腦的概述及發展歷程。電腦是計算機的，俗稱是一種具有數字計算、邏輯計算、信息存儲等多種功能的現代電子機器，能夠根據其所配備的程序運行、快速處理大量的數據常見的計算。

俗教機類型包括超級計算機工業控制計、掌握算機、網絡計算機、個人計算機、嵌入式計算機、生物計算機、光子計算機、量子計算機等，和所有為人類所用的工具一樣?；蜣k電腦也經過了漫長的進化過程從低、專院級走向高級計算機的誕生可以追溯至1889年。

這一年美國的科學家赫爾曼·何樂禮(Herman Hollerith1860.2.29~1929.11.17)發明了打孔卡制表機。這種機器依托于電力能夠儲存計算資料，事實上打孔卡制表機的問世是為了應對美國自1890年開始的人口普查，但它的出現卻不光改變了美國的人口普查流程，也讓人們對于信息處理有了不同的認識與做法，使人們可以更加快速準確的收集和統計信息，大大提升了該領域的工作效率。

人類科技發展的漫長畫卷中，電子計算機的出現無疑是最為璀璨的一筆。而世界上第一臺電子計算機的誕生，更是具有劃時代的意義。

世界上第一臺電子計算機名為“ENIAC”（Electronic Numerical Integrator And Computer），于 1946 年在美國賓夕法尼亞大學正式誕生。這一偉大的發明是眾多科學家智慧和努力的結晶。

那么，這臺具有開創性意義的電子計算機最初有什么用途呢？

在當時，ENIAC 主要被用于軍事領域。第二次世界大戰期間，復雜的軍事計算需求急劇增長，如炮彈彈道的計算、密碼的破譯等。傳統的計算方式已經無法滿足戰爭的高效需求，而 ENIAC 的出現改變了這一局面。它以驚人的速度和準確性處理著海量的數據，為軍事決策提供了有力的支持。

具體來說，ENIAC 可以快速計算出各種武器的彈道軌跡，幫助軍隊更精準地打擊目標。它還能在密碼破譯方面發揮重要作用，通過強大的計算能力破解敵方的加密信息，獲取關鍵情報。

除了軍事用途，ENIAC 也為科學研究帶來了新的機遇。在物理學、天文學等領域，它幫助科學家們處理復雜的數據和模型，推動了這些學科的發展。例如，在核物理研究中，ENIAC 可以計算核反應的過程和結果，為核能的利用提供理論基礎。

ENIAC 的誕生不僅僅是一臺機器的出現，它更像是一道照亮科技未來的曙光。

它開啟了計算機時代的大門，為后續計算機技術的飛速發展奠定了基礎。隨著技術的不斷進步，電子計算機的體積逐漸減小，性能卻大幅提升，其用途也日益廣泛。

在現代社會，電子計算機已經滲透到我們生活的方方面面。從工作中的辦公軟件到日常生活中的娛樂設備，從科學研究到金融交易，計算機無處不在。我們可以通過計算機進行遠程辦公、在線學習、網上購物、影視娛樂等各種活動。

在科學領域，超級計算機更是被用于氣候模擬、基因測序、宇宙探索等前沿研究，為人類探索未知世界提供了強大的工具。

回顧世界上第一臺電子計算機的誕生和其最初的用途，我們感慨于科技的力量和人類的智慧。從戰爭中的軍事利器到推動科學進步的重要工具，再到如今影響我們生活的方方面面，電子計算機的發展歷程令人驚嘆。

在未來，計算機技術必將繼續演進和創新，為人類帶來更多的驚喜和變革。我們可以期待更加智能、高效、便捷的計算機產品和應用的出現，它們將進一步改變我們的生活和社會。讓我們共同期待并見證計算機科技的美好未來，繼續挖掘電子計算機的無限潛力。

算機系統分為硬件系統和軟件系統，二者相輔相成。本書講述x86匯編語言是眾多計算機編程語言中的一種，屬于計算機軟件系統。匯編語言是計算機發明后除了機器語言之外的第一種編程語言，其他計算機編程語言都是在其基礎上發展而來。我們學習匯編語言也就是從計算機編程的最底層開始學起了。

那么何謂計算機編程語言呢？計算機編程語言與人類語言相似，人類語言用于人與人之間的信息交互。計算機編程語言用于人與計算機之間的信息交互。人類通過使用邏輯嚴謹的計算機編程語言編寫計算機程序，控制和操作計算機的運行，實現某種特定的功能。我們把編寫計算機程序的人稱為程序員，這也是諸位讀者學習本書內容的目的了。

