電腦誰發明的
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很明確是美國人
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電腦發展史 手指、算籌與算盤 幾千年來，人類為了征服自然、改造自然，發明出的工具多得誰也數不清，從原始的石斧、獨木舟，到現代的起重機、潛艇，雖然這些工具的作用不可同日而語，卻有一點是相同的：他們都是人的運動器官或感覺器官的延伸。例如，石斧、起重機是人的手臂的延伸，而獨木舟、輪船則可以代步；望遠鏡擴展了我們的視界，無線電使我們成了?順風耳?……。 任何一項偉大的發明，都不會是憑空產生的。電子計算機也是如此。人類尋求高速計算工具的努力，可以追溯到遙遠的古代。 人的手指是一種天然的計算工具，也是最古老的計算工具之一。遠古時期，人借助扳著指頭數的方法，不僅獲得了許多數的概念，還大大提高了計算速度。 可是，人的雙手要做很多的事情，不能老是用來記數，于是，小石子、貝殼、小木棍、繩結等等，都成了人類的計算工具。 在千百萬次計算的實踐中，我國古代人民發現，將小竹棍按一定的規則擺成各種形狀，就能表示一切的自然數，能夠很大的提高計算速度，于是又發明了算籌。算籌輕巧靈便，用它不僅可以進行加減乘除法運算，還能進行乘方、開方和其它代數運算，計算程序與現在算盤的運算，還能程序基本相同。它是我國古代人民一項極為出色的創造。 算籌也有不足之處。運算時需要經常改變它的形狀，遇到很復雜的計算問題，常常是心算己經得出某一步驟的結果，而手中的算籌仍在慢慢擺放，給人一種得心不應手的感覺。所以，大約在15世紀，算籌就被更快速的計算工具算盤所取代了。 在世界各種古算盤中，我國的算盤是最先進的。它用竹簽串聯一粒粒算珠代替一根根零散的算籌，用快速的撥珠代替緩慢的?運籌?，因而既便于演算，又便于攜帶，算起來又快又準。尤其是通常的加減運算，用算盤甚至比用電子計算器算得還快！ 算盤已經基本具備了現代計算器的主要結構特征。例如，撥動算盤珠，也就是向算盤輸入數據，這時算盤起著?存貯器?的作用；運算時，珠算口訣起著?運算指令?的作用，而算盤則起著?運算器?的作用，．．．．．當然，算盤珠畢竟要靠人手來撥動，其運算速遠遠比不上電子計算器，而且也根本談不上?自動運算?。，因此人類便一直想發明一種「神奇的機器」，這個重擔自然而然地落在數學家身上。像目前大多認為巴斯卡發明的齒輪式計算器是第一臺計算器。 世界上現存最早的一臺機械計算器，是1642年由法國數家巴斯卡發明的。這臺能進行6位數加減法運算的機器問世之時，曾經轟動了整個歐洲，吸引了許多人前去參觀。在此先介紹巴斯卡的生平： （1）巴斯卡的生平 巴斯卡（Blaise Pascal）是法國著名的科學家，他在物理、數學，甚至于文學上都有著崇的地位。他在很小的時候母親就去世了，因此，在稅務局上班的父親便負擔起所有的教育工作。他的父親雖然非常喜好數學，但卻認為數學對于小孩是有害的，而且會傷腦筋，應該等到十五、六歲時再開始學習。再加上巴斯卡的身體不好，因此更是不敢讓他接觸數學，而只是教他語文及歷史。但在巴斯卡12歲時，他偶然發現父親在讀幾何書，而好奇的問父親什幺是幾何學，他的父親為了不想讓他知道太多，只是簡單的說幾何學是研究圖形，如三角形、四方形及圓形的性質，主要的用處就是教人畫出正確美觀的圖，并且將所有的數學書都藏起來。但這卻引起了巴斯卡濃厚的興趣，憑著父親所講的一些簡單的知識而開始研究幾何學。當他把自己研究的結果「任何三角形的三內角和均為180度」告訴父親時，父親驚喜交集，感動之余竟哭了起來。