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60年代的计算机杂志

2023-12-10 21:46 来源:学术参考网 作者:未知

60年代的计算机杂志

TM电工技术

1.中国电机工程学报

2.电工技术学报 3.电力系统自动化

4.电网技术

5.高电压技术

6.电池

7.电源技术

8.电化学

9.电工电能新技术

10.中国电力

11.高压电器

12.继电器

13.电力电子技术

14.变压器

15.电工技术杂志

16.电气传动

17.中小型电机

18.低压电器

19.电力自动化设备

20.蓄电池

21.微电机

22.微特电机

23.电机与控制学报

24.电力系统及其自动化学报

25.电气自动化

26.电测与仪表

27.大电机技术

28.华北电力大学学报

TP自动化技术,计算机技术

计算机是什么时候发明的

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(1)
计算机发展其实经历了很漫长的时间,也可以分为古代史,代代史。而现在我们所接触的刚大多数是从现代史开始的。电脑的史前史应该从计算工具发端,至少可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。

古代史

远古时期的结绳纪事,算筹,直至现在还要的算盘,到后面所发明的各种和样的计算机工具。这些都是计算机古代史的成就。而帕斯卡所发明的加法器则第一次确立了计算机器的概念。在电脑史前史里,帕斯卡被公认为制造出机械计算机的第一人。自16岁开始, 帕斯卡就在构思一种计算机。1639年,帕斯卡的父亲受命出任诺曼底省监察官,负责征收税款。他看着年迈的父亲费力地计算税率税款,未来的科学家想到了要为父亲制做一台可以帮助计算的机器。为了这个梦想,帕斯卡日以继夜地埋头苦干,先后做了三个不同的模型,耗费了整整三年的光阴。他不仅需要自己设计图纸,还必须自己动手制造。从机器的外壳,直到齿轮和杠杆,每一个零件都由这位少年亲手完成。为了使机器运转得更加灵敏,帕斯卡选择了各种材料做试验,有硬木,有乌木,也有黄铜和钢铁。终于, 第三个模型在1642年, 帕斯卡19岁那年获得了成功,他称这架小小的机器为“加法器”。帕斯卡加法器是一种系列齿轮组成的装置,外壳用黄铜材料制作,是一个长20英寸、宽4英寸、高3英寸的长方盒子,面板上有一列显示数字的小窗口,旋紧发条后才能转动, 用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。 这种机器开始只能够做6位加法和减法。然而,即使只做加法,也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就“咔嚓”一声跌落下来,推动十位数的齿轮前进一档。

父亲的上司、法国财政大臣来到他家,观看帕斯卡表演“新式的计算机器”, 并且鼓励他投入生产,大力推广这种“人类有史以来第一台计算机”。不久,帕斯卡“加法器”在法国引起了轰动,机器展出时,人们成群结队前往卢森堡宫参观。就连大数学家笛卡尔听说后, 也乘回国探亲的机会,亲自上门观看。帕斯卡后来总共制造了50台同样的机器, 有的机器计算范围扩大到8 位,其中有两台,至今还保存在巴黎国立工艺博物馆里。

但在这之前所发明的机器都有一个不足――缺乏程序控制的功能。富含戏剧的是,工业社会首次大规模应用程序控制的机器不是计算机,而是纺织行业中的提花编织机,然而,它对计算机程序设计的思想产生过巨大的影响力。杰卡德提花机奏响了机器自动化的序曲,它的发明还引出了计算机史上一位惊世骇俗伟大人物,他就是英国剑桥大学科学家巴贝奇(C.Babbage)。巴贝奇对杰卡德提花机,特别是对穿孔卡片控制机器运转的天才设计十分神往,他甚至收藏着一幅用24000张卡片编织而成的杰卡德本人的肖像, 并梦想着用类似的方法设计一台计算机。

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(2)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

18世纪末,法国数学界调集大批数学家,组成了人工手算的流水线,经过长期艰苦奋斗,终于完成了17卷《数学用表》的编制,但是,手工计算出的数据出现了大量错误。这件事情强烈刺激了巴贝奇,20岁那年,他着手开始计算机的研制工作。巴贝奇在他的自传《一个哲学家的生命历程》里,写到了发生在1812年的一件事:“有一天晚上,我坐在剑桥大学分析学会办公室里,神志恍惚地低头看着面前打开的一张对数表。一位会员走进屋来,瞧见我的样子,忙喊道:‘喂!你梦见什么啦?’我指着对数表回答说:‘我正在考虑这些表也许能用机器来计算!’”

巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。所谓“差分”的含义,是把函数表的复杂算式转化为差分运算,用简单的加法代替平方运算,快速编制不同函数的数学用表。

巴贝奇耗费了整整10年时间,于1822年完成了第一台差分机,可以处理3个不同的5位数, 计算精度达到6位小数,当即就演算出好几种函数表。由于当时工业技术水平极低,第一台差分机从设计绘图到机械零件加工,都由巴贝奇亲自动手实施。成功的喜悦激励着巴贝奇,他上书英国皇家学会,要求政府资助他建造第二台运算精度达20位的大型差分机。 英国政府同意为这台机器提供1.7万英镑的资助。巴贝奇自己也投资1.3万英镑巨款,弥补研制经费的不足。

第二台差分机约有25000个零件, 零件误差要求不超过每英寸千分之一,用蒸汽机驱动。巴贝奇把机器交给了英国最著名的机械工程师约瑟夫•克莱门特所属工厂制造,但工程进度十分缓慢。第二个10年过去后,全部零件只完成了一半。参加试验的同事们纷纷离去,巴贝奇独自苦苦支撑第三个10年,最后只得把图纸和部分零件送进博物馆保存。

巴贝奇一共绘制了21张大型差分机设计图纸。1991年,为了纪念巴贝奇200周年诞辰,英国肯圣顿(Kensington)科学博物馆根据这些图纸重新建造了一台差分机。复制过程中,只发现图纸存在着几处小的错误。复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作,不仅成功地造出了机器,而且可以正常运转。他们猜想,当年巴贝奇没能完成大型差分机研制,或许不完全是技术方面的问题。

而计算机被用于大规模数据处理刚是由美国人口普查局的统计学家霍列瑞斯(H.Hollerith)博士,他用穿孔卡完成了第一次大规模数据处理。

数字计算机首先来源于理论突破,是逻辑代数为开关电路设计奠定了的数学基础。

逻辑代数又称布尔代数,正是以它的创立者——英国数学家布尔(G.Boole)而命名。1815年生于伦敦的布尔家境贫寒,父亲是位鞋匠,无力供他读书。他的学问主要来自于自学。年仅12岁,布尔就掌握了拉丁文和希腊语,后来又自学了意大利语和法语。16岁开始任教以维持生活,从20岁起布尔对数学产生了浓厚兴趣,广泛涉猎著名数学家牛顿、拉普拉斯、拉格朗日等人的数学名著,并写下大量笔记。这些笔记中的思想,1847年被用于他的第一部著作《逻辑的数学分析》之中。

1854年,已经担任柯克大学教授的布尔再次出版《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》。以这两部著作,布尔建立了一门新的数学学科。

在布尔代数里,布尔构思出一个关于0和1的代数系统,用基础的逻辑符号系统描述物体和概念。这种代数不仅广泛用于概率和统计等领域,更重要的是,它为今后数字计算机开关电路设计提供了最重要数学方法。

布尔一生发表了50多篇科学论文、两部教科书和两卷回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(3)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

1916年出生在美国密执安州的申龙,从小热爱机械和电器,表现出很强的动手能力。1936年毕业于密执安大学工程与数学系,工程与数学就成为他一生的兴趣所在。

在麻省理工大学攻读硕士期间,他选修了布尔代数,并且幸运地得到微分分析仪研制者布什博士的亲自指导。导师布什曾对他预言说,微分分析仪的模拟电路必定可以用符号逻辑替代。从布尔的理论和布什的实践里,申龙逐渐悟出了一个道理——前者正是后者最有效的数学工具。

1938年,年仅22岁的申龙在硕士论文的基础上,写就了一篇著名的论文《继电器和开关电路的分析》,被认为是通讯历史上最杰出的理论之一。由于布尔代数只有0和1两个值,恰好与二进制数对应,申龙把它运用于以脉冲方式处理信息的继电器开关,从理论到技术彻底改变了数字电路的设计方向。因此,这篇论文在现代数字计算机史上也具有划时代的意义。

