第一章 火种 蒸汽动力时代的梦想

我希望蒸汽动力够进行各数计算。

——19世纪明查尔斯·巴比杰

人计算机是刚刚的20世纪70年代中期问世的,它的源却追溯50年代的巨型电子“计算装置”,甚至早在19世纪的说中就提了“思考的”机器的说法。难机器真的够在程序的控制进行思考吗?一两世纪前的知识分子说,真是胆令人惊叹的设。

英国诗人拜伦雪莱非常关注科技术给人类生活带的变化。在一雨滂沱的夏日,他在瑞士谈论人造生命人造思维的问题,他,不“人工制造人体的器官,将它组装在一,并使具备生命的活力。”雪莱的夫人玛丽·雪莱根据他谈话的思路,在的著名说《弗兰肯斯坦》中塑造了一人造生命的怪物,向蒸汽代的读者展示了一惊动魄的寓言故。19世纪早期引了一机械化代,蒸汽机的明是机械动力的主标志。正是在候,蒸汽引擎首次装了轮子,了1825年,英国一条国营铁路投入运营。的蒸汽动力与的电原子具备的神奇力量的质是相同的。1833年,英国数兼文明查尔斯·巴比杰提了一胆的设,他利蒸汽动力进行数计算,他真的设计他声称够进行计算甚至够思考的机器,因此许人将他视实际生活中的弗兰肯斯坦博士。虽他的设计方案从未变实际的产品,但是巴比杰决不是入非非的空。在他1871年世前,一直凭借他那最先进的逻辑思数头脑,致力他所谓的“分析机”的研究。巴比杰试图机器使人从重复烦琐的脑力劳动中解放,就像的新型机器使人摆繁重的体力劳动一。

拜伦的女儿奥古斯坦·艾达是巴比杰的同赞助人,本人是位,又是业余数,经常撰文向受高等教育的人士英国贵族中的科技赞助人介绍巴比杰的科思。编写了许使巴比杰的分析机懂何解算数问题的指令。由从的些工,许人将艾达称世界的一位计算机程序员。国国防部根据在提计算机编程理论方面做的重贡献,20世纪80年代的名字命名了Ada编程语言。

由公众害怕玛丽·雪莱在的说《弗兰肯斯坦》中提的那神奇技术给人类带什不测,因此艾达认应该向说的读者说明巴比杰所说的分析机本身实际并有思维力。机器按照人的指令进行工。尽管此,分析机已经非常接近现代意义真正的计算机,“按照人的指令进行工”则与我今所谓的计算机编程的概念十分相似。

巴比杰设计的分析机实际是一台钢铜制的闪闪亮的庞物,它工巨的声响,且造价极其昂贵。数字存储在由齿轮组的寄存器中,数字的输入移位是通凸轮棘轮装置进行的。据说它最够存储1000数字,每数字最50位。内部存储力今的术语说称计算机的内存容量。按照现代标准,分析机的运行速度实在太慢了,它每秒钟进行加法运算的次数不一次,不它拥有的内存却比20世纪40年代50年代最早的实计算机,甚至比70年代初最早的微型计算机的内存。

虽巴比杰它的分析机设计了三非常详细的不同方案,但是他从有造的机器,有制造比较简单功更强的差分机。一世纪,人认他的机械制造技术无法制造机器需的千万精密零部件。了1991年,伦敦科博物馆负责计算机设备的馆长伦·斯韦特使巴比杰年的技术、工艺材料,功造了巴比杰设计的差分机。斯韦特的功是巴比杰一生的巨讽剌。一世纪前,巴比杰已经功设计计算机,他的机器实际是够运行的,并且本是够制造功的。巴比杰未实现其梦的原因,完全是因他无法筹措足够的资金,无法筹措资金,则主是因他的工不合那些够提供资金的人的口味。

果巴比杰的权贵采取迎合奉承的态度,或者拜伦的女儿是腰缠万贯的富女子,那很现一台规模庞的蒸汽引擎计算机,在狄更斯笔的伦敦喷云吐雾,使现实生活中的某些吝啬鬼的书籍相形见绌,或者与巴比杰的另一位著名朋友查尔斯·达尔文国际象棋。惜,正玛丽·雪莱所预言的那,电将是实现思考的机器的真正动力。

