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1946年2月14日誕生了世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC（埃尼阿克）。(The Electronic Numerical Integrator And Calculator) “埃尼阿克”計算機的最初設(shè)計方案，是由36歲的美國工程師 莫奇利于1943年提出的計算機的主要任務(wù)是分析炮彈軌道。美國軍械部撥款支持研制工作，并建立了一個專門研究小組，由莫奇利負(fù)責(zé)?？偣こ處熡赡陜H24歲的?？颂?fù)?dān)任，組員格爾斯是位數(shù)學(xué)家，另外還有邏輯學(xué)家勃克斯。“埃尼阿克”共使用了18000個電子管，另加1500個繼電器以及其它器件，其總體積約90立 方米，重達(dá)30噸，占地170平方米，需要用一間30多米長的大房間才能存放，是個地地道道的龐然大物。這臺耗電量為140千瓦的計算機，運算速度為每秒5000次加法，或者400次乘法，比機械式的繼電器計算機快1000倍。當(dāng)“埃尼阿克”公開展出時，一條炮彈的軌道用20秒種就能算出來，比炮彈曬身的飛行速度還快。埃尼阿克的存儲器是電子裝置，而不是靠轉(zhuǎn)動的“鼓”。它能夠在一天內(nèi)完成幾千萬次乘法，大約相當(dāng)天一個人用臺式計算機操作40年的工作量。它是按照十進制，而不是按照二進制來操作。但其中也用少量以二進制方式工作的電子管，因此機器在工作中不得不把十進制轉(zhuǎn)換為二進制，而在數(shù)據(jù)輸入，輸出時再變回十進制?！鞍Ｄ岚⒖恕弊畛跏菫榱诉M行彈道計算而設(shè)計的專用計算機。但后來通過改變插入控制板里的接線方式來解決各種不同的問題，而成為一臺通用機。它的一種改型機曾用于氫彈的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式，每當(dāng)進行一項新的計算時，都要重新連接線路。有時幾分種或幾十分種的計算，要花幾小時或1~2天的時間進行線路連接準(zhǔn)備，這是一個致命的弱點。它的另一個弱點是存儲量太小，至多只能存20個10位的十進制數(shù)。英國無線電工程師協(xié)會的蒙巴頓將軍把“埃尼阿克”的出現(xiàn)譽為“誕生了一個電子的大腦”，“電腦”的名稱由此流傳開來。 1996年2月15日，在“埃尼阿克”問世50周年之際，美國副總統(tǒng)戈爾在賓夕法尼亞大學(xué)舉行的隆重紀(jì)念儀式上，再次按動了這臺已沉睡了40年的龐大電子計算機的啟動電鈕。戈爾在向當(dāng)年參加“埃尼阿克”的研制，如今仍健在的科學(xué)家發(fā)表講話：“我謹(jǐn)向當(dāng)年研制這臺計算機的先驅(qū)者們表示祝賀。”埃尼阿克上的兩排燈以準(zhǔn)確的節(jié)奏閃爍到46，標(biāo)志著它于1946年問世，然后又閃爍到96，標(biāo)志著計算機時代開始以來的50年。 第一臺電子計算機在1946年2 月14日問世了。全稱是“電子數(shù)值積分和計算機”，英文名字是“Elextronic Numerical Integrator And Computer”簡稱ENIAC（埃尼阿克）。它是由美國賓夕法尼亞大學(xué)的莫爾學(xué)院的莫爾小組承擔(dān)研制的。它由17468個電子管、6萬個電阻器、1萬個電容器和6千個開關(guān)組成，重達(dá)30噸，占地160平方米，耗電174千 瓦，耗資45萬美元。這臺計算機每秒只能運行5千次加法運算，或400次乘法。 埃尼阿克的存儲器是電子裝置，而不是靠轉(zhuǎn)動的"鼓"。它能夠在一天內(nèi)完成幾千萬次乘法，大約相當(dāng)于一個人用臺式計算機操作40年的工作量。它是按照十進制，而不是按照二進制來操作。但其中也用少量以二進制方式工作的電子管，因此機器在工作中不得不把十進制轉(zhuǎn)換為二進制，而在數(shù)據(jù)輸入、輸出時再變回十進制。 