1840年取得了博士学位,申龙在AT&T贝尔实验室里度过了硕果累累的15年。他用实验证实,完全可以采用继电器元件制造出能够实现布尔代数运算功能的计算机。1948年,申龙又发表了另一篇至今还在闪烁光芒的论文——《通信的数学基础》 , 从而给自己赢来“信息论之父”的桂冠。1956年,他参与发起了达特默斯人工智能会议,成为这一新学科的开山鼻祖之一。他不仅率先把人工智能运用于电脑下棋方面,而且发明了一个能自动穿越迷宫的电子老鼠,以此证明计算机可以通过学习提高智能。

最后一台“史前”计算机叫 MarkⅠ,在计算机发展史上占据重要地位的电磁式计算机叫 MarkⅠ,它是电脑“史前史”里最后一台著名的计算机。

在先驱者行列中,MarkⅠ发明人、美国哈佛大学艾肯(H.Aiken)博士是大器晚成者。由于家庭贫困,他不得不以半工半读的方式艰难地读完职业高中,大学也是边工作边学习,才完成学业。毕业后,艾肯谋到了一份总工程师的工作。但36岁那年,他毅然辞去收入丰厚的职务,重新走进哈佛大学读博士。由于博士论文涉及到空间电荷的传导理论,需要求解非常复杂的非线性微分方程,艾肯很想发明一种机器代替人工求解的方法,帮助他解决数学难题。

三年后,艾肯是在图书馆里发现了巴贝奇和阿达的论文,以当时的科技水平,也许已经能够完成巴贝奇未竞的事业,造出通用计算机。为此,他写了一篇《自动计算机的设想》的建议书,提出要用机电方式,而不是用纯机械方法来构造新的“分析机”。

为了获得研制经费, 已在海军军械局任职的艾肯中尉,找到IBM公司沃森求助。沃森慷慨地提供了100万美元, 并且派来4名工程师协助。IBM公司也因此告别了制表机行业,正式跨进了计算机领域。

有IBM作坚强后盾, 计算机研制在哈佛大学里进行, 艾肯为它取名MarkⅠ, 又叫做“自动序列受控计算机”。1944年,经过四年的努力,MarkⅠ在哈佛大学正式启动。它的外壳用钢和玻璃制成,长约15米,高约2.4米,自重达31.5吨。它装备了3000多个继电器,共有15万个元件和长达800公里的电线,用穿孔纸带输入。这台机器每秒能进行3次运算,23位数加23位数的加法,仅需要0.3秒;而进行同样位数的乘法,则需要6秒多时间。

艾肯继续主持MarkⅡ、MarkⅢ等计算机的研制,但它们已经属于电子计算机的范畴。

1951年诞生的MarkⅢ,是第一台配备磁鼓存储器的计算机,虽然艾肯坚持程序和数据必须分别存储在不同的磁鼓里。MarkⅢ也是第一台被杂志公开发表的计算机,右图为《时代》周刊刊载的MarkⅢ外貌特征油画,该画现保存在哈佛大学。

有趣的是, 为Mark系列计算机编写程序的, 也是一位女数学家,名叫格雷斯•霍波(G. Hopper) 。数学博士出身的霍波,1944年加入到哈佛大学计算机研究行列,她说:“我成了世界上第一台大型计算机MarkⅠ的第三名程序员。”MarkⅠ完工后,由于艾肯忙于机型改进设计,运行工作主要由霍波负责。

数学逻辑著作。为了表彰他的成功,都柏林大学和牛津大学先后授予这位自学的成才的数学家荣誉学位,他还被推选为英国皇家学会会员。

1938年,美国数学家申龙(C. Shannon),第一次在布尔代数和继电器开关电路之间架起了桥梁。

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(4)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

1946年,霍波博士在发生故障MarkⅡ计算机里找到了一只飞蛾,这只小虫被夹扁在继电器的触点里,影响了机器运作。于是,霍波把它小心地保存在工作笔记里,并恢谐地把程序故障统称为“臭虫”(bug),这一奇怪的称呼,后来成为计算机领域的专业术语。

艾肯与霍波等人研制出了电磁式计算机,他们曾联名发表文章说,MarkⅠ计算机能自动实现人们预先选定的系列运算,甚至可以求解微分方程。他们终于实现了巴贝奇分析机的夙愿,但是,这种机器从它投入运行的那一刻开始就已经过时,因为人类社会已经跨进了电子时代。

近代史

电子管的发明使计算机进入了电子计算机。从弗莱明发明第一只电子管到公认的第一台电脑ENIAC问世,历经了近50年。事实上,这一时期早就有人试制过真正的电子计算机。

1973年10月19日, 美国一家地方法院经过135次开庭,当众宣布一项判决书:“莫契利和埃克特没有发明第一台计算机,只是利用了阿坦那索夫发明中的构思。”理由是阿坦那索夫早在 1941年,就把他对电子计算机的初步设想告诉过ENIAC的发明人。

阿坦那索夫(J. Atanasoft)是衣阿华大学数学物理教授,保加利亚裔的美国博士。与艾肯博士相似,为指导研究生作毕业论文,他也遇到求解微分方程的难题,并设想把计算尺改造成大型的计算装置。在1935年到1937年间,阿坦那索夫冷静地分析了他接触过的机械式、电磁式计算机,反复比较了各种方案。1939年隆冬的一个晚上,阿坦那索夫心情沮丧,计算机设计遇到了难关,始终无法解决,他只好驱车驶上高速公路兜风。开着汽车一连跑了几百英里,阿坦那索夫把车停靠伊里诺斯州路旁小店前,要了两杯饮料,独自坐了下来。

阿坦那索夫后来回忆说:“我想或许喝了两杯饮料,思维变得活跃起来,使我长期困惑不解的难题,一下子迎刃而解了。”逻辑电路、二进制码、记忆元件……,计算机的结构一一构思成熟。更重要的是,他打算采用电子管作为开关元件。

由于他对电子技术不太熟悉, 于是从电子工程系物色到一位应届毕业生贝瑞 (C.Berry),在物理楼地下室里建立了“车间”。阿坦那索夫和贝瑞计划制造的电子计算机,将可以解出有30个未知数的方程, 可他们只申请到600美元的经费,仅能够造一个部件。直到 1939年10月,他们才装配出一台试验样机。

在试验样机基础上, 他们下一步打算研制的机器叫“ABC”,即“阿坦那索夫—贝瑞—计算机”三单词的英文字头,用300多个电子管组装。1941年年底,ABC主要部件已经定型,只有穿孔卡设备有待最后完成。由于美国正式参加反法西斯战争,贝瑞离开学校前往一家军事工程公司工作, 这台机器原定的目标没有实现。

ABC计算机存放在衣阿华大学物理楼的储存室里,1946年被人拆散,唯一只留下了存储器部件,逐渐被人遗忘。衣阿花大学没有为ABC申请专利, 给电子计算机的发明权问题带来了旷日持久的法律纠纷。美国地方法院的裁定也不无道理,因为ENIAC的发明者莫契利确实到衣阿华大学参观过ABC电子计算机,从阿坦那索夫天才的思想里受益匪浅。

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(5)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

电脑创世记

举世公认的第一台电子计算机ENIAC, 诞生在战火纷飞的二次世界大战,它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。 鲜为人知的是,阿贝丁试炮场研制电子计算机的最初设想,出自于“控制论之父”维 纳(L.Wiener)教授的一封信。早在一次世界大战期间,维纳就曾来过阿贝丁试炮场。当时弹道实验室负责人、著名数学家韦伯伦(O.Veblen)请他为高射炮编制射程表。在这里, 他不仅萌生了控制论的思想,而且第一次看到了高速计算机的必要性。

多年来,维纳与模拟计算机发明人布什一直在麻省理工学院共事,结下深厚的友谊。 1940年,在给布什的信中,维纳写道,现代计算机应该是数字式,由电子元件构成,采用二进制,并在内部储存数据。维纳提出的这些原则,为电子计算机指引了正确的方向。

