马克2号(马克2)

马克2号的战斗力真不是盖的。#电影

钢铁侠的头盔会不会夹头发？这个问题或许只有托尼·斯塔克本人知道。就在刚才，托尼看到恶势力在伤害无辜平民，他决定化身为钢铁巨人，独自前往制止。

当平民正遭受恐怖分子的枪击时，钢铁侠从天而降，霸气登场，歹徒试图抓人威胁，但被托尼精准锁定，大胡子男躲在角落里发抖，准备打电话通风报信。然而，一只铁手突然打穿墙壁，将他拖出交给村民，似乎是完美退场。不过，托尼很快就遭到敌军坦克的重击，摔落在地上，他愤怒地爬出废墟。

眼看炮弹又要袭来，钢铁侠不慌不忙地转身，发射一道激光将导弹摧毁。返程途中，钢铁侠被军方误认为是不明飞行物，他们搜索了所有已知资料库，也没有找到匹配的。于是，他们联系了武器开发部的罗德上校。罗德上校也很困惑，打电话询问托尼，猜测飞行物可能是他的某种新科技，然而他们的对话没有得出任何结论。两架战斗机乘胜追击，托尼试图超音速摆脱，但被战机锁定，导弹即将袭来。钢铁侠决定发射干扰弹。

不明飞行物似乎不好对付，军方开始对他疯狂射击，托尼展开翅膀减慢速度，瞬间从雷达图像消失。眼看形势不妙，钢铁侠向罗德上校承认自己就是不明飞行物。此时，飞行员发现他正趴在飞机底部，吓得战机来了个360度旋转，导致钢铁侠被甩飞出去，又意外撞毁一侧机翼。情急之下，飞行员瞬间弹射而出。

然而，降落伞多次无法开启，眼看就要吃袭。钢铁侠不顾自身安危，向下俯冲，帮他成功开启降落伞。结束后，罗德召开发布会，对外宣称昨天的事故只是一场演习，并无人员伤亡。

马克2号的战斗力真不是盖的。#电影

钢铁侠的头盔会不会夹头发？这个问题或许只有托尼·斯塔克本人知道。就在刚才，托尼看到恶势力在伤害无辜平民，他决定化身为钢铁巨人，独自前往制止。

当平民正遭受恐怖分子的枪击时，钢铁侠从天而降，霸气登场，歹徒试图抓人威胁，但被托尼精准锁定，大胡子男躲在角落里发抖，准备打电话通风报信。然而，一只铁手突然打穿墙壁，将他拖出交给村民，似乎是完美退场。不过，托尼很快就遭到敌军坦克的重击，摔落在地上，他愤怒地爬出废墟。

眼看炮弹又要袭来，钢铁侠不慌不忙地转身，发射一道激光将导弹摧毁。返程途中，钢铁侠被军方误认为是不明飞行物，他们搜索了所有已知资料库，也没有找到匹配的。于是，他们联系了武器开发部的罗德上校。罗德上校也很困惑，打电话询问托尼，猜测飞行物可能是他的某种新科技，然而他们的对话没有得出任何结论。两架战斗机乘胜追击，托尼试图超音速摆脱，但被战机锁定，导弹即将袭来。钢铁侠决定发射干扰弹。

不明飞行物似乎不好对付，军方开始对他疯狂射击，托尼展开翅膀减慢速度，瞬间从雷达图像消失。眼看形势不妙，钢铁侠向罗德上校承认自己就是不明飞行物。此时，飞行员发现他正趴在飞机底部，吓得战机来了个360度旋转，导致钢铁侠被甩飞出去，又意外撞毁一侧机翼。情急之下，飞行员瞬间弹射而出。

