电子信息类论文：现代计算机发展史上的“世界第一”

摘要：本文对20世纪以来计算机发展历史进程进行系统研究，通过归纳分类法概括总结了现代计算机发展史上两个领域中的诸多“世界第一”。
　　关键字：计算机计算机发展史世界第一
　　Abstract：Inthisarticle,theauthorusesthemethodofclassificationanalysistostudythehistoryofcomputerdevelopmentsincethe20thcentury,andsummarizedsome“World’sFirst”intwoareasinthehistoryofcomputerdevelopment.
　　Keywords：Computer；HistoryofComputerDevelopment；World’sfirst
　　
　　20世纪是动荡的世纪，无疑也是创造奇迹的世纪。虽然在这期间全世界经历了两次大战的洗礼，但人类在这个世纪却掌握了诸如电子技术，原子分裂等先进技术，最终也创造了世界上最伟大的发明之一——电子计算机。它的出现促使了人类历史上一次深刻的社会变革，世界从此进入电子信息时代。本文力求通过归纳分析法，对现代计算机各领域发展史上的诸多“世界第一”作简要介绍。
　　1现代计算机发展史上的一些“第一人”
　　电子计算机这项伟大的发明不是个别科学家奋斗的结果，而是在几千年文明积累的基础上，科学家、工程师、科学组织管理人员共同努力的结果。同时，电子计算机也是电子学、数学、物理学等相关学科不断发展的产物。在电子计算机发展史上，计算技术理论不断完善。这其中，一些重要的科学家起到了重要作用。下面介绍一些这方面的“理论第一人”。
　　1.1现代计算机第一人——图灵
　　阿伦•麦席森•图灵（AlanMathisonTuring）1912年出生于英国。1936年，24岁的图灵发表了著名的关于“理想计算机”的论文，而这篇论文主要是回答德国大数学家戴维•希尔伯特（DavidHilbert,1862-1943）在1900年举行的世界数学家大会上提出的著名的“23个数学难题”中的一个问题，即是否所有的数学问题都是可解的。图灵关于自动计算机的理论模型是在这篇论文脚注里提出来的。图灵提出了一种计算机抽象模型，可以把推理化作一些简单的机械动作，后人把这个模型成为“图灵机”（TuringMachine）。图灵证明了一个很重要的定理：存在一种图灵机，它能够模拟任何给定的图灵机，即“通用图灵机”，这是现代通用数字计算机的数学模型，严格描述了计算机的逻辑构造。图灵机不仅解决了数理逻辑的一个基础理论问题，而且从理论上证明了通用数字计算机的可行性。而且，从英国政府七十年代透露出的一些文件看，图灵很可能参加了计算机COLOSSUS（1943年制造）的制造，这台计算机比众所周知的世界上第一台电子计算机要早3年。1950年10月，图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文，成为划时代之作。也正是这篇文章，也为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。
　　1.2存储程序设计思想第一人——冯•诺依曼
　　约翰•冯•诺依曼（JohnVonNeuman），美籍匈牙利人，1903年生于匈牙利布达佩斯。他被称为“计算机之父”，其原因主要是他率先提出存储程序思想，为计算机的设计提供理论支持。1945年，冯•诺依曼和ENIAC机研制小组在讨论的基础上发表了"存储程序通用电子计算机方案"，即EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer的缩写）。冯•诺伊曼以“关于EDVAC的报告草案”为题，起草了长达101页的总结报告。这份报告是计算机发展史上一个划时代的文献，报告广泛而具体地介绍了制造电子计算机和程序设计的新思想。1946年，冯•诺依曼和格尔斯坦有提出了题为“电子计算机逻辑结构初探”的著名报告，随后又发表了一些论文。冯•诺依曼在报告中不仅提出并论证了若干新概念，而且还研究了实现他们的方法：EDVAC和ISA方案。冯•诺依曼的方案明确提出计算机应由五个部分组成，包括：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五部分的职能和相互关系。方案提出电子计算机应当采用二进制，所有的程序和数据都要写成二进制代码，这样设计直接决定着中间结果、处理数据、程序都可以写存储器中。后来研究计算机的经验充分证明了冯•诺依曼结论的正确性。整个冯•诺依曼方案对通用电子计算机线路结构方面做出了巨大贡献，影响深远。