1943年,二次世界大战关键时期,战争需要像一只有力的巨手,给电脑的诞生铺平了道路。由于阿贝丁试炮场再次承担美国陆军新式火炮的试验任务,陆军军械部派青年军官戈德斯坦(H. Glodstine)中尉,从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集来一批研究人员,帮助计算弹道表。 戈德斯坦本人就是数学家, 战前在密歇根大学任数学助理教授。他从陆军抽调了100 多名姑娘作辅助性人工计算,不仅效率低还经常出错。莫尔学院的两位青年学者——36岁 副教授莫契利(J. Mauchiy)和24岁的工程师埃克特(P.Eckert),向戈德斯坦提交了一 份研制电子计算机的设计方案——“高速电子管计算装置的使用”,他们建议用电子管为 主要元件,制造一台前所未有的计算机,把弹道计算的效率提高成百上千倍。

4月9日,陆军军械部召集会议审议这份报告。会议即将结束时,身为军械部科学顾问 的韦伯伦教授一言九鼎,他猛然站起身,“砰”地一声推开身后的椅子,对阿贝丁试炮场 负责人大声说:“西蒙,给戈德斯坦这笔经费!”说完这句话,立即转身向大门外走去, 戏剧性地决定了第一台电子计算机的命运。 军方与莫尔学院签订的协议是提供14万美元的研制经费,但后来合同被修订了12次, 经费一直追加到了48万,大约相当于现在1000多万美元。

莫尔学院研制小组是一个朝气蓬勃的跨学科攻关小组,在科技史上留下了敢冒风险、 敢于取胜的美名。小组成员包括物理学家、数学家和工程师30余名。其中,戈德斯坦在科 研组织方面表现出杰出的才干,负责协调项目进展。发挥主要作用的是莫契利和埃克特, 及一位名叫勃克斯(A. Burks)的工程师。莫契利是总设计师,主持机器的总体设计; 埃克特是总工程师,负责解决复杂而困难的工程技术问题;勃克斯则作为逻辑学家,为计算机设计乘法器等大型逻辑元件。

然而, 为支援战争赶制的机器没能在战争期间完成,直到1946年2月14日,恰逢当年“情人节”,世界上第一台电子计算机才研制成功。 这台机器的名字叫“ENIAC”(埃历阿克),即“电子数值 积分和计算机” 的英文缩写。它采用穿孔卡输入输出数据,每分钟可以输入125张卡片, 输出100张卡片。

在ENIAC内部,总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多电阻器,10000多 只电容器和6000只继电器,电路的焊接点多达50万个;在机器表面,则布满电表、电线和 指示灯。 机器被安装在一排2.75米高的金属柜里,占地面积为170平方米左右,总重量达 到30吨。这台机器还不够完善,比如,它的耗电量超过174千瓦;电子管平均每隔7分钟就 要被烧坏一只,埃克特必须不停更换。

尽管如此, ENIAC的运算速度达到每秒钟5000次加法,可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法, 其运算速度超出Mark Ⅰ至少1000倍。一条炮弹的轨迹,20秒钟就能被它算完,比炮弹本身的飞行速度还要快。 ENIAC标志着电子计算机的创世,人类社会从此大步迈进了电脑时代的门槛。

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(6)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

电脑语言的历程

电脑语言也叫程序语言(Program Lauguage),是人与电脑交流和沟通的工具。

早期电脑都直接采用机器语言,即用“0”和“1”为指令代码来编写程序,难写难读,编程效率极低。为了方便编程,随即出现了汇编语言,虽然提高了效率,但仍然不够直观简便。从1954年起,电脑界逐步开发了一批“高级语言”,采用英文词汇、符号和数字,遵照一定的规则来编写程序。高级语言诞生后,软件业得到突飞猛进的发展。

1953年12月, IBM公司程序师约翰•巴科斯(J. Backus) 写了一份备忘录,建议为IBM704设计一种全新的程序设计语言。巴科斯曾在“选择顺序控制计算机”(SSEC)上工作过3年, 深深体会到编写程序的困难性。他说:“每个人都看到程序设计有多昂贵,租借机器要花去好几百万,而程序设计的费用却只会多不会少。”

巴科斯的目标是设计一种用于科学计算的“公式翻译语言”(FORmula TRANslator)。他带领一个13人小组,包括有经验的程序员和刚从学校毕业的青年人,在IBM704电脑上设计出编译器软件, 于1954年完成了第一个电脑高级语言——FORTRAN语言。1957年,西屋电气公司幸运地成为FORTRAN的第一个商业用户, 巴科斯给了他们一套存储着语言编译器的穿孔卡片。 以后,不同版本的FORTRAN纷纷面世,1966年,美国统一了它的标准,称为FORTRAN 66语言。 40多年过去,FORTRAN仍然是科学计算选用的语言之一,巴科斯因此摘取了1977年度“图林奖”。

FORTRAN广泛运用的时候, 还没有一种可以用于商业计算的语言。美国国防部注意到这种情况, 1959年5月,五角大楼委托格雷斯•霍波博士领导一个委员会,开始设计面向商业的通用语言(Common Business Oriented Langauge) ,即COBOL语言。COBOL最重要的特征是语法与英文很接近, 可以让不懂电脑的人也能看懂程序;编译器只需做少许修改,就能运行于任何类型的电脑。委员会一个成员害怕这种语言的命运不会太长久, 特地为它制作了一个小小的墓碑。然而,COBOL语言却幸存下来。1963年,美国国家标准局将它进行了标准化。用COBOL写作的软件,要比其他语言多得多。

1958年,一个国际商业和学术计算机科学家组成的委员会在瑞士苏黎世开会,探讨如何改进FORTRAN,并且设计一种标准化的电脑语言,巴科斯也参加了这个委员会。1960年,该委员会在1958年设计基础上,定义了一种新的语言版本——国际代数语言ALGOL 60,首次引进了局部变量和递归的概念。 ALGOL语言没有被广泛运用,但它演变为其他程序语言的概念基础。

60年代中期, 美国达特默斯学院约翰•凯梅尼 (J. Kemeny) 和托马斯•卡茨(T.Kurtz)认为,象FORTRAN那样的语言都是为专业人员设计,而他们希望能为无经验的人提供一种简单的语言,特别希望那些非计算机专业的学生也能通过这种语言学会使用电脑。于是, 他们在简化FORTRAN的基础上, 研制出一种 “初学者通用符号指令代码”(Beginners All purpose Symbolic Intruction Code),简称BASIC。由于BASIC语言易学易用, 它很快就成为最流行的电脑语言之一,几乎所有小型电脑和个人电脑都在使用它。经过不断改进后,它一直沿用至今,出现了象QBASIC、VB等新一代BASIC版本。

1967年,麻省理工学院人工智能实验室希摩尔•帕伯特(S.Papert),为孩子设计出一种叫LOGO的电脑语言。帕伯特曾与著名瑞士心理学家皮亚杰一起学习,他发明的LOGO最初是个绘图程序,能控制一个“海龟”图标,在屏幕上描绘爬行路径的轨迹,从而完成各种图形的绘制。帕伯特希望孩子不要机械地记忆事实,强调创造性的探索。他说:“人们总喜欢讲学习,但是,你可以看到,学校的多数课程是记忆一些数据和科学事实,却很少着眼于真正意义上的学习与思考。 ” 他用LOGO语言启发孩子们学会学习,在马萨诸塞州列克星敦,一些孩子用LOGO语言设计出了真正的程序,使LOGO成为一种热门的电脑教学语言。

1971年,瑞士联邦技术学院尼克劳斯•沃尔斯(N. Wirth)教授发明了另一种简单明晰的电脑语言,这就是以帕斯卡的名字命名的PASCAL语言。PASCAL语言语法严谨,层次分明,程序易写,具有很强的可读性,是第一个结构化的编程语言。它一出世就受到广泛欢迎,迅速地从欧洲传到美国。沃尔斯一生还写作了大量有关程序设计、算法和数据结构的著作,因此,他获得了1984年度“图林奖”。

回顾计算机发展史上的英雄:从帕斯卡到摩尔(7)
作者:jmu.edu.cn 2005年08月16日 15:20 来源:jmu.edu.cn

1983年度的 “图林奖” 则授予了AT&T贝尔实验室的两位科学家邓尼斯•里奇 (D.Ritchie)和他的协作者肯•汤姆森(K. Thompson),以表彰他们共同发明著名的电脑语言C。C语言现在是当今软件工程师最宠爱的语言之一。