既然計算機程序是計算機運行的控制指令，當我們在編寫計算機程序時必然是各種計算機硬件控制指令的集合。這些指令是由計算機的“大腦”CPU廠商提供的。我們學習和熟練使用這些指令的前提是熟悉和了解計算機各個硬件組成的工作原理和控制方法。接下來就讓我們從了解計算機開始吧。

1.1節 計算機發展史

本節內容：了解計算機的發展歷史。

■古代計數方法：數手指、結繩計數、算籌、算盤。

■近代機械式計算機：帕斯卡、萊布尼茨、查爾斯·巴貝奇。

■現代電子計算機：德福雷斯特發明了電子管，1924年IBM成立，霍德華·艾肯發明的馬克1號，“埃尼阿克”第一臺通用計算機，圖靈發明了圖靈機。

■電子計算機的四個發展階段：電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路。

1.1.1 了解計算機的過去現在和未來

計算機是我們人類文明發展的結晶。當今的世界處處充滿了計算機構建的數字網絡，我們身處其中。在我們正式開始學習之旅前，我們先了解一下計算機的過去、現在和未來。計算機顧名思義，主要的作用是用來計算，而計算是從數數開始的。首先，我們來看一下古人是如何進行計數的。

■機械式計算機之前，古人的四種計數方法：

●數手指。

是否還記得，我們在幼兒時是從數手指開始學習數學知識的。我們人類有10根手指，并且使用手指來計數，通常是從一開始數的，一二三四五六七八九十。十進制自然就成為我們最熟悉，也最常用的進制形式。有一個問題，數手指這種方法如何來表示超過10的數呢？比如11、102、1003 ……？此時，我們就會發現數手指的方法是有弊端的。畢竟我們人類只有十根手指。假設真的有外星人存在，且并不像我們人類一樣有10根手指，大概率不會采用十進制計數的方法了。接下來我們看第二種計數方法。

●結繩計數

圖1-1 四種計數方法

結繩計數是用繩子打成各種不同形狀的結，來表示對應的數字。如圖1-1所示結繩計數，上面一行繩結表示一到十，下面一行繩結表示十、二十、三十、千、百、萬。不同的繩結組合后可以表示任意數字。接著我們來看第三種計數方法。

●算籌

什么是算籌呢？籌就是小數棒的意思，算籌就是用來計數的小數棒。

如圖1-1所示算籌，小數棒有兩種擺放的方法，我們可以橫著放也可以豎著放。分別來表示0到9 十個符號。

祖沖之就是利用算籌這種形式來計算圓周率的。注意，此時已經有了0的概念了。0的出現標志著我們人類一個巨大的進步。在我們數手指或者結繩計數的時代并沒有0的概念。到了公元400-500年之間，中國才有了0的概念，而且也有了符號的概念。符號就是將手指、繩結、小樹棒抽象化為方便讀寫的計數符號。

科普一下，我們現在日常使用的阿拉伯數字是由印度人發明，在宋代由阿拉伯人傳入中國的。接下來我們再看第四種計數方法算盤。

●算盤

算盤最早是由東漢末數學家徐岳發明的，可以看作是早期的計算機。可以進行計數，也可以用來進行十六進制或十進制加減乘除算術運算。如圖1-1所示算盤，算盤上面有兩個珠子，下面有5個珠子。算盤是如何進行計算的呢？其實非常簡單，我們只需要去記住加法口訣表和乘法口訣表就可以進行加減乘除計算。加減乘除算術運算其實本質就是查數查表。

總結

手指、結繩、算籌和算盤都是使用具體的實物來計數，當我們將這些實物抽象為可書寫的符號時，我們就可以很方便地進行加減乘除算術運算。我們將在第二章學習數據的表示方法和算術運算，第三章學習邏輯運算。

■機械式計算機：

●1642年，法國數學家帕斯卡19歲時發明了人類有史以來第一臺機械式計算機——帕斯卡加法器。帕斯卡加法器是由齒輪組成，以發條為動力，通過轉動齒輪來實現加減運算，用連桿實現進位的計算裝置。Pascal編程語言的命名就是為了紀念這位杰出的數學家。

●1674年德國的大數學家萊布尼茨在帕斯卡基礎上，發明了可以連續重復計算加減法的步進計算器，這也是現代計算機做乘除法采用的辦法，加減乘除四則運算一應俱全。據說是參考了中國的陰陽八卦二進制原理。步進計算器如圖1-2所示。

