在1946年之前，计算机的概念和技术经历了一个漫长的演变过程。从最早的人工计算工具到19世纪的理论基础，再到20世纪初的机械计算机和电子计算机的雏形，每一阶段的创新都为计算机的发展奠定了基础。以下是笔者更为详细的扩展：
1. 古代计算工具：人类最早的计算手段
计算机的历史其实始于人类对数字和数量的需要，尤其是进行商业交易、天文观测、建筑设计等活动时。早期的计算工具有：
- 算盘：中国古代的算盘可追溯到公元前500年左右，它是一种手动的计数工具，帮助商人和官员在没有纸笔的情况下进行计算。算盘的设计和使用原理依赖于十进制数系统，显然在当时提供了一种非常高效的计算手段。
- 计数器：如古巴比伦的“加尔贝尔计数器”以及古埃及的“棍棒计数法”，这些工具帮助古代文化在管理贸易和天文数据时进行基础的算术运算。
- 埃及的“测量绳” ：用于计算土地的面积和几何形状，显示出计算和精确测量的需求。
这些工具虽然简单，却为后来的计算机器的设计和思想提供了基础。
2. 数学与自动化的思想萌芽
到了中世纪和文艺复兴时期，数学的发展为后来的计算机科学奠定了理论基础。这一时期的思想家们提出了一些重要的数学理论，尤其是代数、几何和逻辑，这些都为后来的计算机理论和技术发展奠定了基础。
- 欧几里得：欧几里得的《几何原本》通过严谨的证明方法和逻辑推理，影响了后来的数学和计算方法。尽管他并没有直接设计计算机，但其对数学和算法的重视无疑为计算机科学提供了根本性的思想支持。
- 笛卡尔：笛卡尔的坐标几何为后来的图形计算奠定了基础，尤其是坐标系的思想，对计算机图形学产生了深远的影响。
3. 17世纪：机械计算器的出现
17世纪是计算机技术发展的关键期，随着科学革命的到来，数学家们开始设计能够自动化进行算术运算的机器。
- 布莱兹·帕斯卡（Blaise Pascal）：帕斯卡于1642年发明了世界上第一台机械加法器——帕斯卡机。这是一种基于齿轮和轮轴的机械设备，能够执行简单的加法和减法运算。它的设计初衷是帮助其父亲——一名税务官员，简化复杂的计算工作。尽管它只能做加减法，但它在当时为计算提供了自动化解决方案，是计算机发展的一个重要里程碑。
- 戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz）：莱布尼茨设计了“莱布尼茨计算机”，有时被称为“莱布尼茨轮”。这种机器比帕斯卡机更为复杂，能够进行加法、减法、乘法和除法的运算。莱布尼茨还提出了二进制数系统（0和1的组合）这一基础概念，成为计算机科学中最重要的理论之一。尽管莱布尼茨计算机未完全实现，但它的设计思想对后来的机械计算机影响深远。
4. 19世纪：理论与机械计算机的结合
19世纪中期，英国数学家查尔斯·巴贝奇的工作被认为是计算机发展的最重要奠基石之一。巴贝奇不仅在机械计算方面有着巨大贡献，他还为现代计算机科学提供了重要的理论框架。
-
查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）：巴贝奇被誉为“计算机之父”。他设计了两台极具影响力的计算机：
-
差分机：巴贝奇于1822年设计的差分机，目的是用机械装置来自动计算数学表格，特别是多项式函数的数值计算。差分机使用了差分法（一种数值分析方法），通过齿轮和轮轴系统进行计算。虽然巴贝奇未能成功完成差分机，但这一设计展示了通过机械装置实现自动计算的可能性，并为后来的计算机发展奠定了基础。
-
分析机：巴贝奇的分析机比差分机更加先进，是现代计算机的雏形。它具备了多个核心特性：
- 程序控制：分析机能够根据预先编写的程序来执行不同的操作，标志着现代计算机程序控制思想的诞生。
- 存储功能：分析机使用穿孔卡片或类似的存储装置来存储数据，类似于现代计算机的内存。
- 输入输出系统：分析机配备了输入设备（如打孔卡片）和输出设备（如打印机），这些功能与现代计算机的外设非常相似。
尽管巴贝奇的分析机未能在他生前完成，但它的设计构思深刻影响了后来的计算机设计。
-
-
艾达·洛夫莱斯（Ada Lovelace）：艾达·洛夫莱斯是巴贝奇的朋友和合作者，她被认为是世界上第一位程序员。她理解巴贝奇分析机的潜力，并为其编写了第一个算法，用来计算伯努利数。洛夫莱斯还提出，计算机不仅能做数学运算，还可以用于其他领域，如音乐和艺术。这一前瞻性的观点为后来的计算机应用开辟了新的思路。
5. 20世纪初期：电子计算机的雏形与理论突破
进入20世纪后，随着电子技术的迅速发展，计算机的设计开始向电子化和自动化过渡。虽然机械计算机在理论和原型上取得了一定的进展，但它们的效率和计算速度始终受到机械装置的限制。此时，电子元件的使用为计算机带来了新的可能性。
- 哈佛-马克一号（Harvard Mark I） ：由霍华德·艾肯（Howard Aiken）和IBM合作开发的哈佛-马克一号，于1944年完成。这台大型电动机械计算机使用了继电器和电动机械装置，能够进行基本的加减乘除运算。尽管哈佛-马克一号并非完全的电子计算机，但它的设计和功能为电子计算机的出现做出了铺垫。
- 阿兰·图灵的图灵机：与此同时，英国数学家阿兰·图灵提出了“图灵机”这一计算模型。图灵机是一种理论上的自动计算设备，它通过简单的状态转移和符号读取规则来模拟计算过程。图灵机成为现代计算机理论的基石，定义了“可计算性”概念，并为后来的数字计算机设计提供了数学基础。
6. 总结：从机械计算机到电子计算机的跨越
1946年，电子计算机开始真正实现，从而进入计算机科学和技术的新时代。在这一时期，ENIAC（电子数值积分和计算机）和EDVAC（电子离散变量自动计算机）等计算机的问世，标志着计算机从机械时代过渡到电子时代，计算机的速度、容量和功能得到了大幅提升。随着电子技术和存储器件的快速发展，计算机逐渐进入到实用阶段，广泛应用于科学研究、军事、工业生产等领域。
虽然20世纪初期的计算机原型和模型仍存在许多局限性，但从巴贝奇、洛夫莱斯到图灵的理论基础、到哈佛-马克一号的硬件实现，计算机科学和技术的诞生早已开始成型，为未来的计算机发展铺平了道路。