然而，降落伞多次无法开启，眼看就要吃袭。钢铁侠不顾自身安危，向下俯冲，帮他成功开启降落伞。结束后，罗德召开发布会，对外宣称昨天的事故只是一场演习，并无人员伤亡。

孩子们的编程课-学习笔记-计算机近代史

视频中的设备：继电器->真空管->晶体管

20世纪的发展要求更强的计算能力，房间大小的计算机发展到柜子大小。

哈佛mark1号，IBM 1944年做的

继电器，机械继电器一秒最多50次开关

继电器出bug

1904年，热电子管出现，第一个真空管，改进后变成和继电器一样的功能

巨人1号 计算机在英国 布莱切利园 首次大规模使用真空管，但是编程麻烦，还需要配置

1946年，宾夕法尼亚大学的ENIAC是一个通用可编程计算机

1947年，贝尔实验室做出了晶体管，晶体管有诸多好处，IBM很快全面转向晶体管

硅谷典故：很多晶体管和半导体的开发都是在这里的做的，而生产半导体最常见的材料是硅

肖克利半导体->仙童半导体->英特尔

上期视频我与大家分享了计算机早期发展历史，而到了上个世纪中后期，发生了一系列重大的变化，那就是计算设备由早期的打孔制表机 发展成为 编程的 机械继电器，后来机械结构 的继电器 转变为纯电路结构 的真空管 ，之后 又转换成为了晶体管，

这些计算设备的内部计数方式，也有了改变，由制表机的10进制运算 ，转变为真空管的 2进制的运算。

20世纪初，当时早期计算设备都针对特定用途，比如制表机大大推进了政府和企业，这些机器 帮助、甚至代替了人工。当时的工业时代，人类社会的规模，在以前所 未有的速度增长，20世纪上半叶，世界，人口几乎翻倍，一战参与7千万人，二战1亿多人，全球贸易和运输更加频繁，工程和科学的复杂度也达到新的高度，人们甚至开始考虑登月行动，工程和科学的复杂度增高，导致数据量暴增，人们需要更多自动化，更强的计算能力，柜子大小的打卡制表机，变成房间大小的可编程计算机。

这些机器为未来创新打下基础，维护费用高，而且容易出错。

世界上第一台全自动可编程计算机“哈佛马克一号”，IBM在1944年完成建造，给二战同盟国建造的，哈佛马克一号，是最大机电计算机之一，霍珀为(Harvard Mark-Ⅰ)编写程序，它有76万5千个组件，300万个连接点和500英里长的导线，为了保持内部机械装置同步，它有一个50英尺的传动轴，由一个5马力的电机驱动，

这台机器最早的用途之一，是给“曼哈顿计划”（利用核裂变反应来研制原子弹的计划），

这台机器核心，就是“机械继电器”。

机械继电器计算机“哈佛马克一号”：与之前的制表机的区别是，其内部计数方式由10进制转变为2进制的过程。

在了解什么是二进制之前，想一下十进制！

我们一般人有十个手指头，十个脚趾 头，我们可以从0数到9，记账用的是十进制，我们知道个十百千万这些数量级。

但是生活中也并不全都是十进制的计数方式，比如时间：60秒是一分钟，60分钟是一个小时，24小时是一 天，一年一般是365天。我们生活的世界很多刻度与进制都是人为规定的。

二进制也是人为规定的。如果用十进制来表达数字，那么每一个位上只能出现0到9这10个数字，二进制也同样的，如果用二进制来表达数字，那么每一个位上只能出现0或者1这两个数，这和十进制没什么不同，与10进制不同的是，某个位上能用的数字少一些而已10进制是0-9，二进制是0-1。而且二进制运算 有专门数学分支 “布尔代数”来帮助运算。

计算机中也有两种状态，——电路有电连通与断开这两种状态。简单来说：就是电路中有无电流通过，如果有电流通过，就可以代表二进制中的1，没有电流通过就可以代表二进制中的0。