于是他拿出了歐基里得的 《幾何原本》給他看，巴斯卡這才接觸到數學書籍。 在他13歲時發明了「巴斯卡三角形」，17歲便寫出了含有四百多個定理的關于圓錐曲線的論文，19歲時，他為了減輕父親計算稅務的麻煩而發明了世界上最早的計算器，還有，數學歸納法也是他最早使用的。在物理學上，他不但發現了水壓機原理，更證明空氣是有壓力的，也奠定了流體靜力學的基礎理論。 巴斯卡不僅提出了三角陣，并把這三角陣當成一種成果，充分的應用于數學的其它方面。如他把二項式定理與三角陣連系起來，并借著三角陣簡單的擴展，得出二項式任意次展開的系數。并且借著賭博游戲與數學家費馬一同建立了一門新的數學基礎理論。 巴斯卡與費馬想過一個問題：「丟一個銅板幾次，所期望的結果出現的機會有多大？于是他們研究了最簡單的情形，一個硬幣有?花?與?人頭?兩面，他們將硬幣的花設為Ａ，人頭設為Ｂ，則擲一次硬幣出現的可能情形有： A，B 擲二次硬幣出現的可能情形有： AA，AB，BA，BB 擲三次硬幣出現的可能情形有： AAA，AAB，ABA，BAA，ABB， BAB，BBA，BBB。 擲四次硬幣出現的可能情形有： AAAA，AAAB，AABA，ABAA， BAAA，AABB，ABAB，ABBA， BABA，BAAB，BBAA，ABBB， BABB，BABB，BBBA，BBBB， 共16種。 若我不考慮先后次序，只考慮人頭與花所出現的次數（即把ＡＢ與看成相同），那幺我們可以將上面結果再整理如下： 擲一次1A1B 擲二次1A2AB1B 擲三次1A3AB3AB1B 擲四次1A4AB6AB4AB1B 我們將A、B略去，這不正是前面所講的「巴斯卡三角形」嗎？巴斯卡與費馬就是借著這個有趣的問題，慢慢的將研究擴大，最后建立起「概率論」的基礎理論。 帕斯卡計算器是一個不太大的黃銅盒子，里面并排裝著一些齒輪。每個齒輪都可以記錄0－9這10個數字，幾個齒輪排成一行，相當于處在個位、十位、百位等數字的位置，當低位齒輪轉動10圈時，高位齒輪剛好轉動1圈，從而實現了自動進位。 1694年，德國數學家萊布尼茲更上一層樓，發明了世界上第一臺能進行加減乘除法運算的機械計算器。 （2）萊布尼茲（Leibniz）簡介： 17世紀時，有位很著名的德國數學家叫萊布尼茲。他與牛頓一起，共同奠定了微積分學的基礎，對世界數學的發展作出了非常重要的貢獻。 在數學史上，萊布尼茲還以發明現代電子計算器二進制概念而聞名，他最先提出了二進制的加、減、乘、除運算。 談到這一成就時，萊布尼茲曾經激動地說：「我的這種不可思議的新發明，．．．．．是因為我發現了一位圣人的古代文字的秘密，這位古代圣人，就是3000年多前，中早期的君王伏羲氏。」他對伏羲發明的太極八卦圖尤贊賞，稱贊它是?流傳在宇宙間科學中的最古老的紀念物?。 太極八卦圖是一幅什幺樣的圖畫呢﹖太極八卦圖由太極圖和八卦圖組合而成。太極圖是一幅圓形的圖案，裹面畫著頭尾相交的兩條陰陽魚；八卦圖是一個正8邊形圖案，每條邊上都有一個特殊的符號。這8個符號就叫做?八卦?： ────────── ───────── ────────── 干坤震艮 ────────── ─────────── ────────── 離坎兌巽 古時候，我國人民認為宇宙中共有8個基本要素，于是就用8個個卦來表示它們，其中，干表示天，坤表示地，艮表示山，兌表示澤，震表示雷，巽表示風，坎表示水，離表示火。那幺，太極圖又是什幺意思呢﹖古人認為，宇宙的基本矛盾是陰陽二氣，于是就用陰陽魚來表示它們，并置放在整個圖形的中央。 