基本介紹
1.掌握計(jì)算機(jī)的基本理論、基本知識(shí);
2.掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法;
3.具有研究開發(fā)計(jì)算機(jī)軟、硬件的基本能力;
4.了解與計(jì)算機(jī)有關(guān)的法規(guī);
5.了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài);
6.掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有獲取信息的能力。
電子報(bào)刊
《芝加哥先驅(qū)報(bào)》電子報(bào)只有4名工作人員。電子報(bào)刊將改變印刷版報(bào)刊面貌。電子報(bào)刊可提供當(dāng)天報(bào)刊的全部?jī)?nèi)容,還可以提供電腦游戲,報(bào)刊在過去曾發(fā)表的文章,各類廣告,讀者與新聞人物,以及讀者與讀者之間的對(duì)話等。美國(guó)大部分主要報(bào)刊正在嘗試電子報(bào)刊這一全新的辦報(bào)形式。日本電氣公司也研制成功了便攜式電子書籍放像機(jī)的樣機(jī)。電子書籍放像機(jī)是用黑白液晶屏幕顯示,有磁盤型和芯片卡型兩種。芯片卡式電子書籍放像機(jī)由于不使用驅(qū)動(dòng)器,其重量?jī)H230克,而磁盤式電子書籍放像機(jī)的重量則為650克。新興的電子報(bào)刊的發(fā)展前景是十分誘人的。
來源發(fā)現(xiàn)
1946年2月15日,在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué),世界上第一臺(tái)電子計(jì)算器ENIAC正式投入了運(yùn)行。在隆重的揭幕儀式上,ENIAC表演了它的〃絕招〃:在1秒鐘內(nèi)進(jìn)行5000次加法運(yùn)算;在1秒鐘內(nèi)進(jìn)行500次乘法運(yùn)算。這比當(dāng)時(shí)最快的電器計(jì)算器的運(yùn)算速度要抉1000多倍。全場(chǎng)起立歡呼,歡呼科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的歷史發(fā)展時(shí)期。
然而,從技術(shù)上講,ENIAC尚未正式運(yùn)行也就幾乎過時(shí)了。因?yàn)樵谒竭\(yùn)行之前,一份新型電子計(jì)算器的設(shè)計(jì)報(bào)告,又在計(jì)算器發(fā)展史上樹起了一座新的里程碑!這份設(shè)計(jì)報(bào)告的起草人,就是20世紀(jì)天才的數(shù)學(xué)大師之一、美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾伊曼。
1903年12月28日,馮.伊曼誕生于匈牙利的布達(dá)佩斯市。他從小就顯示驚人的數(shù)學(xué)天賦,相傳在6歲時(shí)就能心算8位數(shù)學(xué)除法,8歲時(shí)就掌握了微積分,12歲時(shí)竟讀懂了一部高深的數(shù)學(xué)著作《函數(shù)論》的大意!后來,馮.諾伊曼在〃匈牙利數(shù)學(xué)之父〃費(fèi)葉爾的指導(dǎo)下,接受了嚴(yán)格的訓(xùn)練。18歲時(shí),他與指導(dǎo)老師合作,在國(guó)外的雜志上發(fā)表了第一篇數(shù)學(xué)論文。
1926年,馮.諾伊曼幾乎同時(shí)畢業(yè)于兩所大學(xué):在蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院獲得〃化學(xué)工程〃文憑;在布達(dá)佩斯大學(xué)獲得數(shù)學(xué)博士證書。
1930年,馮.諾伊曼到了美國(guó),被聘為普林斯頓大學(xué)的訪問教授。3年之后,年僅30歲的馮.諾伊曼與大科學(xué)家愛因斯坦一道,成為普林斯頓高級(jí)研究院的首批常任成員。
與馮.諾伊曼一起工作過的人,一致公認(rèn)他才智過人。他的老師、著名數(shù)學(xué)家波利亞說:〃馮.諾伊曼是我唯一感到害怕的學(xué)生,如果我在講演中列出一道難題,那幺當(dāng)我講演結(jié)束時(shí),他總會(huì)拿著一張潦草寫就的紙片說已把難題解出來了。〃有一次,一個(gè)數(shù)學(xué)家對(duì)一個(gè)題的5種情況分別用手搖計(jì)算器算了一個(gè)通宵,第二天去請(qǐng)教馮.諾伊曼,結(jié)果他只用7分鐘就算出了全部的答案,接著,馮.諾伊曼思考了半個(gè)小時(shí),又發(fā)現(xiàn)了一種更好的簡(jiǎn)捷算法。不過,馮.諾伊曼的妻子卻認(rèn)為他〃一點(diǎn)幾何頭腦也沒有〃。有一次,她讓馮.諾伊曼去取一杯水,馮.諾伊曼在這幢房子里生活了17年,竟弄不清杯子放在什幺地方,他轉(zhuǎn)了半天,又走回來問妻子玻璃杯放在哪里……。對(duì)生活瑣事的心不在焉,從另一個(gè)側(cè)面反映了他對(duì)科學(xué)研究的專注。馮.諾伊曼研究問題時(shí)精神高度集中,因而能敏銳地抓住問題的本質(zhì)。
