【正文】 每個數(shù)可達25位，速度可達每秒鐘運算一次。今天我們再回首看看巴貝奇的設計，分析機的思想仍然閃爍著天才的光芒。由于巴貝奇晚年因喉疾幾乎不能說話，介紹分析機的文字主要由阿達替他完成。阿達在一篇文章里介紹說：“這臺機器不論在可能完成的計算范圍、簡便程度以及可靠性與精確度方面，或者是計算時完全不用人參與這方面，都超過了以前的機器?！卑拓惼姘逊治鰴C設計得那樣精巧，?他打算用蒸汽機為動力，驅動大量的齒輪機構運轉。巴貝奇的分析機大體上有三大部分：其一是齒輪式的“存貯庫”，巴貝奇稱它為“倉庫”?（Store），每個齒輪可貯存10個數(shù)，齒輪組成的陣列總共能夠儲存1000個50位數(shù)。分析機的第二個部件是所謂“運算室”，它被巴貝奇命名為“作坊”（Mill），其基本原理與帕斯卡的轉輪相似，用齒輪間的嚙合、旋轉、平移等方式進行數(shù)字運算。為了加快運算速度，他改進了進位裝置，使得50位數(shù)加50位數(shù)的運算可完成于一次轉輪之中。第三部分巴貝奇沒有為它具體命名，其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0”和“1”來控制運算操作的順序，類似于電腦里的控制器。他甚至還考慮到如何使這臺機器處理依條件轉移的動作，比如，第一步運算結果若是“1”，就接著做乘法，若是“0”就進行除法運算。此外，巴貝奇也構思了送入和取出數(shù)據(jù)的機構，以及在“倉庫”和“作坊”之間不斷往返運輸數(shù)據(jù)的部件。阿達“心有靈犀一點通”，她非常準確地評價道：“分析機?編織?的代數(shù)模式同杰卡德織布機編織的花葉完全一樣”。于是，為分析機編制一批函數(shù)計算程序的重擔，落到了數(shù)學才女的肩頭。阿達開天辟地第一次為計算機編出了程序，其中包括計算三角函數(shù)的程序、級數(shù)相乘程序、伯努利函數(shù)程序等等。阿達編制的這些程序，即使到了今天，電腦軟件界的后輩仍然不敢輕易改動一條指令。人們公認她是世界上第一位軟件工程師。眾所周知，?美國國防部據(jù)說是花了250億美元和10年的光陰，把它所需要軟件的全部功能混合在一種計算機語言中，希望它能成為軍方數(shù)千種電腦的標準。1981年，這種語言被正式命名為ADA（阿達）語言，使阿達的英名流傳至今。不過，以上講的都是后話，殊不知巴貝奇和阿達當年處在怎樣痛苦的水深火熱之中！由于得不到任何資助，巴貝奇為把分析機的圖紙變成現(xiàn)實，耗盡了自己全部財產，弄得一貧如洗。他只好暫時放下手頭的活，和阿達商量設法賺一些錢，如制作什么國際象棋玩具，什么賽馬游戲機等等。為籌措科研經(jīng)費，他們不得不“下?！备恪皠?chuàng)收”。最后，兩人陷入了惶惶不可終日的窘境。阿達忍痛兩次把丈夫家中祖?zhèn)鞯恼鋵毸瓦M當鋪，以維持日常開銷，而這些財寶又兩次被她母親出資贖了回來。貧困交加，無休止的腦力勞動，使阿達的健康狀況急劇惡化。1852年，懷著對分析機成功的美好夢想，軟件才女英年早逝，死時年僅36歲。阿達去世后，巴貝奇又默默地獨自堅持了近20年。晚年的他已經(jīng)不能準確地發(fā)音，甚至不能有條理地表達自己的意思，但是他仍然百折不撓地堅持工作。1871年，為計算機事業(yè)貢獻畢生精力的先驅者巴貝奇，終于滿懷著對分析機無言的悲悵，孤獨地離開了人世。有人把他的大腦用鹽漬著保存起來，想經(jīng)過若干年后，有更先進技術來研究他大腦保存的精神。分析機終于沒能造出來，巴貝奇和阿達失敗了。巴貝奇和阿達的失敗是因為他們看得太遠，分析機的設想超出了他們所處時代至少一個世紀！社會發(fā)展的需求和科學技術發(fā)展的可能，使得他們注定要成為的悲劇人物。盡管如此，巴貝奇和阿達為電腦科學留下了一份極其珍貴的精神遺產，包括30種不同設計方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖……，更包括那種在逆境中自強不息，為追求理想奮不顧身的拼搏精神。巴貝奇巨星隕落后，世人已逐漸將他淡忘，20世紀已經(jīng)來臨。計算機的歷史等待著，等待著巴貝奇式的人物再世，等待著人類劃時代的壯舉。大約在1936年，美國青年霍德華艾肯（）來哈佛大學攻讀物理學博士學位。恰好在世紀之交來到人世的艾肯，屬于大器晚成的科學家。由于家庭貧困，他不得不以半工半讀的方式艱難地讀完高中。