萬神之殿 這些曾經(jīng)的IT大佬你認(rèn)識(shí)多少
在19世紀(jì)和20世紀(jì)交匯的年代,是一個(gè)人類社會(huì)各方面均發(fā)生了翻天覆地變化的時(shí)代,我們也可以把這個(gè)時(shí)代稱之為黃金時(shí)代。在這幾十年中,電磁學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、文學(xué)以及各類藝術(shù)種類,都獲得了長足的進(jìn)步。而這些,也間接刺激了早已經(jīng)處于萌芽之中的計(jì)算機(jī)發(fā)展。
阿蘭.圖靈(Alan Turing)
Alan Turing 1912-1954
不管是在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域,還是在科學(xué)史中,圖靈的名字已經(jīng)被很多人熟知。1931年,這位剛剛進(jìn)入劍橋大學(xué)提出了一個(gè)大膽的設(shè)想:能否有這樣的一臺(tái)機(jī)器,可以通過某種一般的機(jī)械步驟,能夠一個(gè)接一個(gè)的解決所有的數(shù)學(xué)問題?
圖靈機(jī)的構(gòu)想
這就是有關(guān)圖靈機(jī)的最初幻想。其實(shí)圖靈機(jī)一直是一個(gè)只存在概念上的計(jì)算機(jī),圖靈幻想它就像一條永無邊際的穿孔紙帶,可以在一個(gè)存儲(chǔ)了特定程序的機(jī)器上來回運(yùn)算。
1936年,圖靈根據(jù)自己的設(shè)想,發(fā)表了在計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史上影響深遠(yuǎn)的論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用》,首次闡明了現(xiàn)代電腦原理,從理論上證明了現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)存在的可能性。
圖靈把人在計(jì)算時(shí)所做的工作分解成簡單的動(dòng)作,與人的計(jì)算類似,機(jī)器需要:(1)存儲(chǔ)器,用于貯存計(jì)算結(jié)果;(2)一種語言,表示運(yùn)算和數(shù)字;(3)掃描;(4)計(jì)算意向,即在計(jì)算過程中下一步打算做什么;(5)執(zhí)行下一步計(jì)算。具體到一步計(jì)算,則分成:(1)改變數(shù)字可符號;(2)掃描區(qū)改變,如往左進(jìn)位和往右添位等;(3)改變計(jì)算意向等。整個(gè)計(jì)算過程采用了二進(jìn)位制,這就是后來人們所稱的“圖靈機(jī)”。
克勞福德.香農(nóng)(Claude Elwood Shannon)
Claude Elwood Shannon 1916-2001
在介紹香農(nóng)之前,我想我們不能忘記另外一位偉大的數(shù)學(xué)家:布爾。這位首先用數(shù)學(xué)形式來表現(xiàn)邏輯關(guān)系并加以運(yùn)算的科學(xué)家,為現(xiàn)代電子工業(yè)創(chuàng)立了一門最基礎(chǔ)的學(xué)科《布爾代數(shù)》。
1938年,當(dāng)時(shí)還在麻省理工大學(xué)的香農(nóng)完成了自己的碩士畢業(yè)論文《繼電器和開關(guān)電路的符號分析》,在這篇論文中,香農(nóng)首次用布爾代數(shù)對開關(guān)電路進(jìn)行了相關(guān)的分析,并證明了可以通過繼電器電路來實(shí)現(xiàn)布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算,同時(shí)明確地給出了實(shí)現(xiàn)加,減,乘,除等運(yùn)算的電子電路的設(shè)計(jì)方法。
正是這篇論文,開創(chuàng)了開關(guān)電路理論。正是這篇論文,使得我們現(xiàn)在的大學(xué)中出現(xiàn)了一門嶄新的課程《數(shù)字電路》。由此,電子管電路、計(jì)算機(jī)控制、全自動(dòng)生產(chǎn)線等應(yīng)用開始逐漸走入工業(yè)領(lǐng)域。
1948年,香農(nóng)在《貝爾系統(tǒng)技術(shù)雜志》上連載發(fā)表了他影像深遠(yuǎn)的論文《通訊的數(shù)學(xué)原理》,并于次年在同一雜志上發(fā)表了自己的另一著名論文《噪聲下的通信》。在這兩篇論文中,香農(nóng)闡明了通信的基本問題,給出了通信系統(tǒng)的模型,提出了信息量的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并解決了信道容量、信源統(tǒng)計(jì)特性、信源編碼、信道編碼等一系列基本技術(shù)問題。
