriented Langauge） ，即COBOL语言。COBOL最重要的特征是语法与英文很接近， 可以让不懂电脑的人也能看懂程序；编译器只需做少许修改，就能运行于任何类型的电脑。委员会一个成员害怕这种语言的命运不会太长久， 特地为它制作了一个小小的墓碑。然而，COBOL语言却幸存下来。1963年，美国国家标准局将它进行了标准化。用COBOL写作的软件，要比其他语言多得多。
1958年，一个国际商业和学术计算机科学家组成的委员会在瑞士苏黎世开会，探讨如何改进FORTRAN，并且设计一种标准化的电脑语言，巴科斯也参加了这个委员会。1960年，该委员会在1958年设计基础上，定义了一种新的语言版本——国际代数语言ALGOL 60，首次引进了局部变量和递归的概念。 ALGOL语言没有被广泛运用，但它演变为其他程序语言的概念基础。
60年代中期， 美国达特默斯学院约翰?凯梅尼 （J. Kemeny） 和托马斯?卡茨（T.Kurtz）认为，象FORTRAN那样的语言都是为专业人员设计，而他们希望能为无经验的人提供一种简单的语言，特别希望那些非计算机专业的学生也能通过这种语言学会使用电脑。于是， 他们在简化FORTRAN的基础上， 研制出一种 “初学者通用符号指令代码”（Beginners All purpose Symbolic Intruction Code），简称BASIC。由于BASIC语言易学易用， 它很快就成为最流行的电脑语言之一，几乎所有小型电脑和个人电脑都在使用它。经过不断改进后，它一直沿用至今，出现了象QBASIC、VB等新一代BASIC版本。
1967年，麻省理工学院人工智能实验室希摩尔?帕伯特（S.Papert），为孩子设计出一种叫LOGO的电脑语言。帕伯特曾与著名瑞士心理学家皮亚杰一起学习，他发明的LOGO最初是个绘图程序，能控制一个“海龟”图标，在屏幕上描绘爬行路径的轨迹，从而完成各种图形的绘制。帕伯特希望孩子不要机械地记忆事实，强调创造性的探索。他说：“人们总喜欢讲学习，但是，你可以看到，学校的多数课程是记忆一些数据和科学事实，却很少着眼于真正意义上的学习与思考。 ” 他用LOGO语言启发孩子们学会学习，在马萨诸塞州列克星敦，一些孩子用LOGO语言设计出了真正的程序，使LOGO成为一种热门的电脑教学语言。
1971年，瑞士联邦技术学院尼克劳斯?沃尔斯（N. Wirth）教授发明了另一种简单明晰的电脑语言，这就是以帕斯卡的名字命名的PASCAL语言。PASCAL语言语法严谨，层次分明，程序易写，具有很强的可读性，是第一个结构化的编程语言。它一出世就受到广泛欢迎，迅速地从欧洲传到美国。沃尔斯一生还写作了大量有关程序设计、算法和数据结构的著作，因此，他获得了1984年度“图林奖”。
1983年度的 “图林奖” 则授予了AT&T贝尔实验室的两位科学家邓尼斯?里奇 （D.Ritchie）和他的协作者肯?汤姆森（K. Thompson），以表彰他们共同发明著名的电脑语言C。C语言现在是当今软件工程师最宠爱的语言之一。
里奇最初的贡献是开发了UNIX操作系统软件。他说，这里有一个小故事：他们答应为贝尔实验室开发一个字处理软件， 要求购买一台小型电脑PDP-11/20，从而争取到10万美元经费。可是当机器购回来后，他俩却把它用来编写UNIX系统软件。UNIX很快有了大量追随者，特别是在工程师和科学家中间引起巨大反响，推动了工作站电脑和网络的成长。1970年， 作为UNIX的一项“副产品”，里奇和汤姆森合作完成了C语言的开发，这是因为研制C语言的初衷是为了用它编写UNIX。这种语言结合了汇编语言和高级语言的优点，大受程序设计师的亲睐。
1983年， 贝尔实验室另一研究人员比加尼?斯楚士舒普 （B.Stroustrup），把C语言扩展成一种面向对象的程序设计语言C 。如今，数以百万计的程序员用它来编写各种数据处理、实时控制、系统仿真和网络通讯等软件。斯楚士舒普说：“过去所有的编程语言对网络编程实在太慢，所以我开发C ，以便快速实现自己的想法，也容易写出更好的软件。”1995年，《BYTE》杂志将他列入“计算机工业20个最有影响力的人”的行列。
晶体管革命
1997年，《时代》周刊记者在评选年度风云人物的文章里写道：“新泽西州，50年前的这个星期，1947年12月23日一个细雨朦朦的星期二午后，当贝尔实验室两位科学家用一些金箔、一些半导体材料和一个弯曲的别针来展示他们的新发现时，数字化革命诞生了。
同事们怀着好奇和羡慕，看着他俩演示这个被命名为晶体管的能使电流放大并能控制电流开关的东西。”
两位科学家是布拉顿（W. Brattain）和巴丁（J.Bardeen）。在晶体管发明过程中起到最关键作用的还有另外一位科学家，他的名字叫肖克利（W.Shockley）。
毕业于麻省理工学院的博士生肖克利，1936年来到AT&T贝尔实验室工作，与布拉顿合作研究项目。工作之余，他们常在一起讨论技术，希望能用研制一种取代电子管的新器件。
二战结束后，巴丁也加入了肖克利研究小组，把目光集中在具有半导体特性的晶体。肖克利提出了研究框架，巴丁熟知固体物理学理论，布拉顿最擅长实验操作， 三位科学家珠联璧合。1947年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁已经用实验证明，只要两根金属丝在半导体上的接触点距离小于0.4毫米， 就可能引起放大效果。布拉顿以精湛的实验技艺，在三角形金箔上划了一道细痕，恰到好处地将顶角一分为二。他们以弯曲的别针做导线，使金箔压进了一块半导体晶体表面。
电流表的指示清晰地显示出，他们已经得到了一个有放大作用的新电子器件。布拉顿在笔记本上写道： “电压增益100，功率增益40……。”肖克利闻声而至，作为见证者，他在这本笔记上郑重地签了名。这种器件被他们命名为“晶体管”。
1948年，美国专利局批准晶体管发明专利。然而，专利证书只列着布拉顿和巴丁。肖克利毫不气馁，在同伴成功的激励下继续研究，在一年之后发明了一种“结型晶体管”，成为现代晶体管的始祖，有人恢谐地叫它“肖克利坚持管”。不久，各种型号的晶体管纷纷涌现，不仅能替代电子管整流、检波和放大，而且比电子管体积小、寿命长、不发热、耗电省。为此，肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖。
贝尔实验室支持肖克利小组发明晶体管，最初目的是为了改进电话继电器。因此，晶体管的第一个商业应用，是用它来改装新型继电器。接着1954年，第一台晶体管手提式收音机问世，50年代后期风靡一时。
1948年7月1日， 美国《纽约时报》曾用8个句子的篇幅，简短地公布贝尔实验室发明晶体管的消息。 它就像8颗重磅炸弹，在电脑领域引来一场晶体管革命，电子计算机从此将大步跨进了第二代的门槛。
1955年， 贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机TRADIC， 装有800只晶体管，仅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。图25-6照片里，左蹲者为项目研究人员费尔科（J.Felker），他正用插件板为TRADIC输入指令；右立者是另一研究人员哈瑞斯（J.Harris），正拨动开关进行操作。1997年，TRADIC项目成员莫瑞?欧文（M.Irvine）还因此获得美国计算机历史博物馆斯蒂比兹先驱人物奖。
第二代电脑与磁盘机
晶体管先声夺人， 闯进了电子管计算机的传统领域。IBM公司小沃森满腔热情策划了该公司电脑换代的重大举措。他向各地IBM工厂和实验室发出指令：“从1956年10月1日起，我们将不再设计使用电子管的机器，所有的计算机和打卡机都要实现晶体管化。”
三年后， IBM公司在它的电脑产品700系列后加上了一个0，全面推出晶体管化的7000系列电脑。 以晶体管为主要器件的IBM7090型电脑，换下了诞生不过一年的IBM709电子管计算机，从1960年到1964年一直统治着科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表，被永远载入电脑的史册里。
小沃森迅速把IBM的事业扩展到美国西海岸， 他下令在加利福里亚圣何塞附近新建实验室和工厂，委派自己信任的工程师雷诺?约翰逊（R. Johnson）前往主理。中学教师出身的约翰逊是自学成才的发明家，过去曾研制出一种能自动判分的阅卷机，在学校里广泛使用至今。1957年，他为IBM公司开发出新型电脑RAMAC（会计和控制随机存取计算机），其最大特点是配置了世界上第一个硬磁盘。