里奇最初的贡献是开发了UNIX操作系统软件。他说,这里有一个小故事:他们答应为贝尔实验室开发一个字处理软件, 要求购买一台小型电脑PDP-11/20,从而争取到10万美元经费。可是当机器购回来后,他俩却把它用来编写UNIX系统软件。UNIX很快有了大量追随者,特别是在工程师和科学家中间引起巨大反响,推动了工作站电脑和网络的成长。1970年, 作为UNIX的一项“副产品”,里奇和汤姆森合作完成了C语言的开发,这是因为研制C语言的初衷是为了用它编写UNIX。这种语言结合了汇编语言和高级语言的优点,大受程序设计师的亲睐。

1983年, 贝尔实验室另一研究人员比加尼•斯楚士舒普 (B.Stroustrup),把C语言扩展成一种面向对象的程序设计语言C++。如今,数以百万计的程序员用它来编写各种数据处理、实时控制、系统仿真和网络通讯等软件。斯楚士舒普说:“过去所有的编程语言对网络编程实在太慢,所以我开发C++,以便快速实现自己的想法,也容易写出更好的软件。”1995年,《BYTE》杂志将他列入“计算机工业20个最有影响力的人”的行列。

晶体管革命

1997年,《时代》周刊记者在评选年度风云人物的文章里写道:“新泽西州,50年前的这个星期,1947年12月23日一个细雨朦朦的星期二午后,当贝尔实验室两位科学家用一些金箔、一些半导体材料和一个弯曲的别针来展示他们的新发现时,数字化革命诞生了。

同事们怀着好奇和羡慕,看着他俩演示这个被命名为晶体管的能使电流放大并能控制电流开关的东西。”

两位科学家是布拉顿(W. Brattain)和巴丁(J.Bardeen)。在晶体管发明过程中起到最关键作用的还有另外一位科学家,他的名字叫肖克利(W.Shockley)。

毕业于麻省理工学院的博士生肖克利,1936年来到AT&T贝尔实验室工作,与布拉顿合作研究项目。工作之余,他们常在一起讨论技术,希望能用研制一种取代电子管的新器件。

二战结束后,巴丁也加入了肖克利研究小组,把目光集中在具有半导体特性的晶体。肖克利提出了研究框架,巴丁熟知固体物理学理论,布拉顿最擅长实验操作, 三位科学家珠联璧合。1947年圣诞节前夕,布拉顿和巴丁已经用实验证明,只要两根金属丝在半导体上的接触点距离小于0.4毫米, 就可能引起放大效果。布拉顿以精湛的实验技艺,在三角形金箔上划了一道细痕

请问第一台电脑一体机是谁发明的

电脑始祖

冯·诺依曼(John Von Neuman)凭他的天才和敏锐,在电脑初创期,高屋建瓴地提出了现代计算机的理论基础,从而规范和决定了电脑的发展方向。时至今日,我们所有的电脑又都叫“冯·诺依曼机器”,就是对这位数学天才最好的评价。

冯·诺依曼

对于冯·诺依曼来说,人类第一台电脑造了一半时才参与开发,多少有些遗憾。但是,他刚好在那大机器程序存储问题无法解决的关键时刻出现,这使得冯·诺依曼的天才得到淋漓尽致的发挥。他明确指出:一定要彻底实现程序由外存储向内存储的转化,原有的设计必须作修改,经费不够再追加。在冯·诺依曼的影响下,整个研制工作取得了突破性的进展。冯·诺依曼提出了新的改进方案:一是用二进制代替十进制,进一步提高电子元件的运算速度;二是存储程序(Stored Program),即把程序放在计算机内部的存储器中,换言之,把能进行数据处理的程序放在数据处理系统内部,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存,即把程序本身当作数据来对待。冯·诺依曼的改进方案被称为“爱达法克”(EDVAC),即离散变量自动电子计算机(Electronic Diserete Variable Computer)的简称。

1945年6月,他写了一篇题为《关于离散变量自动电子计算机的草案》的论文,第一次提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念(Stored Program Concept),这是所有现代电子计算机的范式,被称为“冯·诺依曼结构”。按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机(Stored Program Computer),又称为通用计算机。时至今日,所有的电脑都逃脱不了冯·诺依曼的掌心,我们所有的电脑,都有一个共同的名字,叫“冯·诺依曼机器”,它超越了品牌、国界、速度和岁月。

摩尔定律

当人们不断追逐新款PC时,殊不知这后面有一只无形的大手在推动,那就是摩尔定律,而这著名定律的发明人就是高登·摩尔(Gordon Moore)。

高登·摩尔

1965年的一天,摩尔顺手拿了把尺子和一张纸,画了一张草图,纵坐标代表不断发展的集成电路,横坐标是时间。他在月份上逐个描点,得到一幅增长的曲线图。这条曲线显示出每24个月,集成电路由于内部晶体管数量的几何级数的增长,而使性能几乎翻倍提高,同时集成电路的价格也恰好减少一倍。后来高登·摩尔把时间调整为18个月。摩尔是在集成电路技术的早期作出结论的,那时候,超大规模集成电路技术还远未出现,所以他在1965年的预言并未引起世人的注意。

高登·摩尔的另一壮举是在1968年与罗伯特·诺伊斯带头“造反”,率领一群工程师离开仙童公司,成立了一家叫集成电子的公司,简称“Intel”,这就是今日名震世界的英特尔公司。

预言大师

凯的形象既不像傲慢自大、反潮流的黑客,也不同于一夜暴富的计算机富翁,更不像象牙塔里的计算机科学家。他时常穿着跑鞋和灯芯绒裤子,一小撮胡子,短短的、略微零乱的头发,使他看上去极为普通。即使他是你的老板,可能也不会给你留下多深的印象。但这也不是说他很谦逊,他喜欢引用自己的话,且经常以这样的词作为发言的开端:“凯的第一法则指出……”。

阿伦·凯

阿伦·凯(Alan Kay)不是一位公众人物,但在计算机界,尤其是技术圈内,他是能让大家都心服口服屈指可数的大师之一。成为硅谷的又一位亿万富翁或让他当麻省理工的院长,都无法激起他的兴奋,但他会有足够的耐性与一群8岁左右的孩子一起玩电脑。他最大的乐趣就是发明他喜欢的东西。

阿伦·凯是Smalltalk面向对象编程环境语言的发明人之一,也是面向对象编程思想的创始人之一,同时,他还是笔记本电脑最早的构想者和现代Windows GUI的建筑师。

近年来有一句话挺流行:“预测未来的最好办法,就是把它创造出来。”不少人误以为此言出自尼葛洛庞帝之口,实际上,这句话是阿伦·凯的名言。有很多人说布兰德是第一个使用PC一词的人,但布兰德说自己也是顺手牵羊,最早提出“PC”概念的就是阿伦·凯。20世纪90年代程序员设计的基本模式就是“面向对象”,发明这一术语的也是阿伦·凯。在20世纪70年代的一份备忘录上,阿伦·凯还正确预言到,“20世纪90年代将有成百万的个人计算机,而且都将连接到全球公用的信息设施上”,这不正是今天的互联网吗?

集成电路之父

硅谷是传奇人士扎堆之地。但是一个人要想在硅谷同时获得财富、威望和成就,实在比登天还难。举目远眺大概只有罗伯特·诺伊斯(Robort Noyce)才是惟一一位三位于一体式的人物。

罗伯特·诺伊斯

作为集成电路的发明者,诺伊斯在科学史上已名垂青史,这个具有划时代意义的发明促成了历史的大转折。而且他还与别人共同创办了两家硅谷最伟大的公司,第一家是半导体工业的摇篮——仙童(Fairchild)公司,这已成为历史;第二家则仍跻身美国最大的公司之列,这就是英特尔公司。他带着特有的神圣和威严,让同行和对手都得永远敬仰。以尖刻著称的硅谷杂志《Upside》敢对硅谷任何一位大腕儿进行任何刺激,但对诺伊斯却只能毕恭毕敬,在诺伊斯去世前几天的采访录,甚至成为杂志社经常炫耀的一种荣光。