相傳，太極八卦圖是我國遠古神話中的祖先伏羲發明的。那時候，人類還沒有發明文字，他就用這種?連續的長劃?和?間斷的短劃?來表示對客觀世界的認識，后人曾編出歌訣來幫助記憶這8個符號： 干三連，坤六斷，震仰孟，艮覆碗，離中虛，坎中滿，兌上缺，巽下斷。 每一句歌訣中，第一個字都是卦名，后面的兩個字則用來形容卦的形狀。例如?干三連?，指干卦的上中下三劃都是連而不斷的；又如?震仰孟?，指震卦形如一個仰放著的缽子。 太極八卦圖在我國民間流傳極廣。神魔小說《西游記》里，有一段精彩故事叫?八卦爐中逃大圣?，天兵天將抓住大鬧天宮的孫大圣后，刀砍斧剁，雷轟火燒，都不能傷他一根毫毛。太上老君把孫悟空推進?八卦爐?中，用文武火鍛煉，要將他化為灰燼。后來，孫悟空躲在爐中巽卦的方位，才僥幸逃得性命。在《三國演義》中，諸葛亮用江邊巨石布下了一座?八卦石陣?，陣勢變幻莫測，隱含無限殺機，嚇得東吳的追兵不敢舉步向前．．．．． 其實，太極八卦圖并非神幻莫測的鬼符，它是我國古代人民用來描述客觀世界的一種模式，蘊含在其中的宏奧哲理，曾啟迪過無數科學家的智能。相傳在17世紀末期，萊布尼茲正是在太極八卦圖的啟示下，發明了二進制的記數方法。 當時，萊布尼茲正在研制乘法計算器，他反復試驗了許多種方案，卻總也提不高機器的運算速度。后來他發現，要提高速度，就必須采用一種適合機器運算的記數方法。可是，他苦苦思索了很長時間，也沒有想出一個好主意來。一位在中國傳教的友人，給他寄來了一幅太極八卦圖。這幅古老而神奇的圖案，引起了萊布尼茲極大的興趣，觸發了他的靈感。他發現，如果把圖中?連續的長劃?看作是1，把?間斷的短劃?看作是0，那幺，用八卦就可以表示出從0到7的這8個整數。后來，他又作了進一步的研究，終于發明了二進制的記數方法。 在常用的記數方法中，二進制是最低的一種進位制。由于它只有0和1這兩個數字，遇到比1大的數就得進位，因而產生出許多令人?不可思議?的算式。譬如，1＋1＝10，11＋1＝100，等等。 不過，這里的10不能讀作?十?，要讀作?一零?；100也不能讀作?一百?，要讀作?一零零?。它們分別相當于十進制中的2和4。 八卦與二進制數的關系： ┌────┬───┬────┬────┐ │八卦符號│卦名│二進制數│十進制數│ ├────┼───┼────┼────┤ │──││││ │──│坤│000│0│ │──││││ ├────┼───┼────┼────┤ │──││││ │──│震│001│1│ │───││││ ├────┼───┼────┼────┤ │──││││ │───│坎│010│2│ │──││││ ├────┼───┼────┼────┤ │──││││ │───│兌│011│3│ │───││││ ├────┼───┼────┼────┤ │───││││ │──│艮│100│4│ │──││││ ├────┼───┼────┼────┤ │───││││ │──│離│101│5│ │───││││ ├────┼───┼────┼────┤ │───││││ │───│巽│110│6│ │──││││ ├────┼───┼────┼────┤ │───││││ │───│干│111│7│ │───││││ └────┴───┴────┴────┘ 不難想象，如果用二進制來表示1987，不知要??鑼灤瓷隙喑さ囊淮∧晴郟繾蛹撲閆魑茬燮捎謎庵吱???鑼簍?的進位制呢﹖ 原來，在電子計算器內部，是用電子器件的不同穩定狀態來表示不同的數字符號。二進制中只有2個不同的數字，對于每一個數字，計算器只要準備一個具有兩種不同穩定狀態的器件就行了。