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1、电脑史话(1)计算机始祖，已历经了50多个春华秋实。具。英语里“Calculus”（计算）一词来源于拉丁语，既有“算法”的含义，也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。不知何时，许多国家的人都不约而同想到用“筹码”来改进工具，其中要数中国的算筹最有名气。商周时代问世的算筹，实际上是一种竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盘子里反复摆弄这些小棍，通过移动来进行计算，从此出现了“运筹”这个词，运筹就是计算，后来才派生出“筹”的词义。中国古代科学家祖冲之最先算出了圆周率小数点后的第6位，使用的工具正是算筹，欧洲人发明的算筹与中国不尽相同，他们的算筹是根据“格子乘法”的原理制成。例如要计算1248456，可
2、以先画一个矩形，然后把它分成32个小格子，在小格子边依次写下乘数、被乘数的各位数字，再用对角线把小格子一分为二，分别记录上述各位数字相应乘积的十位数与个位数。把这些乘积由右到左，沿斜线方向相加，最后就得到乘积。1617年，英国数学家纳皮尔把格子乘法表中可能出现的结果，印刻在一些狭长条的算筹上，利用算筹的摆放来进行乘、除或其他运算。纳皮尔算筹在很长一段时间里，是欧洲人主要的计算工具。算筹在使用中，一旦遇到复杂运算常弄得繁杂混乱，让人感到不便，于是中国人又发明了一种新式的“计算机”世界文明的四大发源地黄河流域、印度河流域、尼罗河流域和幼发拉底河流域先后都出现过不同形式的算盘，只有中国的珠算盘一直沿
3、用至今。珠算盘最早可能萌芽于汉代，定型于南北朝。它利用进位制记数，通过拨动算珠进行运算：上珠每珠当五，下珠每珠当一，每一档可当作一个数位。打算盘必须记住一套口诀，口诀相当于算盘的“软件”。 15世纪以后1630年，英国数学家奥特雷德使用当时流行的对数刻度尺做乘法运算，突然萌生了一个念头：若采用两根相互滑动的对数刻度尺，不就省得用两脚规度量长度吗？奥特雷德是理论数学家，对这个小小的计算尺并不在意，也没有打算让它流传于世，此后二百年，他的发明未被实际运用。18世纪末，以发明蒸汽机闻名于世的瓦特，成功地制出了第一把名副其实的计算尺。瓦特原来就是一位仪表匠，他的蒸汽机工厂投产后，需要迅速计算蒸汽机的功
4、率和气缸体积。瓦特设计的计算尺，在尺座上多了一个滑标，用来“存储”计算的中间结果，这种滑标很长时间一直被后人所沿用。1850年以后，对数计算尺迅速发展，成了工程师们必不可少的随身携带的“计算机”，直到20世纪五、六十年代，它仍然是代表工科大学生身份的一种标志。命。电脑史话(2)第一抹曙光第一台真正的计算机是著名科学家帕斯卡（B.Pascal）发明的机械计算机。帕斯卡1623年出生在法国一位数学家家庭，他三岁丧母，由担任着税务官的父亲拉扯他长大成人。从小，他就显示出对科学研究浓厚的兴趣。少年帕斯卡对他的父亲一往情深，他每天都看着年迈的父亲费力地计算税率税款，很想帮助做点事，可又怕父亲不放心。于是
5、，未来的科学家想到了为父亲制做一台可以计算税款的机器。19岁那年，他发明了人类有史以来第一台机械计算机。帕斯卡的计算机是一种系列齿轮组成的装置，外形像一个长方盒子，用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动，只能够做加法和减法。然而，即使只做加法，也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时，棘爪便逐渐升高；一旦齿轮转到0，棘爪就“咔嚓”一声跌落下来，推动十位数的齿轮前进一档。帕斯卡发明成功后，一连制作了50台这种被人称为“帕斯卡加法器”的计算机，至少现在还有5台保存着。比如，在法国巴黎工艺学校、英国伦敦科学博物馆都可以看到帕斯卡计算机原型。据说在中国
6、的故宫博物院，帕斯卡是真正的天才，他在诸多领域内都有建树。后人在介绍他时，说他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人。凡是学过物理的人都知道一个关于液体压强性质的“帕斯卡定律”，这个定律就是他的伟大发现并以他的名字命名的。他甚至还是文学家，其文笔优美的散文在法国极负盛名。可惜，长期从事艰苦的研究损害了他的健康，1662年英年早逝，死时年仅39岁。他留给了世人一句至理名言：“人好比是脆弱的芦苇，但是他又是有思想的芦苇。”全世界“有思想的芦苇”，尤其是计算机领域的后来者，都不会忘记帕斯卡在浑沌中点燃的亮光。1971年发明的一种程序设计语言PASCAL语言，就是为了纪念这位先驱，使