●1822年英國數學家、發明家Charles Babbage（查爾斯·巴貝奇）發明第一臺差分機，它可以處理3個不同的5位數，計算精度達到6位小數。后來巴貝奇又設計了更復雜的分析機，采用的一些計算機思想，如輸入輸出、數據存儲等延用至今。他設計出來的輸入輸出、數據存儲的概念機太超前了。由于當時制造工藝不夠成熟，沒有建造成功。但是，這種“自動計算機”的概念是一個跨時代的概念，預示現代計算機的誕生。差分機和分析機如圖1-3、1-4所示。

1.1.2 電子計算機

■1906年，美國的德福雷斯特發明了電子管，為電子計算機的發明奠定了基礎。其控制速度要比艾肯發明的繼電器快成千上萬倍。

■1924年，IBM—— 一個有劃時代意義的公司成立了。

■1936年，美國青年霍德華·艾肯發明的馬克1號機械/電動方式計算機在哈佛大學正式運行。繼電器接通電路表示“1”，繼電器斷開則表示“0”。馬克1號被稱為最后一臺“史前”計算機。

■1946年2月14日，“埃尼阿克”（ENIAC，譯成中文是“電子數字積分計算機”）是世界上第一臺通用計算機，第二臺電子計算機。“埃尼阿克”誕生于美國賓夕法尼亞大學。但是在1973年，美國聯邦地方法院注銷了ENIAC的專利，并得出結論：ENIAC的發明者從阿塔納索夫那里繼承了電子數字計算機的主要構件思想。因此，1937年設計，1942年成功測試的“ABC”被認定為世界上第一臺電子計算機。

■1939年，英國數學家圖靈發明了圖靈機。圖靈被稱為計算機科學之父，人工智能之父。人工智能的定義為：如果第三者無法分辨，是機器給出的答案，還是人類給出的答案，就可以認為機器具有智能。

1942年，圖靈實現了第一個人機對抗的國際象棋程序。

1997 年5 月11 日，IBM 的國際象棋電腦“深藍”在一次正式比賽中打敗了世界冠軍加里·卡斯帕羅夫?！吧钏{”可以實現每秒兩億步的計算。當時， 這是國際象棋電腦能實現的最快計算速度。此后，人工智能便廣為流傳。

提示

我們會在下一階段C語言的課程中編寫一個人機對抗的撲克牌游戲。完成項目之后，就可以明白此類人工智能程序的實現方法了。

1.1.3 電子計算機發展的四個階段

■第一代電子管計算機（1946~1958）

特點： 操作指令是為特定任務而編制的，每種機器有各自不同的機器語言，功能受到限制，速度也慢。另一個明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲存數據。

■第二代晶體管計算機 （1958-1963）

特點： 晶體管代替了體積龐大電子管，使用磁芯存儲器。體積小、速度快、功耗低、性能更穩定。還有現代計算機的一些部件：打印機、磁帶、磁盤、內存、操作系統等。在這一時期出現了更高級的COBOL和FORTRAN等編程語言，使計算機編程更容易。新的職業(程序員、分析員和計算機系統專家)和整個軟件產業由此誕生。

■第三代集成電路計算機 （1964-1971）

以中小規模集成電路，來構成計算機的主要功能部件。主存儲器采用半導體存儲器。運算速度可達每秒幾十萬次至幾百萬次基本運算。在軟件方面，操作系統日趨完善。

■第四代大規模集成電路計算機 （1971-至今）

從1970年以后采用大規模集成電路（LSI）和超大規模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機，重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。

表1-1 電子計算機發展階段

從表1-1中，我們可以清晰的看到，電子計算機的發展分為硬件和軟件兩個部分。隨著計算機硬件的發展，更高性能的計算機不斷快速的迭代更新。與之相應，計算機軟件也在快速迭代，并且計算機應用已經滲入到我們整個人類社會的各個領域。

■未來計算機

基于集成電路的計算機短期內還不會退出歷史舞臺。一些新的計算機正在躍躍欲試地登上歷史舞臺。這些計算機有：超導計算機、納米計算機、光學計算機、DNA計算機和量子計算機等。目前最寄予厚望的當屬量子計算機了。有興趣的讀者可以查閱相關資料，此處不再贅述。

總結

計算機最初的功能就是用來進行算術邏輯運算。隨著計算機性能的快速發展，以及計算機軟件的發展，計算機應用的領域也越來越廣泛。程序員這種職業也在這個過程中逐步壯大。

圖1-5、1-6、1-7、1-8分別為第一代至第四代計算機。

本文摘自編程達人系列教材《X86匯編語言基礎教程》