例如，利用電路的?開?和?關?，電脈沖的?有?和?無?，都可以在機器中表示二進制數。如果采用其它的進位制，那幺，對于每一個數字，計算器都得準備一個具有更多種不同穩定狀態的器件，這樣不僅會給計算器的設計制造增添麻煩，還會影響計算的精確性，降低運算速度。 不過，電子計算器并不覺得二進制???鑼簍?。因為電脈沖的頻率很高，一秒鐘里就可產生幾百萬個、甚至上億個電脈沖。要表示一個10位的二進制數，大約10微秒鐘就夠了，還不到一眨眼的工夫呢！ 萊布尼茲計算器是一個長100厘米、寬30厘米、高25厘米的盒子，里面用梯形軸齒輪結構代替了帕斯卡用鐵釘制成的齒輪結構，從而利用齒數的變換，實現了乘除法運算。梯形軸齒輪是可變齒輪的前驅，萊布尼茲的這一發明，以后長期為各種機械計算器所采用。機械計算器的出現，是計算技術上一個重大的進步。雖然它沒有過程控制機構，還談不上是?自動計算?，但人們畢竟從中看到了?用機器代替思維?的希望。 （三）自動與電器計算器 世界上第一臺能夠自動運算的計算器，是1822年由英國數學家巴貝其發明的。是以蒸汽為動力代替人類進行具體運算。20世紀上半葉，科學技術的迅速發展，更發明了不少電器型計算器，進一步為巴貝奇的夢想實現提供了物質、技術基礎。 （四）電子計算器 1943年，由于二次世大戰的緊迫需要，一個美國科研小組在軍方的大力支持下，決定將電子真空管應用到計算器裝置上，研制出一種自動高速的新型計算器。在研制人員富有成效的合作和發奮努力下，研制工作進展很順利，不到2年的時間，世界上第一臺電子計算器ENIAC便研制成功了。 ENIAC是?電子數值積分和計算器?的英文縮寫，它耗資48萬美元，用去18000個電子管、70000個電阻、10000個電容、1500個繼電器，是一個占地170平方米、重達30噸的龐然大物。1946年2月15日，ENIAC正式投入運行。它能它在1秒鐘內進行5000次加法運算，比當時最快的電器計算機還快1000多倍。 而從1944年夏天起，世界著名數學大師馮．諾伊曼就參與了ENIAC的研制工作，并以超群的智能對一些關鍵問題作出了貢獻。1945年3月，馮．諾伊曼起草了一份關于?離散變量自動電子算機?EDVAC的設計報告，對ENIAC作了兩項重大的改進：一是在計算機內采用二進制，大大簡化了計算器的結構和運算過程；一是把程序和數據一起存貯在計算器內，使得計算器的全部運算成為真正的自動過程。尤其是后一項改進，標志著電子計算器時代的真正開始。直到目前為止，幾乎所有電子計算器都采用了馮．諾伊曼的這一設計思想。馮．諾伊曼也因此被譽為是?電子計算器之父?。 （1）馮．伊諾曼（Neumann）簡介 1946年2月15日，在美國賓夕法尼亞大學，世界上第一臺電子計算器ENIAC正式投入了運行。在隆重的揭幕儀式上，ENIAC表演了它的?絕招?：在1秒鐘內進行5000次加法運算；在1秒鐘內進行500次乘法運算。這比當時最快的電器計算器的運算速度要抉1000多倍。全場起立歡呼，歡呼科學技術進入了一個新的歷史發展時期。 然而，從技術上講，ENIAC尚未正式運行也就幾乎過時了。因為在它正式運行之前，一份新型電子計算器的設計報告，又在計算器發展史上樹起了一座新的里程碑！這份設計報告的起草人，就是20世紀天才的數學大師之一、美籍匈牙利數學家馮．諾伊曼。 1903年12月28日，馮．伊曼誕生于匈牙利的布達佩斯市。他從小就顯示驚人的數學天賦，相傳在6歲時就能心算8位數學除法，8歲時就掌握了微積分，12歲時竟讀懂了一部高深的數學著作《函數論》的大意！