7、帕斯卡的英名长留在电脑时代里。帕斯卡逝世后不久，与法兰西毗邻的德国莱茵河畔，有位英俊的年轻人正挑灯夜读。黎明时分，青年人站起身，揉了一下疲乏的腰部，脸上流露出会心的微笑，一个朦胧的设想已酝酿成熟。虽然在帕斯卡发明加法器的时候，他尚未出世，但这篇由帕斯卡亲自撰写的关于加法计算机的论文，却使他似醍醐灌顶，勾起强烈的发明欲。他就是德国大数学家、被不列颠百科全书称为“西方文明最伟大的人物之一”的莱布尼茨（G.Leibnitz）。莱布尼茨早年历经坎坷。当幸运之神降临之时，他获得了一次出使法国的机会。帕斯卡的故乡张开臂膀接纳他，为他实现计算机器的夙愿创造了契机。在巴黎，他聘请到一些著名机械专家和能工巧匠协
8、助工作，终于在1674年造出一台更完美的机械计算机。莱布尼茨发明的新型计算机约有1米长，内部安装了一系列齿轮机构，除了体积较大之外，基本原理继承于帕斯卡。不过，莱布尼茨技高一筹，他为计算机增添了一种名叫“步进轮”的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体，9个齿依次分布于圆柱表面；旁边另有个小齿轮可以沿着轴向移动，以便逐次与步进轮啮合。每当小齿轮转动一圈，步进轮可根据它与小齿轮啮合的齿数，分别转动1/10、2/10圈，直到9/10圈，这样一来，它就能够连续重复地做加法。稍熟悉电脑程序设计的人都知道，连续重复计算加法就是现代计算机做乘除运算采用的办法。莱布尼茨的计算机，加、减、乘、除四则运算一应俱全
9、，也给其后风靡一时的手摇计算机铺平了道路。不久，因独立发明微积分而与牛顿齐名的莱布尼茨，又为计算机提出了“二进制”数的设计思路。有人说，他的想法来自于东方中国。大约在公元1700年左右某天，友人送给他一幅从中国带来图画，名称叫做“八卦”，是宋朝人邵雍所摹绘的一张“易图”。莱布尼茨用放大镜仔细观察八卦的每一卦象，发现它们都由阳（）和阴（-）两种符号组合而成。他挠有兴趣地把8种卦象颠来倒去排列组合，脑海中突然火花一闪这不就是很有规律的二进制数字吗？若认为阳（）是“1”，阴（-）是“0”，八卦恰好组成了二进制000到111共8个基本序数。正是在中国人睿智的启迪下，莱布尼茨最终悟出了二进制数之真谛。虽
10、然莱布尼茨设计的计算机用的还是十进制，但他率先系统提出了二进制数的运算法则，直到今天，二进制数仍然左右着现代电脑的高速运算。帕斯卡的计算机经由莱布尼茨的改进之后，人们又给它装上电动机以驱动机器工作，成为名符其实的“电动计算机”，并且一直使用到本世纪20年代才退出舞台。尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不是现代意义上的计算机，但它们毕竟昭示着人类计算机史里的第一抹曙光。电脑史话(3)“编织”的程序顾名思义，提花编织机具有升降纱线的提花装置，是一种能使绸布编织出图案花纹的织布机器。应该是，提花编织机最早出现在中国。在我国出土的战国时代墓葬物品中，就有许多用彩色丝线编织的漂亮花布。据史书记载，西汉年间，钜
11、鹿县纺织工匠陈宝光的妻子，能熟练地掌握提花机操作技术，她的机器配置了120起一部分经线，真正成功的改进是在80那是举世瞩目的法国大革命的年代攻打巴士底狱，虽然杰卡德在1790年，考文垂附近的乡村里就有了600台，”（杰卡德）一词的词条下，英语和汉语的意思居然都是“提花机”杰卡德提花机的原理，街头巷尾小作坊里使用的手工绒线编织机，其基本结构仍与杰卡德编织机大体相似。此外，杰卡德编织机“千疮百孔”的穿孔卡片，不仅让机器编织出绚丽多彩的图案，而且意味着程序控制思想的萌芽，穿孔纸带和穿孔卡片也广泛用于早期电脑以存储程序和数据。或许，我们现在把“程序设计”俗称为“编程序”，就引申自编织机的“编织花布”的
12、词义。电脑史话(4)失败的英雄今天出版的许多计算机书籍扉页里，都登载着巴贝奇（C.Babbage）的照片：起。18这件事也许就是巴贝奇萌生研制计算机构想的起因。巴贝奇在他的自传一个哲学家的生命历程里，”巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。所谓“差分”的含义，是把函数表的复杂算式转化为差分运算，用简单的加法代替平方运算。，差分机设计闪烁出了程序控制的灵光它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程。巴贝奇耗费了整整十年光阴，于1822位小数，当即就演算出好几种函数表。着自己的机器制作出准确无误的数学用表，造工厂里触上了“暗礁”。第二台差分机大约有25000个零件送进伦敦皇家学院博物馆供
