信息技术的发展(令人兴奋的信息技术诞生和发展简史)
1623年,德国科学家威廉·西卡德制造了世界上第一台已知的机械计算器 。这种机器是从时钟的齿轮技术改进而来的,可以加减六位数,通过铃声输出答案,所以也叫“算术钟” 。该机采用11个完整链轮和6个不完整链轮相加,并可借助对数表进行乘除 。不幸的是,当它几乎完成时,它被摧毁了 。
1642年,法国哲学家、数学家、物理学家帕斯卡发明了一种可以做加减法的加法机,这种机器可以自动进行垂直借用操作 。帕斯卡复制了50台机器,但大部分都成了富裕家庭客厅里稀奇古怪的摆设 。
帕斯卡的电脑
17世纪,德国天才数学家、哲学家莱布尼茨在了解帕斯卡加法器后,设计了一种特殊的齿轮传动装置 。他发明并制造了一种乘法器 。
莱布尼茨乘数
莱布尼茨的乘法器使用二进制 。据说莱布尼茨的二元思想来源于康熙赐给德国皇帝的八卦 。莱布尼茨不仅将二进制引入计算机,而且是二进制逻辑的创始人 。从此,人们可以用数字来代表逻辑的真假 。帕斯卡和莱布尼茨的计算机都是机械装置,他们的计算机是人类首次尝试制作思维辅助工具 。这些电脑仍然可以在博物馆里看到 。
1725年,法国纺织工人鲁修在织布机上放了一条穿孔纸带,以方便图案的转移 。1726年,他的伙伴开始改进设计,用串联的穿孔卡片代替纸带,从而实现人工送料的半自动生产 。
1801年,法国人贾卡发明了提花织机,并使用打孔卡来控制编织图案 。与前者不同的是,这种织机在更换一系列卡片时不需要改变机械设计,这是可编程机器的一个里程碑 。
提花织机
美国宪法规定必须每十年进行一次人口普查,1880年压倒性的人口普查数据用了8年时间进行处理和分析 。因此,美国统计学家赫尔曼·霍尔里在1890年开发了一种分类机,利用穿孔卡片存储数据,然后利用机器感应卡片,协助美国人口调查局自动将统计数据制成表格 。因此,住户普查在三年内完成 。
在现代意义上,计算机是英国科学家巴贝奇于1822年制造的第一台差分机(多项式计算的齿轮加法器) 。它可以处理三个不同的五位数,计算精度为小数点后六位 。
贝基微分扩张
在计算机结构上,巴贝奇在1834年给出了现代计算机的基本结构:堆栈、处理器和控制器 。很快,巴贝奇根据这一结构概念制造了一台名为“分析机”的计算机 。这台电脑也是第一台需要软件控制的电脑 。他的助手,英国著名诗人拜伦的独生女阿达·奥古斯塔,为这台计算机编制了人类历史上第一批软件程序 。阿达和巴贝奇为现代计算机奠定了坚实的基础 。他们对计算机结构的想法比当时的想法早了一个世纪 。堆栈、处理器、控制器和软件的概念至今仍在使用 。Ada编译的软件中的一些算法至今仍在使用 。为了纪念这位计算机和软件的先驱,美国军方发明的一种计算机语言以她的名字“阿达”命名 。
分析器是通用可编程计算机,可编程性是通用计算机的一个重要定义,即只要改变指令的存储顺序,通用计算机就可以模拟其他形式的计算机 。
虽然巴贝奇的理想电脑没有正式问世,但他给后人留下了非常宝贵的遗产,那就是几十个非常先进的设计方案和面对困难不屈不挠的精神 。
现代电子计算机的发展有几个组成部分:
一是计算机理论,即计算机的可能性和计算机功能的局限性;
第二,最基本的器件,也就是最小的计算器件,或者说最小的物理运算步骤,就是晶体管,它是最简单的开关电路 。
三是电路设计,即如何用晶体管开关电路实现逻辑功能;
四是人机界面,即操作系统;
第五是应用软件,即计算机语言和应用程序 。
1847年,英国数学家乔治·布尔出版了《逻辑的数学分析》,这是一本开创性的数字逻辑书籍 。逻辑从此成为一门精确的数学学科 。1854年,布尔发表了名著《思维规律——逻辑与概率的数学基础》,创立了一门全新的学科——布尔代数,它是数字计算机设计中开关电路设计的数学方法和理论基础 。
直到1938年,布尔代数才被应用于电路设计 。今年,麻省理工学院的年轻教授克劳德·艾尔伍德·香农发表了他的硕士论文《继电器和开关电路的符号分析》 。他在布尔代数的基础上构建了开关电路,证明了继电器这种简单的开关电路可以实现基于布尔代数的所有逻辑运算,并给出了实现四种运算的电路设计 。本文是开关和逻辑电路理论与设计的开创性工作 。
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