正文

漫游計(jì)算機(jī)世界(3)

大話處理器 作者:萬(wàn)木楊


 

圖靈將人在紙上的計(jì)算過(guò)程看成是由一系列機(jī)械的行為所組成的,數(shù)據(jù)存放在紙袋上,一次只移動(dòng)一格,將一系列大的步驟拆成小的步驟,如78×45,先計(jì)算78×4,再計(jì)算78×5,而78×4又可以再分成7×4和8×4,所有的計(jì)算過(guò)程最終都將轉(zhuǎn)換成非常小的、機(jī)械的操作過(guò)程,當(dāng)前時(shí)刻具體執(zhí)行到哪里通過(guò)讀寫頭指示器決定。如果將這種思想和現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)類比一下,就知道:紙袋就像一個(gè)存儲(chǔ)器,讀寫頭就像是程序指針?,F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的思想實(shí)際上和圖靈機(jī)是一樣的,圖靈后來(lái)也參與了計(jì)算機(jī)的研制工作。

與馮·諾依曼同時(shí)代的富蘭克爾(Frankel,馮·諾依曼同事)在回憶中說(shuō):馮·諾依曼沒(méi)有說(shuō)過(guò)“存儲(chǔ)程序”型計(jì)算機(jī)的概念是他的發(fā)明,卻不止一次地說(shuō)過(guò),圖靈是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想的創(chuàng)始人。馮·諾依曼的作用是使世界認(rèn)識(shí)了由圖靈引入的計(jì)算機(jī)基本概念。

《時(shí)代》雜志在評(píng)價(jià)馮·諾依曼時(shí)說(shuō):

事實(shí)上,從耗資1000萬(wàn)美元的超級(jí)計(jì)算機(jī)到今天的無(wú)線電話和菲比玩具上所使用的微小芯片,所有的計(jì)算機(jī)都有一個(gè)共同點(diǎn):它們都是“馮·諾依曼機(jī)”,都是馮·諾依曼基于圖靈在20世紀(jì)40年代的工作所提出的計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的變種。

圖靈的八卦

圖靈是一個(gè)杰出的密碼破譯專家,為二戰(zhàn)做出重要貢獻(xiàn),比“黃依依”要厲害很多。當(dāng)時(shí)德國(guó)采用一種叫做“謎”(Enigma)的加密機(jī),圖靈成功的設(shè)計(jì)出了一種叫做霹靂彈(Bombe)的機(jī)器,成功地破譯了這臺(tái)加密機(jī)。事實(shí)上,生活在那個(gè)時(shí)代的很多科學(xué)家,都或多或少地和戰(zhàn)爭(zhēng)聯(lián)系在了一起,如香農(nóng)也做過(guò)類似的工作。

圖靈也是人工智能的先驅(qū),他提出了一個(gè)模仿游戲試驗(yàn),后人稱為“圖靈測(cè)試”。該實(shí)驗(yàn)把被提問(wèn)的一個(gè)人和一臺(tái)計(jì)算機(jī)分別隔離在兩間屋子,讓提問(wèn)者對(duì)人和計(jì)算機(jī)進(jìn)行問(wèn)答測(cè)試。如果提問(wèn)者分不清回答者是人還是機(jī)器,那就證明計(jì)算機(jī)已具備人的智能。人工智能和計(jì)算機(jī)的起源其實(shí)是一樣的,早期的很多科學(xué)家研究計(jì)算機(jī),主要還是想用它來(lái)模擬人類大腦的邏輯思維過(guò)程進(jìn)行運(yùn)算、推理等。

圖靈還是一位運(yùn)動(dòng)健將,他在1947年用兩小時(shí)46分3秒跑完了馬拉松,這絕對(duì)是個(gè)專業(yè)級(jí)的成績(jī)。

圖靈的晚年過(guò)得十分凄慘,他是一個(gè)同性戀,在當(dāng)時(shí)并不能得到人們的認(rèn)同,圖靈因同性戀而被起訴,職業(yè)生涯盡毀。1954年圖靈因?yàn)槭秤谜慈厩杌浀奶O果而死亡。

2009年9月,英國(guó)首相布朗因?yàn)楫?dāng)年英國(guó)政府以同性戀相關(guān)罪名起訴圖靈并定罪,導(dǎo)致他自殺身亡,正式向圖靈道歉。

像圖靈這樣,活著的時(shí)候悲慘,死后被人當(dāng)成寶的人大有人在,上面說(shuō)的巴貝奇與艾達(dá)也是這樣。在三大計(jì)算機(jī)之父中,就屬馮·諾依曼過(guò)得最滋潤(rùn),生前得到的榮譽(yù)最高。

