计算机是我们日常生活办公最熟悉不过的工具，计算机的发明带来了全球范围内的社会变革，是全球工业史中一颗闪耀的明珠。而计算机经历了怎样的发展以及未来的计算机会是什么样子的？这将是本文探讨的重点话题。

计算机的发展大致经历四次较为重大的迭代。每一次迭代都在其算力和效率产生了显著的变化。

计算机的理论基石

一切的开始要从公元四世纪一则由古希腊麦加拉派哲学家欧布里德（Eubulides）提出的著名的说谎者悖论：：一个人说“我在说谎”，那么他说的这句话是真的还是假的？关于这个问题大部分会认为毫无意义，但在1928年德国数学家大卫·希尔伯特（David Hilbert）和威廉·阿克曼（Wilhelm Ackermann）提出的判定问题论（Entscheidungsproblem/decision problem）中，他们仍在思考通过一个限定的范围，找到一个完备的系统去判定命题真假的通用算法。虽然最后被否定了。但是在1936年，一位来自英国的年轻数学家艾伦·图灵（Alan Turing）建立了更有趣、更形象的模型来阐述“输出与结果”的关系，数学家阿隆佐·邱奇将它取名为——图灵机。从图灵开始，计算机有了真正坚实的理论基础，如今的所有通用计算机都可以说是图灵机的一种实现。

第一代计算机的诞生

1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台通用计算机 “ ENIAC ”。发明人是美国人莫克利（JohnW.Mauchly）和艾克特（J.PresperEckert）。他的主要功能是为美国国防部进行弹道计算。ENIAC以电子管作为元器件，所以又被称为电子管计算机，用了18000个电子管 ，占地170平方米，重达30吨，耗电功率约150千瓦，每秒钟可进行5000次运算，这样的算力在当时却是破天荒的。但是电子管元件有许多明显的缺点。例如，在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。

第二代计算机

第二代计算机诞生于1954年，由美国贝尔实验室研制成功，取名为“催迪克”（TRADIC）。相比第一代计算机，它的尺寸较小、重量较轻、效率较高，它的组成材料主要是由晶体管逻辑元件，及快速磁芯存储器，计算机速度从每秒几千次提高到几十万次，主存储器的存贮量，从几千提高到10万以上。这代计算机的主要功能是用来进行工业生产和事务处理的，所以，第二代计算机更偏向随机存储器和程序设计语言，它的可靠性和运算速度得到了大幅度提升。国外第二代电子计算机的生存期大约是1957-1964年。其软件开始使用面向过程的程序设计语言，如fortran、algol等。而中国第一台晶体管计算机于1967年制成，运算速度为每秒五万次。

第三代计算机

1958年德州仪器的工程师Jack Kilby发明了集成电路(IC)，为第三代计算机的研制奠定了硬件基础。第三代计算机即第三代集成电路计算机 1964年开始出现，60年代末大量生产。中国于1970年研制成第一台集成电路计算机。第三代计算机的硬件和软件都产生了质的飞跃。它的硬件采取中、小规模集成电路制成；主存储器逐渐向半导体存储器转变，使计算机体积变小，大大降低了计算机计算中的功耗；软件方面则出现了操作系统以及规模化和结构化的程序计算方法。这代计算机广泛使用小型计算机，相比第一代和第二代的外观有了很大改善，并开始与通信设备结合而发展成为多机多网计算机。第三代计算机的应用领域进入文字、图形和图像处理区域，它的处理速度更快、可靠性相比前两代更高，而且成本也更低。

第四代计算机

第四代计算机一般泛指从1970年以后采用大规模集成电路和超大规模集成电路为主要电子器件制成的微处理器和计算机。ILLIAC-IV计算机，是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机的发展已到了第四代。第四代计算机的硬件主要源于1967年和1977年分别出现的大规模（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。例如80386微处理器，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。

未来第五代计算机构想

进入21世纪，计算机技术快速发展，计算机的性能不断提高，同时人工智能、云计算、大数据等领域的发展，也为计算机带来了新的应用和挑战。由于目前的计算机无能从算力还是功能都能满足于各行各业的要求，那么，未来的计算机是什么样子的呢？能够拥有什么功能呢？还能更轻便智能化吗？都给人们留下了无限的遐想空间，也为背后的开发研究者留下了疑难。