大學期間，也是一邊工作，一邊刻苦學習，直到畢業(yè)后才謀到一份工程師的工作。36歲那年，他毅然辭去收入豐厚的職務，重新走進大學校門。由于博士論文的研究涉及到空間電荷的傳導理論，需要求解非常復雜的非線性微分方程，在進行繁瑣的手工計算之余，艾肯很想發(fā)明一種機器代替人工求解的方法，幻想能有一臺計算機幫助他解決數(shù)學難題。三年之后，正如萊布尼茨在書里“找到”帕斯卡一樣，艾肯也是在圖書館里“發(fā)現(xiàn)”的巴貝奇和阿達。巴貝奇和阿達的論文，令年輕人心搖旌動。70多年過去后，巴貝奇仿佛還在對他娓娓而談：“任何人如果不接受我失敗的教訓，還仍然下決心去研制一臺把數(shù)學分析的全部工作都包括在內的機器的話，我不怕把自己的名譽交給他去作出應有的評價，因為只有他才完全了解我工作的性質及其成果的價值”。以艾肯所處時代的科技水平，也許已經(jīng)能夠完成巴貝奇未競的事業(yè)，造出通用計算機。為此，他寫了一篇《自動計算機的設想》的建議書，提出要用機電方式，而不是用純機械方法來構造新的“分析機”。然而，正在求學的讀書人根本沒有可能籌措到那么大的一筆經(jīng)費。取得博士學位的艾肯進入了美國海軍軍械局。一名小小的中尉，他仍然沒有錢。“金錢不是萬能的”，但是，對于艾肯實現(xiàn)計算機夢想來說，“沒有錢卻是萬萬不能的”，否則只會重蹈巴貝奇和阿達的復轍。年輕的海軍中尉想到了制表機行業(yè)的IBM公司。艾肯從他一位老師口中得知IBM董事長沃森的大名，他的老師此時正在一所由IBM出資創(chuàng)辦的“哥倫比亞大學統(tǒng)計局”里任職，非常樂意為學生寫了份推薦信。艾肯連續(xù)通宵達旦地準備材料，擬好了一份詳細的可行性報告，直接跑去找沃森。他聽老師講，沃森的作風從來就是獨斷專行，不設法說服此人，研制計算機的計劃一準泡湯。IBM的總部座落在一幢古色古香的建設物里。?沃森坐在寬大的寫字臺后，一言不發(fā)聽艾肯陳述。在他的背后，是整整齊齊擺滿各種書籍的大書柜，書柜的上方貼著只有一個單詞的格言──思考（THINK），這是沃森最為推崇的行動準則。艾肯說完了該說的話，忐忑不安地望著對面這位愛好“思考”的企業(yè)家?！爸辽傩枰嗌馘X？”沃森開口詢問?！翱峙乱度霐?shù)以萬計吧”，艾肯喃喃地回答，“不過……”沃森擺了擺手，打斷了艾肯的話頭，拿起筆來，在報告上劃了幾下。艾肯心里一緊：“沒戲了！”出于禮貌，他還是恭敬地用雙手接過那張紙，隨即低頭一瞅，頓時喜上眉稍──沃森的大筆一揮，批給了計算機100萬美元！有了IBM作堅強后盾，?新的計算機研制工作在哈佛物理樓后的一座紅磚房里開了場，艾肯把它取名為“馬克1號”（MarkⅠ），又叫做“自動序列受控計算機”。IBM又派來萊克、德菲和漢密爾頓等工程師組成攻關小組，財源充足，兵強馬壯。比起巴貝奇和阿達，艾肯的境況實在要幸運得多。?IBM也因此從生產制表機、肉鋪磅秤、咖啡碾磨機等亂七八糟玩意的行業(yè)里，正式跨進了計算機的“領地”。艾肯設計的馬克1號已經(jīng)是一種電動的機器，?它借助電流進行運算，最關鍵的部件，用的是普通電話上的繼電器。?馬克1號上大約安裝了3000個繼電器，每一個都有由彈簧支撐著的小鐵棒，?通過電磁鐵的吸引上下運動。吸合則接通電路，代表“1”；釋放則斷開電路，代表“0”。繼電器“開關”能在大約1/100秒的時間內接通或是斷開電流，當然比巴貝奇的齒輪先進得多。為馬克1號編制計算程序的也是一位女數(shù)學家格雷斯霍波（G.?Hopper）。這位聲名遐邇的數(shù)學博士，1944年參加到哈佛大學計算機研究工作，她說：“我成了世界上第一臺大型計算機MarkⅠ的第三名程序員。”霍波博士后來還為第一臺儲存程序的商業(yè)電子計算機UNIVAC寫過程序，又率先研制成功第一個編譯程序AO和計算機商用語言COBOL，被公認是計算機語言領域的帶頭人。有一天，她在調試程序時出現(xiàn)了故障，拆開繼電器后，發(fā)現(xiàn)有只飛蛾被夾扁在觸點中間，從而“卡”住了機器的運行。于是，霍波恢諧地把程序故障統(tǒng)稱為“臭蟲”?（bug），而這一奇怪的“稱呼”，后來成為計算機領域的專業(yè)行話，如DOS系統(tǒng)中的調試程序，程序名稱就叫DEBUG。1944年2月，馬克1號計算機在哈佛大學正式運行。從外表看，它的外殼用鋼和玻璃制成，長約15米，，是個像恐龍般巨大身材的龐然大物。