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谁能帮我讲一下计算机的「前世今生」? 第1页

  

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所谓计算,实质上就是一些变换/映射规则的执行过程。


比如最早的齿轮计数器:机械之美——机械时期的计算设备 - 简书 (jianshu.com)

实质上就是把加减法映射到相应位的齿轮的旋转——加5,就旋转5齿;然后通过进位机构调整映射结果,自然就对应起来了。


类似的,电容器+电阻构成的RC电路配合脉冲输入,就是个天然的卷积计算器——既然我们的很多计算本身就是为了弄清物理量之间的数值关系,那么诸如积分之类算起来很复杂的东西,借助对应的物理过程自然就可以简单解决(因此早期就有很多借助电路原理搞的“积分计算机”)。


正是抓住了这个“一切计算归根结底都是集合之间的映射关系”的本质,图灵才提出了图灵机理论,并证明了这种机器可以完成一切计算任务——只除了停机问题。

根本上说,图灵设计了一个机制,使得特定的图灵机可以通过纸带(存储设备)读入其它映射规则,从而使得它能够模仿其它图灵机(能够模仿其它图灵机就是所谓的“图灵完备”)。


注意思想方向:并不是为了搞出计算机,人们去研究布尔代数研究别的什么理论;而是人类对一切规律都感兴趣,哪怕玩具一样“毫无意义”的布尔代数。

当我们临近计算机出现这个节点时,伟大的天才图灵抓住了其中几个点,提出了图灵完备概念;然后人们才循着这个理论的指引设计计算机——在这个设计过程中,那是抓到什么用什么,只要它能解决难题、提高效率或者稳定性。布尔代数(二值逻辑)就是在这时候被人从故纸堆里翻出来、派上了用场。


换句话说,没有什么是天然的、放在那里等你用、循序渐进自然而然就会出现的;实际情况是反过来,我们想要得到方便,于是就发明机械计算机/算盘/积分机等等玩意儿——但这些东西只能做特定计算,做不了通用计算;的确有一些人试图搞通用计算机,但我们并不知道他是否胸有成竹。直到图灵出现,切切实实的证明了通用计算机是可以搞出来的,思路就是计算=映射,那么计算规则就是映射规则,那么只要能识别各种各样的映射规则,通用计算自然就在眼前。

但方向只是方向。想要实际搞出来,还有很多很多的困难在等着人类。为了解决这些困难,人类才创造性的利用了过去来说毫无意义的玩具(布尔代数)或过于艰深似乎只是思维体操的其它理论、当然也把经常用的物理/电子/数学理论进一步拓宽应用领域、创造性的应用于计算机。


知识的应用主体向来都是人。知识是死的,人是活的。

因此,如果你真的想知道计算机的“前世今生”、想要弄明白“计算机究竟是什么”,不妨真的学会一门编程语言、继而真正搞懂图灵机的原理……

没有这样一番修炼,你就不可能真正明白别人说的是什么。


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计算机历史:一个简短的时间表

作者:Kim Ann Zimmermann - Live Science - 2017 年 9 月 7 日

维多利亚时代的蒸汽动力计算机

著名数学家查尔斯·巴贝奇设计了一台维多利亚时代的计算机,称为分析引擎。这是带有打印机机制的工厂的一部分。

计算机的诞生不是为了娱乐或发送电子邮件,而是为了解决严重的数字计算危机。到 1880 年,美国人口增长到如此之大,以至于用了七年多的时间才将美国人口普查的结果制成表格。政府寻求一种更快的方式来完成这项工作,导致基于穿孔卡的计算机占据了整个房间。

今天,我们携带在智能手机上的计算能力已经超过了这些早期机型的计算能力。计算一下时间表如何从他们卑微的开始演变到今天的互联网冲浪机计算机的时间表计算机如何从卑微到今天开发的机器,上网,玩游戏,以及可以流媒体在处理数字。玩游戏和流式多媒体,以及处理数字。

1801 年:在法国,Joseph Marie Jacquard 发明了一种织机,该织机使用穿孔木卡自动编织织物设计。早期的计算机使用类似的穿孔卡片。

1822 年:英国数学家查尔斯·巴贝奇 (Charles Babbage) 构想出一种能够计算数值表格的蒸汽驱动计算机。这个由英国政府资助的项目失败了。然而,一个多世纪后,世界上第一台计算机才真正建成。

1890 年:Herman Hollerith 设计了一种穿孔卡片系统来计算 1880 年的人口普查。这项任务在短短三年内完成,为政府节省了 500 万美元。他创立了一家最终成为 IBM 的公司。