在控制二进制的位数，就可以进行数据的运算。这种二进制计算方式特别适合计算机。（具体二进制会在以后的课程详细解答）

继电器：是用 电 控制机械的开关，继电器里，有根“控制线路”，控制电路是开还是关

控制线路 连着一个线圈，当电流流过线圈，线圈产生电磁场，吸引金属臂，从而闭合电路。

你可以把继电器，想象成水龙头，把控制线路，想成水龙头把手，当打开水龙头的时候，水会从水龙头流出来，关闭水龙头，水就没有了。

继电器是一样的，只不过控制的是电，而不是水。

这个控制器电路可以连接到其他电路，比如马达，让马达计数齿轮+1，

就像 机械制表机一样。

第一：运算速度慢

内部的机械臂是机械的，因此无法快速开关。

1940年，一个好的继电器1秒能翻转50次，看起来好像很快，但还不够快，不足以解决复杂的大问题。

哈佛马克1号的性能

哈佛马克1号，1秒能做3次加法或减法运算，乘法要花6秒，除法要花费15秒，更复杂的操作，比如三角函数，可能要花一分钟以上

第二：继电器齿轮磨损

任何会动的机械都会随着时间磨损，有些部件会完全损坏，有些则是变黏，变慢，变的不可靠。

并且随着继电器数量增加，故障概率也会增加，哈佛马克1号大约有3500个继电器，假设继电器使用寿命是10年，也意味着平均每天都得换一个故障的继电器，这是一个很严重的问题，因为有些重要的运算要运行好几天，而且还有更多其他问题要考虑，

这些巨大，黑色，温暖的机器，会吸引昆虫，1947年9月，哈佛马克2型操作员，从故障继电器中，拔出一只死虫

计算机软件工程第一夫人，Cobol语言之母，耶...

简介：格蕾丝·霍珀（Grace Hopper）

格蕾丝·霍珀（Grace Hopper） 她说：“从那时起，每当电脑出现了问题，我们就说它出了bug（虫子）”这就是计算机专业术语Bug的来源，清理bug时间很麻烦的事，因为计算机内部空间很小，需要小孩子进到计算机里面去清理bug，记忆当中比尔盖茨，小时候的零花钱多数都是清理bug赚来的，而且数量还不少，主要原因是他的母亲是IBM的高管。

显然，如果想进一步提高计算能力，需要靠更快，更可靠的东西，来替代继电器，幸运的是，替代品已经存在了。

1904年，英国物理学家“约翰·安布罗斯·弗莱明”开发了一种新的电子组件，叫“热电子管”把两个电极装在一个真空密封的玻璃灯泡里，这是世界上第一个真空管，其中一个电极可以加热，从而发射电子，这叫“热电子发射”另一个电极会吸引电子，形成“电龙头”的电流，但只有带正电才行，如果带负电荷或中性电荷，电子就没办法被吸引，越过真空区域，因此没有电流，电流只能单向流动的电子部件叫“二极管”，但是我们需要的是，一个能开关电流的东西。

简单来说：就是电路中有无电流通过，如果有电流通过，那么电路中的灯泡就会亮起，这种状态就是 1 ，反之，如果电路中无电流通过，那么电路中的灯泡就不会亮起来，那么这就是 0 状态。

幸运的是，不久之后，在1906年，美国发明家“李·德福雷斯特”他在“弗莱明”设计的两个电极之间，加入了第三个“控制”电极，向“控制”电极施加正电负荷，它会允许电子流动，如果施加负电荷，它会阻止电子流动。

因此通过控制线路，可以断开或闭合电路，和继电器的功能一样，但重要的是，真空管内没有会动的组件，没有了机械的磨损，更重要的是，每秒可以开闭数千次，因此这些“三极真空管”成为了无线电，长途电话，以及其他电子设备的基础，持续了接近半个世纪。