據(jù)說，艾肯和他的同事們，?為它裝備了15萬個元件和長達800公里的電線。這臺機器能以令當時人們吃驚的速度工作──每分鐘進行200次以上的運算。它可以作23位數(shù)加23位數(shù)的加法，；而進行同樣位數(shù)的乘法，則需要6秒多的時間。只是它運行起來響聲不絕于耳，有的參觀者說：“就象是擠滿了一屋子編織絨線活的婦女”，也許你會聯(lián)想到，馬克1號計算機也與杰卡德編織機有天然的聯(lián)系。馬克1號代表著自帕斯卡以來，?人類所制造的機械計算機或電動計算機之頂尖水平，當時就被用來計算原子核裂變過程。它以后運行了15年，編出的數(shù)學用表我們至今還在使用。1946年，艾肯和霍波聯(lián)袂發(fā)表文章說，這臺機器能自動實現(xiàn)人們預先選定的系列運算，甚至可以求解微分方程。馬克1號終于實現(xiàn)了巴貝奇的夙愿。?事隔多年后，已經(jīng)擔任大學教授的艾肯談起巴貝奇其人其事來，仍然驚嘆不已，他曾感慨地說，如果巴貝奇晚生75年，我就會失業(yè)。但是，馬克1號是早期計算機的最后代表，?從它投入運行的那一刻開始就已經(jīng)過時，因為此時此刻，人類社會已經(jīng)跨進了電子的時代。第四篇：計算機發(fā)展史簡介一、計算機發(fā)展史簡介人類所使用的計算工具是隨著生產的發(fā)展和社會的進步，從簡單到復雜、從低級到高級的發(fā)展過程，計算工具相繼出現(xiàn)了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年，世界上第一臺電子數(shù)字計算機（ENIAC）在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成，占地170m2，總重量為30t，耗電140kw，運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。從計算機的發(fā)展趁勢看，大約2010年前美國就可以研制出千萬億次計算機。電子計算機在短短的50多年里經(jīng)過了電子管、晶體管、集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）四個階段的發(fā)展，使計算機的體積越來越小，功能越來越強，價格越來越低，應用越來越廣泛，目前正朝智能化（第五代）計算機方向發(fā)展。1．第一代電子計算機第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大，運算速度較低，存儲容量不大，而且價格昂貴。使用也不方便，為了解決一個問題，所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學計算，只在重要部門或科學研究部門使用。2．第二代電子計算機第二代計算機是從1958年到1965年，它們全部采用晶體管作為電子器件，其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學計算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務處理及工業(yè)控制。3．第三代電子計算機第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規(guī)模集成電路為電子器件，并且出現(xiàn)操作系統(tǒng)，使計算機的功能越來越強，應用范圍越來越廣。它們不僅用于科學計算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動控制等領域，出現(xiàn)了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統(tǒng)，可用于生產管理、交通管理、情報檢索等領域。4．第四代電子計算機第四代計算機是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。第四代計算機的另一個重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎發(fā)展起來的微處理器和微型計算機。微型計算機大致經(jīng)歷了四個階段：第一階段是1971～197