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算法与数学之美|计算机是如何诞生的？( 三 )


布拉克逻辑机是一台功能有限的专用机器 。 然而 ， 当时问世的大多数专用计算装置都是用来处理数字问题而不是处理逻辑问题的 。 早在皮尔斯还在研究逻辑与电力之间的联系时 ， 赫曼·霍列瑞斯就在设计一台制表机 ， 以进行1890 年的美国人口普查的计算 。
霍列瑞斯的公司最终被一家企业合并了 ， 这家企业后来更名为国际商用机器公司（简称IBM） 。 到20 世纪20 年代末 ， IBM 靠向企业售卖专用计算机器盈利 ， 让这些企业能够将日常的数字计算工作自动化 。 但IBM 的机器还不是计算机 ， 也不是像布拉克逻辑机那样的机器 。 它们不过是被过分美化的大型计算器而已 。
计算机的诞生
克劳德·香农在其麻省理工学院的博士论文中解释了如何利用电力开关电路模拟布尔逻辑（查尔斯·皮尔斯在50 年前就曾预言过） 。 受到该论文的鼓舞 ， IBM的高管于20 世纪30 年代同意斥资制造一台基于机电式继电器的大型计算机器 。 他们给了哈佛大学教授霍华德·艾肯一笔在当时颇为可观的经费——50 万美元 ， 用以研制 Mark I ， Mark I 是一台受巴贝奇分析机的启发而设计的计算装置 。 巴贝奇设计的是一个纯粹的机械装置 ， 相比之下 ， Mark I 是一个电力机械装置 ， 它以继电器为开关 ， 继电器阵列则作为数字存储空间 。 这台机器运行时噪声非常大 ， 继电器不停地开关 ， 咔咔地响个不停 。 1944 年 ， Mark I 问世并受到广泛赞誉 ， 人们都说科幻小说中的电子大脑终于成为现实 。 但是IBM 的高管却高兴不起来 ， 因为艾肯在为这台计算机揭幕时并未提及IBM 的资助 。
IBM 为这笔投资感到懊悔 。 但原因还不止如此 ， 在 Mark I 研制工作开始之前 ， 其他方面的技术已取得了新的进展 ， 这使得 Mark I 尚未问世就已然过时 。
算法与数学之美|计算机是如何诞生的？
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▲ 赫曼·霍列瑞斯 发明了世界上第一台大规模数据处理装置 ， 并于1890 年成功应用于美国人口普查 。 他是数据处理行业的鼻祖 。 （资料来源：IBM 档案）
电力驱动正在为电子驱动让路 。 当其他人将蒸汽驱动的巴贝奇式机器换成电气继电器时 ， 爱荷华州立大学的数学和物理学教授约翰·阿塔纳索夫看到了将电气继电器换成电子元件的可能性 。 在美国参加第二次世界大战前不久 ， 阿塔纳索夫在克利福德·贝里的帮助下设计出了ABC 。 ABC 是阿塔纳索夫- 贝里计算机（Atanasoff-BerryComputer）的首字母缩写 ， 这台设备的开关装置采用的不是继电器 ， 而是真空管 。
这个开关装置的更新换代是一次技术性飞跃 。 理论上说 ， 以真空管为开关元件的机器运算起来比继电器机器更快速、更高效 。 但ABC 和巴贝奇分析机一样 ， 也未能问世 ， 这也许是因为阿塔纳索夫所筹集的经费还不到7000 美元 ， 远不足以建造这台机器 。 不过 ， 阿塔纳索夫和贝里确实组装出了一台简单的样机 。 他们用大量的电线和真空管拼出了一台粗糙的台式计算器 。 通过将真空管作为开关元件这一举措 ， 阿塔纳索夫大大推动了计算机技术的发展 。 相较于继电器开关 ， 真空管的高效使得计算机的面世成为现实 。
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▲ 霍列瑞斯人口普查计算机器 为美国1890 年的人口普查节省了一个数量级的时间 。 （资料来源：IBM 档案）
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▲ 托马斯·沃森 1914 年加入霍列瑞斯领先的数据处理公司 ， 后将公司改名为IBM 。 （资料来源：IBM 档案）
真空管是抽掉了空气的一种玻璃管 。 托马斯·爱迪生发现 ， 电子在某些条件下能在真空中流动 ， 而李·德·福里斯特利用“爱迪生效应”最终将真空管制成了电子开关 。 20 世纪50 年代 ， 真空管被广泛应用到电视机、计算机等电子设备中 。 现如今我们仍可以看到应用显像管的计算机显示器或电视机屏幕 。


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