真空管不是完美的，它们有点脆弱，像灯泡一样，而且电压不稳的时候，会烧掉，但比起机械继电器是一次巨大进步。

起初，真空管非常昂贵，收音机一般只用一个，但是计算机可能需要上百，甚至上千个电气开关，

到了1940年代，它的成本和可靠性得到了改进，可以用在计算机里。至少有钱人负担的起，比如政府。这标志着计算机，从机电转向电子。

第一个大规模使用真空管的计算机是“巨人1号”，是由工程师“Tommy 汤米Flowers 花”设计，完工于1943年12月，巨人1号 在英国的“布莱切利园”，用于破解纳粹通信，无独有偶，阿兰·图灵他经常被称为“计算机科学之父”图灵也在“布莱切利园”做了台机电装置，叫“Bombe”这台机器的设计目的是“破解纳粹《英格码》通讯加密设备”！但是Bombe严格来说不算计算机，总之，巨人1号拥有1600个真空管，总共制造了10台巨人计算机，来帮助破解密码，巨人被认为是第一个可编程的电子计算机。

编程的方法，是把几百根电线插入插板，有点像老电话交换机，这是为了让计算机执行正确操作。虽然“可编程”，但还是要配置它，

电子数值积分计算机“ENIAC”（安妮亚克），在1946年，在“宾夕法尼亚大学”完成建造，设计者是john Mauchly（约翰·莫奇利） 和J.Presper Eckert（普斯珀·埃克特），这是世界上第一个真正的通用，可编程，电子计算机。ENIAC（安妮亚克）每秒可执行5000次十位数加减法，比之前的计算机快了很多倍，它运作了10年，根据估计，它完成的运算，比全人类加起来还要多，

因为真空管很多，所以故障很常见，ENIAC运行半天左右就会出现一次故障，

到1950年，真空管计算机都达到了极限，美国空军的AN/FSQ-7计算机于1955年完成，是“SAGE”防空计算机系统的一部分，为了降低成本和大小，同时提高可靠性和速度，人们需要一种新的电子开关。

1947年，贝尔实验室科学家，发明了晶体管，一个全新的计算机时代诞生了。晶体管的物理学相当复杂，牵扯到了量子力学。所以我们只说基础，晶体管，就像之前提过的“继电器”或“真空管”。

它是一个开关，可以通过控制线路来控制开或关，晶体管有两个电极，电极之间有一种材料隔开他们，这种材料有时候导电，有时候不导电，

这就叫半导体，控制线连接到一个“门”电极，通过改变“门”的电荷，我们可以控制半导体材料的导电性，来允许或者不允许导电，就像之前的水龙头一样。

贝尔实验室的第一个晶体管，就展示了巨大潜力。每秒可以开关10000次，而且比起玻璃制成，易碎的真空管，晶体管是固态的，晶体管可以远远小于继电器或真空管。

导致更小，更便宜的计算机，比如1957年发布的IBM 608，第一个完全用晶体管，而且普通消费者也可以买的到的计算机。它有3000个晶体管，每秒执行4500次加法，每秒能执行80次左右的乘除法。 IBM很快把所有产品都转向了晶体管，把晶体管计算机带入办公室，最终引入家庭。

如今，计算机里的晶体管小于50纳米，而一张纸厚度，大概10万纳米，晶体管不仅小，而且还超级快，每秒可以切换百万次，并且能工作几十年。

很多晶体管和半导体的开发在“圣克拉拉谷”，这个地方在加州，位于“旧金山”和“圣荷西”之间，而生产半导体最常见的材料是“硅”，所以这个地方呗称为硅谷。

William Shockley（威廉姆·肖克利）物理学家。因对半导体的研究和发现了晶体管效应，与巴丁和布拉顿分享了1956年度的诺贝尔物理学奖。

William Shockley都搬过去，创立了“肖克利半导体”里面的员工后来成立了“仙童半导体”，这里面的员工后来创立了英特尔，当今世界上最大的计算机芯片制造商。

在这期视频我分享了继电器计算机“哈佛mark1号”，bug和硅谷 这一专业计算机术语的由来，真空管的由来和晶体管计算机的由来。在下期，我会分享二进制与布尔代数，以及布尔代数的相关逻辑有哪些，二进制的计算机如何表示文字，字符集和编码的发展历史