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激動人心的信息技術誕生與成長簡史 信息技術發展歷程( 二 )

信息技術簡史激動人心發展歷程


1895年，英國工程師弗萊明利用愛迪生效應發明了真空管 。從此，人類進入了微電子時代 。1912年，美國發明家李福瑞斯特在加州帕洛阿爾托發現了真空管的放大效應，為電子工業奠定了基礎 。1913年，麻省理工學院教授范尼瓦爾·布什制造了第一臺模擬計算機差分分析儀 。計算機由電機驅動，利用齒輪轉動角度進行仿真計算 。
1936年11月12日，英國數學家艾倫·圖靈發表了一篇關于計算機理論的基礎性論文《論可計算數，及其在entscheidungs問題中的應用》，闡明了現代計算機理論，從理論上定義了現代通用計算機、可計算性等重要概念 。為了模擬人類的操作過程，圖靈指出，能夠實現數字計算和邏輯判斷的機器必須具備以下功能:
(1)無限長的紙帶 。紙帶被分成格子，每個格子有一個來自有限字母表的字母，字母表有一個空白色符號 。紙帶上的網格編號為0、1、2、…，紙帶的一端可以無限拉伸 。
②掃描儀 。掃描儀可以沿著紙帶移動，讀出當前網格中的字母并更改字母 。
③一套控制規則 。它根據圖靈機的當前狀態和當前掃描器讀取的字母確定掃描器的下一個動作，并改變登記在狀態寄存器中的狀態，使圖靈機進入新的狀態 。
④狀態寄存器 。它用于保存圖靈機的當前狀態 。圖靈機所有可能狀態的數量都是有限的，而且有一個特殊的狀態——停止狀態 。
滿足以上四個條件的機器就是著名的圖靈機 。本文中，圖靈以圖靈機的形式定義了一種基于通用算術的形式語言 。這種形式語言完全等同于奧地利數學家庫爾特·哥德爾在1931年證明不完全性定理時給出的語言 。
圖靈
圖靈機的每一部分都是有限的，但有一根無限長的紙帶，這是一個理想的設備 。圖靈認為，這樣的機器可以模擬人類能夠執行的任何計算過程 。圖靈對計算機理論的重要貢獻之一是給出了停機問題，即數理邏輯中的可計算性問題 。它提出了一個問題“你能判斷任何程序是否會在有限的時間內完成運行嗎” 。數學上講，給定一個程序P和輸入I，程序P會在輸入I下停止嗎？1936年，圖靈證明了圖靈定理——判斷停機問題沒有通用算法 。證明了計算機和程序的純數學定義——圖靈機 。圖靈定理告訴我們關機問題在圖靈機上是不可判定的 。從數理邏輯的角度來看，停機問題是一階邏輯的不完備性 。因此，圖靈定理的本質是哥德爾不完全定理的另一種表述 。圖靈因其圖靈機和圖靈定理被譽為計算機科學之父 。
圖靈機的本質是:有限狀態機+在存儲介質上讀寫 。
1950年10月，圖靈發表了重要論文《計算機器與智能》，提出了著名的圖靈測試，為人工智能奠定了基礎 。因此圖靈被后人尊為人工智能之父 。在第一個計算機時代，本文定義了第五代和第六代計算機 。
圖靈不僅在計算理論上為現代計算機奠定了基礎，還在二戰期間為英國的MI-6建造了一臺名為“bombe”的計算機 。并用這臺電腦破譯了德國軍事密碼“謎” 。后人的評價是圖靈的破譯使盟軍提前2 ~ 4年結束二戰，同時為盟軍避免了1400 ~ 2100萬人死亡 。
第一臺電子計算機的發明者是美國人約翰·阿塔那索夫 。他是真正的“電子計算機之父” 。他是愛荷華州立大學的物理學教授 。阿塔納索夫和他的研究生克利福德·貝里于1939年10月開發了第一臺人類電子計算機 。
阿塔納索夫將這臺機器命名為ABC電腦(Atanasoff-Berry Computer)，其中A和B分別取其姓氏的首字母，C為電腦的首字母 。計算機為愛荷華州立大學的教授和研究生制作了許多微分方程的數值解 。在阿塔納索夫和貝里離開愛荷華州立大學之前，他們制造了兩臺可以運行的ABC電腦 。
ABC是第一臺現代電子計算機 。在設計這臺計算機時，阿塔納索夫提出了三個非常重要的設計思想:用二進制邏輯實現數字運算，保證精度；利用電子技術實現控制邏輯運算和算術運算，保證計算速度；采用計算功能與更新存儲二進制數功能分離的結構 。后來，控制論之父維納在此基礎上提出了計算機的五大原理:計算機必須數字化；主要是電子設備；采用二進制；存儲內部計算表；將數據存儲在計算機中 。這些思想直到現在仍然是設計計算機的基本思想 。
這兩臺ABC電腦存放在愛荷華州立大學物理系的儲藏室里，很快就被遺忘了 。1946年，兩臺計算機的部件被拆除并用于其他目的，只剩下內存 。愛荷華州立大學沒有為ABC電腦申請專利，這是后來發明權之爭的根源 。阿塔納索夫“計算機之父”的稱號，并不是因為他的發明被當時的人們所接受，而是因為法院做出的判決 。阿塔納索夫和著名的ENIAC計算機發明者約翰·莫克利和約翰·?？颂貫檎l是第一臺電子計算機的發明者打了一場著名的官司，法院共開庭135次 。1973年10月19日，法院宣布:“莫基利和?？颂貨]有發明第一臺電子計算機，他們只是使用了阿塔納索夫發明的思想 。”早在1941年，阿塔納索夫就向ENIAC的發明者莫基利講述了他對電子計算機的想法 。莫莉參觀了愛荷華州立大學物理系阿塔納索夫的計算機實驗室 。

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