兩篇論文成為了信息論的奠基性著作,此時(shí)尚不足三十歲的香農(nóng)也成為了信息論的奠基人。
約翰.阿塔那索夫(John Vincent Atanasoff)
John Vincent Atanasoff 1903-1995
自從1895年弗萊明制造了第一只電子管之后,人類就開始飛速的邁入電子計(jì)算的領(lǐng)域。先是1912年弗雷斯特在帕洛阿托發(fā)現(xiàn)了電子管的放大作用,邁出了人類現(xiàn)代電子工業(yè)的第一步,然后則是CTR制表機(jī)公司在1924年正式更名IBM,全面進(jìn)入電子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。就在圖靈發(fā)表自己的論文的1936年,一位來自德國的工程師楚澤利用布爾代數(shù)的原理,制造了一臺(tái)采用二進(jìn)制運(yùn)算方式的可編程計(jì)算機(jī)。隨后,貝爾實(shí)驗(yàn)室也研制出了Model-K電磁式計(jì)算機(jī)。
但是,這個(gè)時(shí)候的電子計(jì)算機(jī)先驅(qū)們,仍然在一種無序的狀態(tài)中摸索著。
ABC計(jì)算機(jī)
1939年,時(shí)任美國衣阿華州立大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授的阿塔納索夫制造了后來舉世聞名的ABC計(jì)算機(jī)的第一臺(tái)樣機(jī),并提出了計(jì)算機(jī)的三條原則:
1.以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算,以保證精度;
2.利用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制,邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算,以保證計(jì)算速度;
3.采用把計(jì)算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存貯的功能相分離的結(jié)構(gòu)。
這就是著名的計(jì)算機(jī)三原則,正是這三條原則的確立,使得后世的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)擁有了最基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn),從而結(jié)束了之前百花齊放,而又毫無規(guī)律可循的局面。
諾伯特.維納(Norbert Wiener)
Norbert Wiener 1894-1964
在一般的計(jì)算機(jī)歷史上,維納出現(xiàn)的次數(shù)似乎并不是很多。這位控制論的創(chuàng)始人,曾經(jīng)是一名涉獵頗為廣泛的科學(xué)巨人。他所涉及的科學(xué)門類很多,包括哲學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)、甚至化學(xué)和醫(yī)學(xué)。
在劍橋大學(xué)和德國格丁根大學(xué)求學(xué)期間,維納先后受教于羅素、哈代、希爾伯特等科學(xué)巨匠。正是在這些科學(xué)巨匠的熏陶之下,維納開始了向數(shù)學(xué)領(lǐng)域的挺進(jìn)。1935年,已經(jīng)當(dāng)選美國數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)副會(huì)長的維納,來到了清華大學(xué)。在北京的一年時(shí)間,用維納自己的話來說,這是他從一名學(xué)者向著一位大師蛻變的分水嶺。
次年,維納受命回國,為美國軍方開發(fā)防空火力控制系統(tǒng)中的預(yù)測裝置。維納在設(shè)計(jì)中首次利用機(jī)器來探索模擬人腦運(yùn)算的過程,在前人阿塔那索夫計(jì)算機(jī)三原則的基礎(chǔ)上,維納在1940年發(fā)布了計(jì)算機(jī)五原則:不是模擬式,而是數(shù)字式;由電子元件構(gòu)成,盡量減少機(jī)械部件;采用二進(jìn)制,而不是十進(jìn)制;內(nèi)部存放計(jì)算表;在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存貯數(shù)據(jù)。
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