后來，馮．諾伊曼在?匈牙利數學之父?費葉爾的指導下，接受了嚴格的訓練。18歲時，他與指導老師合作，在國外的雜志上發表了第一篇數學論文。 1926年，馮．諾伊曼幾乎同時畢業于兩所大學：在蘇黎世高等技術學院獲得?化學工程?文憑；在布達佩斯大學獲得數學博士證書。 1930年，馮．諾伊曼到了美國，被聘為普林斯頓大學的訪問教授。3年之后，年僅30歲的馮．諾伊曼與大科學家愛因斯坦一道，成為普林斯頓高級研究院的首批常任成員。 與馮．諾伊曼一起工作過的人，一致公認他才智過人。他的老師、著名數學家波利亞說：?馮．諾伊曼是我唯一感到害怕的學生，如果我在講演中列出一道難題，那幺當我講演結束時，他總會拿著一張潦草寫就的紙片說已把難題解出來了。?有一次，一個數學家對一個題的5種情況分別用手搖計算器算了一個通宵，第二天去請教馮．諾伊曼，結果他只用7分鐘就算出了全部的答案，接著，馮．諾伊曼思考了半個小時，又發現了一種更好的簡捷算法。不過，馮．諾伊曼的妻子卻認為他?一點幾何頭腦也沒有?。有一次，她讓馮．諾伊曼去取一杯水，馮．諾伊曼在這幢房子里生活了17年，竟弄不清杯子放在什幺地方，他轉了半天，又走回來問妻子玻璃杯放在哪里……。對生活瑣事的心不在焉，從另一個側面反映了他對科學研究的專注。馮．諾伊曼研究問題時精神高度集中，因而能敏銳地抓住問題的本質。 1940年以前，馮．諾伊曼對數學的頁獻集中在純粹數學方面。他曾研究?算子環?領域達20年之久，一直是這個領域內無可爭辯的世界權威；他的另一項輝煌的科學成就，是部分解決了希爾伯特第5問題，為完全解決這著名數學難題作出了重大貢獻。 1940年，馮．諾伊曼積極投身于反法西斯戰爭的洪流，開始了由純粹數學家到杰出應用數學家的轉變過程。在戰爭年代，他先后被聘為美國海軍兵工局等許多單位的顧問，還直接參與了核武器的研制工作，為設計原子彈的最佳結構提出了許多重要建議。 馮．諾伊曼有一個突出的優點，就是善于把人們認為不能用數學處理的實際問題加以公理化、系統化，將抽象的數學理論巧妙地應用于實際生活領域。譬如一次幾十名商人參加的交易會，商人們都會謀求有利于自己的最優策略，其數學復雜程度遠遠超過了太陽系行星的運動，馮．諾伊曼敢于知難而進，用一系列的數學創造揭示這類現象的規律，從而奠定了對策論這門數學分支的基礎。 馮．諾伊曼對計算器科學的貢獻，尤其為人們所贊賞。有趣的是，將他引向這個領域卻純粹是一個偶然的機會。 1944年夏天，馮．諾伊曼在一個火車站候車時，偶然遇見ENIAC研制小組的負責人之一、數學家格爾斯坦中尉。當時，馮．諾伊曼正為原子彈實驗中遇到的大量計算問題而苦惱，譬如有關原子核裂變反應過程問題，需要進行數十億次初等算術運算，上百名女計算員用臺式計算日夜不停地工作，仍然不能按時完成任務。在與格爾斯坦中尉閑聊中馮．諾伊曼聽到了ENIAC正在研制的消息，立刻理解了這項工作的深遠意義。不久，他就成了研制小組的常客，并對一些關鍵問題的解決作出了貢獻。 那時候，ENIAC的研制工作已經接近尾聲，馮．諾伊曼與大一起集中討論了ENIAC的不足處。1945年3月，他起草了一份?離散變量自動電子計算器?的設計報告，對ENIAC作了兩項重大的改進。 一項改進是將10進制改為2進制，從而大大簡化了計算器的結構和運算過程；另一項改進是將程序與數據一起存貯在計算器內，使得電子計算器的全部運算成為真正的自動過程。 這份設計報告是計算器結構思想一次最重要的改革，標志著電子計算器時代的真正開始。連一向專搞理論的普林斯頓高級研究院，也破例批準了馮．諾伊曼的研制工作。