7.第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)之爭(zhēng)

很多課本上都將ENIAC作為世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),并且夸大馮·諾依曼對(duì)它的貢獻(xiàn),其實(shí)不然。

從1939年~1942年,約翰·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)和克利福德·貝利(Clifford Berry)在衣阿華州立大學(xué)物理系大樓的地下室建成了世界上最早的電子計(jì)算機(jī)ABC(Atansoff-Berry Computer),這臺(tái)計(jì)算機(jī)就是以他們的名字命名的。

約翰·阿塔納索夫?qū)⒃O(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的思路毫不保留地告訴了毛奇萊(John William Mauchly),1946年,毛奇萊和艾科特(John Presper Eckert)建成了ENIAC計(jì)算機(jī),并在世界上首次取得了專利。1973年,美國(guó)聯(lián)邦州立法院判處ENIAC的專利無(wú)效,因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)思路源自約翰·阿塔納索夫的發(fā)明,并確認(rèn)阿塔納索夫是第一個(gè)電子計(jì)算機(jī)方案的設(shè)計(jì)者。

在第二次世界大戰(zhàn)期間,美國(guó)軍隊(duì)非常迫切地需要對(duì)他們?cè)O(shè)計(jì)的新型火炮的彈道進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)時(shí),軍方雇傭了成百上千的人力“計(jì)算機(jī)”,Computer這個(gè)詞最早是指從事計(jì)算的人,到后來(lái)才獨(dú)指計(jì)算機(jī)。當(dāng)軍方得知電子計(jì)算機(jī)可以將彈道表的計(jì)算時(shí)間從幾天縮短到幾分鐘時(shí),軍方?jīng)Q定資助ENIAC計(jì)劃。

1943年,該項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)防部出資,賓西法尼亞大學(xué)承建。該計(jì)算機(jī)直接的目的是在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)為軍方計(jì)算彈道的軌跡。計(jì)劃總是趕不上變化,沒(méi)想到德國(guó)1945年就投降了,不過(guò)ENIAC的研究沒(méi)有停止,因?yàn)橛?jì)算機(jī)能做的工作遠(yuǎn)不止計(jì)算彈道軌跡這么簡(jiǎn)單。毛奇萊任首席設(shè)計(jì)師,艾科特任首席工程師(當(dāng)時(shí)24歲)。建成后,ENIAC是當(dāng)時(shí)世界上最大最強(qiáng),也是最有影響力的計(jì)算機(jī),現(xiàn)在都將它認(rèn)為是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。

1997年,為了紀(jì)念這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生50周年,一群賓西法尼亞大學(xué)的學(xué)生制造了單芯片的ENIAC,這個(gè)以前占地1800平方尺、重30噸、耗電170千瓦的龐然大物現(xiàn)在被微縮到只有拇指甲大小的芯片上。

8.馮·諾依曼機(jī)

歷史上,享有數(shù)學(xué)家稱號(hào)的人不少,但是享有大數(shù)學(xué)家稱號(hào)的人不多,馮·諾依曼就是其中一個(gè),在他參與ENIAC研制前,就已經(jīng)是赫赫有名的大數(shù)學(xué)家了,而且他涉獵極廣,會(huì)7種語(yǔ)言,他和經(jīng)濟(jì)學(xué)家摩根一起合著了《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》,創(chuàng)立了博弈論。  馮·諾依曼有句名言:“如果人們不相信數(shù)學(xué)很簡(jiǎn)單,只是因?yàn)樗麄儧](méi)有認(rèn)識(shí)到生活有多復(fù)雜?!?/p>

馮·諾依曼于1903年出生于匈牙利的猶太人家族,后來(lái)來(lái)到美國(guó)。1944年,諾伊曼參加原子彈的研制工作,該工作涉及極為困難的計(jì)算。1944年夏的一天,正在火車站候車的諾依曼巧遇戈?duì)査固梗⑼M(jìn)行了短暫的交談。當(dāng)時(shí),戈?duì)査固故敲绹?guó)彈道實(shí)驗(yàn)室的軍方負(fù)責(zé)人,他正參與ENIAC計(jì)算機(jī)的研制工作。戈?duì)査固垢嬖V了馮·諾依曼有關(guān)ENIAC的研制情況。具有遠(yuǎn)見卓識(shí)的馮·諾依曼立即為這一研制計(jì)劃所吸引,他意識(shí)到了這項(xiàng)工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。

 


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