1936年:艾伦图灵提出了通用机器的概念,后来称为图灵机,能够计算任何可以计算的东西。现代计算机的中心概念是基于他的思想。

1937 年:爱荷华州立大学物理和数学教授 JV Atanasoff 试图制造第一台没有齿轮、凸轮、皮带或轴的计算机。

1939 年:据计​​算机历史博物馆称,惠普由大卫·帕卡德和比尔·休利特在加利福尼亚州帕洛阿尔托的一个车库中创立。

1941 年:Atanasoff 和他的研究生 Clifford Berry 设计了一台可以同时求解 29 个方程的计算机。这标志着计算机第一次能够在其主存储器上存储信息。

1943-1944 年:宾夕法尼亚大学的两位教授 John Mauchly 和 J. Presper Eckert 建造了电子数值积分器和计算器 (ENIAC)。它被认为是数字计算机的祖父。它占据了一个 20 英尺 x 40 英尺的房间,有 18,000 个真空管。

1946 年: Mauchly 和 Presper 离开宾夕法尼亚大学,并从人口普查局获得资金,用于建造 UNIVAC,这是第一台用于企业和政府应用的商用计算机。

1947 年:贝尔实验室的 William Shockley、John Bardeen 和 Walter Brattain 发明了晶体管。他们发现了如何使用固体材料制造不需要真空的电开关。

1953 年:Grace Hopper 开发了第一种计算机语言,最终称为 COBOL。 IBM 首席执行官 Thomas Johnson Watson Sr. 的儿子 Thomas Johnson Watson Jr. 设计了 ​​IBM 701 EDPM,以帮助联合国在战争期间密切关注韩国。

1954 年:根据密歇根大学的说法,FORTRAN 编程语言是 FORmula TRANslation 的首字母缩写,由 John Backus 领导的 IBM 程序员团队开发。

1958 年:Jack Kilby 和 Robert Noyce 推出了集成电路,称为计算机芯片。基尔比因其工作获得了 2000 年的诺贝尔物理学奖。

1964 年:Douglas Engelbart 展示了带有鼠标和图形用户界面 (GUI) 的现代计算机原型。这标志着计算机从专供科学家和数学家使用的机器演变为更易于大众使用的技术。

1969 年:贝尔实验室的一组开发人员开发了 UNIX,这是一种解决兼容性问题的操作系统。 UNIX 是用 C 编程语言编写的,可以跨多个平台移植,已成为大型公司和政府实体大型机的首选操作系统。由于该系统的缓慢特性,它从未受到家庭 PC 用户的广泛关注。

1970 年:新成立的 Intel 推出 Intel 1103,这是第一个动态存取存储器 (DRAM) 芯片。

1971 年:Alan Shugart 领导了一个 IBM 工程师团队,他们发明了允许计算机共享数据的“软盘”。

1973 年:施乐研究员罗伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe)开发了用于连接多台计算机和其他硬件的以太网。

1974-1977 :许多个人电脑上市,包括 Scelbi & Mark-8 Altair、IBM 5100、Radio Shack 的 TRS-80(亲切地称为“Junk 80”)和 Commodore PET。

1975年:《大众电子》杂志一月刊刊登了Altair 8080,被形容为“世界上第一款可媲美商用机型的小型机套件”。两位“计算机极客”保罗艾伦和比尔盖茨提议使用新的 BASIC 语言为 Altair 编写软件。 4月4日,在第一次尝试成功后,这两个儿时的朋友成立了自己的软件公司微软。

1976 年:史蒂夫·乔布斯 (Steve Jobs) 和史蒂夫·沃兹尼亚克 (Steve Wozniak) 在愚人节上创立了 Apple Computers,并推出了 Apple I,据斯坦福大学介绍,他说这是第一台具有单一电路板的计算机。

TRS-80于1977年推出,是第一批为非极客设计文档的机器之一

TRS-80 于 1977 年推出,是最早为非极客设计文档的机器之一

1977 年:Radio Shack 最初只生产了 3,000 架 TRS-80。卖疯了非极客第一次可以编写程序并使计算机为所欲为。

1977 年:乔布斯和沃兹尼亚克与 Apple 合并,并在第一届西海岸电脑展上展示了 Apple II。它提供彩色图形并包括一个用于存储的磁带驱动器。

1978 年:会计人员为 VisiCalc 的推出而欢欣鼓舞,这是第一个计算机化的电子表格程序。

1979 年:随着 MicroPro International 发布 WordStar,文字处理成为现实。 “决定性的改变是添加填充和包装,”创作者 Rob Barnaby 在 2000 年给 Mike Petrie 的电子邮件说。 “其他变化包括摆脱命令模式和增加打印功能。我是一个技术大脑——我想出了怎么做,然后做了,并记录下来。”