在仙童,诺伊斯最大的成就是发明了集成电路。当基尔比在德州仪器用锗晶片研制集成电路时,诺伊斯和摩尔已把眼光直接盯住了硅晶片,因为硅的商业前景要远远超出锗。1959年2月,诺伊斯为“微型电路”申请了专利,但没有为他用平面处理技术制造的集成电路申请专利,直到同年7月才补全了这一手续。而此前德州仪器公司已宣布生产集成电路的产品,该公司的基尔比拥有第一个专利,但他的设计不实际,而诺伊斯则是第二个提出该专利的人。于是整个60年代,仙童和德仪相互控告,最后法庭将集成电路的发明专利授予了基尔比,而将关键的内部连接技术专利授予诺伊斯。诺伊斯的专利使仙童公司在沉闷的70年代得以存活下来,这一时期的仙童成为硅谷最具神话色彩的历史。

当然诺伊斯成就的最高峰还是英特尔公司,他与高登·摩尔和安迪·葛鲁夫一同创业,而且构建了业界极为罕见、完美和谐的三人“执政”局面。三人的合作只能说是天作之合,缺任何一位可能都会让英特尔历史大幅改写。诺伊斯自然是最耀眼的人物,传奇式的发明家、仙童公司的总经理和半导体业的“政治家”,他是英特尔公司的“脸面”。而甘于默默无闻的高登·摩尔则是公司的“心脏”,没有摩尔,英特尔不可能有足够的力量和士气;而没有强硬的葛鲁夫,英特尔甚至不会成为一家著名的大公司。

微处理器之父

1971年1月,第一个可以运转的微处理器诞生了,定名为“4004型”。其中,第一个“4”是指以4位为单位的设计思想,后一个“4”是指由英特尔制造的第4种专用芯片,而它的发明人就是特德·霍夫。霍夫认为自己占了天时和地利之便:“如果我们没有在1971年发明4004微处理器,那么别人也会在一两年里发明它。”

特德·霍夫

在普遍认为大型机才是大有可为的时代,霍夫另辟蹊径,投入到微处理器的研制中。霍夫说服了刚从仙童公司跳槽的斯坦·麦卓尔与他合作,共同设计了一种比4004型更强大的微处理器,称为“8008型”,这是第一个真正意义的微处理器。

1973年8月,“8080型”微处理器问世,它首次使用了MOS(金属氧化物半导体)工艺,成为有史以来最成功的微处理器之一,这也是第一个通用微处理器,是20世纪最后25年里一项具有划时代意义的发明。

著名的《经济学家》杂志将霍夫称作是“第二次大战以来最有影响的7位科学家之一”。1978年,他被提升为英特尔研究员(至今一共只有两个人获得过类似的称号),这意味着他在研究方面具有很大的自主权。

在评价微处理器和PC时,霍夫说:“我对微处理器在个人计算机中的应用感到非常惊讶,我也没有想到人们会仅仅为了业余的爱好而买微机。随着影像游戏机的发展,个人计算机成为人们又一种娱乐工具,任何一位发明家如果能够创造出什么来提供给人们娱乐,他就能获得成功。”
PC之父

创造出世界上第一台微电脑的殊荣,现在一般都归到爱德华·罗伯茨(Edward Roberts)身上。

爱德华·罗伯茨

罗伯茨是位电脑爱好者,1974年,罗伯茨决定利用8080微处理器装配一种供黑客试验的计算机,《大众电子》杂志为寻找独家新闻,主动上门观看了罗伯茨的设计方案,之后决定让他制成一台原型机,由杂志社在封面予以报道。

1975年1月,《大众电子》封面刊出一台很小的计算机照片,大字标题写着:“世界上第一组堪与商业机相媲美的以成套形式提供的小型计算机——牛郎星8800”。根据杂志的介绍,“牛郎星”勉勉强强算是一台电脑,在金属制成的小盒内,罗伯茨装进两块集成电路,一块即8080微处理芯片,另一块是存储器芯片。既没有可输入数据的键盘,也没有显示计算结果的“面孔”。插上电源后,使用者需要用手按下面板上的8个开关,把二进制数“0”或“1”输进机器。计算完成后,面板上的几排小灯泡忽明忽灭,就像军舰上用灯光发信号那样表示输出的结果。

就是这样一个简单的装置,却引发了大地震。罗伯茨的“牛郎星”电脑问世后,美国出现了一个电脑业余爱好者购买散件、在家庭车库内组装微电脑的热潮。 尽管“牛郎星”十分原始,但它把计算机发展到大型机时代料想不到的辉煌阶段。

商用软件之父

个人电脑的真正飓风是由AppleⅡ刮起的,而AppleⅡ成功的重要推进器就是VisiCalc电子表格软件。因为售价3000美元的AppleⅡ对家庭并没有多少吸引力,但配备了电子表格的AppleⅡ,就足以让人们把VisiCalc作为惟一的理由而购买它。从某种意义上说,AppleⅡ就是一台VisiCalc机器。

布莱克林

VisiCalc的发明人就是丹·布莱克林(Dan Bricklin)。1973年毕业后,布莱克林进入DEC,与他人合作编制了DEC的第一个字处理软件WPS-8。26岁时,布莱克林进入哈佛商学院寻求新的职业生涯,他在哈佛的分时计算机系统上用BASIC编写软件,进行财务计算。当时他常遇到的问题是,对不同的题目必须重新编写程序,于是他便开始思考能否用一种通用的计算模式来解决该问题。布莱克林用一个周末的时间粗粗地做出了一个演示版本。虽然这个演示版本是用BASIC写成的,速度很慢,而且行列只能添满一屏,但它已经具备电子表格的许多基本功能,此时已是1978年初。由于AppleⅡ等个人电脑产品的问世,布莱克林和麻省理工的老朋友富兰克斯顿一起合作,成立了软件艺术公司(SA),决定为AppleⅡ开发VisiCalc,发行商是丹·弗莱斯特拉的公司叫Personal软件公司(PS),可以说这是最早的微机应用软件公司。

电子表格VisiCalc的出现将PC从业余爱好者手中的玩具变成了炙手可热的商业工具,独立地改变了PC业的发展方向。布莱克林创造的不仅仅是一个产品、一家公司,而是整个软件产业。VisiCalc引发了真正的PC革命,它极大地激励了软件开发者,并从此宣告了PC商用化的到来。

IBM PC之父

如果说个人电脑之火是由苹果引燃的,那么IBM的介入,才真正将这场大火燃遍全球,热度持续近20年而不减。而缔造IBM PC的,就是颇富个人魅力的唐·埃斯特利奇。

埃斯特利奇

1980年中,IBM召集高层咨询会议,要对如火如荼的个人电脑浪潮作出应对。这时实验室主任洛伊站起来,提议打破常规,秘密组织一个精干小组,在一年内搞出PC来。 洛伊仅挑选了12名最优秀的工程师来演绎一段类似苹果公司经历过的传奇故事,担当这个名为“西洋棋”项目的负责人就是埃斯特利奇。以往,埃斯特利奇在工作上被认为“极不合作”,不听别人使唤,只凭自己的意思行事。而这种不合群的态度,正适合IBM PC计划,洛伊将它交给埃斯特利奇,事实证明这个选择十分英明。

1981年8月12日,IBM PC如人们预想的那样跨进了PC业,没有人惊奇和兴奋,因为要等一段时间,人们才真正明白PC时代的开始。在第一台PC发布前几个月,埃斯特利奇还着手下一代产品——PC XT的开发。XT的推出,再次把IBM推到PC科技的最前端,XT疯狂畅销,使IBM一举占有企业PC市场的75%。同时埃斯特利奇还启动另一计划,以PC攻打家庭市场,但推出时间太晚,错过了圣诞销售旺季,后来这个产品无疾而终。1982年,埃斯特利奇开始着手下一个大计划,即生产真正强劲的AT机。AT机象征着IBM是惟一能使用80286处理器的厂商。1984年 8月,AT机推出好几个月后,竞争对手才推出AT级产品。1984年, IBM PC的收入已达到40亿美元,这意味着光是PC一个部门就可以在美国工业公司中排名第74位,并可名列美国第三大计算机公司,仅次于IBM自己和DEC。埃斯特利奇还安排了一个争议性的计划,让经销商销售个人电脑,这是IBM产品第一次由非IBM业务代表的人销售, 从而开拓了电脑分销的先河。

1985年8月2日埃斯特利奇终于带着太太,去渡公司承诺已久的假期。两人乘坐的191航班试图在暴风雨中降落到达拉斯机场时,飞机失控,埃斯特利奇和太太玛丽不幸丧生。虽然他的生命结束于不幸的飞行事故,但打开昨日的篇章,历史永远会承认一个真正有贡献的人。