eniac 　　 第一臺電子計算機叫 ENIAC（中文名：埃尼阿克） 　　（電子數(shù)字積分計算機的簡稱，英文全稱為 Electronic Numerical Integrator And Computer），它于1946年2月15日在美國宣告誕生。 　　承擔(dān)開發(fā)任務(wù)的“莫爾小組”由四位科學(xué)家和工程師埃克特、莫克利、戈爾斯坦、博克斯組成，總工程師?？颂卦诋?dāng)時年僅24歲。 　　在美國賓夕法尼亞大學(xué)的莫爾電機學(xué)院揭幕典禮。它，就是世界上第一臺現(xiàn)代電子計算機“埃尼阿克”（ENIAC）。這個龐然大物占地面積達(dá)170平方米，重達(dá)30噸。在揭幕儀式上，“埃尼阿克”為來賓表演了它的“絕招”----—分別在1秒鐘內(nèi)進行了5000次加法運算和500次乘法運算，這比當(dāng)時最快的繼電器計算機的運算速度要快1000多倍。這次完美的亮相，使得來賓們喝彩不已。 　　ENIAC：長30.48米，寬1米，占地面積約63平方米，30個操作臺，約相當(dāng)于10間普通房間的大小，重達(dá)30噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。它包含了17,468 真空管7,200水晶 二極管, 1,500 中轉(zhuǎn), 70,000 電阻器, 10,000 電容器，1500繼電器，6000多個開關(guān)，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。 　　研制電子計算機的想法產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)進行期間。當(dāng)時激戰(zhàn)正酣，各國的武器裝備跟現(xiàn)在比差遠(yuǎn)了，占主要地位的戰(zhàn)略武器就是飛機和大炮，哪有什么“飛毛腿”導(dǎo)彈、“愛國者”防空導(dǎo)彈、“戰(zhàn)斧式”巡航導(dǎo)彈，因此研制和開發(fā)新型大炮和導(dǎo)彈就顯得十分必要和迫切。為此美國陸軍軍械部在馬里蘭州的阿伯丁設(shè)立了“彈道研究實驗室”。 　　美國軍方要求該實驗室每天為陸軍炮彈部隊提供6張火力表以便對導(dǎo)彈的研制進行技術(shù)鑒定。千萬別小瞧了這區(qū)區(qū)6張火力表，它們所需的工作量大得驚人！事實上每張火力表都要計算幾百條彈道，而每條彈道的數(shù)學(xué)模型你知道是什么嗎？一組非常復(fù)雜的非線性方程組。這些方程組是沒有辦法求出準(zhǔn)確解的，因此只能用數(shù)值方法近似地進行計算。 　　不過即使用數(shù)值方法近似求解也不是一件容易的事！按當(dāng)時的計算工具，實驗室即使雇用200多名計算員加班加點工作也大約需要二個多月的時間才能算完一張火力表。在“時間就是勝利”的戰(zhàn)爭年代，這么慢的速度怎么能行呢？恐怕還沒等先進的武器研制出來，敗局已定。 　　為了改變這種不利的狀況，當(dāng)時任職賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機工程學(xué)院的莫希利（John Mauchly）于 1942年提出了試制第一臺電子計算機的初始設(shè)想——“高速電子管計算裝置的使用”，期望用電子管代替繼電器以提高機器的計算速度。 　　美國軍方得知這一設(shè)想，馬上撥款大力支持，成立了一個以莫希利、埃克特（Eckert）為首的研制小組開始研制工作、預(yù)算經(jīng)費為15萬美元，這在當(dāng)時是一筆巨款。要不是為了戰(zhàn)爭，誰能舍得出這么大的錢！雖說戰(zhàn)爭萬惡，但未始不偶爾促進科技的發(fā)展。 　　讓研制工作十分幸運的是，當(dāng)時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆原子彈研制工作的數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（v·n weumann，美籍匈牙利人）帶著原子彈研制過程中遇到的大量計算問題，在研制過程中期加入了研制小組。