13、人观赏。电脑史话(5)携手共赴难1842年，在巴贝奇的一生中是极不平常的一年。忆里打下了较深的印记。他赶紧请阿达入座，并欣然同意与这位小有名气的数学才女共同研制新的计算机器。就这样，在阿达27今天我们再回首看看巴贝奇的设计，分析机的思想仍然闪烁着天才的光芒。由于巴贝奇晚年因喉疾几乎不能说话，介绍分析机的文字主要由阿达替他完成。），其基本原理与帕斯卡的转轮相似，用齿轮间的啮合、旋转、平移等方式进行数字运算。为了加快运算速度，他改进了进位装置，使得50位数加50众所周知，年，这种语言被正式命名为ADA贫困交加，无休止的脑力劳动，使阿达的健康状况急剧恶化。1852年，怀着对分析机成功的美好梦想，软件
14、才女英年早逝，死时年仅36岁。阿达去世后，巴贝奇又默默地独自坚持了近20年1871年，先驱者巴贝奇，终于满怀着对分析机无言的悲怅，孤独地离开了人世。败了。，分析机的设想超出了他们所处时代至少一个世纪！社会发展的需求和科学技术发展的可能，使得他们注定要成为的悲剧人物。.电脑史话(6)穿孔制表机 将国外出版的多媒体百科全书光盘插入电脑，然后键入“Punched card”（穿孔卡）作为关键词搜索。你会发现，电脑屏幕将从“Jacquard”（杰卡德）条目开始，连带着显示出早期计算机发展简史。紧靠着“杰卡德”词条的，是另外一个姓名“H.Hollerrith”。 该词条解释说，穿孔卡是早期计算机输入信息
15、的设备，通常可以储存80列数据。它是一种很薄的纸片，）的伟大发明。公元1880霍列瑞斯博士是德国侨民，早年毕业于美国哥伦比亚大学矿业学院，学的是采矿专业。大学毕业后来到人口调查局，从事的第一项工作就是人口普查。他曾与同事们一起，深入到许多家庭，填表征集资料，深知每个数据都来之不易；他也曾终日埋在数据堆里，用手摇计算机“摇”得满头大汗，一天下来，也统计不出几张表格的数据。人口普查需要大量处理的是数据，如年龄、性别等用调查表采集的项目，并且还要统计出每个社区有多少儿童和老人，有多少男性公民和女性公民等等。这些数据是否也可由机器自动进行统计？采矿工程师霍列瑞斯想到了纺织工程师杰卡德80年前发明的穿孔
16、纸带。杰卡德提花机用穿孔纸带上的小孔，主要用来控制提花操作的步骤，即编写程序，霍列瑞斯则进一步设想要用它来储存和统计数据，发明一种自动制表的机器。人口调查局的业务异常繁忙，一个行政机构也不可能提供时间和经费让公务员搞什么科学研究。两年后，霍列瑞斯博士离开了人口局，到专利事务所工作过一段时间，也曾任教于麻省理工学院，一边工作，一边致力于自动制表机的研制。霍列瑞斯首先把穿孔纸带改造成穿孔卡片，以适应人口数据采集的需要。由于每个人的调查数据有若干不同的项目，如性别、籍贯、年龄等等。霍列瑞斯把每个人所有的调查项目依次排列于一张卡片，然后根据调查结果在相应项目的位置上打孔。例如，穿孔卡片“性别”栏目下，
17、有“男”和“女”两个选项；“年龄”栏目下有从“0岁”到“70直到1888人工作，全国的数据统计仅用了1公司兼并。1924杰卡德和霍列瑞斯分别用开创了程序设计和数据处理之先河。以历史的目光审视他们的发明，正是这种程序设计和数据处理，构成了电脑“软件”的雏形。电脑史话(7)继往与开来巴贝奇巨星陨落后，世人已逐渐将他淡忘，20世纪已经来临。计算机的历史等待着，等待着巴贝奇式的人物再世，等待着人类划时代的壮举。 大约在1936三年之后，正如莱布尼茨在书里“找到”帕斯卡一样，艾肯也是在图书馆里“发现”的巴贝奇和阿达。巴贝奇和阿达的论文，令年轻人心摇旌动。70多年过去后，巴贝奇仿佛还在对他娓娓而谈：“任何
18、人如果不接受我失败的教训，还仍然下决心去研制一台把数学分析的全部工作都包括在内的机器的话，我不怕把自己的名誉交给他去作出应有的评价，因为只有他才完全了解我工作的性质及其成果的价值”。以艾肯所处时代的科技水平，也许已经能够完成巴贝奇未竞的事业，造出通用计算机。为此，他写了一篇自动计算机的设想的建议书，提出要用机电方式，而不是用纯机械方法来构造新的“分析机”。海军中尉想到了制表机行业的IBM公司。艾肯从他一位老师口中得知IBM艾肯说完了该说的话， 沃森摆了摆手，打断了艾肯的话头，拿起笔来，在报告上划了几下。张纸，随即低头一瞅，顿时喜上眉稍沃森的大笔一挥，批给了计算机100号”（Mark艾肯设计的马
19、克1”；释放则断开电路，代表“0年参加到哈佛大学计算机研究工作，她说：“我成了世界上第一台大型计算机Mark的第三名程序员。”霍波博士后来还为第一台储存程序的商业电子计算机UNIVAC写过程序，又率先研制成功第一个编译程序A-O和计算机商用语言COBOL系统中的调试程序，程序名称就叫DEBUG。1944年2月，马克1次以上的运算。它可以作23秒多的时间。只是它运行起来响声不绝于耳，有的参观者说：“就象是挤满了一屋子编织绒线活的妇女”，也许你会联想到，马克1年，编出的数学用表我们至今还在使用。1946年，艾肯和霍波联袂发表文章说，这台机器能自动实现人们预先选定的系列运算，甚至可以求解微分方程。电
