計算歷史中的一些選定里程碑

我們每天都使用電腦 - 辦公室，家里，旅途中。我們利用它們來提高生產(chǎn)力，和溝通。我們在辦公桌上點擊它們，將它們拿在手中或在我們的電器中使用它們。認識到導(dǎo)致當今數(shù)字環(huán)境取得的成就，本文討論了計算歷史中的一些選定里程碑。

查爾斯巴貝奇的引擎

我們通常認為計算機是20世紀的發(fā)明。從廣義上講，計算已經(jīng)存在了數(shù)千年。從粘土代幣到算盤，商人使用各種方法進行計數(shù)和計算。然后，憑借Charles Babbage的引擎，計算機實現(xiàn)了巨大的設(shè)計飛躍。使用“操作科學(xué)”，機器可以做的不僅僅是制表。

由于航海歷書數(shù)學(xué)表中的一系列錯誤，學(xué)生查爾斯巴貝奇向他的同事喊道：“我希望上帝這些計算是由蒸汽執(zhí)行的!”巴貝奇敢于想到實用數(shù)學(xué)可能是通過機械手段完成。為了實現(xiàn)他的愿景，巴貝奇在1822年的天文學(xué)會會議上介紹了他的差異引擎。他很快遇到了問題。該設(shè)計需要大約25,000個手工制作的機械零件。生產(chǎn)延誤和與他的總工程師的合同糾紛導(dǎo)致該項目喪生。

巴貝奇的下一步工作是分析引擎，這是一種通用計算機，可以使用穿孔卡，借用絲織行業(yè)的技術(shù)。但政府已經(jīng)對發(fā)明者的創(chuàng)新失去了耐心，并且不愿意為該項目提供資金。拜倫勛爵的女兒艾達·洛夫萊斯(Ada Lovelace)在她發(fā)表的關(guān)于機器的筆記中為計算做出了巨大的貢獻。從未完成，分析引擎設(shè)計標志著數(shù)字計算的轉(zhuǎn)變，證明機器的任務(wù)不僅僅是簡單的數(shù)字操作。

圖靈機

這一切都始于一個思想實驗，而阿蘭圖靈躺在草地上，掃描天空，探索巨大的可能性。 他把想象力轉(zhuǎn)向大衛(wèi)希爾伯特的“決策問題”，后者詢問是否有可能確定一個特定的問題是否可以解決。他想知道“機械過程”是否可以解決這個問題。

圖靈設(shè)想了一臺可以在無盡的紙帶上進行計算的機器。他確定，通過使用符號1和空白，機器可以完成關(guān)于“可計算數(shù)字”的任何數(shù)學(xué)分配。圖靈機(一種從未實際構(gòu)建的理論設(shè)備)展示了巨大的計算設(shè)備的強大功能來處理復(fù)雜性。“有可能發(fā)明一種可用于計算任何可計算序列的機器，”圖靈寫道。

馮諾依曼和存儲程序計算機

計算機向前邁進了一大步，John von Neumann提出的架構(gòu)規(guī)定程序指令將存儲在存儲器中。在馮·諾依曼計算機中，處理和存儲單元是分開的，程序和數(shù)據(jù)在同一存儲器單元上存儲和檢索。在今天的術(shù)語中，處理單元(CPU)從存儲盤上的程序獲得其指令。它還可以讀取和寫入同一存儲磁盤上的數(shù)據(jù)文件。

John Mauchley在撰寫關(guān)于他的項目時說，“整個EDVAC只有一個存儲設(shè)備(具有可尋址的位置)......”根據(jù)一些估計，馮·諾依曼的存儲程序設(shè)計架構(gòu)成為了圖靈機的化身 - 具有無限的可能性。很快，通用計算機器的夢想就會成為現(xiàn)實。

UNIVAC制作薪資

“自動生產(chǎn)的烏托邦本質(zhì)上是合理的，”Theodore Callow在“工作社會學(xué)”中寫道。1954年10月15日星期五，Mauchly和J. Presper Eckert為這一結(jié)論提供了支持證據(jù)，印刷了歷史上第一份自動工資單支票。通用電氣UNIVAC的任務(wù)很平常：庫存，訂單管理，會計以及工資單。本周五的工資單清楚地展示了數(shù)字計算商業(yè)應(yīng)用的潛力。