PC软件先锋

加里·基尔达尔被称为PC软件的开拓者,因为正是他打开了微处理器和微电脑之间的通道,在PC革命英特尔公司锋利的弹片中,有着基尔达尔历史性的贡献。

加里·基尔达尔

加里·基尔达尔敏锐地发现,4004微处理器可以用来编制程序,基尔达尔突然想到:“能不能在这里编制电脑的程序呢?”,这想法诞生了微程序(Microprogram)设计。基尔达尔在DEC公司的PDP-10小型机上为英特尔4004微处理器创建新的“微语言”后,英特尔马上聘请基尔达尔做技术顾问。在基尔达尔的主持下,创建了在个人电脑史上革命性的微处理程序设计语言PL/M(Programing language for Microprocessor)。这一新的语言随着Intel 8008、8080微处理器的进展,对个人电脑的革命起着巨大的推动作用。如果没有基尔达尔这一贡献,英特尔的微处理器肯定还会在计算器里“沉沦”许久,PL/M语言与Intel、Zilog、Motorola微处理器的结合,在70年代末,终于使微机的性能能同60年代的大型机和小型机相媲美。

另外,基尔达尔还是第一个光盘(CD-ROM)驱动程序的编写者,也是图形用户界面的先驱,当时还没有GUI(Graphic User Interface)的说法,基尔达尔把它叫做“图形环境管理员(Graphic Enviroment Manager)”。

电脑奇才

恩格尔巴特(Doug Engelbart)是电脑界的一位奇才,被称为“人机交互”领域里的大师。从20世纪60年代初期开始,他在人机交互方面做出了许多开创性的贡献,共发表论文30余篇,拥有20余项发明专利。世界上第一个电子邮件系统(E-Mail)、文字处理系统、在线呼叫集成系统和超文本链接都出自他之手。另外,他还发明了电脑显示器上的多重视窗、共享屏幕的电视会议、新的电脑交互输入设备等等。在恩格尔巴特的众多发明中,人们最熟悉的就是电脑上用的鼠标。1963年,美国国家专利局批准恩格尔巴特几年前提交的一份申请,确认一种叫“搜寻点击”的输入装置是一项独创的技术。在英语中,mouse有老鼠的意思,因此“搜寻点击”装置又被称为鼠标。1968年,恩格尔巴特应邀参加在旧金山举行的一次电脑会议,在会上,他拿出了许多令人吃惊的绝活:视窗(Windows)、超媒体(Supermedia)、群件(Groupware),还有鼠标,这也是鼠标第一次作为“搜寻工具”公开亮相。

道格·恩格尔巴特

MS-DOS之父

谁都知道MS-DOS是美国微软公司的产品,而且正是MS-DOS使微软公司实现了从一个不知名的软件开发公司到全球软件巨头的第一次飞跃。MS-DOS曾是微软公司的拳头产品,长期统治着个人电脑操作系统市场。虽然现在的微软“视窗”已经成为新一代PC操作系统霸主,但MS-DOS对业界的功劳仍不可磨灭。不过MS-DOS的真正主人蒂姆·帕特森的名字可能并不为每个人所知道。

蒂姆·帕特森

帕特森在西雅图电脑制造公司任副总裁时,自己动手花了半年时间成功地推出了自己的操作系统,命名为SCP-DOS,本意为“快而粗糙的磁盘操作系统”,这个SCP-DOS便是现在DOS的前身。SCP-DOS推出之后,应用效果不错,但也曾被数据研究公司指责剽窃了他们当时颇受欢迎的CP/M操作系统。这两个操作系统确实有相似之处,不过 SCP-DOS在储存数据、组织文件等方面与CP/M有极大的不同。那么后来SCP-DOS如何成为MS-DOS呢?这还得从IBM的“西洋棋方案”说起。

1980年,IBM公司决心开发自己的个人电脑,便制定了“西洋棋方案”。他们需要找一家软件公司合作开发一套个人电脑操作系统。当时的微软为了不错过这个千载难逢的发展机会,向IBM称自己有软件操作系统,实际上,虽然当时微软公司在软件行业已有一席之地,但依靠的却是其程序语言,并无现成的操作系统。为了与IBM公司合作,微软不得不去找帕特森。

微软从帕特森那里,仅以2.5万美元的转让价格便获得了SCP-DOS的使用权。SCP-DOS虽比较粗糙,但已经具有了雏形,只要在其基础上进行加工,搞出合乎要求的产品并不太难。事实上,SCP-DOS对微软的重大意于义在于,它使IBM公司放弃了CP/M,转而与微软合作,从而成就了微软的未来。

1981年4月,帕特森离开了西雅图电脑制造公司,投到微软公司门下,这时才知道自己的操作系统被微软拿来作为IBM公司合作的产品之一。他当时非常恼火和后悔,不过也无可奈何,自己的成果虽然潜力无限,但在西雅图电脑制造公司却无法得到推广,相反由微软公司去发展完善,总比埋没了要好。 便携计算机之父

在硅谷历史上,亚当·奥斯本(Adam Osborne)绝对算得上是一个人物,他在20世纪70年代初期得到了一份为英特尔新发明的微处理器编写说明书的工作,随后成为技术领域的自由撰稿人,先后在计算机杂志《界面时代》(Interface Age)和《Infoworld》上开辟专栏。

亚当·奥斯本

但奥斯本有更大的计划,他想要成为这个行业的一分子、硅谷的大亨,向对他的逻辑天才发生过怀疑的人证明他们的错误。他毫不谦虚,甚至有些自大地说:“我跟每一个人说,他们应该制造什么,可是没有人听我的话,所以我自己去制造了。”

令人惊奇的是,奥斯本证明了他的设想是合理的。奥斯本有两个很妙的主意:首先,利用眼下电路体积变得越来越小的优势,制造出一种既小又轻而且结实的便携式个人计算机;其次,把当时需单独购买并且价格昂贵的最流行软件,算在个人计算机的价格内卖给顾客。此前,硬件和软件公司从来不会同时提供这两项服务。

1980年3月,在西海岸计算机展览会上,奥斯本见到了为一家硬件公司设计电路板的Lee Felsenstein。奥斯本向他提出了自己的设想,并对Felsenstein提出设计要求:这台计算机一是要廉价结实,既小又轻;二是要捆绑字处理和电子表格软件。

1981年4月奥斯本Ⅰ型计算机全新亮相,含软件在内的整机价格仅1795美元。这一下子就轰动四方,到1981年9月,公司月销售额就攀升至100万美元,第二年公司收入就达7000万美元。

但奥斯本公司在成立的第二年的年中,便开始出现严重的错误。管理上的混乱导致产品质量下降、交货延误和财政空虚,而市场策略的错误更使它功亏一篑。当时在市场上占统治地位的是IBM,而奥斯本公司的“管理者”却不能与之兼容,这本不算太糟,但奥斯本不能忍受这样的情况。于是,奥斯本在新产品投放市场一星期后,宣布他已开始准备与IBM兼容,这等于无形之中宣布自己的产品已经过时,使销售量顿时一落千丈。一个美丽的计算机神话仅仅维持了不到两年时间。这个以自己的创新理念,促使计算机业发展方向发生革命的人物,这个一度是PC业内最具影响力、最富争议的人物,就这样从业界淡出,将一切甩在了自己的身后。

磁盘之父

各种类型的软、硬磁盘,是个人电脑最重要的存储设备,磁盘的历史并不太长,从世界上第一台硬盘发明至今,也不过40余年时间。

艾伦·舒加特

20世纪50年代,IBM公司董事长小托马斯·沃森迅速把事业扩展到美国西海岸,下令在加利福尼亚圣何塞市附近新建实验室和工厂。约翰逊带领着30多名青年工程师,在不到三年时间,就为IBM创造了引人注目的技术成果——磁盘存储器。在约翰逊领导IBM圣何塞实验室研制硬盘的过程中,一位名叫艾伦·舒加特(Al.Shugart)的青年工程师发挥了关键作用。

舒加特1951年大学毕业后加盟IBM,在研究部门工作了十多年。 1969年,他离开IBM建立舒加特合伙人公司,并研制出世界上第一片以塑料材质为基础的5英寸软磁盘,即PC机上使用的标准软盘。

1974年,舒加特首次创办的公司倒闭,五年之后,舒加特重返电脑行业,在著名的硅谷腹地, 与过去的几位同事共同创建了希捷(Seagate)技术公司,专门为个人电脑研制高性能的小型硬盘。

