阶梯式计数器和针轮为十力世纪科尔乌的托马斯和俄国的W.T.奥德涅尔所采用。托马斯利用阶梯式计数器制作了四则计算机;奥德涅尔的计算机后来发展成为著名的布伦斯继枷计数器。在莱布尼茨后的100年里,继续试验制作的一些计算机本质上没有大的改变。到了1820年,制作技术大大提高,托马斯在前人的基础上制成了实用计算机,这大概是人类历史上第一台实用的自动计算机,也是莱布尼茨曾经想达到的目标。
寻求一种高速机械计算工具,并且能够执行推理的构想应该归于帕斯卡和莱布尼茨,而现今意义上的电脑先驱则是十九世纪的英国数学家巴贝奇。他是一位颇有独创性的、兴趣广泛的数学家与发明家。在计算机史上,他之所以能够做出巨大的贡献是受社会技术的进步推动的。因为在他所处的时代:
显然这是一项庞大的工程,然而由于组织者普罗尼合理而细致的分工,就使得计算效率大大提高。
第一台差分机是在1822年完成的,由一些立柱装配若干齿轮组成的。每个齿轮都刻有0-9的阿拉伯数字,不同位置的齿轮代表不同的位数。从外表上看,机器依然是使用齿轮咬合装置,然而与以前的计算器不同的是,差分机拥有用齿轮组实现的寄存器。这样差分机就能够按照设计者的安排,自动完成整个运算过程。这里有很重要的一点是隐含着程序设计思想的萌芽,也正是这一点使得后人把巴贝奇尊为现代计算机的先驱。
差分机基本上是专供计算多项式的加法机,运算精度达6位小数。
1833年,巴贝奇活跃的思想中又构思了一种新机器——一种可控制计算程序的通用数字计算机,即通常所说的分析机,它比差分机的设计更完善。程序设计的思想在其中得到了充分的发挥。
早期的计算机大多用手工控制,操作人员在计算的每一步都必须亲自参与。而分析机不论是在可能完成的计算范围、简单程度以及可靠性与精确度方面,还是在计算时完全不用人参与方面,都超过了以前的机器。
尽管用了近40年的功夫,但是,巴贝奇天才的想法最终也没有实现。这不仅仅是由于他对设计的不断修改,而更多的是因为社会客观条件的不成熟。
电子计算机
现代意义上的存储程序电子数字计算机,可以说绝不是数学家、逻辑学家或者是电子工程师所能单独完成的事业,而是大家齐心协力合作的结果。因此,才会有历史上那么多天才的梦都没有实现。而随着科学、技术的进步,现实的物质条件日益成熟,所以才有后人对他们的遗愿的最终实现,而且无论是从哪一个方面,都远远地超出了原来的想象。
电子计算机的诞生受益于数理逻辑的发展和电子技术的进步。
数理逻辑方面值得指出的是英国数学家阿兰图灵和布尔。图灵的贡献∶1900年希尔伯特在国际数学家大会上提出二十三个数学问题。其中第十个问题大意是∶给定一个系数为有理数的、有任意个未知数的丢番图方程,是否可设计一种方法,使得通过有限步运算能判别该方程是否有有理数解。有数学家猜测不存在这样一种方法,可是要说明这一点,却不是一件很容易的事。为了解决这个问题,首先要回答什么是有效方法。一直到了三十年代,才有几位数学家给出了这种"有效方法"的描述。
图灵正是通过分析"计算"的本质,从理论上证明了通用数字计算机是存在的。他假定把计算的所有细节全写在纸上,而纸又是一种要多长就会有多长的带子,上面有划好的方格,每一方格内都可以记上符号0或1。于是一切计算过程在本质上就是在每一步把方格里的0换成1,或把1换成0,或有时需要把注意力转移到另一方格上去。数学家随时都可以知道他做到了哪一步,而且可以根据纸带上看到的符号决定下一步要做什么。经过这样的分析,图灵指出∶任何计算都可以看作是由一个抽象的计算机完成的操作。这个计算机使用长条带子上成串的0或1,执行下列各种指令∶
文章来源:《计算机研究与发展》 网址: http://www.jsjyjyfzzz.cn/zonghexinwen/2022/0422/1338.html
计算机研究与发展投稿 | 计算机研究与发展编辑部| 计算机研究与发展版面费 | 计算机研究与发展论文发表 | 计算机研究与发展最新目录
Copyright © 2021 《计算机研究与发展》杂志社 版权所有 Power by DedeCms
投稿电话: 投稿邮箱: