日期:2014-07-11 09:18:24
为什么我们要了解计算机发展史?
当我还在读本科的时候,曾经遇到过一位老者。
我没法判断出这位老者的真实年龄。因为那个时候,他的头发和胡子已经白得一塌糊涂了。我依稀记得当时还特意揉了揉眼睛,怀疑是不是遇着了仙人。
当然,这个老者并不是仙人。准确地说,他应该是一位老学究。
因为在聊天的过程中,他学究气十足地问了我一个的问题,你认为这个世界上,最重要的两门学科是什么?
这不是吃饱了撑着么?!
作为一位珍惜光阴和生命的好青年,我自然不会将大好时光用来琢磨这种既费时间又损耗脑细胞的古怪问题,况且那个时候,我的生命基本上被网络游戏所占据,也不会有精力来思考除游戏之外的事情。
所以,老学究的这个问题,很明显,并没有问对人。
但是作为一名尊老爱幼的好学生,我又不得不假装思量一番,然后很凝重地摇了摇头,表示不知道。
按照老师教学生的一般惯例,老学究接下来肯定会有一番高谈阔论。
果然,这位老学究看着我迷茫的眼神,顿时得意了起来,然后干咳了几声,告诉了我一个匪夷所思的答案:
数学和历史是这个世界上最重要的两门学科。
因为数学是所有自然科学的基础,而历史则是一切智慧的根源!
虽然那一瞬间我听得稀里糊涂,事后也越想越不明白。但是随着年纪的增长,阅历的不断丰富,我开始逐渐弄清楚了整件事情。
TMD,这混老头当时就是调侃我来的不是!
他用一生的知识和经验,总结出这么精辟的一个答案,但是全然不顾我年纪小悟性差的实际情况,就全盘给我灌输过来,让我在余下的日子百思不得其解,还搭上了大量的脑细胞。
虽然我现在都还没能完全搞懂这句话的深刻意义,但是并不妨碍我向大家讲述这样一个道理,而这个道理恰是由老学究后半句话所演化出来的:
“而历史则是一切智慧的根源”。
如果想要对一件事物有全面、深入、透彻、清晰的理解,那么一定要对这件事物的历史做足够多的研究。
我想,这句话,无论是放在经济学、政治学、化学,还是物理学上,都是金玉良言。
所以接下来我们要讲的,这段有关计算机的发展史,实际上非常重要。
只有当你了解了计算机的历史,才会真正的理解计算机!
而只有真正的理解了计算机,才会看见一个真的的IT业!
日期:2014-07-11 09:22:44
计算机发展史
计算机的本质是计算,这就意味着它与数学的关系密不可分(说到这里,我好像对老学究的答案又多了一层理解——“数学是所有自然科学的基础”)。所以我们可以顺着这条主线,对计算机的发展历程进行一次有目的的梳理。
在遥远的荒蛮时期,人们计数的工具也很原始。大多就是些石头、指头、麻绳之类的,随处可见,方便易用。但是这些工具的计算效果不佳,比如说手指头只能计算十以内的数,而石头的计算量也不过千。
很多年以后,不知道是哪位大神,发明了一种叫做“算盘”的玩意,还为此量身打造了一套“遇十进一”的计算规则,把人类的计算水平由此瞬间提高了好几个档次。该玩意不仅功能极其强大,一直可以计算至千万级的数,而且还物美价廉、通俗易懂、老少皆宜、故障率低……
但是随着人类社会的不断进步,某种工业的崛起(这个后面会提及),“算盘”变得满足不了一些特殊的计算需求。于是,大神又出现了。这一次,他带来一种叫做计算尺的玩意,专门用来计算对数。由于计算尺携带方便、造价低廉,而且还能计算到小数点后三位的精度(功能强大),所以广受欢迎,很快就普及开来。
……
关于计算工具的追溯,到计算尺这里就差不多要打住了。
大家看到这可能会想,既然计算尺功能如此强大了,那么在此基础上加把劲,顺便把计算机发明出来,大概也不是什么难事。
事实并非如此。
计算尺和计算机,虽然仅仅一字之差,但是从一种计算工具到一种计算机器之间,还有一段很长的路程。之所以说它很长,是因为人类这一走,就走了好几百年。
变革刚刚开始,变革者也逐渐登上历史的舞台!
而这一切,都源于一个叫做计算机的梦。
忧郁的帕斯卡
首先登场的牛人名字叫帕斯卡。
计算机专业毕业的同学,想必都对这个名字很耳熟。如果有完全没有听说过的,那么只好建议你重修一遍计算机专业。
现在有一门极为流行的编程语言名字就叫“帕斯卡”,是广大计算机本科生必修的内容之一。不过在几百年前,这还只是一个人的名字。
帕斯卡同学的童年生活很不幸,因为在他三岁的时候,母亲就去世了。在他接下来的日子里,都是由父亲一把屎一把尿一把鼻涕一把泪拉扯大的。于是某些没事找事极度怪癖的心理学家分析,这极有可能是导致帕斯卡同学严重恋父情节的原因之一。
在帕斯卡的童年记忆中,父亲是一个精通数学很有学问的人,但是作为一名税务官员,他不得不一天到晚在草稿纸上进行演算,计算着各种繁杂的税率。小帕斯卡当然是很爱他的父亲的,所以看在眼里,十分心疼,于是便琢磨能不能发明一台能够进行计算的机器,来分担父亲的工作量(典型的童年立志)。这个原本很天真且十分不靠谱的想法(如果能弄早就有人弄出来了),居然在小帕斯卡同学孜孜不倦的不懈努力下开始有了眉目。在他19岁的时候,一台纯手工打造的机械计算机就此面世。
这台机械计算机虽然原理简单,跟算盘有些类似。但是在当时已经能够很好地解决一些加减乘除的计算问题。
帕斯卡同学以其极为生动的例子给我上了一堂课,千万不要瞧不起那些有着恋父、恋母情结的人,他们往往能成功干出超出常人的事。
日期:2014-07-11 09:26:24
神奇的莱布尼茨
帕斯卡逝世后不久,第二位牛人莱布尼茨正式登场。
现在无论在数学界还是哲学界,莱布尼茨都是首屈一指的大牛人。
他不仅在大科学家牛顿之前发明了微积分(在这一点上,牛顿已经十分不爽了),并且在微积分中所使用的符合被公认比牛顿的要好(这下,搞得牛顿更没面子)。由于牛顿同学的心胸也并不是那么宽广,以致他在后来的非学术生涯中,绞尽脑汁不厌其烦的以各种方式对莱布尼茨进行各种打击诽谤,想尽一切方法要玩死莱布尼茨。
有这么一句话,“一个人的身价如何,要看他的对手”。当时的牛顿俨然已经是当世科学界的第一人,但是他那些近乎疯狂的举动,从另一个方面也奠定了莱布尼茨在科学史上独一无二的地位。
莱布尼茨发在读了帕斯卡关于加法器(也就是帕斯卡的手动计算机)原理的论文之后,觉得帕斯卡的机械计算机似乎有点简单,可以再完善一下。
那具体要完善到什么程度呢?
至少要比帕斯卡的计算机高出几个数量级!
像莱布尼茨这种超一流科学家向来都是不搞则已,一搞势必要惊人。如果弄出来的效果一般,那实在是一件很有损身价的事情。
但是要弄成这件事,确实很难。
经历过高考的同学都知道,考语文能上130分或许不是件很困难的事情,但是要在130分上再提高一个档次,进入140分,那就是异常艰难了,如果有人碰巧拿到了150分,不仅要实力超群,而且绝对还一个祖坟冒青烟的好运气。
加法器的发明者帕斯卡毕竟是世上为数不多的顶尖科学家之一,莱布尼茨虽然很牛,但是也还没牛到随随便便就可以超越帕斯卡的地步。
正当莱布尼茨陷入沉思之际,他的朋友带了一幅宋朝人邵雍所摹绘的一张“易图”。
什么是“易图”?这就是在中国风靡了几千年的八卦,是国人居家旅行、行军打仗、求神问卜、算命测字等活动中的必备之物。
幸好莱布尼茨不是个占卜师,而是一个纯粹的数学家。否则我们老祖宗的这套玩意说不定还能在异邦他乡大放异彩,当然是以另一种方式。
莱布尼茨看到“八卦”之后,深受启发。原来“八卦”只有两个很简单的字符组成,阳(—)和阴(--),但是又能不断的排列组合,弄出六十四般变化。这个绝对是二进制的老祖宗,莱布尼茨经过苦苦思索,终于悟透了这套二进制的深刻意义。
这简直就是为计算机量身定做的计算法则!
人类使用十进制计算,是因为人的大脑对十进制比较敏感(主要是使用的年代久远,想不敏感也不行),但是对机器而言,十进制却未必合适。
当然要把这个东西说清楚,那咱们得先讨论一下布尔代数,然后在论证一下二进制在数学上的完备性……这一路探讨下来,估计我要歇菜了,你们也要歇菜了。
说实在的,像我这种对数学并不感冒的人,多探讨一分都是煎熬,所以此处将这个问题略过。
在这里,我们只要知道二进制比较适合计算机就行了。
莱布尼茨在历史上破天荒的提出了“二进制”计算机模型理论。虽然他最后实在是没有机会根据这个模型弄台像模像样的计算机出来。但是后来的事实证明,在计算机中,二进制的计算方式要远远优于十进制计算方式。然后,二进制成了计算机的普遍计算方式;再然后,就木有然后了……
现在的计算机的计算方式完全沿用了莱布尼茨的“二进制”理论,同时“二进制”的思想还延伸到了计算机相关的其他领域,比如说网络传输,比如说硬盘存储。
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