1980年,希捷技术公司宣布研制出第一台5.25英寸温式硬盘,容量达5~10MB,后来成为IBM PC/XT个人电脑最具特点的标准配置。 舒加特领导的这家公司,目前已是资产数十亿美元、员工10余万人的世界上最大的PC硬盘生产厂商之一。

自由软件之神

20世纪末,软件业发生的最大变革就是自由软件的全面复兴。在自由软件的浪潮下,软件业的商业模式脱胎换骨,从以卖程序代码为中心,转化为以服务为中心,而理查德·斯托尔曼则被称为软件业的自由之神。有人说,斯托尔曼应该算是世界上写软件最多的程序设计师。但是,斯托尔曼真正的力量是他的思想。在斯托尔曼的理论下,用户彼此拷贝软件不但不是“盗版”,而是体现了人类天性的互助美德。对斯托尔曼来说,自由是根本,用户可自由共享软件成果,随便拷贝和修改代码。他说:“想想看,如果有人同你说‘只要你保证不拷贝给其他人用的话,我就把这些宝贝拷贝给你’。其实,这样的人才是魔鬼”。

理查德·斯托尔曼

理查德·斯托尔曼一副披头士的打扮,看起来像现代都市里的野人,但如果他将一件“麻布僧袍”穿在身上,又戴上一顶圆形宽边帽子,有如绘画作品中环绕圣像头上的光环。一眨眼的功夫,他又变成圣人,散发着先知般的威严和力量。野人与圣人,恰恰就是这位自由软件的精神领袖理查德·斯托尔曼的双重属性,他既是当今商业软件领域野蛮的颠覆者,又是无数程序员和用户心目中神圣的自由之神。

还是计算机图形学,,,

同志你好:
一下是我给你总结的资料,请核对后使用。
最后祝你工作愉快!