他對計算機的許多關(guān)鍵性問題的解決作出了重要貢獻，從而保證了計算機的順利問世。 　　雖然ENIAC體積龐大，耗電驚人，運算速度不過幾千次（現(xiàn)在的超級計算機的速度最快每秒運算達(dá)萬億次?。犬?dāng)時已有的計算裝置要快1000倍，而且還有按事先編好的程序自動執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和存儲數(shù)據(jù)的功能。ENIAC宣告了一個新時代的開始。從此科學(xué)計算的大門也被打開了。 　　人們當(dāng)然不會滿足于此的！ 　　自第一臺計算機問世以后，越來越多的高性能計算機被研制出來。計算機已從第一代發(fā)展到了第四代，目前正在向第五代、第六代智能化計算機發(fā)展。像最初制造出來的ENIAC一樣，許多高性能的計算機總是在為尖端和常規(guī)武器、特別是核武器的研制服務(wù)。 　　和人類發(fā)明的所有工具一樣，計算機的產(chǎn)生也是由于實際需要方得以問世的。從18世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)水平有了長足的進步。制造電子計算機所必需的邏輯電路知識和電子管技術(shù)已經(jīng)在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初出現(xiàn)并得以完善。因此可以說制造計算機的基礎(chǔ)科學(xué)知識已經(jīng)完備。 　　但為什么世界上第一臺電子計算機要退至40年代中期才得以問世呢？這里面主要是實際需要是否迫切和資金是否到位的問題。實際需要當(dāng)然一直都存在，誰不想擁有一種最先進的計算工具呢？但光是需求并不能決定一切。凡研制一種新工具，總是需要先期投入大量資金（研制ENIAC時，一開始就投資15萬美元，但最后的總投資高達(dá)48萬美元，這在40年代可是一筆巨款?。Ｄ転橐环N未問世的工具大膽出錢的總是少數(shù)。 　　最后還是戰(zhàn)爭使計算機的誕生成為現(xiàn)實。事實上各種各樣的社會需求中，戰(zhàn)爭期間的需求始終是最迫切的，因為事關(guān)生死存亡。政府和軍方總是出手大方，將最新的科技成果應(yīng)用到諸如戰(zhàn)略和常規(guī)武器的研制工作上，以確保己方在軍事上處于領(lǐng)先地位。 　　電子計算機正是在二次世界大戰(zhàn)彌漫的硝煙中開始研制的。如前面所述，當(dāng)時為了給美國軍械試驗提供準(zhǔn)確而及時的彈道火力表，迫切需要有一種高速的計算工具。因此在美國軍方的大力支持下，世界上第一臺電子計算機ENIAC于1943年開始研制。參加研制工作的是以賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機工程學(xué)院的莫西利和?？颂貫槭椎难兄菩〗M。在研制中期，著名數(shù)學(xué)家馮·諾依曼加入行列。 　　歷時兩年多，ENIAC研制成功。1945年春天，ENIAC首次試運行成功。1946年2月10日，美國陸軍軍械部和賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院聯(lián)合向世界宣布ENIAC的誕生，從此揭開了電子計算機發(fā)展和應(yīng)用的序幕。 　　現(xiàn)在人們常打交道的絕大多數(shù)都是個人計算機，它體積小，重量輕，性能高。雖然現(xiàn)在也有不少的巨型和大型計算機，但它們都“藏在深閨人未識”，安置在專門為它建造的建筑物里，一般人是不太容易一睹其“芳容”的。所以在許多人的心目中，可能會想當(dāng)然地認(rèn)為最初的計算機也有這么“苗條”。那可大錯特錯了！以前的計算機可是不折不扣的龐然大物！ 　　就拿ENIAC來說吧，它采用電子管作為基本電子元件。用了多少個呢？足足有18800個電子管，而每個電子管大約有一個普通家用25瓦燈泡那么大！這樣ENIAC就有了8英尺高（約2．44米）、3英尺寬（約0．9米）、100英尺長（約30．48米）的身軀，占去了1800平方英尺(167 m ²)，重達(dá)30噸，耗電150千瓦。 　　ENIAC這個龐然大物能做什么呢？它每秒能進行5000次加法運算（據(jù)測算，人最快的運算速度每秒僅 5次加法運算），每秒即次乘法運算。它還能進行平方和立方運算，計算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運算。 　　以現(xiàn)在的眼光來看，這當(dāng)然很微不足道。但這在當(dāng)時可是很了不起的成就！原來需要20多分鐘時間才能計算出來的一條彈道，現(xiàn)在只要短短的30秒！這可一下子緩解了當(dāng)時極為嚴(yán)重的計算速度大大落后于實際要求的局面。 　　由于當(dāng)時馮·諾依曼正參與原子彈的研制工作，他是帶著原子彈研制過程中遇到的大量計算問題加入到計算機的研制工作中來的。因此可以說，ENIAC為世界上第一顆原子彈的誕生也出了不少力。 　　但即使在當(dāng)時看來，ENIAC也是有不少缺點的：除了體積大，耗電多以外，由于機器運行產(chǎn)生的高熱量使電子管很容易損壞。只要有一個電子管損壞，整臺機器就不能正常運轉(zhuǎn)，于是就得先從這1．8萬多個電子管中找出那個損壞的，再換上新的，別提有多么麻煩了。 　　關(guān)于世界上第一臺計算機的疑問 　　在國內(nèi)的絕大部分媒體上都會出現(xiàn)世界上第一臺電子計算機是上世紀(jì)1946年由美國人毛克利（John Mauchly）發(fā)明的ENIAC文字記載，但另一種說法卻是：世界上第一臺電子計算機是由美國愛荷華州立大學(xué)的約翰· 文森特·阿塔納索夫（John Vincent Atanasoff）教授和他的研究生克利福特·貝瑞（Clifford Berry）先生在1937年至1941年間開發(fā)的“阿塔納索夫-貝瑞計算機（Atanasoff-Berry Computer，簡稱ABC）”。 　　在維基百科（wikipedia.org）上你只要輸入“John Vincent Atanasoff”或“Atanasoff–Berry Computer”就可以找到“約翰·文森特·阿塔納索夫”教授的生平和“阿塔納索夫-貝瑞計算機（Atanasoff-Berry Computer）”的發(fā)明過程，在Google中搜索“Atanasoff–Berry Computer”也會有四萬多條檢索結(jié)果，在美國愛荷華州立大學(xué)的網(wǎng)站上有更詳細(xì)的介紹（http: //www.cs.iastate.edu/jva/jva-archive.shtml）。 　　而在國內(nèi)的朋友們竟很少有人知道此事真相， 不少國內(nèi)的作者在他們的專著、教材中，甚至科普活動中，仍然宣傳ENIAC是世界上第一臺計算機。因此，做為一名IT工作者有必要本著科學(xué)的精神，替前人 澄清事實，希望通過此文有助于糾正這個在國內(nèi)知識界長期存在的重大學(xué)術(shù)誤會，以正視聽。 　　經(jīng)證實，世界上的第一臺計算機應(yīng)為“ABC”。1941年，“ENIAC”的發(fā)明者之一莫科里在阿坦納索夫家借住5天，借此機會盜取了研究成果及想法，之后與?？颂匾黄鹬圃炝恕癊NIAC”并申請了專利，被世人稱為“現(xiàn)代計算機之父”而阿坦納索夫并未重視自己的重大發(fā)明“ABC”，學(xué)校也沒有重視此項發(fā)明，并拆掉了“ABC”。后經(jīng)過美國法院判決，推翻并吊銷了莫科里的專利，“現(xiàn)代計算機的基本想法是來自約翰-文森特-阿坦納索夫”。 1946年2月15日是計算機發(fā)展史上值得紀(jì)念的一個日子。這一天美國賓夕法尼亞大學(xué)的莫爾學(xué)院喜氣洋洋，許多人心情激動地來到莫爾學(xué)院，參加一個可載入史冊的典禮，即人類歷史上第一臺現(xiàn)代電子計算機的揭幕典禮。