1940年以前,馮.諾伊曼對(duì)數(shù)學(xué)的頁(yè)獻(xiàn)集中在純粹數(shù)學(xué)方面。他曾研究〃算子環(huán)〃領(lǐng)域達(dá)20年之久,一直是這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)無可爭(zhēng)辯的世界權(quán)威;他的另一項(xiàng)輝煌的科學(xué)成就,是部分解決了希爾伯特第5問題,為完全解決這著名數(shù)學(xué)難題作出了重大貢獻(xiàn)。
1940年,馮.諾伊曼積極投身于反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)的洪流,開始了由純粹數(shù)學(xué)家到杰出應(yīng)用數(shù)學(xué)家的轉(zhuǎn)變過程。在戰(zhàn)爭(zhēng)年代,他先后被聘為美國(guó)海軍兵工局等許多單位的顧問,還直接參與了核武器的研制工作,為設(shè)計(jì)原子彈的最佳結(jié)構(gòu)提出了許多重要建議。
馮.諾伊曼有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn),就是善于把人們認(rèn)為不能用數(shù)學(xué)處理的實(shí)際問題加以公理化、系統(tǒng)化,將抽象的數(shù)學(xué)理論巧妙地應(yīng)用于實(shí)際生活領(lǐng)域。譬如一次幾十名商人參加的交易會(huì),商人們都會(huì)謀求有利于自己的最優(yōu)策略,其數(shù)學(xué)復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了太陽系行星的運(yùn)動(dòng),馮.諾伊曼敢于知難而進(jìn),用一系列的數(shù)學(xué)創(chuàng)造揭示這類現(xiàn)象的規(guī)律,從而奠定了對(duì)策論這門數(shù)學(xué)分支的基礎(chǔ)。
馮.諾伊曼對(duì)計(jì)算器科學(xué)的貢獻(xiàn),尤其為人們所贊賞。有趣的是,將他引向這個(gè)領(lǐng)域卻純粹是一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)。
1944年夏天,馮.諾伊曼在一個(gè)火車站候車時(shí),偶然遇見ENIAC研制小組的負(fù)責(zé)人之一、數(shù)學(xué)家格爾斯坦中尉。當(dāng)時(shí),馮.諾伊曼正為原子彈實(shí)驗(yàn)中遇到的大量計(jì)算問題而苦惱,譬如有關(guān)原子核裂變反應(yīng)過程問題,需要進(jìn)行數(shù)十億次初等算術(shù)運(yùn)算,上百名女計(jì)算員用臺(tái)式計(jì)算日夜不停地工作,仍然不能按時(shí)完成任務(wù)。在與格爾斯坦中尉閑聊中馮.諾伊曼聽到了ENIAC正在研制的消息,立刻理解了這項(xiàng)工作的深遠(yuǎn)意義。不久,他就成了研制小組的???,并對(duì)一些關(guān)鍵問題的解決作出了貢獻(xiàn)。
那時(shí)候,ENIAC的研制工作已經(jīng)接近尾聲,馮.諾伊曼與大一起集中討論了ENIAC的不足處。1945年3月,他起草了一份〃離散變量自動(dòng)電子計(jì)算器〃的設(shè)計(jì)報(bào)告,對(duì)ENIAC作了兩項(xiàng)重大的改進(jìn)。
一項(xiàng)改進(jìn)是將10進(jìn)制改為2進(jìn)制,從而大大簡(jiǎn)化了計(jì)算器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)算過程;另一項(xiàng)改進(jìn)是將程序與數(shù)據(jù)一起存貯在計(jì)算器內(nèi),使得電子計(jì)算器的全部運(yùn)算成為真正的自動(dòng)過程。
這份設(shè)計(jì)報(bào)告是計(jì)算器結(jié)構(gòu)思想一次最重要的改革,標(biāo)志著電子計(jì)算器時(shí)代的真正開始。連一向?qū)8憷碚摰钠樟炙诡D高級(jí)研究院,也破例批準(zhǔn)了馮.諾伊曼的研制工作。從此,他那嶄新的設(shè)計(jì)思想,深深地烙記在現(xiàn)代電子計(jì)算器的基本設(shè)計(jì)之中。西方科學(xué)家們對(duì)馮.諾伊曼的工作給予了極高的評(píng)價(jià),尊他為〃電子計(jì)算器之父〃。
