2.1.2 计算机的诞生
(1)图灵机(Turing Machine,TM)
阿兰·图灵(Alan Turing,1912—1954),是现代计算机思想的创始人,被誉为“计算机科学之父”和“人工智能之父”,如图2.7所示。
1936年,图灵在他具有划时代意义的论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》中,论述了一种理想的通用计算机,被后人称为图灵机。图灵机是一种使用布尔函数(“真”“假”两种逻辑值和“与”“或”“非”三种逻辑运算)为基础进行数学推理过程的一种通用机器。
1950年,图灵发表了另一篇著名论文《计算机器与智能》,论文指出如果一个人在不知情的条件下,通过一种特殊的方式和一台机器进行问答,如果在相当长时间内,他分辨不出与他交流的对象是人还是机器,那么这台机器就可以认为是能思维的。这一论断称为图灵测试,它奠定了人工智能的理论基础。
图2.7 图灵、图灵机模型及图灵测试
(2)ENIAC计算机
美国宾夕法尼亚大学物理学教授约翰·莫克利和他的研究生普雷斯帕·埃克特受军械部的委托,为计算弹道和射击表启动了研制ENIAC的计划,1946年2月,成功研制出了人类历史上第一台电子数字计算机——ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer—电子数字积分仪与计算机),如图2.8所示。
ENIAC是一个庞然大物,共使用了18 000多个电子管、1 500多个继电器、10 000多个电容和7 000多个电阻,占地170m2,重达30 t。ENIAC的最大特点就是采用电子器件代替机械齿轮或电动机械来执行算术运算、逻辑运算和存储信息,因此,同以往的计算机相比,ENIAC最突出的优点就是高速度。ENIAC每秒能完成5 000次加法,300多次乘法,比当时最快的计算工具快1 000多倍。ENIAC是世界上第一台能真正运转的大型电子计算机,ENIAC的出现标志着电子计算机(简称计算机)时代的到来。
图2.8 ENIAC计算机
(3)EDVAC计算机
美籍匈牙利著名数学家约翰·冯·诺依曼(图2.9)曾是ENIAC的顾问,他在研究ENIAC计算机的基础上,针对ENIAC的不足之处,并根据图灵提出的存储程序式计算机的思想,于1945年3月提出了“存储程序控制”思想,就是设计一个包括存储部件和处理部件的机器,程序存储在存储部件中,处理部件按照存储的程序有序地执行。按照这种思想,1952年,一个全新的存储程序式,被认为是现代计算机原理模型的通用计算机——EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer—电子离散变量自动计算机)设计完成,如图2.10所示。
EDVAC方案的提出和研制成功,标志着现代计算机体系的形成。因此,约翰·冯·诺依曼被称为“计算机之父”。
图2.9 约翰·冯·诺依曼
图2.10 EDVAC计算机