20世纪是人类科技取得巨大飞跃的100年，人类的生活方式因为科技的发展发生了巨大的改变。在众多影响人们生活的发明中，计算机无疑是最重要的发明之一，它被广泛应用于各种领域，代替人类工作，给人们带来了极大的便利。在计算机真正诞生之前，人们又是通过什么样的方式进行大量的程序运算呢？

现在被公认的“计算机之父”是20世纪的美籍匈牙利科学家冯·诺依曼，他完善了现代计算机的设计模型，提出用二进制代替十进制作为计算机的数制基础，将程序放在储存其中，认为所有的程序应该按照顺序执行，为后来现代数字计算机的发展奠定了基础。而实际上，关于计算机概念的提出要比冯·诺依曼早很多。

图：冯·诺依曼

关于“现代计算机”概念的提出，最早要追溯到1834年。在英国有个发明家叫做查尔斯·巴贝奇，他在1822年他用机械装置完成了第一台用于数字计算的差分机，运算精度达到了小数点后六位。后来他继续潜心研究，在1834年提出了更为先进的“分析机”概念，在分析机的设计中，就已经有了现代计算机的基本结构。可惜因为当时的制作工艺水平不够，分析机的设计没有最终成型。

图：差分机复原图

1936年，经过了第二次工业革命，人类已经进入了“电气时代”，这时候有个叫艾伦·图灵的年轻人提出了一种区别于机械设计的全新计算模型理论，叫做“图灵机”，具体的内容就是证明了通用计算机的理论，适用于多场景的通用计算机是可以实现的，给出了现代计算机实现的理论基础。很多人认为图灵是计算机的发明者，其实准确的说他是“现代计算机科学之父”，提出了现在现代计算机实现的可能性。

图：艾伦·图灵

到了1937年，实体计算机才有了更新的发展，美国的约翰·温森特·阿塔纳索夫教授和克里夫特·贝瑞设计了一台用于求解线性方程组的计算机，以设计者的名字命名，叫做阿塔纳索夫-贝瑞计算机，简称ABC机，于1942年成功进行了测试。这是第一台电子数字计算机，但是这台机器不能编程，而且不能储存。

图：ABC机

紧接着二战爆发，大批科学家开始被召集起来做军事科技研发。1942年，为了进行弹道研究，进行更快更准确的得到计算结果，以莫西利和埃克特为首的研制小组，在军方的支持下开始研发可以重复编程并且适用于多种场景的通用计算机。经过四年研发时间，终于在1946年2月14日年正式诞生，这台计算机被命名为ENIAC计算机。

ENIAC体积非常庞大，长30.48米，高2.4米，宽6米，造价达48万美元，但是它的运算速度确实非常快，大大提高了计算效率。不过ENIAC除了体积大耗电多不方便维修外，还有一个非常大的问题，它没有储存装置。

图：ENIAC计算机部分

1945年，曾参与过ENIAC研发的冯·诺依曼和他的研发小组在经过一系列的讨论后，发表了一个全新的带有存储装置的计算机设计方案——EDVAC。

这套方案中，用二进制代替了ENIAC的十进制，明确了EDVAC的五个组成部分：处理器、控制器、储存器、输入和输出装置。这套体系结构一直被沿用至今，所以现在的计算机也被称为冯·诺依曼结构计算机，这就是为什么他被称为“计算机之父”的原因。

EDVAC仍然被交给莫西利和埃克特的团队，冯·诺依曼作为顾问参与其中。这台计算机在1949年8月交付给弹道研究所，仍然是从事军事研究，虽然它的体积依然庞大，但已经比ENIAC小了1/4。后续这台计算机也经过了一系列的升级，一直使用到1961年才被取代。

图：冯·诺依曼和EDVAC计算机

最后我们来总结一下：

1822年，查尔斯·巴贝奇用机械结构制造出了第一台能够自动计算函数的差分机。

1834年他又设计了更为高级的分析机，虽然没有制作成功，但是已经具有了计算机的基本理论结构。

1936年，艾伦·图灵提出了“图灵机”模型，证明了现代通用计算机实现的可能性。

1937年，美国的约翰·温森特·阿塔纳索夫和克里夫特·贝瑞设计了ABC机，1942年完成。用于求解线性方程组，这是世界第一台电子数字计算机，但是不能编程不能储存。

1942年，莫西利和埃克特为首的研制小组开始研发ENIAC计算机，于1946年完成，可进行重复编程，这是第一台通用计算机。

1945年，冯·诺依曼发表了名为EDVAC的全新计算机设计方案，奠定了现代计算机的结构基础，于1949年交付。