著名計算機學家
阿蘭·麥席森·圖靈(AlanMathisonTuring,1912.6.23—1954.6.7),英國數學家、邏輯學家,被稱為人工智慧之父。1931年圖靈進入劍橋大學國王學院,畢業後到美國普林斯頓大學攻讀博士學位,二戰爆發後回到劍橋,後曾協助軍方破解德國的著名密碼系統Enigma,幫助盟軍取得了二戰的勝利。
阿蘭·麥席森·圖靈,1912年生於英國倫敦,1954年死於英國的曼徹斯特,他是計算機邏輯的奠基者,許多人工智慧的重要方法也源自於這位偉大的科學家。他對計算機的重要貢獻在於他提出的有限狀態自動機也就是圖靈機的概念,對於人工智慧,它提出了重要的衡量標準“圖靈測試”,如果有機器能夠通過圖靈測試,那他就是一個完全意義上的智慧型機,和人沒有區別了。他傑出的貢獻使他成為計算機界的第一人,現在人們為了紀念這位偉大的科學家將計算機界的最高獎定名為“圖靈獎”。上中學時,他在科學方面的才能就已經顯示出來,這種才能僅僅限於非文科的學科上,他的導師希望這位聰明的孩子也能夠在歷史和文學上有所成就,但是都沒有太大的建樹。少年圖靈感興趣的是數學等學科。在加拿大他開始了他的職業數學生涯,在大學期間這位學生似乎對前人現成的理論並不感興趣,什麼東西都要自己來一次。大學畢業後,他前往美國普林斯頓大學也正是在那裡,他製造出了以後稱之為圖靈機的東西。圖靈機被公認為現代計算機的原型,這台機器可以讀入一系列的零和一,這些數字代表了解決某一問題所需要的步驟,按這個步驟走下去,就可以解決某一特定的問題。這種觀念在當時是具有革命性意義的,因為即使在50年代的時候,大部分的計算機還只能解決某一特定問題,不是通用的,而圖靈機從理論上卻是通用機。在圖靈看來,這台機器只用保留一些最簡單的指令,一個複雜的工作只用把它分解為這幾個最簡單的操作就可以實現了,在當時他能夠具有這樣的思想確實是很了不起的。他相信有一個算法可以解決大部分問題,而困難的部分則是如何確定最簡單的指令集,怎么樣的指令集才是最少的,而且又能頂用,還有一個難點是如何將複雜問題分解為這些指令的問題。
1936年,圖靈向倫敦權威的數學雜誌投了一篇論文,題為“論數字計算在決斷難題中的套用”。在這篇開創性的論文中,圖靈給“可計算性”下了一個嚴格的數學定義,並提出著名的“圖靈機”(TuringMachine)的構想。“圖靈機”不是一種具體的機器,而是一種思想模型,可製造一種十分簡單但運算能力極強的計算裝置,用來計算所有能想像得到的可計算函式。“圖靈機”與“馮·諾伊曼機”齊名,被永遠載入計算機的發展史中。1950年10月,圖靈又發表了另一篇題為“機器能思考嗎”的論文,成為劃時代之作。也正是這篇文章,為圖靈贏得了“人工智慧之父”的桂冠。
莫奇萊、艾克特與馮·諾依曼
1946年2月15日,世界上第一台電子計算機在美國賓夕法尼亞大學正式投入運行,該機取名為ENIAV(Electronic Numrical Integrat
or and Calculator,電子數字積分計算機)。ENIAC的誕生是二十世紀人類最偉大的發明之一,它標誌著計算機的發展開始進入電子計算機的發展時期,是科技史上的新的里程碑。ENIAC主要是由莫奇萊博士(Dr.John W.Mauchly)和艾克特博士(Dr.J.Presper Eckert)發明研製的。
莫奇萊出生於1907年,很小就迷戀物理學,卻經常物理學中的數學計算搞得昏頭脹腦。1932年獲博士學位,在分子物理學研究領域頗有建樹,在研究分子結構時,計算量實在太大了,莫奇醚開始把注意力放到了計算工具的研製上。1941年他受由45個電子管作為控制器的“阿塔諾索夫計算裝置”設計思想的啟發,和受1942年阿塔索夫在研究生伯利的協助下,用電子管作邏輯元件製成的一台很小的計算機“ABC”(阿、伯、計算機英文首字母縮寫)的激發,開始構思新的電子計算機。1943年在二次大戰需要的推動下,莫奇萊關於製造電子計算機用來計算機用來指導火炮發射的“彈道表”方案得到了美國陸軍最高當局的支持。賓夕法尼亞大學與陸軍阿貝丁彈道實驗室簽定了契約,這個經費約50萬美元、實際成本達幾百萬美元的巨大風險計畫於1943年6月開始實施。共有200多人參加這一工作,首席研究人員除莫奇萊博士外,還有他的學生,24歲的埃克特出任項目的總工程師。
