作为学习计算机专业的学生,对于计算机行业的先驱们我们还是要有所了解,你们也可以通过网络对他们进行了解,只是过多的娱乐可能会让你们止步不前,我这里就给大家简单介绍一下,有兴趣的同学可以自己再去查找资料。
计算机之父——冯·诺伊曼
美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最新提出程序存储的思想,并成功将其运用在计算机的设计之中,冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机,从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。世界上第一台冯·诺依曼式计算机是1949年研制的EDSAC,由于他对现代计算机技术的突出贡献,因此冯·诺依曼又被称为“计算机之父”。
CUI:冯诺依曼体系机构
说到计算机的发展,就不能不提到德国科学家冯诺依曼。从20世纪初,物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以,那时以研制模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪30年代中期,德国科学家冯诺依曼大胆的提出,抛弃十进制,采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时,他还说预先编制计算程序,然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。
冯诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。
人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。
根据冯诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:
1、把需要的程序和数据送至计算机中。
2、必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
3、能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
4、能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
5、能够按照要求将处理结果输出给用户。
为了完成上述的功能,计算机必须具备五大基本组成部件,包括:输人数据和程序的输入设备,记忆程序和数据的存储器,完成数据加工处理的运算器,控制程序执行的控制器,输出处理结果的输出设备。
计算机发展的奠基人——阿兰·图灵
图灵(Turing)奖”是美国计算机协会(ACM,Association for Computer Machinery)干 1966年设立的,专门奖励那些对计算机科学研究与推动计算机技术发展有卓越贡献的杰出科学家。设立的初衷是因为计算机技术的飞速发展,尤其到20世纪60年代,其已成为一个独立的有影响的学科,信息产业亦逐步形成,但在这一产业中却一直没有一项类似“诺贝尔”、“普利策”等的奖项来促进该学科的进一步发展,为了弥补这一缺陷,于是“图灵”奖便应运而生,它被公认为计算机界的“诺贝尔”奖。不少人梦寐以求的国际计算机的最高奖项——图灵奖。
阿兰·图灵(Alan Turing),1912年6月23日出生于英国伦敦,他被认为成二十世纪最著名的数学家之一,谁也没有想到他的名字会和计算机产业挂钩。
20世纪的数学界正在热烈的讨论本世纪最伟大的科学发现之一 ——昆特.哥德尔的不完全性定理,在那以前,数学家们总认为,一个数学问题虽然要找到答案也许会很困难,但理论上总有一个确定的答案,一个数学命题,要么是真的,要么是假的。而哥德尔的不完全定理指出:在一个稍微复杂一点的的数学公理系统中,总存在那样的命题,我们既不能证明它是真的,也不能证明它是假的。数学家们大吃一惊,发现以往大家认为绝对严密的数学中,原来有令人如此不安的不确定性。每个逻辑学家都在苦苦思索,试图为陷入了危机的数学找到一条出路,这些逻辑学家包括当时在剑桥的贝特朗.罗素( Bertrand Russell ) 、阿尔弗雷德.怀特海(Alfred Whitehead)、路德维格.维特斯根坦 ( Ludwig Wittgenstein) 等著名的逻辑学家。这时的图灵正在剑桥求学,他也同样为此问题陷入了困境。
1936年,图灵作出了他一生最重要的科学贡献,他在其著名的论文《论可计算数在判定问题中的应用(On Computer numbers with an Application to the Entscheidungs -problem)》一文中,以布尔代数[i]为基础,将逻辑中的任意命题(即可用数学符号)用一种通用的机器来表示和完成,并能按照一定的规则推导出结论。这篇论文被誉为现代计算机原理开山之作,它描述了一种假想的可实现通用计算的机器,后人称之为“图灵机”。
这种假想的机器由一个控制器和一个两端无限长的工作带组成。工作带被划分成一个个大小相同的方格,方格内记载着给定字母表上的符号。控制器带有读写头并且能在工作带上按要求左右移动。随着控制器的移动,其上的读写头可读出方格上的符号,也能改写方格上的符号。这种机器能进行多种运算并可用于证明一些著名的定理。这是最早给出的通用计算机的模型。图灵还从理论上证明了这种假想机的可能性。尽管图灵机当时还只是一纸空文,但其思想奠定了整个现代计算机发展的理论基础。
1945年,图灵被调往英国国家物理研究所工作。他结合自己多年的理论研究和战时制造密码破译机的经验,起草了一份关于研制自动计算机器(ACE:Automatic Computer Engine )的报告,以期实现他曾提出的通用计算机的设计思想。通过长期研究和深入思考,图灵预言,总有一天计算机可通过编程获得能与人类竞争的智能。1950年10月,图灵发表了题为《 机器能思考吗?》的论文,在计算机科学界引起巨大震撼,为人工智能学的创立奠定了基础。同年,图灵花费4万英镑,用了约800个电子管的ACE样机研制成功,它的存储容量比爱尼亚克[ii]大了许多。在公开演示会上,被认为是当时世界上速度最快、功能最强的计算机之一。图灵还设计了著名的“模仿游戏试验”,后人称之为“图灵测试”。该实验把被提问的一个人和一台计算机分别隔离在两间屋子,让提问者用人和计算机都能接受的方式来进行问答测试。如果提问者分不清回答者是人还是机器,那就证明计算机已具备人的智能(1993年美国波士顿计算机博物馆举行的著名的“图灵测试” [iii]充分验证了图灵的预言)。
这让我想起前几年IBM公司研制的计算机“深蓝”与国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫进行的那场人机大战,最终以“深蓝”战胜卡斯帕罗夫而宣告结束,让我们不得不佩服图灵的天才预言。
现代计算机之父冯·诺依曼[iv]生前曾多次谦虚地说:如果不考虑巴贝奇[v]等人早先提出的有关思想,现代计算机的概念当属于阿兰·图灵。冯·诺依曼能把“计算机之父”的桂冠戴在比自己小10岁的图灵头上,足见图灵对计算机科学影响之巨大。
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