• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.代表人物
  • 3.1.图灵
  • 3.2.冯诺依曼
  • 3.3.霍珀
  • 3.4.王选

计算机学家

计算机学家是指精通计算机各种语言编程.计算机硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。通过基础教学与专业训练,培养基础知识扎实、知识面宽、工程实践能力强,具有开拓创新意识,在计算机科学与技术领域从事科学研究、教育、开发和应用的高级人才。

基本信息

  • 中文名

    计算机学家

  • 外文名

    Computer scientist

  • 代表人物

    图灵冯诺依曼豁珀王选

代表人物

图灵

阿兰·麦席森·图灵(AlanMathisonTuring,1912.6.23—1954.6.7),英国数学家、逻辑学家,被称为人工智能之父。1931年图灵进入剑桥大学国王学院,毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位,二战爆发后回到剑桥,后曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma,帮助盟军取得了二战的胜利。阿兰·麦席森·图灵,1912年生于英国伦敦,1954年死于英国的曼彻斯特,他是计算机逻辑的奠基者,许多人工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。他对计算机的重要贡献在于他提出的有限状态自动机也就是图灵机的概念,对于人工智能,它提出了重要的衡量标准“图灵测试”,如果有机器能够通过图灵测试,那他就是一个完全意义上的智能机,和人没有区别了。

他杰出的贡献使他成为计算机界的第一人,人们为了纪念这位伟大的科学家将计算机界的最高奖定名为“图灵奖”。上中学时,他在科学方面的才能就已经显示出来,这种才能仅仅限于非文科的学科上,他的导师希望这位聪明的孩子也能够在历史和文学上有所成就,但是都没有太大的建树。少年图灵感兴趣的是数学等学科。在加拿大他开始了他的职业数学生涯,在大学期间这位学生似乎对前人现成的理论并不感兴趣,什么东西都要自己来一次。大学毕业后,他前往美国普林斯顿大学也正是在那里,他制造出了以后称之为图灵机的东西。

图灵机被公认为现代计算机的原型,这台机器可以读入一系列的零和一,这些数字代表了解决某一问题所需要的步骤,按这个步骤走下去,就可以解决某一特定的问题。这种观念在当时是具有革命性意义的,因为即使在50年代的时候,大部分的计算机还只能解决某一特定问题,不是通用的,而图灵机从理论上却是通用机。在图灵看来,这台机器只用保留一些最简单的指令,一个复杂的工作只用把它分解为这几个最简单的操作就可以实现了,在当时他能够具有这样的思想确实是很了不起的。他相信有一个算法可以解决大部分问题,而困难的部分则是如何确定最简单的指令集,怎么样的指令集才是最少的,而且又能顶用,还有一个难点是如何将复杂问题分解为这些指令的问题。1936年,图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为“论数字计算在决断难题中的应用”。在这篇开创性的论文中,图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”(TuringMachine)的设想。“图灵机”不是一种具体的机器,而是一种思想模型,可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置,用来计算所有能想象得到的可计算函数。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。1950年10月,图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文,成为划时代之作。也正是这篇文章,为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

莫奇莱、艾克特与

冯诺依曼

1946年2月15日,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,该机取名为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)。ENIAC的诞生是二十世纪人类最伟大的发明之一,它标志着计算机的发展开始进入电子计算机的发展时期,是科技史上的新的里程碑。ENIAC主要是由莫奇莱博士(Dr.John W.Mauchly)和艾克特博士(Dr.J.Presper Eckert)发明研制的。

莫奇莱出生于1907年,很小就迷恋物理学,却经常物理学中的数学计算搞得昏头胀脑。1932年获博士学位,在分子物理学研究领域颇有建树,在研究分子结构时,计算量实在太大了,莫奇醚开始把注意力放到了计算工具的研制上。1941年他受由45个电子管作为控制器的“阿塔诺索夫计算装置”设计思想的启发,和受1942年阿塔索夫在研究生伯利的协助下,用电子管作逻辑元件制成的一台很小的计算机“ABC”(阿、伯、计算机英文首字母缩写)的激发,开始构思新的电子计算机。1943年在二次大战需要的推动下,莫奇莱关于制造电子计算机用来计算机用来指导火炮发射的“弹道表”方案得到了美国陆军最高当局的支持。