這臺機器名為“電子數(shù)值積分和計算機”(簡稱埃尼阿克，見圖 1.1)，它看上去完全是一個龐然大物，占地面積達(dá)170m2，質(zhì)量達(dá)30t，耗電量也很驚人，功率為150kW，共使用了近兩萬個電子管，在工作時這些管子看上去活像兩萬只點著的燈泡。埃尼阿克主要用來進行彈道計算的數(shù)值分析，用十進制進行計算。它在 1s圖1.1埃尼阿克計算機內(nèi)能進行數(shù)百次的加法運算，這在當(dāng)時已是劃時代的高速計算機了。用它計算炮彈著彈位置所需要的時間，比炮彈離開炮口到達(dá)目標(biāo)所需要的時間還要短。它一度被譽為“比炮彈還要快的計算機”。經(jīng)過多次改進，后來的埃尼阿克成為一臺能進行各種科學(xué)計算的通用計算機。它的最大特點是采用了電子線路來執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和儲存信息。同以往的計算機相比，它的速度極快，比兩年前艾肯研制的機電式自動控制計算機要快1000倍。這使得它能勝任相當(dāng)廣泛的現(xiàn)代科學(xué)計算。埃尼阿克是人類計算工具發(fā)展史上一座不朽的豐碑。它是世界上第一臺真正能運轉(zhuǎn)的大型電子計算機。正是它同幾年后制成的馮·諾伊曼機一起，奠定了現(xiàn)代計算機原型。 ??? 在從蒙昧?xí)r代到文明社會的艱難進行過程中，人類發(fā)明了輪子、杠桿、熱機、機床、電話、電視等。這些人類智慧的果實已經(jīng)延長了人類的感官的功能，從而促進人類社會不斷發(fā)展。而電子計算機的發(fā)明更是史無前例，對人類生活的影響將是不可估量的，因為它延長了人類最神秘也最寶貴的部分——腦的功能。埃尼阿克的問世也充分表明，一項重大發(fā)明只有為社會發(fā)展所迫切需要，才能脫穎而出。反之，如果社會沒有這方面的需求，多么美妙的設(shè)想也逃脫不掉為歷史所淘汰的命運。電子計算機制造技術(shù)在20世紀(jì)30年代已經(jīng)成熟，而在20世紀(jì)40年代才開花結(jié)果， 也許正是這個原因。在冷酷無情的歷史面前，個人的力量太渺小了。是莫克利而非阿塔納索夫發(fā)明了電子計算機，這不是個人的力量所能決定的，這是歷史的選擇。 ??? 雖然埃尼阿克的運算速度已經(jīng)相當(dāng)快了，但是，它仍然沒有最大限度地發(fā)揮采用電子技術(shù)所提供的巨大潛力。初生的電子計算機存在著明顯的缺陷：① 它的存儲容量太??；② 它的程序是用線路連接的方式實現(xiàn)的，不能存儲。為了進行幾分鐘或幾小時的數(shù)字計算，要花費幾小時甚至1～2天的時間做準(zhǔn)備。而且，由于它耗電量大，工作起來常常會因燒壞電子管而被迫停機檢修。 ??? 圖1.2馮·諾伊曼還在1944年，即 ENIAC尚未竣工時，人們已經(jīng)意識到了這些問題。美國軍方要求莫爾學(xué)院在建造 ENIAC的同時，立即設(shè)計效率更高的計算機。就在這一關(guān)鍵時刻，計算機發(fā)展史上又一重要人物——馮·諾伊曼教授(見圖1.2)承擔(dān)了這一重要任務(wù)。1903年，馮·諾伊曼出生于匈牙利的布達(dá)佩斯，他從小就顯示出多方面的天才，不到18歲，就和輔導(dǎo)老師合寫了一篇數(shù)學(xué)論文。他精通7門語言，為其從事科學(xué)研究奠定了深厚的基礎(chǔ)。幾乎在獲得布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士學(xué)位的同時，興趣廣泛的馮·諾伊曼又通過了蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院化學(xué)方面的學(xué)士學(xué)位考試。博學(xué)多才的馮·諾伊曼在理論科學(xué)和技術(shù)科學(xué)方面都有較高的造詣。