19世纪60年代,国逻辑查尔斯·桑德斯·皮尔斯始讲授乔治·布尔著的课程,布尔代数就是乔治·布尔的名字命名的。从此,皮尔斯就符号逻辑传了国,并且在授课程中幅度修改展了布尔的代数。布尔无争议的方式将逻辑与数结合,在19世纪中期,皮尔斯比其他任何人更加精通布尔代数。

了19世纪80年代,皮尔斯现布尔代数模拟电气关电路。布尔逻辑的真/假值与流经复杂电路的/关电流完全吻合。换句话说,逻辑法则电路表示。因此,从理论讲,制造电动计算机逻辑计算机。1885年,皮尔斯的生艾伦·马昆德实际设计功了够进行简单逻辑运算的电动计算机,惜有制造功。

皮尔斯打算实现布尔代数运算的关电路(叫做关装置、关元件或中继元件,名字通)是计算机的基本元件一。装置具备的独特功是它够信息进行操,不是电流或机车进行操。

关电路取代机械关的处很,处一是缩计算设备的体积。实际,一台电动逻辑计算机是本杰明·布拉克在1930年明的一台便携式设备,它装入一公文包。台机器够处理推理形式的语句。例,假设“所有男人必有一死,索克雷兹是男人”,因此它接受“索克雷兹必有一死”的推理,拒绝“索克雷兹是女人”的推理。错误推理关闭电路,并使机器亮报警指示灯,表示现了逻辑推理错误。

布拉克的设备属一专计算机,其功非常有限。制造的数专计算设备进行数字处理,不进行逻辑处理。几十年前,特尔曼·霍勒利思设计了一台计算机,计算1890年国人口普查的统计数字。他的公司被国际商业机器公司(IBM)兼并。了1920年底,IBM通向企业销售专计算机其财,些计算机使企业的例行数字计算实现了动化。IBM的机器称不是计算机,不是布拉克制造的那逻辑计算机,是体积庞外观漂亮的计算器已。

国麻省理工院的克劳德·香农博士提了一理论,它说明了何电路模拟布尔逻辑的方法。IBM公司的官员在理论的启,20世纪30年代投资一采机电继电器的型计算机。虽他放弃了计划,但是IBM公司的官员哈佛教授霍华德·艾肯提供了50万元,在说是一笔相观的费,Mark I。Mark I是受巴比杰的分析机的启设计的一计算设备。不巴比杰设计的纯粹是机械式计算器,Mark I则是一机电式计算器,它的继电器关部件,继电器阵列则数字存储空间。计算器运行噪声很,继电器不停接通断,噼噼啪啪的声响。Mark I1944年研制完,人欢欣鼓舞,称它使科幻说中的电脑变了现实。但是Mark I亮相,艾肯却不承认IBM公司在该产品的研制工中做的贡献,此IBM公司的官员很不高兴。更使IBM抱恨的是,在Mark I的研制工始前,其他方面的技术取了新的进展,从使MarkⅠ在技术已经了。

电气技术的展电子设备的问世创造了条件。正人继电器取代了巴比杰的蒸汽驱动的车轮齿轮的候,依阿华州立的数物理教授约翰·阿塔纳索夫现电子元件代替继电器。在国卷入二次世界战前不久,阿塔纳索夫在克利福德·贝的帮助设计了阿塔纳索夫-贝计算机(ABC),它的关部件采的是电子管不是继电器。取代实现了一重的技术飞跃。从理论讲,电子管计算机的运算速度运行效率比采继电器的计算机高。与巴比杰的分析机一,ABC计算机从未制造功,原因许是阿塔纳索夫制造该设备筹的经费不足7000元。阿塔纳索夫贝组装了一台简单的机,它的线路错综复杂,使了许的电子管,与早期的台式计算器十分相似。由采电子管关元件,

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