后來,馮.諾伊曼又進(jìn)一步研究了自動(dòng)機(jī)理論,他用驚人的毅力克服癌癥帶來的病痛,探索了計(jì)算器和人腦機(jī)制的類似現(xiàn)象。不幸的是,1957年2月8日,《計(jì)算器與人腦》的講搞尚未寫完,馮.諾伊曼便被骨癌奪去了生命。
馮.諾伊曼給世界留下了豐富的科學(xué)遺產(chǎn)。他是20世紀(jì)最多產(chǎn)的科學(xué)家之一,在理論物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、氣象學(xué)等許多科學(xué)領(lǐng)域,也都留有他辛勤耕耘的足跡。例如他早年撰寫的《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》一書,首次將量子力學(xué)納入嚴(yán)格的數(shù)學(xué)系統(tǒng),至今仍是理論物理學(xué)的經(jīng)典著作。專家們指出:〃如果按年代先后去探討馮.諾伊曼的個(gè)人志向和學(xué)術(shù)成就,那就等于探討了過去30年來科學(xué)發(fā)展史的概要?!?/p>
到1956年,全世界已經(jīng)生產(chǎn)了幾千臺(tái)大型電子計(jì)算機(jī),其中有的運(yùn)算速度已經(jīng)高達(dá)每秒幾萬次。這些電子計(jì)算器都以真空管為主要組件,所以叫真空管計(jì)算器。利用這一代電子計(jì)算器,人們將人造衛(wèi)星送上了天。這是第一代電子計(jì)算器。
第二代電子計(jì)算器是晶體管計(jì)算器。1956年,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室用晶體管代替真空管,制成了世界上第一臺(tái)全晶體管管計(jì)算器Lepreachaun。它使計(jì)算器的體積、重量、耗電都大為減少。至60年代,世界上已產(chǎn)了3萬多臺(tái)晶體管計(jì)算器,運(yùn)算速度達(dá)到了每秒300萬次。
第三代電子計(jì)算器是中小規(guī)模集成電路計(jì)算器。1962年,美國(guó)得克薩斯公司與美國(guó)空軍合作,以集成電路為計(jì)算器的基本電子組件,制成了一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性的樣機(jī)。在這時(shí)期,計(jì)算器的體積、功耗都進(jìn)一步減少,可靠性卻大為提高,運(yùn)算速度達(dá)到了每秒4000萬次。
第四代電子計(jì)算器是大規(guī)模集成電路計(jì)算器。一般認(rèn)為這是1970年開始的事?,F(xiàn)在,巨型機(jī)的運(yùn)算速度已達(dá)到每秒幾億次,在科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)管理中起著不可替代的作用;而微型機(jī)則使計(jì)算器的體積與成本大幅度減少,并滲透到工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)角落。今天,要制造一臺(tái)具有ENIAC同樣功能的計(jì)算器,體積只要有它的百萬分之一也就足夠了。
第五代電子計(jì)算器的研制工作已經(jīng)開展多年了,無論是〃夢(mèng)幻式〃的超導(dǎo)計(jì)算器,還是光計(jì)算器、生物計(jì)算器、人工智能放大器,都已取得了一定的進(jìn)展。這一代計(jì)算機(jī)的速度將達(dá)到每秒萬億次,能在更大程度上仿真人的智能,并在某些方面超過人的智能。
數(shù)學(xué)家把聰明給了電子計(jì)算器,電子計(jì)算器將使數(shù)學(xué)家變得更加聰明。而且電子計(jì)算器不僅是一種工具,它與其它的工具都不相同:電子計(jì)算器是人腦的一個(gè)側(cè)面的延伸。因?yàn)殡娮佑?jì)算器不僅具有非凡的計(jì)算能力,速度之快令人望塵莫及,而且還能夠仿真人的某些思維功能,按照一定的規(guī)則進(jìn)行邏輯判和邏輯推理,代替人的部分腦力勞動(dòng)。1976年,數(shù)學(xué)家憑借電子計(jì)算器去證明四色定理,〃依靠機(jī)器完成了人沒有能夠完成的事情〃,轟動(dòng)了整個(gè)國(guó)際數(shù)學(xué)界。
電子計(jì)算器把人的思維更加有效地引向未知領(lǐng)域。僅僅從這個(gè)角度,也不難認(rèn)識(shí)到電子計(jì)算器是一項(xiàng)多么偉大的科學(xué)發(fā)明了。