宾夕法尼亚大学与陆军阿贝丁弹道实验室签定了合同,这个经费约50万美元、实际成本达几百万美元的巨大风险计划于1943年6月开始实施。共有200多人参加这一工作,首席研究人员除莫奇莱博士外,还有他的学生,24岁的埃克特出任项目的总工程师。艾克特出生于1919年,1941年毕业于宾夕法尼亚大学摩尔学院电气工程系,擅长于电气工程设计。莫奇莱、艾克特二人志同道合,一位擅长计算机系统的逻辑设计,一位则完成了大部分的工程设计。1945年12月,ENIAC在宾夕法尼亚大学的电子计算机大厅里被研制成功。世界上第一台电子计算机ENIAC是个庞然大物,它占地170平方米,重30吨,使用了18800个电子管,耗电150千瓦,运算速度5000次每秒。

用它完成每一条弹道的计算只需几分钟,而过去即使一个熟练计算员,使用手摇计算器计算一条弹道也要花20个小时。中国的祖冲之耗费38年心血,才把圆周率精确到小数点后的7位数;英国人香克斯以毕生精力致力于圆周率的计算,精确到了小数点后的707位,其中还有错;而ENIAC仅花了40秒就可准确无误地精确到香克斯一生计算所达到的位数。

ENIAC的诞生倾注了许多科学家的心血,其中著名的科学家冯·诺依曼(J.Von Neumann)在一个偶然的机会参与了ENIAC的后期研制,以其独到的见解,创造了现代电子计算机的模型,为现代电子计算机的发展作出了突出的贡献,被世人公认为“计算机之父”。冯·诺依曼,1903年12月3日出生匈牙利布达佩斯,他和巴贝奇家庭相似,父亲也是一位银行家,从小就有极高的数学天赋。1923年进入德国慕尼黑化工学院,后转入苏黎世大学学习,1925年获化工工程学位,由于他的真正兴趣在数学上,不久又获数学博士学位。冯1930年来到美国,1933年由于他的才华与爱因斯坦一起受聘于普林斯顿大学终身教授。二战期间,他出任美国科学院院士和原子能委员会委员。在数学、力学、经济学,数值分析和电子计算机领域里均有卓越的建树,被尊称为“万能科学家”。当冯·诺依曼来到ENIAC研制实验室与艾克特交谈,即被艾克特认为问题切中要害,是天才,马上被聘为ENIAC研制小组的顾问,他们的全作不仅有了ENIAC的诞生,更有了现代电子计算机的框架的奠定。在对ENIAC等当时计算机作了充分的研究后,于1946年6月与戈德斯泰因等人发表了《关于电子计算机逻辑结构初探》的著名论文,设计了全新的通用电子计算机方案EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer,离散变量电子自动计算机),冯·诺依曼在论文中第一提出了新型电子计算机应以二进制为基础进行运算;第二提出了一个全新的概念——“存储程序”的新概念,即用存储数据的部件存储指令,在内储程序的控制下,使整个运算完全自动化。这一概念的运用,被称为是计算机发展史上的一个里程碑。迄今为止的各类电子计算机虽有千关万别,但就其基本组成而言,仍都属于冯·诺依曼型的计算机。冯·诺依曼健康状况一直很好,可是由于工作繁忙,到1954年他开始感到十分疲劳,但他还是不停地工作,1957年2月8日因患癌症病逝,临终,他还专门写了一本《Computer and human brain》计算机与人脑的小册子,最后还给人们留下了极富启示性的思想。

霍珀

Hopper,GraceMurray美国数学家。计算机程序语言的开拓者。1906年12月9日生于纽约。1928年毕业于瓦沙学院,同年考入耶鲁大学,1930年获硕士学位,1934年获博士学位。长期在瓦沙学院任教。霍珀从1943年起为哈佛大学正在研制的马克-1计算机编制程序。1946年,到该校应用物理计算研究所为马克-2、马克-3计算机编制应用程序。1949年,霍珀进入埃克脱-莫奇利计算机公司并随公司合并转到斯派利公司,直到1971年退休。她为各类计算机编制了许多程序,包括初期的编译程序。公司为表彰她的功迹,从1971年起设立了霍珀奖。霍珀是COBOL(通用商业语言)语言的开创者,先后发表过50多篇有关程序语言的论文。

王选

王选(1937年2月5日-2006年2月13日),出生于上海。计算机学家。1991年当选为中国科学院学部委员(院士),1993年当选第三世界科学院院士。1994年当选中国工程院院士。1995年加入九三学社。九三学社第十、十一届中央委员会副主席。

