計(jì)算機(jī)發(fā)展史中的數(shù)學(xué)家

計(jì)算機(jī)發(fā)展史中的數(shù)學(xué)家ComputerScientists2主要內(nèi)容數(shù)學(xué)奇才——查爾斯·巴貝奇永遠(yuǎn)的愛達(dá)——愛達(dá)·勒芙蕾絲計(jì)算機(jī)之父——馮·諾依曼早逝英才——阿蘭·圖靈3數(shù)學(xué)奇才——查爾斯·巴貝奇CharlesBabbage（1791~1871）英國數(shù)學(xué)家、發(fā)明家、工程師，劍橋大學(xué)盧卡斯教授1814年、1827年分獲劍橋大學(xué)文學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位1812年入選英國皇家學(xué)會(huì)，并促成建立分析學(xué)會(huì)1822年，設(shè)計(jì)并完成差分機(jī)1號(hào)（1/7部分），1849年差分機(jī)由他人設(shè)計(jì)完成1824年，因發(fā)明了數(shù)學(xué)和天文的表格計(jì)算工具，獲皇家天文學(xué)會(huì)金獎(jiǎng)晚年嘗試設(shè)計(jì)分析機(jī)，終因“失敗”怨恨而亡4差分機(jī)是干什么的？差分機(jī)是一臺(tái)多項(xiàng)式求值機(jī)，只要將欲求多項(xiàng)式方程的前3個(gè)初始值輸入到機(jī)器里，機(jī)器每運(yùn)轉(zhuǎn)一輪，就能產(chǎn)生出一個(gè)值來差分機(jī)1號(hào)預(yù)計(jì)包括25,000個(gè)零件，重達(dá)4噸，但耗資17500英鎊，歷時(shí)十年只完成1/7部份，可展示該機(jī)器能計(jì)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(jī)——從遺憾到永恒分析機(jī)是具有“條件”、“循環(huán)”等復(fù)雜運(yùn)算的機(jī)器，甚至能儲(chǔ)存，是可編程計(jì)算機(jī)巴貝奇用盡了自己的財(cái)富，耗時(shí)近20年，終以失敗告終樣機(jī)現(xiàn)存于倫敦科學(xué)博物館6永遠(yuǎn)的愛達(dá)·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(dá)翻譯巴貝奇《分析機(jī)概論》的備忘錄，她用注記詳細(xì)說明了用計(jì)算機(jī)計(jì)算伯努利數(shù)的方法，這是世界上的第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。因此，她被認(rèn)為是第一位程序設(shè)計(jì)師。1980年，美國國防部將一個(gè)新的編程語言命名為Ada，并以她的生日設(shè)立了一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，即MIL-STD-1815。英國計(jì)算機(jī)公會(huì)每年都頒發(fā)愛達(dá)獎(jiǎng)。7永遠(yuǎn)的愛達(dá)·勒芙蕾絲愛達(dá)是眾多藝術(shù)作品中的偶像愛達(dá)是1997年拍攝的電影《孕育愛達(dá)》的主角在動(dòng)畫片《數(shù)謎》的203集《數(shù)位追逐》里，也有愛達(dá)的身影在布魯斯·斯特林的小說《差分解析儀》中愛達(dá)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(dá)補(bǔ)齊8計(jì)算機(jī)之父——馮·諾依曼JohnvonNeumann（1903~1957），美籍匈牙利數(shù)學(xué)家，普林斯頓大學(xué)教授，美國科學(xué)院院士，1994年被授予美國國家科學(xué)獎(jiǎng)，被尊稱為“計(jì)算機(jī)之父”、“博弈論之父”9ENIAC——第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC由美國科學(xué)家研制，于1946年2月14日在費(fèi)城開始運(yùn)行ENIAC占地約170平方米，重達(dá)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(diǎn)：（1）沒有存儲(chǔ)器；（2）用布線接板進(jìn)行控制，搭接工作（即“編程”）甚至需要幾天10EDVAC——第一臺(tái)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)1945年，馮·諾依曼領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了“存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)方案——EDVAC”，即著名的“101頁報(bào)告”。1951年，EDVAC機(jī)問世。EDVAC明確了計(jì)算機(jī)應(yīng)該由五個(gè)部分組成，即運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了他們的職能和相互關(guān)系EDVAC機(jī)還有兩個(gè)非常重大的改進(jìn)，即：（1）采用了二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；（2）建立了存儲(chǔ)程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲(chǔ)器里，并作同樣處理。11EDVAC什么樣？EDVAC使用了大約6000個(gè)真空管和12000個(gè)二極管，占地45.5平方米，重達(dá)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(chǔ)器，有1000個(gè)44位（bit）的字1960年，EDVAC每天運(yùn)行超過20小時(shí)，平均8小時(shí)無差錯(cuò)時(shí)間12英年早逝——阿蘭·圖靈AlanM.Turing（1912~1954），英國著名數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、密碼學(xué)家，被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父1938年獲美國普林斯頓大學(xué)博士學(xué)位，后任教劍橋大學(xué)，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(jí)馬拉松運(yùn)動(dòng)員，著名同性戀者。因?yàn)樵馐軞埧崞群?，食用有毒的蘋果自殺13圖靈的貢獻(xiàn)可計(jì)算性理論20世紀(jì)前，大都認(rèn)為所有的問題類都是有算法的，但20世紀(jì)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(jì)算數(shù)及其在判定問題上的應(yīng)用》（1936年5月28日提交）里，用被稱為圖靈機(jī)的簡單形式裝置代替了哥德爾的方法，證明了圖靈機(jī)有能力解決任何可想像的數(shù)學(xué)難題，只要這些難題能用一種算法來表達(dá)。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(duì)該問題類的每一個(gè)特例都能在有限步驟內(nèi)機(jī)械地判定它是否具有某種性質(zhì)。圖靈在圖靈機(jī)上證明了判定問題是沒有答案的14圖靈的貢獻(xiàn)ACE機(jī)1945年，圖靈在關(guān)于ACE（自動(dòng)計(jì)算引擎）的設(shè)計(jì)說明書中，最先給出了存貯程序控制計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(bào)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(jì)算機(jī)。15圖靈的貢獻(xiàn)人工智能二戰(zhàn)期間，圖