起初,人们往往会把无法理解的事情归结为神的力量。后来,牛顿开启了知识的新时代,人们相信,一切事情都是确定的、连续的,是可以用简单明了的规律加以描述的。为了解决不确定性的问题,人类开发了新的数学工具和方法论,在此基础上,信息技术和信息产业有了巨大的发展。
本期让我们一起来了解从算盘到机械计算机、“无所不能”的互联网和日新月异的移动通信。还有知识问答,参与留言问答将有机会获得奖品~
一、从算盘到计算机
1、算盘
在美国硅谷的山景城,有着世界上最大的计算机博物馆,进入博物馆,最显眼的地方立着一个大展牌,上面写着“计算机有2000年的历史”。你可能会感到疑惑,第一台计算机不是1946年才诞生的吗?
如果我们说的是现代意义上的电子计算机,那确实是1946年;但如果说的是逻辑上类似于计算机,且能够实现计算机功能的工具,则早在2000年前的中国就有了,它有一个古朴的名字—算盘。
2、计算器
但是,再熟练的算盘使用者也快不过机械,算盘只能用人作为动力,这会限制它的运算速度,人们需要一种能够通过机械传动完成计算的机器,后来它被称作机械计算机或机械计算器。
1642年,法国著名数学家帕斯卡第一个发明了这样的机器,实现了简单的计算机功能。机器的动力来自一个手工摇柄,我们直接用他的名字命名为“帕斯卡计算器”。
1671年,德国数学家莱布尼茨发明了一种能够直接执行四则运算的机器,后来,他又发明了一种“莱布尼茨轮”,可以很好地解决进位问题。
19世纪时,英国数学家巴贝奇设计出“查分机”,用来计算微积分。
3、计算机
如果一台计算机能够依靠程序自动运算,那该多好。德国工程师楚泽首次实现了这样的功能。1938年,楚泽独自一人研制出了由电驱动的计算机,代号Z1,是世界上第一台依靠程序自动控制的计算机。接下来,楚泽又研制出采用继电器代替机械的Z2计算机,以及能够实现图灵机全部功能的Z3计算机。
遗憾的是,工程师楚泽并不是理论家,无法将他的工作上升到理论的高度。在理论上解决电子计算机问题还要靠香农、图灵和冯·诺依曼等人。
香农解决了计算机本身的问题,而图灵解决了计算机的控制问题。1936年,24岁的图灵用一种抽象化的数学模型描述了机械进行计算的过程,这个数学模型就是图灵机。
1943年,出于战争的需要,美国开始研制世界上第一台电子计算机,1946年研制出埃尼亚克计算机。
二、“无所不能”的互联网
1、阿帕网
1967年,美国高等研究计划署的劳伦斯·罗伯茨负责建立起一个网络,让大家可以远程登录使用大型计算机,共享信息。这个网络被称为“阿帕网”,它就是互联网的前身。最初的阿帕网只连接了4台计算机,他们被分别放置在美国西部的4所大学里。
2、早期的互联网
1981年,为了方便研究人员的远程使用,美国国家科学基金会在阿帕网的基础上进行了大规模的扩充,形成了NSFNET,这就是早期的互联网。由于是为了研究,美国国家科学基金会提供了网络运营费用,让大学教授和学生免费使用。这个免费的决定成为今天互联网免费的传统。
3、互联网商业化
20世纪90年代开始,美国政府退出了对互联网的管理。1990年,美国高等研究计划署首先退出了对互联网的管理;5年后,美国国家科学基金会也退出了。从这时起,整个互联网迅速商业化,大量资金的涌入使得互联网开始爆发式增长。
互联网的发展还带来一个结果,就是个人不再需要购买速度很快、很耗电的计算机,人们完全可以使用在计算中心的资源,这其实是互联网诞生的初衷。今天它被赋予了一个新的名词—云计算。
三、日新月异的移动通信
进入21世纪后,贝尔等人开创的传统电信行业(主要是固定电话)一直在走下坡路。但同时,移动通信却飞速发展。移动电话刚被生产出来,有两家公司在争夺民用通信领域的地位,分别是AT&T公司和摩托罗拉公司。AT&T公司的主营业务是固定电话,摩托罗拉则主导了全球第一代移动通信的发展。
不过,摩托罗拉的辉煌并没有持续太久,因为2G(第二代移动通信)很快开始起步。2G的诞生给了诺基亚和三星等公司后来居上的机会,而固守原有技术和市场的摩托罗拉开始落伍。
不过,诺基亚的辉煌随着3G(第三代移动通信)时代的到来戛然而止。2007,作为一家计算机公司,苹果开始进入移动通信市场,它所推出的触屏智能手机iPhone更像是一个小的计算机终端。
在3G时代,“打电话”已经变得没那么重要了,重要的是无线上网。到了4G(第四代移动通信)时代,移动设备已经可以通过互联网进行即时语音和视频通信,通过移动设备上网的通信量甚至超过了通过个人计算机上网的通信量。
【留言有礼知识问答】
1、世界上第一台计算机诞生于哪一年?
2、图灵解决了计算机的什么问题?
3、到了4G(第四代移动通信)时代,移动设备除了打电话,还具备哪些功能?
【留言时间】
2023年10月30日—11月1日
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编辑:范娟
复审:郭明才
终审:郑之敏