20、脑史话(8)真空驯电子1883年一个晚上，为人类社会贡献了二千多项发明的美国发明家爱迪生（T.Edison），正在实验室紧张地忙碌着。他面前放着各种灯泡，除了灯丝的材料不同外，这些灯泡都被抽成了真空。爱迪生拾起一只烧坏的碳丝灯泡，发现碳丝似乎比原先细了许多，而在灯泡上部隐约沾着一些碳灰，看来是由于温度高使碳丝蒸发成碳灰。 怎么才能阻止碳丝蒸发呢？爱迪生找来一小截铜丝，把它靠在碳丝附近然后一起封装到一只新玻璃壳里，抽去空气，然后把它接在电路上。实验结果使爱迪生大失所望，碳丝发光后依然变细。爱迪生叹了口气，无意间用电流表探头触了触铜丝外露的端头。 奇怪的事发生了，电流表的指针竟摆动了一个角度。爱迪
21、生简直不敢相信，这铜丝并没有接触通电发光的碳丝，哪来的电流呢？连续实验了几次，情况都没有变化，爱迪生把它记录在案，作为一项发明申请了专利，年，为了解决无线电讯号的检波问题，弗莱明在实验室重新摆弄起爱迪生的“电灯泡”来。他故意把碳丝做得细一些，而把铜丝加粗加宽，变成一块薄铜板，并把铜板弯曲成圆筒状，把碳丝整个儿包起来。当他把“灯泡”连接在交流电回路后，弗莱明兴奋地看到自己的预想变成了现实：交流电讯号被整流为单向流动的直流电。于是，弗莱明以“热离子阀”为名在英国申请了专利。弗莱明的发明，正是世界上第一只电子管，也就是人们后来所说的“真空二极管”。弗莱明把他发明的东西叫做“热离子阀”，“阀”就是开关
22、，电子管确实是计算机理想的开关元件，然而，弗莱明的真空二极管尚未达到电脑高速开关的要求。20世纪初，在弗莱明开创的事业的基础上， 1912年，伴随着随时可能被捕入狱的阴云，德福雷斯特和两名助手来到美国西部加利福尼亚，在帕洛阿托小镇坚持不懈地改进他的三极管。在爱默生大街913号一座小木屋里，他们发现了比他们原来期望更多的东西。在用铜线重新缠绕三极管的栅极过程中，德福雷斯特突然想到可以用这种玻璃管制作更强大的放大器。他们把若干个三极管连接起来，并与电话机的话筒、耳机相互连接，再将德福雷斯特那只“走时相当准确的英格索尔手表”放在话筒前方，结果，被放大的手表“滴哒”声，几乎要把德福雷斯特的耳朵震聋。
23、在帕洛阿托市的德福雷斯特故居，至今依然矗立着一块小小的纪念牌，以市政府名义书写着一行文字：“德福雷斯特在此发现了电子管的放大作用。”用来纪念德福雷斯特的伟大发明为新兴电子工业所奠定的基础。德福雷斯特发明电子管几十年后，这里竟变成世界电脑产业腾飞的硅谷。 电子管主要在无线电装置里充当检波、整流、放大和振荡元件，它的诞生为通讯、广播、电视等相关技术的生长、发展铺平了道路。可是，人们不久后就发现，按照不同的电路形式，真空三极管除了可以处于“放大”状态外，还可分别处于“饱和”与“截止”状态。“饱和”即从阴极到屏极的电流完全导通，相当于开关开启；“截止”即从阴极到屏极没有电流流过，相当于开关关闭；两种状
24、态可以由栅极进行控制，其控制速度要比艾肯的继电器快10000倍。 发明家们在世纪之交的年代驯服了电子，采用电子器件制作计算机已经水到渠成，呼之欲出。电脑史话(9)电脑创世全世界在隆隆的炮火声中迎来了1943）端坐在主席的位置，关键会议关键时刻，他却装聋作哑，闭口不言。他的身旁，是普林斯顿高级研究院的韦伯伦（O.Veblen）教授。教授此时，仍在耐心地翻阅提交给会议的那份报告。应该说，西蒙上校对这份报告最有发言权，因为他领导的阿贝丁试炮场，担负着美国陆军新式火炮的试验任务。早些时，军械部曾派出青年军官戈德斯坦（H.Glodstine）中尉，从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集来一批研究队伍，帮助
25、计算新式火炮的弹道表，这次会议就是应戈德斯坦等人要求，决定一件非同小可的事。人们都知道，刚试制出来的大炮是否能够通过验收，必须对它发射多枚炮弹的轨迹作认真检查，分析弹着点误差的原因。一发炮弹从发射升空到落地爆炸，只需一分来钟，而计算这发炮弹的轨迹却要做750次乘法和更多的加减法。一张完整的弹道表需要计算近4千条弹道，试炮场每天要提供给戈德斯坦6张这样的表，可想而知任务量有多大。戈德斯坦本人就是一位数学家，曾在密歇根大学任数学助理教授。他从陆军中抽调来百余位姑娘作辅助性的人工计算。可以设想一下：一发炮弹打过去，100多人用手摇计算机忙乱地算个不停，还经常出错，既吃力又不讨好，那场景不免令人啼笑皆