　　1.3提出逻辑代数化思想的第一人——布尔
　　逻辑代数是英国数学家、哲学家布尔（GeorgeBoole）首先提出来的，1854年，布尔发表了重要著作《思维规律研究》。在这部著作中，布尔成功地将形式归结为一种代数演算，这就是我们今天所谓的布尔代数。布尔的研究大致可分为逻辑和数学两部分．他在数学上的成就是多方面的．但在逻辑方面，他的主要贡献就是用一套符号来进行逻辑演算，即逻辑的数学化．大约200年以前，G•W•莱布尼茨(Leibniz)曾经探索过这一问题，但最终没有找到精确有效的表示方法．因为它牵涉到改进亚里士多德(Aristotle)的工作，而人们对于改进亚里士多德的工作的尝试总有点犹豫不决．布尔凭着他卓越的才干，创造了逻辑代数系统，从而基本上完成了逻辑的演算工作．虽然，布尔本人没有把逻辑代数与计算机联系起来，逻辑代数的应用却成为设计电子计算机的重要基础。
　　1.4控制论思想第一人——维纳
　　1894年，诺伯特•维纳（NorbertWiener，1894-1964）出生于美国哥伦比亚。第二次世界大战期间，维纳试图寻找利用计算机解决偏微分方程的途径。1940年，他得出结论：发展计算技术未来的主要方向在于利用以二进制为基础的数字计算方法和采用电子线路执行计算操作。1948年，维纳在《控制论：动物与机器间的控制和通讯》一书中系统介绍了自动调节设备和生物器官都具有反馈原理共性的思想。1950年，他在《控制论与社会》一书中专门分析了将计算机用于生产自动控制而即将产生的工业革命的主要特点。1963年，维纳发表著作《创造者与机器人》，涉及现在和将来人与计算机的相互作用问题。维纳被成为“控制论之父”。
　　2现代计算机发展史上的一些“世界第一台”
　　现代计算机诞生虽然不足百年，然而其发展速度却快得惊人，已经历经电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路发展阶段，目前，许多国家都在着手研制新一代计算机。下面列举在计算机发展史上有重要意义的一些“世界第一台”。
　　2.1第一台全继电器程序控制通用自动计算机——Z-3
　　德国工程师朱斯（KZuse）是第一个采用电器元件制造计算机的人，早在1934年，他就致力于计算机的研制。朱斯的第一个方案Z-1型于1936年开始研制，1938年研制完成。这是一台纯机械结构的计算机，运算速度慢，可靠性也很差。之后，朱斯设计了采用继电器制作线路元件的计算机方案Z-2，但因为第二次世界大战的缘故，Z-2方案最终没有完成。1941年，在得到政府资助帮助下，朱斯设计完成了世界上第一台全继电器程序控制通用自动计算机。其工作程序由八道穿孔的普通电影胶卷提供。这台机器整机采用2600个继电器，其中600个用于运算，可以执行八种指令，包括四则运算和求平方根，全部运算都采用浮点二进制。机器字长为22个二进制位（其中14位数码、7位阶码、1位符号），运算速度达到加法0.3秒，乘法4-5秒。Z-3在1944年的战争中被炸毁。
　　2.2第一台电子计算机——ENIAC
　　第一台成功运行的通用电子计算机诞生于美国宾夕法尼亚大学。整机占地170平方米，功率约为150千瓦，大约有18000只电子管。程序设计靠部件间转接插线，计算完一个问题转去解另一个问题时，需要拔出所有转接线，重新按照新的排列顺序插入。整台机器最大的特点是采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息。由于广泛采用电子