1981年8月12日推出的第一台IBM个人计算机使用MS-DOS操作系统。

1981 年 8 月 12 日推出的第一台 IBM 个人计算机使用的是 MS-DOS 操作系统。 (图片来源:IBM)

1981年:推出第一台代号为“Acorn”的IBM个人电脑。它使用微软的 MS-DOS 操作系统。它有一个英特尔芯片、两个软盘和一个可选的彩色显示器。 Sears & Roebuck 和 Computerland 出售了这些机器,这标志着第一次通过外部分销商提供计算机。它还普及了 PC 一词。

1983 年:Apple 的 Lisa 是第一台带有 GUI 的个人电脑。它还具有下拉菜单和图标。它失败了,但最终演变成了 Macintosh。 Gavilan SC 是第一台具有熟悉的翻盖形状的便携式计算机,也是第一台作为“笔记本”出售的计算机。

1985年:根据大英百科全书,微软宣布推出Windows。这是该公司对苹果 GUI 的回应。 Commodore 推出了 Amiga 1000,它具有先进的音频和视频功能。

1985年:第一个dot-com域名注册是在3月15日,在万维网正式开始之前的前几天催万维网正式开始的互联网历史之前。Symbolics Computer Company是一家在Symbolics.com注册的小型马萨诸州塞计算机制造商。两年多后,仅注册了100个.com。。马萨诸塞州的 Symbolics 计算机公司是一家小型计算机制造商,注册为 Symbolics.com。两年多后,仅注册了 100 个 .com。

1986 年:康柏将 Deskpro 386 推向市场。其 32 位架构提供与大型机相当的速度。

1990 年:日内瓦高能物理实验室的 CERN 研究员 Tim Berners-Lee 开发了超文本标记语言 (HTML),从而催生了万维网。

1993 年:Pentium 微处理器促进了 PC 上图形和音乐的使用。

1994年:PC成为游戏机,《命令与征服》、《黑暗中的孤独2》、《主题公园》、《魔毯》、《降临》、《小冒险》等游戏进入市场。

1996 年:Sergey Brin 和 Larry Page 在斯坦福大学开发了 Google 搜索引擎。

1997年:微软向当时陷入困境的苹果公司投资了1.5亿美元,结束了苹果公司对微软公司的诉讼,该公司指控微软公司抄袭了其操作系统的“外观和感觉”。

1999 年:Wi-Fi 一词成为计算语言的一部分,用户开始以无线方式连接到 Internet。

2001 年:Apple 推出了 Mac OS X 操作系统,它提供了诸如受保护的内存架构和抢占式多任务处理等优势。不甘示弱,微软推出了 Windows XP,它有一个显着重新设计的 GUI。

2003 年:第一款 64 位处理器,AMD 的 Athlon 64,面向消费市场推出。

2004 年:Mozilla 的 Firefox 1.0 挑战了 Microsoft 的 Internet Explorer,后者是占主导地位的 Web 浏览器。社交网站 Facebook 推出。

2005年:视频分享服务YouTube成立。谷歌收购了基于 Linux 的移动操作系统 Android。

2006 年:Apple 推出 MacBook Pro,这是其第一款基于 Intel 的双核移动电脑和基于 Intel 的 iMac。任天堂的 Wii 游戏机问世。

2007年:iPhone为智能手机带来了许多电脑功能。

2009 年:Microsoft 推出 Windows 7,提供将应用程序固定到任务栏的功能,并在触摸和手写识别功能方面取得进展。

2010 年:Apple 推出 iPad,改变了消费者查看媒体的方式,并推出了休眠的平板电脑市场。

2011 年:Google 发布了 Chromebook,这是一款运行 Google Chrome 操作系统的笔记本电脑。

2012年:4 Facebook十月日获得1000万用户。

2015 年:Apple 发布了 Apple Watch。微软发布了 Windows 10。

2016 年:第一台可重新编程的量子计算机问世。 “到目前为止,还没有任何量子计算平台能够将新算法编程到他们的系统中。它们通常都是为特定算法定制的,”该研究的主要作者、量子物理学家 Home 和光学工程师 Shantanu Debnath 说。马里兰大学帕克分校。

2017 年:美国国防高级研究计划局 (DARPA) 正在开发一种新的“分子信息学”计划,该计划将分子用作计算机。 DARPA 国防科学办公室项目经理 Anne Fischer 在一份声明中说:“化学提供了一组丰富的功能,我们可以将其用于快速和可扩展的信息存储和处理。” “分子有数百万个,每个分子都有独特的三维原子结构和形状、大小甚至颜色等变量。这种丰富性为探索新颖和多值的编码和处理方法提供了广阔的设计空间。它超越了当前基于逻辑的数字架构 0 和 1 的数据。” [未来的计算机可能是微型分子机器]




  

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