本节介绍第一台电子计算机及存储程序与自动控制原理，重点介绍二进制及计算机的组成原理 。
计算机是具有存储记忆能力的自动化设备 。世界上第一台电子计算机于1946年诞生于宾夕法尼亚大学，英文名叫ENIAC，主要用来计算火炮的轨迹 。这台计算机占地170平方米，拥有18800个电子管，每秒可做5000次加法运算或400多次乘法运算，传说ENIAC开机运行时，要消耗一个小镇所有住户几天的用电量 。

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ENIAC计算机
这台计算机是基于冯·诺依曼提出的存储程序与自动控制原理研制的，所以又称为“冯·诺依曼体系”结构计算机，时至今日我们仍然在用这种结构的计算机 。所以，冯·诺依曼又被尊称为“现代计算机之父” 。
冯·诺依曼是数学家，也是博弈论的开创者 。他提出的计算机原理主要有以下三点：一是计算机的程序和数据用二进制表示；二是程序和数据存储在内存中，计算机可以在程序的控制下自动执行；三是计算机由输入和输出设备、存储器、控制器、运算器等五个部件构成 。

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冯.诺依曼
第一台计算机产生后，计算机经历电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、超大规模集成电路时代等四代发展 。每个时代，计算机硬件技术与软件技术得不到很大提升，特别是计算机芯片的发展遵循“摩尔定律”，即：每18个月晶体管数量增加一倍、体积缩小一倍、成本缩减一倍 。因此，体积越来越小、存储量越来越大、性能越来越高、价格越来越低成为计算机发展的趋势 。事实上，现在我们手中的智能手机就是一台高性能计算机，其计算、存储能力比世界第一电子计算机不知要强多少倍！

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电子管

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电子管

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集成电路

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超大规模集成电路
计算机作为计算和数据处理的工具，从发明那天起主要用来解决现实中具体的问题 。计算机如何求解问题呢？第一步，是把现实的问题转化成为计算机世界的问题，即通过抽象等方法把具体问题符号化、数据化；第二步，用二进制把数据按一定格式存储起来；第三步，设计算法，并编写和执行程序完成对数据的自动化加工和处理；最后，得到要求的结果并输出 。所以，可以把计算机看成是一台完成数据输入、处理和输出的能自动执行程序的机器 。
计算机在时钟时序的控制之下，由控制器从存储器中获得程序指令，分析并执行指令以控制计算机各部件运行；运算器可从内存储器中获取数据并执行基本的逻辑或算术运算后把结果存储到内存储器中；最后根据需要把运算结果变成人们熟知的形式并在显示器等输出设备显示出来 。

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引自占德臣老师《大学计算机》
计算机的内部是一个二进制的世界，数据和程序都是以二进制形式保存 。让我们回顾一下熟知的十进制数，在一个十进制数中，任何一个“位”只能是0至9等十个数码之一，在做加法计算时，两个位的和超过10后，要向左“进位”，这叫“逢十进一”；在做减法运算时，当被减数小于减数时，要向左“借位”，称为“借一当十” 。一个十进制数中相邻两位的地位不同，用“位权”来表示，左边的位权是右边相邻位位权的10倍，个位指的是位权为1的位，十分位指的位权为10的位，百分位指的是位权为100的位，如十进制123三位数的位权分别为100、10、1，因此可以把123展开成以下多项式：

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