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② 早期的馮諾依曼型計算機以運算器為中心,而現代計算機已發展變化為以存儲器為中心,請嘗試分析二者的區別.
一.計算機之父
1946年,世界上第一台電子計算機 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator—電子數字積分器和計算器)在美國誕生,人們稱之為新的工業革命的開始,世界文明進入了一個嶄新時代。
早在13世紀,我國就發明了算盤,這是世界公認的最早的計算工具。促進計算工具研究發展的最初動力是編制初等函數表(如正弦、餘弦、對數等等)。目前,已有幾百種高精度的數學表,但在幾個世紀前,一個人要用一生的時間才能計算出一種數學表。例如,對數是蘇格蘭數學家納皮爾(John Napier)在 1600年左右發明的,到 1624年亨利·布利格斯(Henrg Briggs)製成對數表(到第14位小數)。 1642年,法國哲學家兼數學家布累斯·巴斯柯(Blaise Pascal)發明了第一台真正的機械計算器——加法器(Pascaline)。1777年,英國邏輯學家馬洪(Charles Mahon)發明邏輯演示器(Logic Demons Trator),能解決傳統的演繹推理、概率以及邏輯形式的數值問題。英國劍橋大學的查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)教授在馬洪的邏輯演示器的激勵下,於1822年研製成機械差分機,它能自動進行6次多項式計算,實際上被用來進行各種教學表的計算。 1833年,巴貝奇構想了一種新型的分析機(Analyfical Engine),分析機不但能夠完成所有的算術運算,而且基本上可以將這些運算聯系起來解決任何算術問題。該分析機由四個基本部件構成:存儲庫、運算室、傳送機構和送人取出機構。因此說,巴貝奇的分析機的重大貢獻在於它包括了現代計算機的五大裝置:輸入、控制、運算、存儲和輸出裝置。目前,國際計算機界公認巴貝奇為當之無愧的計算機之父。
二.計算機科學之父
計算機理論的研究對計算機的誕生與發展起著至關重要的作用。從 1833年巴貝奇設計的機械分析機,到 1946年第一台電子計算機誕生,其間製造的各種機械型或機電型的計算機,包括第一台電子計算機及初期的幾台計算機,都僅僅是一種計算工具,僅僅是代替人們完成繁雜的計算任務。計算機復雜潛能的開發和在廣泛領域中的應用,是隨著計算機科學(Computer Science)的發展而逐步進行的。在計算機科學的奠基和發展中,英國科學家圖靈(Alan Mathison Turing)做出了傑出的貢獻。早在 1936年,圖靈發表了《論可計算數及其在密碼問題的應用》的著名論文,首次提出了邏輯機的通用模型——圖靈機的概念。圖靈機對數字計算機的一般結構、可實現性和局限性產生了深遠影響,為可計算性理論奠定了基礎。在1939年至1945年間,圖靈是英國外交部破譯德軍密碼的主要成員,利用他設計的破譯機一次次成功地破譯了法西斯的密電。1945年,他起草了關於自動計算機器ACE(Automatic Computing Engine)的報告,描述了存儲程序概念在計算機中的應用,闡明了電子程序實現某些運算而程序員不必了解機器內部的操作細節,從而預言了高級語言的功能,並想像出遠程終端的使用。1950年,圖靈發表了另一篇著名論文《計算機器與智能》(Computing Machinery and Intelligence),指出如果一台機器對質問的響應與人類做出的響應無法區別,那麼這台機器就具有智能。今天,人們把這一論斷稱為圖靈測試,它奠定了人工智慧的理論基礎。至1954年圖靈去世,鑒於他在計算機理論方面的創造性的奠基工作,計算機界稱他為計算機科學之父。
三.現代計算機為什麼又稱為馮.諾依曼型計算機
軍事上的需要是推動計算機發展的另一個動力。在第二次世界大戰期間, 1935年,布希博土(Vannerer Bush)及其助手在馬薩諸塞理工學院開始設計大型計算器,於 1942年完成,被廣泛用於計算炮擊表。決定製造第一台電子計算機ENIAC的是美國陸軍軍械部。 1942年物理學家約翰.莫奇萊教授(John Mauchly)建議製造一台電子計算機來完成彈道表的計算。次年,他和埃克特博士(J.Presper Echert) 開始研製ENIAC。同年,美國陸軍決定支持並採納這個方案。到 1946年 2月 15日, ENIAC成功地投入運行。此後的許多大型計算機也是應軍事的需要而建造的,如第一台億次計算機 ILLIAC IV則是為反導彈系統設計的。馮·諾依曼(John Vou Neumann)等人總結了設計 ENIAC的實踐,完善了計算機設計理論,於 1946年 6月 28日發表了《關於電子計算機邏輯設計的初步討論》學術報告。它的重要貢獻之一是把二進制系統應用到計算機上,之二是把程序和數據一起作者: