計算機發(fā)展史中的數(shù)學家

計算機發(fā)展史中的數(shù)學家ComputerScientists2主要內(nèi)容數(shù)學奇才——查爾斯·巴貝奇永遠的愛達——愛達·勒芙蕾絲計算機之父——馮·諾依曼早逝英才——阿蘭·圖靈3數(shù)學奇才——查爾斯·巴貝奇CharlesBabbage（1791~1871）英國數(shù)學家、發(fā)明家、工程師，劍橋大學盧卡斯教授1814年、1827年分獲劍橋大學文學學士和碩士學位1812年入選英國皇家學會，并促成建立分析學會1822年，設計并完成差分機1號（1/7部分），1849年差分機由他人設計完成1824年，因發(fā)明了數(shù)學和天文的表格計算工具，獲皇家天文學會金獎晚年嘗試設計分析機，終因“失敗”怨恨而亡4差分機是干什么的？差分機是一臺多項式求值機，只要將欲求多項式方程的前3個初始值輸入到機器里，機器每運轉(zhuǎn)一輪，就能產(chǎn)生出一個值來差分機1號預計包括25,000個零件，重達4噸，但耗資17500英鎊，歷時十年只完成1/7部份，可展示該機器能計算到第6階差，能存放16位數(shù)（即千兆數(shù)）1/7完成品5分析機——從遺憾到永恒分析機是具有“條件”、“循環(huán)”等復雜運算的機器，甚至能儲存，是可編程計算機巴貝奇用盡了自己的財富，耗時近20年，終以失敗告終樣機現(xiàn)存于倫敦科學博物館6永遠的愛達·勒芙蕾絲AugustaAda（LovelaceAda，1815~1852）英國詩人拜倫之女，被封為Lovelace伯爵夫人1842~1843年，愛達翻譯巴貝奇《分析機概論》的備忘錄，她用注記詳細說明了用計算機計算伯努利數(shù)的方法，這是世界上的第一個計算機程序。因此，她被認為是第一位程序設計師。1980年，美國國防部將一個新的編程語言命名為Ada，并以她的生日設立了一個國家標準編號，即MIL-STD-1815。英國計算機公會每年都頒發(fā)愛達獎。7永遠的愛達·勒芙蕾絲愛達是眾多藝術(shù)作品中的偶像愛達是1997年拍攝的電影《孕育愛達》的主角在動畫片《數(shù)謎》的203集《數(shù)位追逐》里，也有愛達的身影在布魯斯·斯特林的小說《差分解析儀》中愛達是主角在約翰·克羅利的小說《拜倫的故事》中，拜倫未能完成的故事由愛達補齊8計算機之父——馮·諾依曼JohnvonNeumann（1903~1957），美籍匈牙利數(shù)學家，普林斯頓大學教授，美國科學院院士，1994年被授予美國國家科學獎，被尊稱為“計算機之父”、“博弈論之父”9ENIAC——第一臺電子計算機ENIAC由美國科學家研制，于1946年2月14日在費城開始運行ENIAC占地約170平方米，重達30噸，耗電量150千瓦，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法。ENIAC有兩大缺點：（1）沒有存儲器；（2）用布線接板進行控制，搭接工作（即“編程”）甚至需要幾天10EDVAC——第一臺馮·諾依曼計算機1945年，馮·諾依曼領(lǐng)導的科研團隊發(fā)表了“存儲程序通用電子計算機方案——EDVAC”，即著名的“101頁報告”。1951年，EDVAC機問世。EDVAC明確了計算機應該由五個部分組成，即運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了他們的職能和相互關(guān)系EDVAC機還有兩個非常重大的改進，即：（1）采用了二進制，不但數(shù)據(jù)采用二進制，指令也采用二進制；（2）建立了存儲程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲器里，并作同樣處理。11EDVAC什么樣？EDVAC使用了大約6000個真空管和12000個二極管，占地45.5平方米，重達7850千克，消耗電力56千瓦EDVAC具有加減乘和軟件除功能，一條加法指令約需864微秒，乘法指令約2.9毫秒。使用延遲線做存儲器，有1000個44位（bit）的字1960年，EDVAC每天運行超過20小時，平均8小時無差錯時間12英年早逝——阿蘭·圖靈AlanM.Turing（1912~1954），英國著名數(shù)學家、邏輯學家、密碼學家，被稱為計算機科學之父、人工智能之父1938年獲美國普林斯頓大學博士學位，后任教劍橋大學，二戰(zhàn)間協(xié)助軍方破解德國的著名密碼系統(tǒng)Enigma圖靈是世界級馬拉松運動員，著名同性戀者。因為遭受殘酷迫害，食用有毒的蘋果自殺13圖靈的貢獻可計算性理論20世紀前，大都認為所有的問題類都是有算法的，但20世紀初，發(fā)現(xiàn)有許多問題找不到或難于找到算法，具有不確定性。圖靈在《論可計算數(shù)及其在判定問題上的應用》（1936年5月28日提交）里，用被稱為圖靈機的簡單形式裝置代替了哥德爾的方法，證明了圖靈機有能力解決任何可想像的數(shù)學難題，只要這些難題能用一種算法來表達。判定問題所謂“判定問題”指判定所謂“大量問題”是否具有算法解，或者是否存在能行性的方法使得對該問題類的每一個特例都能在有限步驟內(nèi)機械地判定它是否具有某種性質(zhì)。圖靈在圖靈機上證明了判定問題是沒有答案的14圖靈的貢獻ACE機1945年，圖靈在關(guān)于ACE（自動計算引擎）的設計說明書中，最先給出了存貯程序控制計算機的結(jié)構(gòu)設計，還最先提出了指令寄存器和指令地址寄存器的概念，提出了子程序和子程序庫的思想，還提出了“仿真系統(tǒng)”這一令人吃驚的思想。英國直到1972年才公開了圖靈報告。而這期間，人們不得不重新發(fā)現(xiàn)圖靈已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過的東西。恰恰是在1972年，人們才制成具有仿真系統(tǒng)的計算機。15圖靈的貢獻人工智能二戰(zhàn)期間，圖