從此，他那嶄新的設計思想，深深地烙記在現代電子計算器的基本設計之中。西方科學家們對馮．諾伊曼的工作給予了極高的評價，尊他為?電子計算器之父?。 后來，馮．諾伊曼又進一步研究了自動機理論，他用驚人的毅力克服癌癥帶來的病痛，探索了計算器和人腦機制的類似現象。不幸的是，1957年2月8日，《計算器與人腦》的講搞尚未寫完，馮．諾伊曼便被骨癌奪去了生命。 馮．諾伊曼給世界留下了豐富的科學遺產。他是20世紀最多產的科學家之一，在理論物理學、經濟學、氣象學等許多科學領域，也都留有他辛勤耕耘的足跡。例如他早年撰寫的《量子力學的數學基礎》一書，首次將量子力學納入嚴格的數學系統，至今仍是理論物理學的經典著作。專家們指出：?如果按年代先后去探討馮．諾伊曼的個人志向和學術成就，那就等于探討了過去30年來科學發展史的概要。? 到1956年，全世界已經生產了幾千臺大型電子計算機，其中有的運算速度已經高達每秒幾萬次。這些電子計算器都以真空管為主要組件，所以叫真空管計算器。利用這一代電子計算器，人們將人造衛星送上了天。這是第一代電子計算器。 第二代電子計算器是晶體管計算器。1956年，美國貝爾實驗室用晶體管代替真空管，制成了世界上第一臺全晶體管管計算器Lepreachaun。它使計算器的體積、重量、耗電都大為減少。至60年代，世界上已產了3萬多臺晶體管計算器，運算速度達到了每秒300萬次。 第三代電子計算器是中小規模集成電路計算器。1962年，美國得克薩斯公司與美國空軍合作，以集成電路為計算器的基本電子組件，制成了一臺實驗性的樣機。在這時期，計算器的體積、功耗都進一步減少，可靠性卻大為提高，運算速度達到了每秒4000萬次。 第四代電子計算器是大規模集成電路計算器。一般認為這是1970年開始的事。現在，巨型機的運算速度已達到每秒幾億次，在科學研究和經濟管理中起著不可替代的作用；而微型機則使計算器的體積與成本大幅度減少，并滲透到工業生產和日常生活的各個角落。今天，要制造一臺具有ＥＮＩＡＣ同樣功能的計算器，體積只要有它的百萬分之一也就足夠了。 第五代電子計算器的研制工作已經開展多年了，無論是?夢幻式?的超導計算器，還是光計算器、生物計算器、人工智能放大器，都已取得了一定的進展。這一代計算機的速度將達到每秒萬億次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超過人的智能。 數學家把聰明給了電子計算器，電子計算器將使數學家變得更加聰明。而且電子計算器不僅是一種工具，它與其它的工具都不相同：電子計算器是人腦的一個側面的延伸。因為電子計算器不僅具有非凡的計算能力，速度之快令人望塵莫及，而且還能夠仿真人的某些思維功能，按照一定的規則進行邏輯判和邏輯推理，代替人的部分腦力勞動。1976年，數學家憑借電子計算器去證明四色定理，?依靠機器完成了人沒有能夠完成的事情?，轟動了整個國際數學界。 電子計算器把人的思維更加有效地引向未知領域。僅僅從這個角度，也不難認識到電子計算器是一項多幺偉大的科學發明了。 。
熱心網友
電腦是人腦發明的 ！
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埃尼阿克
熱心網友
電腦的英文名稱是computer，又叫計算機，最早是為了便于計算而研制出來的工具。 世界上第一部電腦，是1945年由美國賓夕法尼亞大學的兩位教授-莫奇利和埃克特設計和研制出來的，其英文名字ENIAC（埃尼阿克），其實就是電子識字計算機。不過，在這之前，人們研究電腦已經很廠一段時間了，所以嚴格說來，電腦應該是科學家們共同努力的成果。