正文

漫游計算機世界(1)

大話處理器 作者:萬木楊


導讀——人機大戰(zhàn)

1997年5月3日至11日,蟬聯(lián)12年國際象棋世界冠軍的卡斯帕羅夫與IBM公司研制的巨型計算機深藍進行了一場6局的人機大戰(zhàn),看看下圖卡斯帕羅夫的表情,你就知道比賽結果了,卡斯帕羅夫以2.5分比3.5分的總成績敗給了深藍。

2011年2月14日,IBM的計算機Watson繼續(xù)挑戰(zhàn)人類,這次的挑戰(zhàn)項目是知識競賽,它的對手是知識競賽電視節(jié)目“Jeopardy!”有史以來最強的選手Ken Jennings和Brad Rutter,這3個“人”搶答主持人提出的各種稀奇古怪的問題,問題涉及歷史、時事、科學、藝術、體育、地理、流行文化、文學與語言、文字游戲等,結果Watson以大比分遙遙領先。

不是人腦不聰明,只是電腦太瘋狂。下面我們先來回顧計算機的故事。

1.1  計算機的前世、今生、來世

從起源中理解事物,就是從本質(zhì)理解事物。

——杜勒魯奇

你對以往知道的愈多,對未來就看得愈遠。

——溫斯頓·丘吉爾

地球的任何一部分歷史,猶如一個士兵的生活,由長期的無聊和短期的恐怖組成。

——德雷克·V·?;鶢?/p>

佛家喜歡談三世,即前世、今生和來世。今生過得不好,那是因為前世造孽了,不過你也用不著氣餒,如果今生好好修行,來世還是可以過好日子的。杜勒魯奇說,從起源中理解事物,就是從本質(zhì)理解事物。我們也沾沾佛祖的光,來談談計算機的三世。

1.1.1  計算機的誕生

1.計算機之父

計算機的家世很混亂,因為有3個人都被人們稱為“計算機之父”。他們分別是:查爾斯·巴貝奇(1791—1871,英國人),約翰·馮·諾依曼(1903—1957,匈牙利人,美籍),阿蘭·圖靈(1912—1954,英國人)。其中馮·諾依曼作為“計算機之父”的知名度最高。

與其浪費時間爭論誰做的貢獻多一點,不如了解他們都做了哪些貢獻。央視《對話》欄目在一期節(jié)目中邀請了《功夫熊貓》的導演,當主持人稱呼他為“功夫熊貓之父”時,他謙遜地說,我更像是功夫熊貓的叔叔,很多的人一起完成了這項杰作。

計算機不是一個科學發(fā)現(xiàn),而是一個科學和工程結合的系統(tǒng)工程,是無數(shù)人共同努力的成果,因此,我們將那些做出突出貢獻的人尊稱為“計算機之叔”或“計算機之嬸”可能更為合適。

2.從計算器到計算機——一字之差,天壤之別

計算機的主要工作就是計算,不管是看視頻還是上網(wǎng),都離不開計算。歷史上和計算機最接近的東西,當屬計算器。

1642年,法國大科學家帕斯卡發(fā)明了加法器,我們在高中學過他的帕斯卡定律。1673年,德國大科學家萊布尼茲發(fā)明了乘法器,后來經(jīng)不斷改進,能進行加、減、乘、除、開方全套運算,我們在大學學微積分時聽過他的名號。 

計算機相比計算器,最大的不同在于它的程序思想。

看帕斯卡笑話,回顧高中物理

一群偉大的科學家死后在天堂里捉迷藏。輪到愛因斯坦抓人,他數(shù)到100睜開眼睛,看到所有人都藏起來了,只有牛頓還站在那里。愛因斯坦走過去說:“牛頓,我抓到你了?!迸nD:“不,你沒抓到牛頓。”愛因斯坦:“你不是牛頓你是誰?”牛頓說:“你看我腳下是什么?”愛因斯坦低下頭看到牛頓站在一塊長寬都一米的正方形的地板上,不解。牛頓:“我腳下這是一平方米的方塊,我站在上面就是牛頓/平方米,所以你抓到的不是牛頓,你抓住的是帕斯卡。”——引自網(wǎng)絡

3.程序思想的來源

1801年,法國人約瑟夫·瑪利·亞卡爾創(chuàng)造性地制造了一臺織布機。這本來和計算機沒有什么關系,不過這臺織布機十分的巧妙,它織出來的花樣可以通過一串卡片上的孔來決定,人們事先在卡片上打孔來設計織物的花樣,機器就可以織出這種花樣,頗有點通過軟件來控制計算機的概念。這個發(fā)明對后世的計算機影響重大,打孔機控制技術就被應用到早期電子計算機的輸入設備上。也有人說,計算機是織布機的后代。從這里我們可以看出,創(chuàng)新并不是指完全發(fā)明新的東西,把一個領域中的東西搬到另一個領域,也是一種非常好的創(chuàng)新。

4.計算機第一人

真正開始研究計算機和去實現(xiàn)計算機,當從英國人查爾斯·巴貝奇開始。巴貝奇在他的自傳《一個哲學家的生命歷程》里,寫到了大約發(fā)生在1812年的一件事:

“有一天晚上,我坐在劍橋大學的分析學會辦公室里,神志恍惚地低頭看著面前打開的一張對數(shù)表。一位會員走進屋來,瞧見我的樣子,忙喊道:‘喂!你夢見什么啦?’我指著對數(shù)表回答說:‘我正在考慮這些表也許能用機器來計算!’”

巴貝奇的第一個目標是制作一臺“差分機”,那年他剛滿20歲。10年后,1822年,差分機初戰(zhàn)告捷,運算精度達到了6位小數(shù)。巴貝奇進一步醞釀運算精度為20位的差分機,然而,當時的機械加工工藝遠無法支撐這么高的精度,因此該項目以失敗告終。

差分機失敗后,巴貝奇提出了一項新的更大膽的設計。他最后沖刺的目標,不是僅僅能夠制表的差分機,而是一種通用的數(shù)學計算機。巴貝奇把這種新的設計叫做“分析機”。他從法國人約瑟夫·瑪利·亞卡爾發(fā)明的提花織布機上獲得了靈感,分析機設計閃爍出了程序控制的靈光——它能夠按照設計者的旨意,自動處理不同函數(shù)的計算過程。


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