约翰逊将磁性材料碾磨成粉末，使其均匀扩散到24英寸铝圆盘表面。他把50张这样的磁盘安装在一起， 构成一台前所未有的超级存储装置——硬盘，容量大约500万字节，造价超过100万美元。 硬盘机安装了类似于电唱机那种机械臂，可以沿磁盘表面来回移动，随机搜索和存储信息。 硬磁盘处理数据的速度，比过去常用磁带机快200倍。约翰逊因此被誉为“硬盘之父” ，他一直担任IBM研究实验室和其他部门的主管，帮助硅谷成为世界磁盘工业的中心。他在教育技术、通讯技术、磁性材料等领域获得90余项专利，直到1998年才离开人世。
在约翰逊领导IBM工程师研制硬盘过程中，一位名叫艾伦?舒加特（A.Shugart）青年工程师发挥了关键作用。 舒加特为IBM工作了十多年，1969年，他离开“蓝色巨人”，建立舒加特合伙人公司。 1971年，他率先研制出世界上第一片以塑料材质为基础的5英寸软磁盘。
1973年， IBM公司首次提出“温彻斯特技术”：在硬盘高速旋转的过程中，磁头与磁盘表面形成一层极薄的气泡间隙， 能在100微秒内读写数据。用这种技术制造的硬盘，即我们今天各种电脑仍在使用的温式硬盘机。
1974年，舒加特首次创办的公司倒闭，在朋友资助下，他开了一家酒吧艰难度日。五年之后， 舒加特重返电脑行业， 在著名的硅谷腹地，与过去的几个同事共同创建了希捷（Seagate） 技术公司，专门为个人电脑研制高性能的磁盘。1980年，希捷公司研制出第一台5英寸温式硬盘，容量达5～10MB。舒加特领导的这家公司，目前已是资产数十亿、员工10余万人的世界著名硬盘生产厂商。
小型机时代
麻省理工学院杰?弗雷斯特博士在研制“旋风”计算机同时，还四处寻找所谓“全才工程师”。在400名青年工程师里，肯?奥尔森（K.Olsen）脱颖而出，成就了一番大事业。
奥尔森成长于麻省理工学院浓厚的学术氛围中。1956年，他还在林肯实验室攻读硕士学位，就与其他人一起研制出全晶体管计算机TX-0。
奥尔森那年31岁，一心想把类似于林肯实验室TX-0那样的电脑推向社会。他从工商管理方面的教科书中， “抄”回了一个“经营方案”，在风险投资家多利奥特那里争取到7万元创业资本。1957年8月，奥尔森的公司——“数字设备公司”（英文缩写DEC）在一家纺织厂破烂不堪的厂房里挂牌，只有3名员工，主要生产一种测试存储器的设备。
一年后， 奥尔森等人悄悄开始了研制电脑的历程。1959年，DEC公司第一台电脑装配完成，基本套用TX-0型电脑的线路设计，实现了晶体管器件高速运算性能。多利奥特坚持这机器不能叫计算机， 奥尔森只好改名“程序数据处理机”，简称PDP-1。它的主机就象一台冰箱，配置了圆形屏幕的显示器，成为第一台“有面孔”的计算机。
PDP-1电脑共卖出50多台，它使DEC在第5个年头就创造了650万美元的销售额。1965年，DEC公司不失时机地生产了一种价格最低、功能最强大的PDP-8型集成电路计算机，被新闻传媒称作“迷你机”（Mini）即“小型机”。这种机器，长61厘米，宽48厘米，高26厘米，可以放在一张稍大的桌上，售价也只有25000美元，被公认为第一台标准小型机。
成千上万家企业、 学校和科研部门转而购买小型电脑。到本世纪60年代末，DEC公司依托小型机正式崛起， 并带动约70多家电脑公司研制和生产。整个七十年代，DEC公司集中力量开发PDP-11和VAX-11/780两大系列小型机。 小型机大规模地普及，DEC公司的销售额以平均年增36％的速度高速增长。至1981年，这家公司在整个电脑行业已经仅次于IBM，在小型机行业则独占鳌头。
PDP系列计算机开发成功重大的意义在于： 小型化把电脑从专业机构的象牙塔中解放出来， 直接交给广大非专业电脑人员使用，发动了一次解放生产力的革命。1987年，DEC公司年收入超过100亿美元， 员工达到12万， 到达了辉煌的顶峰， 奥尔森也因此被誉为“小型机之父”。
“小型机时代” 还发生过一件竞争的趣事：1968年4月，PDP-8小型机4位主要设计人员出走， 紧靠DEC租下一间美容院旧房，要与奥尔森竞争。他们创办的公司名叫通用数据公司，英文缩写DGC，与DEC只差一个字。1969年，DGC公司也推出了一个小型机系列Nova，即“新星”。与PDP系列相比，Nova的结构更加紧凑， 第一年就卖出200台。至1979年，DGC公司销售了7万台Nova小型机，跻身美国最大500家企业的最后一名。
同时的发明：集成电路
1954年，成就了“本世纪最伟大发明”的晶体管之父肖克利，离开贝尔实验室返回故乡寻求发展，他的故乡恰好就在现在的硅谷。
在硅谷嘹望山， 肖克利宣布成立半导体实验室。 1956年， 以罗伯特?诺依斯 （N.Noyce）为首的8位年轻的科学家从美国东部陆续加盟肖克利的实验室。他们的年龄都在30岁以下，学有所成，有获得双博士学位者，有来自大公司的工程师，有著名大学的研究员和教授，都处在创造能力的巅峰。
肖克利是天才科学家，却缺乏经营能力，对管理一窍不通。特曼评论说：“肖克利在才华横溢的年轻人眼里是非常有吸引力的人物，但他们又很难跟他共事。”1957年，在诺依斯带领下， 8位青年一起“叛逃”，决心自行创办公司，这就是电脑史中八个天才“叛逆”的趣闻。肖克利实验室最后因经营不善，被另一公司收买。
1957年10月，地处美国东部的仙童照相器材和设备公司，为“八叛逆”投资了3500美元种子资金， 组建起一家以诺依斯为首的仙童（Fairchild）半导体公司，仍在嘹望山租下一间小屋，着手制造一种双扩散基型晶体管，以便用硅来取代传统的锗材料。在诺依斯精心运筹下， “仙童”的业务逐渐有了较大发展，员工增加到100多人。同时，一整套制造晶体管的平面处理技术也日趋成熟，成功地制造出金属氧化物半导体（MOS）等器件。
半导体平面处理技术为“仙童”们打开了一扇奇妙的大门，他们突然看到了一个极有希望的前景：用这种方法完全可以在硅芯片上集成几百个，乃至成千上万个晶体管。1959年1月23日，诺依斯在日记里详细地记录了这一闪光的设想。
几乎在同一时期，美国南部达拉斯市，德克萨斯仪器公司（TI）的青年研究人员基尔比（J. kilby）也想到了类似的技术创意。基尔比在伊利诺斯大学和威斯康星大学所学专业都是电子工程学，他从英国科学家达默的思想里获得了启发。达默早在1952年就指出，由半导体构成的晶体管，可以把它们组装在一块平板上而去掉之间的连线。根据这种想法，基尔比在笔记本上画出了设计草图。
基尔比那年35岁，刚到TI公司工作不久。趁公司其他人员休假的时机，他独自实验这种“微模组件”，成功地把晶体管、电阻和电容等集成在微小的平板上，用热焊方式把元件以极细的导线互连，在不超过4平方毫米的面积上，大约集成了20余个元件。1959年2月6日， 基尔比向美国专利局申报专利，这种由半导体元件构成的微型固体组合件，从此被命名为“集成电路”（IC）。
从那以后，基尔比一直供职于德州仪器公司，担任技术主管等职务，直到1970年才退出， 成为德州A&M大学教授。他一生共获得60余项发明专利，但最大的贡献，莫过于首次发明集成电路。
当基尔比发明集成电路的消息传到硅谷，仙童半导体公司当即召集会议商议对策。诺依斯提出：可以用平面处理技术来实现集成电路的大批量生产，仙童公司开始奋起疾追。1959年7月30日，他们采用先进的平面处理技术研制出集成电路，也申请到一项发明专利。
1966年，基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予美国科技人员最渴望获得的巴兰丁奖章。基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”，而诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年，美国联邦法院最后从法律上承认了集成电路是一项“同时的发明”。
在基尔比和诺依斯发明集成电路不久后的1961年，德州仪器公司仅用不到9个月时间，研制出第一台用集成电路组装的计算机，标志着电脑从此进入它的第三代历史。该机共有587块集成电路，重不过300克，体积不到100立方厘米，功率只有16瓦。
到了1964年，仙童公司“八叛逆”之一的摩尔（G. Moore）博士，以三页纸的短小篇幅，发表了一个奇特的理论。摩尔天才地预言说道，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔的这个预言，因集成电路芯片后来的发展曲线得以证实，并在较长时期保持着有效性，被人誉为“摩尔定律”。至此而后，集成电路迅速把电脑推上高速成长的快车道。
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