大家好，歡迎收看我的百家號耐性與骨氣是，今天小編要給大家的介紹的是第一臺全電子數字計算機的由來。
計算機
如今,大多數人家裡都擁有計算機,口袋裡也可能裝著微型計算機。不管通過什麼方式,凡是用過計算機的人都應該感謝阿蘭·圖靈。20世紀30年代,他提岀了支持現代數字計算機的理論框架。第二次世界大戰期間,圖靈利用這套理論成功破譯了恩尼格瑪機的密碼。計算機常常問鼎各類史上最偉大發明的榜單,這也著實理由充分。計算機最初僅限於學校和研究機構使用,由於能夠執行極其複雜的數學計算,它們為當時的各個科學領域帶來了一場革命。
敏銳的觀察者或許能預見到計算機帶來的這些發展。但他可能無法預見計算機將如何滲入普通人的生活。20世紀七八十年代,隨著計算機用於通信、教育和娛樂,打字機等舊工具開始變得多餘,家用電腦興起了。如今,在有了網際網路之後,個人電腦更成為社會和經濟網絡化看電影、聽音樂以及網上購物的基礎。最小的電腦能夠裝進口袋,它們的處理能力比早期大到佔滿整個房間的巨型機還要強。那麼,計算機革命是怎樣發生的呢?有史以來,人類都在創造各種原始計算機,即能夠按照要求執行計算的機器。安提基特拉機械是一種安裝有多個齒輪的複雜機器,發掘自希臘安提基特拉島的沉船中,製造時間大約在公元前150年至公元前100年。科學家認為,安提基特拉機械是用來計算天體位置的裝置。
計算機不一定是電子設備,任何能夠根據邏輯規則處理輸入信息並產生輸出信息的裝置都是計算機。試想一下有兩個嚙合的齒輪,一個齒輪有20個齒,另一個有10個齒。小齒輪轉動兩次,大齒輪就相應轉動一次。總而言之,小齒輪轉動x次,大齒輪就轉動x/2次。這也是一種計算機,它將輸入的次數除以2並輸出。1837年,英國數學家查爾斯·巴貝奇( Charles Babbage)製造了一臺精密的機械計算機,稱為分析機。它能通過穿孔卡片(依照一定模式打孔的硬紙帶)接收多次輸入,並在卡片上執行算數運算。
20世紀30年代以前,計算機的發展純粹是一種實踐追求。不過,隨著計算機科學的誕生,這一情況改變了。身處這門新學科最前沿的是英國數學家阿蘭·圖靈。圖靈在劍橋大學國王學院學習期間給導師留下了深刻印象,並因此獲得了學院授予的獎學金,方便他進一步研究。在此期間,圖靈提出了「圖靈機」的概念。圖靈機是一種假想裝置,能夠進行任何具備明確算法的計算。算法是指能被計算執行的一組指令。圖靈設想數據通過紙帶輸入機器,機器運用相應的算法處理數據,然後將計算結果直接輸出到同一條紙帶上。打個比方,算法可能包含這樣的指令:如果輸入數字等於1,將紙帶向左移動兩個位置,並將機器狀態設為2:如果機器狀態是2,就將輸入的數字輸出到紙帶上。
1936年,圖靈和美國數學家阿隆佐·邱奇( Alonzo Church)分別單獨證明了,圖靈機可以進行任何具備明確算法的計算。圖靈進一步研究後指出,圖靈機運行的指令本身也能夠被編碼成輸入數據流,輸入到通用圖靈機這種高級裝置中運行。通用圖靈機能夠模擬任何其他圖靈機的功能。換句話說,通用圖靈機能夠被編程以模擬其他圖靈機,執行具有明確算法的計算。圖靈的構想就是現代可編程計算機的藍圖。
恩尼格瑪機的剋星
第二次世界大戰期間,在英國密碼破譯中心布萊切利莊園工作期時,圖靈在實踐中應用了自己的理論,破解了德國由恩尼格瑪密碼機加密的棘手信息。他設計出了「炸彈」計算機,這種機電裝置能夠生成幾千種加密密鑰,並能自動執行檢查排除邏輯上不一致的密鑰。「炸彈」計算機將恩尼格瑪機可能的密鑰從幾十億種縮減到了幾千種,這時就可以手動排查了,雖然工作量依然巨大,但卻可能完成。
後來,圖靈負責製造出了更好的密碼破解機器—「巨像」( Colossus)。這是世界上第一臺全電子數字計算機。「巨像」正好趕在1944年諾曼第登陸日之前,成功地在布萊切利莊園開始了運作。在圖靈的計算機技術的幫助下,英國的密碼破譯工作至少將第二次世界大戰縮短了兩年。看到自己在30年代的願景通過更新的電子技術實現,圖靈備受計算機最終潛在功能的鼓舞。第二次世界大戰後,圖靈在特丁頓的英國國家物理實驗室工作,他開始著手構建第一臺電子通用圖靈機一—完全可編程的數字計算機,從而造出了自動計算機(ACE),該機器在1950年首次成功運行。1952年,圖靈因同性戀行為被捕,政府對他實施了化學閹割。當時,英國法律禁止同性戀。圖靈的公共生活和私人生活就此被毀,兩年後他選擇了自殺。
遺留的創新
在生命最後幾年,圖靈設計了用於評估計算機智能的圖靈測試,邁出了人工智慧領域的第一步。人工智慧旨在構建能夠思考的計算機。據說圖靈還編寫了第一個西洋棋算法,只是當時還沒有計算機能夠運行這個程序。2009年,英國首相戈登·布朗( Gordon Brown)為英國政府當年對圖靈的行為發表公開道歉。不管是對知識的探索,還是在私人生活方面,阿蘭·圖靈都走在了那個時代的前列。