他的早期工作主要涉及純數(shù)學(xué)領(lǐng)域，但他并不僅僅關(guān)心純數(shù)學(xué)的進展。他堅信在現(xiàn)代文明社會中對基礎(chǔ)學(xué)科的評價會降低，技術(shù)永不停息的發(fā)展對人類社會的推動作用會大大加強。因此，他特別關(guān)注物理科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的狀況，努力發(fā)掘使用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法的潛在威力。1944年的夏天，一個偶然的機會，馮·諾伊曼得知莫爾小組正在研制電子計算機。當(dāng)時，他正參加第一顆原子彈的研制工作，面臨著原子核裂變反應(yīng)過程中的大量計算問題。這些問題涉及數(shù)十億初等算術(shù)運算和初等邏輯指令。它們雖然不需要非常精確的最終數(shù)據(jù)，但所有中間的和細(xì)節(jié)的運算都必須相當(dāng)精確。為此，曾有成百名女計算員一天到晚用臺式計算機演算，結(jié)果還是不能令人滿意。作為彈道研究所和洛斯·阿拉莫斯科學(xué)研究所的顧問，馮·諾伊曼一直在尋找解決計算問題的新方法。因此，當(dāng)聽到制造電子計算機的消息后，他大為驚喜，隨即專程到莫爾學(xué)院參觀了還未竣工的ENIAC ?？茖W(xué)家的洞察力以及深厚的科學(xué)素養(yǎng)，使他立刻覺察到了電子計算機應(yīng)用的廣闊前景。這位著名數(shù)學(xué)家毫不猶豫地投入到成敗未卜的新型計算機的設(shè)計工作中，并迅速成為這一領(lǐng)域的帶頭人。 查看演示 ??? 正是在馮·諾伊曼的帶領(lǐng)下，從1944年8月到1945年6月短短10個月的時間內(nèi)，計算機的設(shè)計工作獲得了巨大的進展。人們定期在莫爾學(xué)院舉行學(xué)術(shù)會議，提出各種報告，許多富有創(chuàng)見的思想接二連三地涌現(xiàn)出來。經(jīng)過嚴(yán)肅的爭論和激烈的交鋒，形成全新的科學(xué)思想，前所未有的存儲程序通用電子計算機方案——EDVAC 方案就這樣問世了。這份浸透了科學(xué)家們的智慧和心血的報告草案共101頁，它明確規(guī)定新型計算機有5個組成部分：① 計算器CA；② 邏輯控制裝置CC；③ 存儲器M；④ 輸入I；⑤ 輸出O。并詳細(xì)描述了這5個部分的職能和相互關(guān)系。同ENIAC相比，EDVAC方案有兩個重大改 進：① 為充分發(fā)揮電子元件的高速度而采用了二進制；② 提出了“存儲程序”，可以自動地從一個程序指令進到下一個程序指令，其作業(yè)順序可以通過一種稱為“條件轉(zhuǎn)移”的指令而自動完成。長達(dá)101頁的EDVAC方案是計算機發(fā)展史上的一個劃時代的文獻。在這個方案中，首次提出了存儲程序的概念，解決了第一臺電子計算機 ENIAC的重大缺陷。也正是在這一方案中，提出了現(xiàn)代計算機發(fā)展的基本體系結(jié)構(gòu)，從而奠定了現(xiàn)代計算機的發(fā)展基礎(chǔ)。由于馮·諾伊曼的巨大的聲望和榮譽，他的參與使得計算機的研制工作受到社會上的廣泛重視，從而為計算機的迅猛發(fā)展開辟了道路。 ??? 存儲程序的概念是計算機發(fā)展史上的又一座豐碑。長期以來，人們一直認(rèn)為這一重要概念是馮·諾伊曼和 ENIAC小組最先提出來的。然而，馮·諾伊曼從來沒有說過存儲程序型計算機的概念是他最先提出的。相反，他不止一次地指出，圖靈是現(xiàn)代計算機設(shè)計思想的提出者。那么，圖靈是怎樣一個人呢? 圖靈是英國著名的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家，他的深刻的思維能力和非凡的創(chuàng)造力使人們不能不承認(rèn)他是一個天才。在他短暫的42年的人生旅途中，他獲得了來自各個方面的崇高榮譽和極大聲望。人們確信如果不是正當(dāng)壯年卻意外死亡，他一定會為科學(xué)史的長卷寫出更美的篇章。