计算机图形学

计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。
简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看,图形主要分为两类,一类是基于线条信息表示的,如工程图、等高线地图、曲面的线框图等,另一类是明暗图,也就是通常所说的真实感图形。
计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此,必须建立图形所描述的场景的几何表示,再用某种光照模型,计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上,图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时,真实感图形计算的结果是以数字图像的方式提供的,计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。
图形与图像两个概念间的区别越来越模糊,但还是有区别的:图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息,而图形含有几何属性,或者说更强调场景的几何表示,是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。
计算机图形学的研究内容非常广泛,如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。
计算机图形学的发展
1963年,伊凡•苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文, 它标志着计算机图形学的正式诞生。至今已有三十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统,自从有了计算机图形学,计算机可以部分地表现人的右脑功能了,所以计算机图形学的建立具有重要的意义。近年来, 计算机图形学在如下几方面有了长足的进展:
1、智能CAD
CAD 的发展也显现出智能化的趋势,就目前流行的大多数CAD 软件来看,主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出,产品设计功能相对薄弱, 利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图,如果要想进行产品设计, 最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序,有时还要用其他高级语言协助编写,很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。例如,德国西门子公司开发的Sigraph Design软件可以实现如下功能:① 从一开始就可以用计算机设计草图,不必耗时费力的输入精确的坐标点,能随心所欲的修改,一旦结构确定,给出正确的尺寸即得到满意的图纸;② 这个软件中具有关系数据结构, 当你改变图纸的局部,相关部分自动变化,在一个视图上的修改,其他视图自动修改,甚至改变一个零件图,相关的其它零件图以及装配图的相关部分自动修改:③ 在各个专业领域中,有一些常用件和标准件, 因此,希望有一个参数化图库。而Sigraph不用编程只需画一遍图就能建成自己的图库;④Sigraph还可以实现产品设计的动态模拟用于观察设计的装置在实际运行中是否合理等等。智能CAD的另一个领域是工程图纸的自动输入与智能识别,随着CAD技术的迅速推广应用,各个工厂、设计院都需将成千上万张长期积累下来的设计图纸快速而准确输入计算机,作为新产品开发的技术资料。多年来,CAD 中普遍采用的图形输入方法是图形数字化仪交互输入和鼠标加键盘的交互输入方法.很难适应工程界大量图纸输入的迫切需要。因此, 基于光电扫描仪的图纸自动输入方法已成为国内外CAD工作者的努力探索的新课题。但由于工程图的智能识别涉及到计算机的硬件、计算机图形学、模式识别及人工智能等高新技术内容,使得研究工作的难点较大。工程图的自动输入与智能识别是两个密不可分的过程,用扫描仪将手绘图纸输入到计算机后,形成的是点阵图象. CAD 中只能对矢量图形进行编辑, 这就要求将点阵图象转化成矢量图形.而这些工作都让计算机自动完成.这就带来了许多的问题.如① 图象的智能识别;② 字符的提取与识别;③ 图形拓扑结构的建立与图形的理解;④实用化的后处理方法等等。国家自然科学基金会和863计划基金都在支持这方面的研究, 国内外已有一些这方面的软件付诸实用,如美国的RVmaster,德国的VPmax, 以及清华大学,东北大学的产品等。但效果都不很理想.还未能达到人们企盼的效果。
2 计算机美术与设计
2.1 计算机美术的发展
1952年.美国的Ben .Laposke用模拟计算机做的波型图《电子抽象画》预示着电脑美术的开始(比计算机图形学的正式确立还要早)。计算机美术的发展可分为三个阶段:
(1)早期探索阶段(1952 1968年)主创人员大部分为科学家和工程师,作品以平面几何图形为主。1963年美国《计算机与自动化》杂志开始举办年度“计算机美术比赛”。
代表作品:1960年Wiuiam Ferrter为波音公司制作的人体工程学实验动态模拟.模拟飞行员在飞机中各种情况;1963年Kenneth Know Iton的打印机作品《裸体》。1967年日本GTG小组的《回到方块》。
(2)中期应用阶段(1968年~1983年)以1968年伦敦第一次世界计算机美术大展一“控制论珍宝 (Cybernehic Serendipity1为标志,进入世界性研究与应用阶段;计算机与计算机图形技术逐步成熟, 一些大学开始设置相关课题, 出现了一些CAD应用系统和成果, 三维造型系统产生并逐渐完善。代表作品:1983年美国IBM 研究所Richerd Voss设计出分形山(可到网站“分形频道hrtp:ttfracta1.126.tom 中查找有关“分形”的知识)
(3)应用与普及阶段(1984年~现在)以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟, 大批商业性美术(设计)软件面市; 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受,CAD成为美术设计领域的重要组成部分。代表作品:1990年Jefrey Shaw的交互图形作品“易读的城市f The legible city) 。
2.2 计算机设计学(Computer Des i gn i cs)
包括三个方面:环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。
CAD对艺术的介入,分三个应用层次:
(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代; 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。
(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。
(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。
3 计算机动画艺术
3.1 历史的回顾
计算机动画技术的发展是和许多其它学科的发展密切相关的。计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用50年代到60年代之间,大部分的计算机绘画艺术作品都是在打印机和绘图仪上产生的。一直到60年代后期,才出现利用计算机显示点阵的特性,通过精心地设计图案来进行计算机艺术创造的活动。
70年代开始.计算机艺术走向繁荣和成熟 1973 年,在东京索尼公司举办了“首
届国际计算机艺术展览会”80年代至今,计算机艺术的发展速度远远超出了人们的想象 在代表计算机图形研究最高水平的历届SIGGRAPH年会上,精彩的计算机艺术作品层出不穷。另外,在此期间的奥斯卡奖的获奖名单中,采用计算机特技制作电影频频上榜,大有舍我其谁的感觉。在中国,首届计算机艺术研讨会和作品展示活动于1995年在北京举行 它总结了近年来计算机艺术在中国的发展,对未来的工作起到了重要的推动作用
3.2 计算机动画在电影特技中的应用
计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。1987年由著名的计算机动画专家塔尔曼夫妇领导的MIRA 实验室制作了一部七分钟的计算机动画片《相会在蒙特利尔》 再现了国际影星玛丽莲•梦露的风采。1988年,美国电影《谁陷害了兔子罗杰》 (Who Framed Roger Rabbit?)中二维动画人物和真实演员的完美结合,令人膛目结舌、叹为观止 其中用了不少计算机动画处理。1991年美国电影《终结者II:世界末日》展现了奇妙的计算机技术。此外,还有《侏罗纪公园》(Jurassic Park)、《狮子王》、《玩具总动员》(Toy Story)等。
3.3 国内情况
我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上,首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起,计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展, 继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photostyler、Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及,对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。
计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外, 在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用,如军事战术模拟
4 科学计算可视化
科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术,它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理,成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。
1987年2月英国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议一致认为“将图形和图象技术应用于科学计算是一个全新的领域” 科学家们不仅
需要分析由计算机得出的计算数据,而且需要了解在计算机过程中数据的变化。会议将这一技术定名为“科学计算可视化(Visualization in Scientific Computing)”。科学计算可视化将图形生成技术图象理解技术结合在一起, 它即可理解送入计算机的图象数据.也可以从复杂的多维数据中产生图形。它涉及到下列相互独立的几个领域:计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分, 可以分为三个档次:(1)结果数据的后处理;(2)结果数据的实时跟踪处理及显示;(3)结果数据的实时显示及交互处理。
4.1 国外科学计算可视化现状
(1)分布式虚拟风洞
这是美国国家宇航局(Ames)研究中心的研究项目,包括连接到一台超能计算机上的两个虚拟屏幕。这一共享的分布式虚拟环境用来实现三维不稳定流场。两个人协同工作, 可在一个环境中从不同视点和观察方向同一流场数据。
(2)PHTHFINDER
这是美国国家超级计算机应用中心(NCSA)的研究项目. 是在交互分布环境下研究大气流体的软件。PHTHFINDER通过多个相联系的模型来研究暴风雨。
(3)狗心脏CT数据的动态显示
这也是NCSA的研究项目,它利用远程的并行计算资源.用体绘制技术实现CT扫描三维数据场动态显示。其具体内容是显示一个狗的心脏跳动周期的动态图像。
(4)燃烧过程动态模型的可视化
这是美国西北大学的研究项目.可以显示发生在非烧热的气体燃烧中复杂的空问瞬态图象。火焰位于两个同心圆柱之间.可燃混合气体从内圆柱注入,燃烧所生成的物质通过外圆柱送出。
(5)胚胎的可视化
依利诺大学芝加哥分校研制了一个在工作站和超级计算机上实现的可视亿应用软件。其内容是对一个七周的人类胚胎实现交互的三维显示, 是由卫生和医学国家博物馆所得到的数据重构而成的。这一项目表示了对人类形态数据实现远程访问和在网络资源中实现分布计算的可能性。最近美国还将做整个人体的可视化, 他们将两个自愿者(一男一女)做成了切片,男的被切了1780片, 厚度约1毫米,女的被切了5400片, 厚度约O.3毫米,数据量很大。概括起来有以下几点:
(1)科学计算可视化技l术在美国的著名国家实验室及大学中已经从研究走向应用,应用范围涉及天体物理、生物学、气象学、空气动力学、数学、医学图象等领域。科学计算可视化的技术水平正在从后处理向实时跟踪和交互控制发展。
(2)美国在实现科学计算可视化时, 已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站及虚拟环境四者结合起来,显示了这一领域技术发展的重要方向。就三维数据场的显示算法而言,当数据场分布密集而规则时(如cT扫描数据)多采用体绘制技术,这种算法效果好,但计算费时。对于数据场分布稀疏,或分布不规则的应用领域, 如天体物理、气象学多采用构造中间几何图象的方法,这种方法生成图象速度快,较易作到实时交互处理。
5 虚拟现实
“虚拟现实”(Virbual ReMity)- 词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Myren Kruege)70年代中早期实验里.被称为 人工现实”(Artificial reality);而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Neuremanccr里,又被称为“可控空间”(Cyberspaee)。虚拟现实, 也育人称之为虚拟环境(Virtual Environment)是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器,位置跟踪器,多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形,从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉虚拟环境由硬件和软件组成,硬件部分主要包括:传感器(Sensors)、印象器(Efeeter)和连接侍感器与印象器 产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能:建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型:建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用;描述周围环境的内容特性
5.1 虚拟现实技术的应用
5.1.1用于脑外科规划的双手操作空间接口工具
最近,美国弗尼亚大学推出了一种能用于脑外科规划的被称为Netra的双手操作空间接口工具 根据脑外科医生的工作环境和习惯,该系统采用一种外形象人头的控制器。脑外科医生可以根据他们的职业习惯,通过转动外形象人头的控制器, 来方便地观察人脑的不部位, 同时通过右手控制面板的平面来控制人脑的剥面的扫描井能根据CT或强磁共振图像所产生的主体脑模型显示所需得到观察视点着色后的真实图像
5.1.2虚拟环境用于恐高症治疗
英国研制的一个虚拟现实系统可以产生以下虚拟环境:① 透明的玻璃电梯,② 高层建筑阳台.@位于蛱咎之上的索桥。为了增加真实的感觉,患者除了佩戴能够产生三维立体景象的头盔式显示器外,还必须站在一个特制的框架内。调节电梯、.阳台和索桥的高度就可以产生不同程度的刺激。
5.1.3虚拟风洞
德国信息技术国家研究中心的克鲁格等人建立了一个所谓的“虚拟风嗣 ,用以代替风洞实验(因风洞实验成本高,且实验难以控制)。在虚拟风洞中,其模拟的数据来自超级计算机或高性能工作站上运行的有限元程序。利用虎拟风洞,观测者通过佩戴液晶开关眼镜可以方便地对于给定的点和线进行观察,而且还可以通过放大的方式进行更细致的研究,大大方便了人们对于物体动力中特性的研究。
5.1.4封闭式战斗作战训练器
封闭式战斗作战训练器(CCTT)是马斯塔格利等人为美军研制的用于坦克和机械化步兵在实际地形上进行演习的模拟装置。它与通常的虚拟环境和模拟器不同,它需要建立的是适用于军队训练的大规模复杂的虚拟环境。
5.1.5虚拟现实技术在建筑设计中应用
虚拟现实技术还被广泛用于建筑设计。克鲁格等将他们设计的未来建筑显现在他们发明的虚拟工作平台上,建筑学家们聚集在一起透过所佩戴的液晶眼镜,可以看到设计的立体建筑,井方便地增添或移去建筑的一部分或其它物体。同时也可以通过数据手套来设置不同的光源.模拟不同时间的日光和月光.观察在不同光线下所设计建筑的美感以及与整个环境的协调性。
总之.虚拟现实技术是一门多学科交叉和综合集成的新技术。因此, 它的发展将取决于相关科学技术的发展和进步 虚拟现实技术最基本的要求就是反映的实时性和场景的真实性。但一般来说,实时性与真实性往往是相互矛盾的。
5.2 多通道用户界面
用户界面是计算机系统中人与计算机之间相互通讯的重要组成部分。八十年代以WIMP(窗口、图符、菜单、鼠标)为基础的图形用户界面(GUD极大地改善了计算机的可用性、可学性和有效性,迅速代替了命令行为代表的字符界面,成为当今计算机用户界面的主流。以用户为中心的系统设计思想.增进人机交互的自然性,提高人机交互的效率和带宽是用户界面的研究方向。于是提出了多通道用户界面的思想,它包括语言、姿势输入、头部跟踪、视觉跟踪、立体显示、三维交互技术、感觉反馈及自然语言界面等。可以这样说人体的表面就是人机界面。人体的任何部分都应成为人机对话的通道。虚拟现实显示是关键所在,这不仅要求软件来实现,更主要的是硬件上的实现。概括起来虚拟现实的人机交互通道可分为两个方面:主要的感觉通道和主要作用通道。多通道用户界面强调:
(1)多个交互通道,如眼一语言一手势等。
(2)交互的双向性.如果每个通道兼有输入/输出
(3)交互不一定是在同一通道中完成.例如, 眼和耳都可以接受信息.但有明显的区别。眼永远是主动的, 即主动地去获取信息,耳永远是被动的,有些信息不管你愿不愿听,总要输到耳朵中,这就要求在具体的交互中具体选择交互通道。计算机图形学中各个领域的发展各有各自的特点, 但总起来说是以虚拟现实为导向
和目的的。虚拟现实的发展要求必将带动计算机图形学各学科的发展. 同样虚拟现实的发展也将依赖于其他学科的发展,计算机图形前景诱人。形势逼人(我国还比较落后),但通过努力还是可以缩短差距的。
请采纳。

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