Mauchly和Eckert已經(jīng)證明自己是創(chuàng)新者。在ENIAC和EDVAC的先驅(qū)成就領(lǐng)域的傳奇例子。但那些早期的努力集中在政府，和學(xué)術(shù)項目上。這是計算機對商業(yè)企業(yè)和整個社會日益增長的貢獻的一個重要里程碑。

IBM的“RAMAC教授”

隨著計算的進步，工程師意識到需要更好的方法來管理和訪問數(shù)據(jù)。305型磁盤存儲單元或RAMAC(隨機存取存儲器計算機)就是答案。它以1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，直徑為24英寸，它使用了50個鋁盤的堆疊并存儲了500萬個字符。“隨機訪問”意味著可以根據(jù)命令訪問任何數(shù)據(jù)。(為了了解當時的技術(shù)情況，請查看這是1956年的5MB硬盤驅(qū)動器。)

IBM總裁很高興在1958年布魯塞爾世界博覽會上向世界介紹這臺機器。參觀者可以通過鍵盤奇跡般地查詢“RAMAC教授”，并以十種語言中的任何一種語言接收答案。這一輝煌事件被IBM總裁稱為“IBM歷史上最偉大的產(chǎn)品日”。

集成電路的發(fā)明者

兩個獨立的發(fā)明者大致同時進行偉大的創(chuàng)新并不是聞所未聞。這就是Jack Kilby和Robert Noyce所發(fā)生的事情。

需要四個組件來使計算機電路起作用：晶體管，電阻器，二極管和電容器。這些技術(shù)先驅(qū)們獨立工作，發(fā)現(xiàn)可以在單個組件中統(tǒng)一這些功能：集成電路。為了使其工作，他們發(fā)現(xiàn)他們可以在氧化硅涂層上印刷電路。

盡管經(jīng)過漫長的法庭爭斗，這兩位創(chuàng)新者最終決定分享該專利。諾伊斯繼續(xù)組建英特爾。兩人都將獲得科學(xué)獎?wù)?- 1969年獲得Kilby獎，1979年獲得Noyce獎.Kilby于2000年獲得諾貝爾獎，并在其接受演講中給予Noyce適當?shù)馁澴u。

Steve Wozniak的視頻屏幕

自稱為“The Woz”的史蒂夫·沃茲尼亞克(Steve Wozniak)在20世紀70年代也被稱為連續(xù)惡作劇者和大學(xué)輟學(xué)生?，F(xiàn)在我們認識他是個天才。(或者是他的伙伴史蒂夫·喬布斯是誰的天才?沃茲尼亞克的父親詛咒喬布斯，并說他的兒子完成了所有的工作 - 讓喬布斯流淚，據(jù)一些報道說。)但是“The Woz”沒有來創(chuàng)新一切都靠他自己。他參加了Homebrew計算機俱樂部的第一次會議，這是在舊金山灣地區(qū)發(fā)展起來的嬉皮士黑客文化聚會。

作為視頻終端的設(shè)計者，沃茲尼亞克在會議結(jié)束后意識到，他可以將微處理器的強大功能用于其他人忽視的方式。利用他的洞察力，他迅速開發(fā)出一種響應(yīng)鍵盤輸入的獨立計算機。1975年6月28日星期日晚上10點，沃茲尼亞克在鍵盤上打字，屏幕上出現(xiàn)了字母。Apple個人電腦誕生了。電子愛好者的夢想正在變?yōu)楝F(xiàn)實，計算行業(yè)永遠不會是一樣的。

像這樣的關(guān)鍵創(chuàng)新對計算的后續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。我們今天使用的數(shù)字環(huán)境是大型團隊和個人天才的累積努力的結(jié)果。這些里程碑在該領(lǐng)域的眾多貢獻中值得注意。