圖靈生于1912年，1931年進入劍橋大學(xué)學(xué)數(shù)學(xué)，畢業(yè)后留校任教。1936年，年僅24歲的圖靈便提出了理想計算機——圖靈機的理論。圖靈機由三部分組成，包括一條帶子、一個讀寫頭和一個控制裝置。他證明存在一種圖靈機，它能模擬任何給定的圖靈機，這就是通用圖靈機。通用圖靈機把程序和數(shù)據(jù)都以數(shù)碼的形式存儲在紙帶上，是“存儲程序”型的，這種程序能把高級語言寫的程序譯成機器語言寫的程序。通用圖靈機實際上是現(xiàn)代通用數(shù)字計算機的數(shù)學(xué)模型。這個理論是在第一臺電子計算機問世的10年前提出的，這就不能不讓人感嘆圖靈思想的深刻與超前。特別值得指出的是，圖靈提出理想計算機的理論，其目的并不是為了研制某種具體的計算機，而是為了解決線性數(shù)學(xué)的一個基礎(chǔ)理論問題。也就是說，圖靈關(guān)于計算機的種種設(shè)想都是在抽象的純粹的理論思維領(lǐng)域進行的。他涉及的是現(xiàn)代計算機工作的基本理論問題，而不僅是實際制造和操作。正是因為圖靈研究的是計算機技術(shù)的深層理論問題，他才比其同代人更早地發(fā)現(xiàn)計算機理論研究的新情況、新問題。圖靈在1950年發(fā)表的《計算機能思考嗎？》一文又在西方世界引起了巨大反響，并掀起了關(guān)于機器能否思維這樣一場激烈爭論。就在這篇論文中，圖靈設(shè)計了一個聞名于世的“圖靈測驗”，即一個人在不接觸對象的情況下，同對象進行一系列的問答。如果他根據(jù)這些回答無法判斷對象是人還是機器，那么就可以認(rèn)為這個計算機具有與人相當(dāng)?shù)闹橇ΑＤ壳埃€沒有一臺計算機能通過圖靈測驗。但是，圖靈認(rèn)為在理論上有可能存在這樣的機器，它們能做某些非常接近于思維的事情。圖靈預(yù)言20世紀(jì)末將會制造出與人腦的活動方式極為相似的機器。作為計算機理論的先驅(qū)，圖靈的思想已遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在時代的前面。然而，圖靈本人也并沒有遠(yuǎn)離計算機的研制工作。在第二次世界大戰(zhàn)中，圖靈曾在英國外交部所屬的一個絕密機構(gòu)服役。這個機構(gòu)的主要任務(wù)是破譯德軍的密碼。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的資料表明，在1943年，這個機構(gòu)曾制造出一臺有1500個電子管的破譯密碼的專用電子計算機。這臺機器采用了圖靈機的某些概念，破譯了德國的很多密碼，在戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重大作用。從英國政府20世紀(jì)70年代透露出來的一些文件來看，很可能世界上第一臺電子計算機不是 ENIAC，而是與圖靈有關(guān)的。只是這種計算機的許多資料至今仍然是保密的，因此，就給人們留下了一個未解的謎。圖靈退役以后，來到英國國家物理研究所工作。在那里，他積極參與了自動計算機ACE的研制工作。1945年，圖靈提供了一份長達(dá)50頁打字紙的ACE設(shè)計說明書。在這份報告中，他提出了仿真系統(tǒng)的思想，而帶有仿真系統(tǒng)的計算機直至20世紀(jì)70年代才被制造出來。兩年以后，在一份關(guān)于人工智能的內(nèi)部報告中，圖靈又提出了不少令人感興趣的概念。其中，關(guān)于自動程序設(shè)計的思想是20年后發(fā)展起來的人工智能研究的重要課題。一般認(rèn)為，現(xiàn)代計算機的基本概念源于圖靈。也正是為了紀(jì)念圖靈對計算機理論與研究的卓越貢獻，美國計算機學(xué)會設(shè)立的一年一度的計算機大獎，是以圖靈的名字來命名的(圖靈與圖靈機見圖1.3)。 第一臺計算機的制作者 John Mauchly J. Presper Eckert 合作者 （?？颂?，右邊）