26、非。在戈德斯坦领导的队伍中，有来自莫尔学院的两位年轻学者。一位是他多年的好友，莫尔学院副教授莫契利（J.Mauchiy），36岁的物理学家。另一位名叫埃克特（P.Eckert），24岁的电气工程师，不久前刚从莫尔学院毕业。莫契利擅长总体构思，他天生一个系统思维的脑子。他的设想，又总能够被心灵手巧的埃克特领会并加以具体化。两个人志趣相投，几番碰撞，一拍即合，交给了戈德斯坦一份研制电子计算机的设计方案“高速电子管计算装置的使用”，明确提出要使用弗莱明、德福雷斯特发明的电子管，造一台前所未有的计算机器，把弹道计算的效率提高成百上千倍。不知什么原因，这份珍贵的方案竟莫名其妙地遗失。莫契利只好根据秘书的
27、记录重新起草报告，然后交给埃克特写一个附录。在附录里，埃克特创造性地阐明如何把莫契利的设计具体化。戈德斯坦深知这份报告的份量，也深感计算机器诱人的前景，他决心要利用军方代表和数学家的双重的身份，向军械部争取到项目的资助。此时韦伯伦教授手中拿着的，正是莫契利和埃克特共同起草的报告。由于所需的巨额经费，加上研制的风险，就连韦伯伦也感到那几页纸似乎是沉甸甸的。戈德斯坦中尉站在会议桌的另一端，面对着西蒙上校，还在作继续的申诉：“我听说海军已经把希望寄托在马克1号计算机上。我们设想的机器，是一种更新式的电子计算机，它将比哈佛的那台机器，高出几个数量级”西蒙转过脸，用眼睛示意戈德斯坦留意韦伯伦教授的态度，
28、因为他知道，作为军械部的科学顾问，以“拓扑学”创立者闻名世界的数学权威，才是一言九鼎的人物。世界上第一台电子计算机的研制，就这样戏剧性地拉开了帏幕。军方与莫尔学院最初签订的协议是提供14万美元的研制经费，但后来合同被修订了12次，经费一直追加到了48敢于取胜的美名。）的工程师。其中，莫契利是计算机的总设计师，主持机器的总体设计；埃克特是总工程师，负责解决复杂而困难的工程技术问题；勃克斯则作为逻辑学家，为计算机设计乘法器等大型逻辑元件。电脑史话(10)千秋电脑父这是关于第一台电脑埃历阿克巧遇“电脑之父”的小故事。就。骄阳似火的8年出生，“数学神童”的名声传扬在外他6岁能心算8岁时，他获瑞士苏黎士
29、联邦工业大学化学工程师文凭。一年之后，轻而易举摘取布达佩斯大学的数学博士学位。转而攻向物理，为量子力学研究数学模型，又使他在理论物理学领域占据了突出的地位。风华正茂的冯诺依曼，在科学殿堂里“横扫千军如卷席”，成为横跨“数、理、化”各门学科的超级全才。 1928年，美国数学泰斗韦伯伦教授广罗天下之英才，“伯乐”慧眼识“良骥”，一封烫金的大红聘书，寄给了柏林大学26岁的讲师。冯诺依曼预料到未来科学的发展中心即将西移，欣然前往美国任教。1933年，与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿高等研究院的第一批终身教授。当然，往日的辉煌不足以说明冯诺依曼在电子计算机上做出的贡献。埃历阿克虽然威力强大，但是它毕竟还很不
30、完善，比如存在着耗电多、费用高的缺点。它的耗电量超过174千瓦，万只电子管工作的程序指令，被存放在机器的外部电路里。需要计算某个题目前，埃克特必须分派几十员精兵强将，把数百条线路用手接通，像一群电话接线员那样手忙脚乱地忙活好几天，才能进行几分钟运算。现在的人不应该因此而求全责难莫契利和埃克特，这时，冯诺依曼用高超的理论和技术方法，一举攻克了巨大的难关。在埃历阿克尚未投入运行前，冯诺依曼就已开始着手起草一份新的设计报告，要对这台电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写译音是“埃德瓦克”（EDVAC）。1945页纸洋洋万言的报告，即计算机史上著名的“
31、101页报告”。电脑史话(11)电脑群英谱本世纪三、四十年代，是计算机发展史里最重大的收获季节。群英荟萃，逐鹿中原，鹿究竟死于谁手，并不是没有争议的。除了马克1号与埃历阿克，还有一大批科学家为计算机的诞生作出过巨大的贡献，他们的英名也决不会被埋没。 其一说的是1936年，20多岁的德国工程师楚泽（K.Zuse），曾在柏林他父母公寓的起居室里，搞出了一架名叫Z1的机械计算机。 楚泽当时还是一名学土木工程的大学生，毕业后在柏林一家飞机公司从事统计工作。出于“想偷懒”才自己制作计算机。他既无经费资助，又无资料借鉴。处于笼罩着战争阴云下的德国，楚泽根本无缘得知英美科学家正在进行的工作。由于Z1速度慢，