艾克特出生於1919年,1941年畢業於賓夕法尼亞大學摩爾學院電氣工程系,擅長於電氣工程設計。莫奇萊、艾克特二人志同道合,一位擅長計算機系統的邏輯設計,一位則完成了大部分的工程設計。1945年12月,ENIAC在賓夕法尼亞大學的電子計算機大廳里被研製成功。世界上第一台電子計算機ENIAC是個龐然大物,它占地170平方米,重30噸,使用了18800個電子管,耗電150千瓦,運算速度5000次每秒。用它完成每一條彈道的計算只需幾分鐘,而過去即使一個熟練計算員,使用手搖計算器計算一條彈道也要花20個小時。中國的祖沖之耗費38年心血,才把圓周率精確到小數點後的7位數;英國人香克斯以畢生精力致力於圓周率的計算,精確到了小數點後的707位,其中還有錯;而ENIAC僅花了40秒就可準確無誤地精確到香克斯一生計算所達到的位數。
EVIAC的誕生傾注了許多科學家的心血,其中著名的科學家馮·諾依曼(J.Von Neumann)在一個偶然的機會參與了ENIAC的後期研製,以其獨到的見解,創造了現代電子計算機的模型,為現代電子計算機的發展作出了突出的貢獻,被世人公認為“計算機之父”。
馮·諾依曼,1903年12月3日出生匈牙利布達佩斯,他和巴貝奇家庭相似,父親也是一位銀行家,從小就有極高的數學天賦。1923年進入德國慕尼黑化工學院,後轉入蘇黎世大學學習,1925年獲化工工程學位,由於他的真正興趣在數學上,不久又獲數學博士學位。馮1930年來到美國,1933年由於他的才華與愛因斯坦一起受聘於普林斯頓大學終身教授。二戰期間,他出任美國科學院院士和原子能委員會委員。在數學、力學、經濟學,數值分析和電子計算機領域裡均有卓越的建樹,被尊稱為“萬能科學家”。
當馮·諾依曼來到ENIAC研製實驗室與艾克特交談,即被艾克特認為問題切中要害,是天才,馬上被聘為ENIAC研製小組的顧問,他們的全作不僅有了ENIAC的誕生,更有了現代電子計算機的框架的奠定。在對ENIAC等當時計算機作了充分的研究後,於1946年6月與戈德斯泰因等人發表了《關於電子計算機邏輯結構初探》的著名論文,設計了全新的通用電子計算機方案EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer,離散變數電子自動計算機),馮·諾依曼在論文中第一提出了新型電子計算機應以二進制為基礎進行運算;第二提出了一個全新的概念——“存儲程式”的新概念,即用存儲數據的部件存儲指令,在內儲程式的控制下,使整個運算完全自動化。這一概念的運用,被稱為是計算機發展史上的一個里程碑。迄今為止的各類電子計算機雖有千關萬別,但就其基本組成而言,仍都屬於馮·諾依曼型的計算機。
馮·諾依曼健康狀況一直很好,可是由於工作繁忙,到1954年他開始感到十分疲勞,但他還是不停地工作,1957年2月8日因患癌症病逝,臨終,他還專門寫了一本《Computer and human brain》計算機與人腦的小冊子,最後還給人們留下了極富啟示性的思想。
霍珀
Hopper,GraceMurray
美國數學家。電腦程式語言的開拓者。1906年12月9日生於紐約。1928年畢業於瓦沙學院,同年考入耶魯大學,1930年獲碩士學位,1934年獲博士學位。長期在瓦沙學院任教。霍珀從1943年起為哈佛大學正在研製的馬克-1計算機編製程序。1946年,到該校套用物理計算研究所為馬克-2、馬克-3計算機編制應用程式。1949年,霍珀進入埃克脫-莫奇利計算機公司並隨公司合併轉到斯派利公司,直到1971年退休。她為各類計算機編制了許多程式,包括初期的編譯程式。公司為表彰她的功跡,從1971年起設立了霍珀獎。霍珀是COBOL(通用商業語言)語言的開創者,先後發表過50多篇有關程式語言的論文。
王選
王選(1937年2月5日—),出生於上海。計算機學家。1991年當選為中國科學院學部委員(院士),1993年當選第三世界科學院院
士,1994年當選中國工程院院士。1995年加入九三學社。九三學社第十、十一屆中央委員會副主席。