王选出生在上海一个知识分子家庭,父亲王守其,上海南洋大学(现上海交通大学)毕业,在一家国际贸易公司作会计师,是一个正直、严谨的知识分子;母亲周邈清出身于书香门第,也是一个喜爱读书、追求进步的知识女性。父母的文化修养和殷实的家庭环境,使王选从小受到良好的教育。他4岁进入上海南洋模范中小学附属幼稚园,5岁入一年级,直到1954年高三毕业,一直在当时的上海名校南洋模范学校上学。1954年秋,王选考入北京大学数学力学系。前二年以学习基础课为主,师从江泽涵、程民德、丁石孙等一批著名学者,打下了扎实的数学基础。1956年分专业,大多数成绩好的同学选择了数学专业,王选却有不同想法,他对当时还是新兴学科的计算数学专业情有独钟。他看到1956年1月制定的国家“十二年科学发展远景规划”中,未来重点发展学科就包括计算技术;又从报刊上了解到计算机在未来将对人类产生巨大神奇的作用。他认为,一个人必须把自己的事业和前途同国家的前途命运联系在一起,才有可能创造出更大的价值奉献于社会,因此王选下决心选择了计算数学专业。1958年王选大学毕业,留校在无线电系当助教,主持电子管计算机逻辑设计和整机调试工作,也参与过部分电路设计工作,一直在硬件第一线上跌打滚爬,每天工作都在14个小时以上。通过阅读国外文献,他逐步领悟到只有同时掌握硬件设计和程序与应用,才能产生创新。于是,在1961年,王选做出了一生中最重要的一个决定:从硬件转向软件,但不放弃硬件,从事软硬件相结合的研究,以探讨软件对未来计算机体系结构的影响。为了这一目的,1964年,王选承担了当时正在进行硬件设计的DJS 21机的ALGOL 60编译系统,同时探讨适合高级语言的计算机的体系结构。由于王选有硬件实践经验,所以很容易想出硬件上的方法来克服程序运行中的瓶颈。经过几年的努力,该系统最终研制成功,在几十个用户中得到推广,成为国内较早的高级语言编译系统,被列入计算机工业发展史大事记中。这种软硬件两方面的知识和实践成为王选后来能够承担激光照排系统研制的决定性因素。20世纪60年代初,王选在研究过程中养成了每做一个项目先要了解国外现状的习惯。为了加快英文阅读速度,1963年他开始锻练英语听力,连续二年多每天半小时的收听使他的反应速度明显加快。当时这样做的理科教师很少,所以“收听敌台广播”后来在文化大革命中成了王选的一条“罪行”,但这对他了解外国的先进技术起了很好的作用,并使他打下了扎实的英语基础。1975年,王选听说国家有一个“748工程”,即汉字信息处理系统工程,其中“精密照排系统”这一项目的价值和难度吸引了王选。王选当时正病休在家,他义无反顾地投入到研制工作中。为了解国外研究现状和发展动向,王选常挤公共汽车到中国科技情报研究所查阅外文资料。为节约五分钱,他总是提前一站下车走去,并常常靠手抄来节省复印费。当时国内已有5家实力雄厚的单位在从事汉字照排系统的研制,但选择的都是模拟存储方式。1976年夏,王选在作了大量调查研究后,毅然决定采取数字存储方式,跳过当时日本流行的光学机械式二代照排机、欧美流行的阴极射线管式三代照排机,直接研制国外尚无商品的第四代激光照排系统。他巧妙地利用数学知识和软、硬件的实践经验,针对汉字字数多、印刷用汉字字体多、精密照排要求分辨率很高所带来的技术困难,发明了高分辨率字形的高倍率信息压缩技术(压缩倍数达到500∶1)和高速复原方法,率先设计了提高字形复原速度的专用芯片,使汉字字形复原速度达到700字/秒的领先水平,在世界上首次使用控制信息(或参数)来描述笔画的宽度、拐角形状等特征,以保证字形变小后的笔画匀称和宽度一致。西方在80年代中期才开始采用“轮廓加参数”的描述方式(即称为提示信息或控制信息的HINT技术),而王选早8年提出并实现了这一方法,成为世界上使用这一方法的第一人,这一发明成为华光和方正激光照排系统的基石,获得了欧洲专利和8项中国专利。王选成为我国获欧洲专利的第一人。1976年9月,电子工业部在了解了王选的方案后给予大力支持,把“748工程”中汉字精密照排系统的研制任务正式下达给北京大学,并成立了北京大学汉字信息处理技术研究室,由王选负责整个系统的总体设计和研制工作。