32、楚泽决定用继电器改造他的机器，终于在1941年，在他的好友协助下，制作成功了一台通用计算机Z3，但并没有引起德国当局的重视。然而，Z3命运好不凄惨，1944年，盟军的一次空袭把它炸得粉身碎骨，仅残存下另一台类似的机器Z4，扔在巴伐利亚乡村农舍的地窖里无人问津。 人们只是在战后才得知，楚泽的继电器计算机要比马克1号提前3年来到人世，而且也是一种二进制方式的运算机器。楚泽不幸生在战争时期的德国，他的发明始终得不承认。希特勒战败后，楚泽辗转流落到瑞士的乡下，继而转向研究“计算机演算”理论。直到1962年，他才与美国科学家艾肯并列被肯定为计算机发明人，得到了8个荣誉博士头衔以及德国大十字勋章，并且活到
33、85岁高龄，1995年12月才辞世。 其二所讲的年代更早。那还是在1925年，美国麻省理工学院的布什（V.Bush）博士和他领导的小组，制造出一种模拟式的计算机。 所谓“模拟”，指的是布什的计算机是用齿轮转动的角度来模拟计算结果。比如，最后那只轮子转动了30度角，那就意味着计算的值等于30，似乎与莱布尼茨的原始机器有些相似。如果不是这台机器上装有电动机，恐怕只能算是机械计算机。 布什博士当然不满足。继电器出现了，他立即想到用这些嗡嗡作响的东西改造他的机器；电子管面世了，他又想到必须给这台机器装上更先进的电子元件。就这样，到了1942年，麻省理工学院的第二台模拟计算机设计制造完毕并很快投入运行。
34、布什研制计算机的本意是帮助求解微分方程式，机器果然很听话，半个小时就解出了人工需一个星期才能算得的微分方程。这台机器也是个“大家伙”，自重达100吨，内部既有2000来个电子管，又安装了数千只继电器，密密麻麻的电线，若一根一根首尾相连起来，将要超过200英里。 与埃历阿克的遭遇类似，模拟计算机当即被军方征用计算炮击表，列为战时的机密。军方发言人为了迷惑敌人，多次散布言论，在各种公开场合宣称“麻省的工程师根本不可能真正制造出这种机器”。以上这些资料，同样是战后才公开披露。 更有人说道，最早使用电子管制造计算机者还大有人在。说的是1973年10月19日，美国一家地方法院经过135次开庭审理，当众宣
35、布一项判决书：“莫契利和埃克特没有发明第一台计算机，只是利用了阿坦那索夫发明中的构思。”理由是阿坦那索夫早在1941年，就把他对电子计算机的初步设想告诉过莫契利博士。阿坦那索夫（J.V.Atanasoft）在二战期间是衣阿华州立大学的数学物理教授，保加利亚裔的美国博士。1939年冬天的一个晚上，”，逻辑电路、二进制码、记忆元件，计算机的结构在饭桌旁一一构思成熟。阿坦那索夫“发现”的电子计算机，可以解出有30个未知数的方程，可他只申请到600美元的经费，仅能够造一个部件。直到1942年，他才在其研究生贝瑞（C.Berry）的协助下，装配了著名的ABC计算机，ABC是“阿坦那索夫贝瑞计算机”三单词
36、的英文字头，这台机器用了300多个电子管，元件满满装了几大柜子。 衣阿华大学没有为ABC计算机申请专利，所以到了70年代，制造商仍在为争夺发明权而打官司。美国地方法院判决的这一公案也不无道理，因为埃历阿克的发明者莫契利确实到衣阿华大学参观过ABC电子计算机，从阿坦那索夫天才的思想里受益匪浅。 最有趣最精彩的故事发生在英国。很多人传说英国于1943年曾秘密制造出一台专用电子计算机，这台机器在曾经在第二次世界大战里建立过殊荣，有的史学家甚至认为，它至少使二次大战缩短了三年！这个传闻涉及到英国最高级别的军事机密。电脑史话(12)“巨人”的秘密在描写二次世界大战欧洲战事的文章里，往往可以看到“超级机密
37、”的词语，有关它的话题常常是躲躲闪闪，隐约其词，甚至自相矛盾。，英国学者温德博瑟写了本超级机密，法国专家贝特兰德出版的专著名曰爱尼格玛1939年到1945年这场战争里最大的谜，当美国军事史学家多伊奇觉得这些书尚不足以披露真情时，曾于1970年只身闯进英国外交部，也只拿到了一纸空文，明明白白地写着：“文件到了2015年才能解密”。 。 “鹰日”战斗打响了。德国轰炸机乱轰轰升空，气势汹汹扑向英吉利海峡，攻击机偷偷跟进，准备袭击英军飞机9月15日，总攻打响，戈林让前线的飞机倾巢而出袭击伦敦，1100架“蝗虫”遮天蔽日，还未飞出海峡，又遇英军截击，残酷的空战进行了整整一天，戈林的“秃鹰”遭到毁灭性的打
38、击。两天后，希特勒只得决定无限期推迟“海狮行动”，处于劣势的英国军队一举扭转了败局。在这次“海狮行动”中，对战局了如指掌的，不是戈林而是英国空军司令道丁。道丁上将手里真的拽着一张“王牌”，那就是布雷契莱庄园的“超级机密”。距伦敦西北约70公里，有处幽静的庄园名号“布雷契莱”，一幢维多利亚式的建筑古色古香，布雷契莱庄园的秘密名称叫“政府密码学校”，它的真实身份则是战时英国的情报破译中心。1万2千名志愿者，在这里夜以继日地工作，截获、整理、破译德国的军事情报，当然主要是从空中监听到的无线电通讯密码，并把破译的情报直接报送给英国最高指挥当局，甚至直接到达丘吉尔首相本人手里。 例如英国数学家纽曼（M.