王選出生在上海一個知識分子家庭,父親王守其,上海南洋大學(現上海交通大學)畢業,在一家國際貿易公司作會計師,是一個正直、嚴謹的知識分子;母親周邈清出身於書香門第,也是一個喜愛讀書、追求進步的知識女性。父母的文化修養和殷實的家庭環境,使王選從小受到良好的教育。他4歲進入上海南洋模範中國小附屬幼稚園,5歲入一年級,直到1954年高三畢業,一直在當時的上海名校南洋模範學校上學。
1954年秋,王選考入北京大學數學力學系。前二年以學習基礎課為主,師從江澤涵、程民德、丁石孫等一批著名學者,打下了紮實的數學基礎。1956年分專業,大多數成績好的同學選擇了數學專業,王選卻有不同想法,他對當時還是新興學科的計算數學專業情有獨鍾。他看到1956年1月制定的國家“十二年科學發展遠景規劃”中,未來重點發展學科就包括計算技術;又從報刊上了解到計算機在未來將對人類產生巨大神奇的作用。他認為,一個人必須把自己的事業和前途同國家的前途命運聯繫在一起,才有可能創造出更大的價值奉獻於社會,因此王選下決心選擇了計算數學專業。
1958年王選大學畢業,留校在無線電系當助教,主持電子管計算機邏輯設計和整機調試工作,也參與過部分電路設計工作,一直在硬體第一線上跌打滾爬,每天工作都在14個小時以上。通過閱讀國外文獻,他逐步領悟到只有同時掌握硬體設計和程式與套用,才能產生創新。於是,在1961年,王選做出了一生中最重要的一個決定:從硬體轉向軟體,但不放棄硬體,從事軟硬體相結合的研究,以探討軟體對未來計算機體系結構的影響。
為了這一目的,1964年,王選承擔了當時正在進行硬體設計的DJS 21機的ALGOL 60編譯系統,同時探討適合高級語言的計算機的體系結構。由於王選有硬體實踐經驗,所以很容易想出硬體上的方法來克服程式運行中的瓶頸。經過幾年的努力,該系統最終研製成功,在幾十個用戶中得到推廣,成為國內較早的高級語言編譯系統,被列入計算機工業發展史大事記中。這種軟硬體兩方面的知識和實踐成為王選後來能夠承擔雷射照排系統研製的決定性因素。
20世紀60年代初,王選在研究過程中養成了每做一個項目先要了解國外現狀的習慣。為了加快英文閱讀速度,1963年他開始鍛練英語聽力,連續二年多每天半小時的收聽使他的反應速度明顯加快。當時這樣做的理科教師很少,所以“收聽敵台廣播”後來在文化大革命中成了王選的一條“罪行”,但這對他了解外國的先進技術起了很好的作用,並使他打下了紮實的英語基礎。1975年,王選聽說國家有一個“748工程”,即漢字信息處理系統工程,其中“精密照排系統”這一項目的價值和難度吸引了王選。王選當時正病休在家,他義無反顧地投入到研製工作中。為了解國外研究現狀和發展動向,王選常擠公共汽車到中國科技情報研究所查閱外文資料。為節約五分錢,他總是提前一站下車走去,並常常靠手抄來節省複印費。
當時國內已有5家實力雄厚的單位在從事漢字照排系統的研製,但選擇的都是模擬存儲方式。1976年夏,王選在作了大量調查研究後,毅然決定採取數字存儲方式,跳過當時日本流行的光學機械式二代照排機、歐美流行的陰極射線管式三代照排機,直接研製國外尚無商品的第四代雷射照排系統。他巧妙地利用數學知識和軟、硬體的實踐經驗,針對漢字字數多、印刷用漢字字型多、精密照排要求解析度很高所帶來的技術困難,發明了高解析度字形的高倍率信息壓縮技術(壓縮倍數達到500∶1)和高速復原方法,率先設計了提高字形復原速度的專用晶片,使漢字字形復原速度達到700字/秒的領先水平,在世界上首次使用控制信息(或參數)來描述筆畫的寬度、拐角形狀等特徵,以保證字形變小後的筆畫勻稱和寬度一致。西方在80年代中期才開始採用“輪廓加參數”的描述方式(即稱為提示信息或控制信息的HINT技術),而王選早8年提出並實現了這一方法,成為世界上使用這一方法的第一人,這一發明成為華光和方正雷射照排系統的基石,獲得了歐洲專利和8項中國專利。王選成為我國獲歐洲專利的第一人。
1976年9月,電子工業部在了解了王選的方案後給予大力支持,把“748工程”中漢字精密照排系統的研製任務正式下達給北京大學,並成立了北京大學漢字信息處理技術研究室,由王選負責整個系統的總體設計和研製工作。