39、Newman）教授等人；此外，还有语言学家、电器工程师、无线电行家等等，可谓人才济济。但是，更多的人则显得稀奇古怪有博物馆长，有餐馆跑堂，有银行职员，甚至还有国际象棋冠军和猜字谜的江湖艺人。幸运的是，在布雷契莱的名册里，阿兰图林（A.Turing）的大名也列在其中，人们都称他“教授”，并不一定知道他的真名。 纽曼、图林和布雷契莱的破译高手们，最感到头痛的东西，首推德军的那个爱尼格玛。“爱尼格玛”原文“Enigma”，是希腊文名词，译成中文就是“谜”，它是德军各军兵种正在使用的通信密码机。爱尼格玛原型是荷兰人科赫发明的“秘密写作机”，柏林的一位工程师买到专利后，把它改造成专用密码机。 爱尼格玛的
40、结构坚固，便于携带，外表就像一台老式打字机。但是，操纵者按下某个字母，比如A，它打出的可能是另外一个字母X。它的内部装有若干只转轮，只须调节一下转轮的起点，瞬刻间输出就发生改变，比如按下A可能打出是B，或者是C，或者是D。破密的关键是找出转轮组合的规律，用术语说叫破译“密钥”。然而，据德军情报官讲，26个字母在爱尼格玛中能被替代成万亿个密文字母，如果改动接线，它的变化将超过2.5千万亿亿！由于它的全身上下都充满着“谜”，德军不惜血本，为部队配备了10万多部爱尼格玛机，并宣称“谁也不可能把它破解”。电脑史话(13)二战建奇勋布雷契莱庄园当然不信德寇的邪说，他们把大约200名精干人员集中在“3号棚
41、”，四班轮换，24小时值守，专门对付德国的“斯芬克司之谜”。图林则带着副手、象棋冠军亚历山大，领导着“8号棚”，进行复杂的密码分析。与戈德斯坦在阿贝丁试炮场的情况相似，在图林的麾下，除了数学家和语言学家之外，也有100多名姑娘在从事机械方式的运算，她们被图林善意地封为“计算奴隶”。从这些棚屋里报送的情报，属于特殊的保密等级，也就是人们后来所指的“超级机密”。 可是，“超级”小组的人当时还没有搞到“钻透”爱尼格玛的“金钢钻”。1939年7月，他们遇到了意外的惊喜。那是在德军即将占领波兰的前夜，英国秘密情报部门的军情6处处长孟希斯上校突然召见图林等人，令他们立即随同赶赴波兰参加绝密会议。当孟希斯一
42、行三人到达华沙市内的一间地下掩体后，迎接他们的波兰密码破译局长急匆匆揭开桌上的盖布。图林简直不敢相信自己的眼睛他面前放着一架真正的爱尼格玛密码机。 波兰同行介绍说，这架爱尼格玛是波兰的仿制品。在此之前，专家已经破解了部分“谜”，并且研制出一种叫“炸弹”的机器寻找电文密钥。然而，要对付德军在爱尼格玛上进行的最新改进，至少需要60台“炸弹”同时工作10小时，才能“炸”开一份情报。面对德寇即将入侵的严重局势，波兰想继续开展这种复杂的破译显然力不从心。“英国是欧洲唯一能够抵抗法西斯的国家，”波兰局长深情地说，“我们把波兰的秘密研究转交给你们，它寄托着我们战胜爱尼格玛的最后希望！” 有了波兰盟友的研究成
43、果，回到布雷契莱的阿兰图林，向着法西斯德国的“谜”发起最后的冲刺。图林首先用他天才的设想，使“炸弹”的威力增强了好几倍。然后，他和其他人一起，开始设计的一种马克号很有相似之处的破译机。这台机器，主要用继电器构成，据说也用了80个电子管，由光电阅读器直接读入密码。图林和他的战友戏称它是“罗宾逊”英国人都知道，海斯罗宾逊是杰出的漫画家，以专门画一些稀奇古怪的机器闻名。 1939年底，“罗宾逊”交由英国制表机公司制造完成，它长宽均为8英尺左右，运行起来也咔嚓咔嚓地撞击。它能以每秒2000字符的速度阅读穿孔纸带上的信息。人们至今还不清楚图林究竟如何指挥他的机器工作，只大致猜想到“罗宾逊”能够自动模拟爱
44、尼格玛的电路，从而找出破译的密钥。 在“海狮行动”中，德国空军遭到沉重的打击事出有因。有了“超级”的密报，德国飞机的一举一动都逃不出“炸弹”和“罗宾逊”的利眼，它们还未飞离机场，英国空军已为它们安排好了葬身之地。可惜“罗宾逊”好景不长，德军似乎很快有了警觉。与布雷契莱相应的德国密码破译机构XB在1942年搞出了另一套更先进的“保密电传打字机”，“罗宾逊”立刻变成了“聋子的耳朵”。 面对强敌挑战，布雷契莱庄园同仇敌忾，把目光准确地投向研制先进的电子管计算机。由于图林在1942年被派往美国工作，纽曼和邮电部研究局工程师弗劳尔斯（H.Flowers）等人勇敢地承担了设计和制造工作。1943年10月，
45、布雷契莱庄园造出第一部样机，用1500个电子管取代继电器，阅读速度当即提高到每秒5000字符。自然，电子管装置个头肯定不会小，它的体积也占满三大衣柜，与埃历阿克相映成趣。由于它产生的热量很大，因此有人建议操作员不要戴帽子，以免热得汗流满面。英国人把这台电脑称作“克劳塞斯”（Colossus），译成中文就是“巨人”。据说，“巨人”在盟军诺曼底登陆前又造成了一台，以后的战争中还启用过多部。 “巨人”登台亮相，德军丢盔弃甲。从1943年11月到1945年3月，布雷契莱向英国和盟军各级指挥部发出了4万8千份“超级机密”电报，平均每小时就有四、五份，而他们每小时破译的德国情报则超过了11份。在“巨人”的
46、电报声里，德国潜艇的“海狼”行动被盟军彻底粉碎，600余舰只永远躺在海底，2万余众官兵葬身鱼腹。 “巨人”最杰出的表现是在“霸王行动”中。盟军巧布迷魂阵，诱骗希特勒相信：盟军登陆地点将选择在加莱海峡，并非是诺曼底。“巨人”破译的情报表明，希特勒的精锐部队此时正守在加莱，严防子虚乌有的“巴顿第1集团军群”进犯。“巨人”还利用德军的密码，源源不断地向希特勒传去各种假情报。最后，当盟军的几大集团军胜利会师时，司令官们拿着“巨人”分别拍给他们的电报，伸出拇指夸奖道：“我们靠的就是它！” 史学家们在回顾二战史时讲，这是战争史上前所未有的最成功的欺骗行动。当希特勒固守海岸的最后一线希望被彻底粉碎时，说“巨
47、人”参战改写战争进程并不过份。电脑史话(14)璀灿双子星 人们根据冯诺依曼创造的惊世伟业，交口赞誉他是“计算机之父”。可是他自己对此却不以为然。据担任过他助手的物理学家弗兰克尔介绍说，冯诺依曼曾多次向别人坚决强调：如果不考虑巴贝奇、阿达和其他人早先提出的有关思想，计算机的基本概念只能属于阿兰图林！ 正是冯诺依曼本人，亲手把“电脑之父”的桂冠转戴在图林头上。这不仅表明冯诺依曼具有谦虚的美德，而且许多史学家也都认真地讲：“图林才是计算机之父”。直到现在，计算机界仍有个一年一度“图林奖”，颁发给最优秀的电脑科学家，它就像“诺贝尔奖金”那样，是电脑领域的最高荣誉。阿兰图林究竟是怎样的一个人物，值得电脑
48、之父冯诺依曼如此推崇呢？ 阿兰图林，1912年6月23日出生于英国伦敦一个书香门第的家庭。虽然他的祖父曾获得剑桥大学数学荣誉学位，可他父亲对数学望而生畏，甚至认为要算出一个负数与负数相乘的结果，就已经超过了人类的理解能力。因此，阿兰的家庭教育，并不能对他以后在数学方面的成就有多少帮助。 孩提时代的小阿兰性格活泼好动。他母亲回忆说，3岁那年，阿兰进行了他在实验方面的首次尝试把一个玩具木头人的小胳膊小腿掰下来载到花园里，想让它们长成更多的木头人。8岁时，阿兰开始尝试着写一部科学著作，题名关于一种显微镜。这绝非天方夜谭式的神话，这个天才的小孩虽然连单词都拼错了许多，但毕竟写得还像那么回事。在书的开头和结尾，阿兰都用同一句话“首先你必须知道光是直的”前后呼应，但中间的内容很短很短，可谓短得破了科学著作的纪录。 阿兰很早就表现出科学的探究精神，他曾对母亲讲：“我似乎总想从最普通的东西中弄出些名堂。”就连与小伙伴打足球，他也只喜欢在场外当巡边员，因为这样能够有机会计算球飞出边界的角度。他的老师认为：“阿兰的头脑可以像袋鼠般地跳跃。” 能“跳跃”思维的图林，1931年考入了剑桥皇家学院。大学毕业后留校任教，不到一年功夫，就发表了几篇很有份量的数学论文，被选为皇家学院
