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模拟计算机、数字计算机、光学以及量子计算机: 热度 7 liwei999 2014-4-24 05:23; 模拟计算机、数字计算机、光学以及量子计算机。作者: mirror (*) 日期: 04/23/2014 08:43:15 为什么要学洋文？因为国人的知识体系不很完备。国人的读书人“不屑于”用汉语来表达学术的工作，或者说不愿意向国人出示“底牌”。对比一下模拟计算机的洋文解说和国语解说，就可以发现这个差距不是一星半点儿，而是相距甚远。模拟计算机的名称很唬人。电子学上一般叫做演算放大器。对加减运算、微分方程等比较拿手。当然也没有编程和演算速度的问题。数学（字）处理不单是加减等演算，还有查找、排位等的事件处理的问题。计算机不仅是说“计算”，也是一类事物处理的机器。 IBM 就是这类机器的一大商家。这时就需要数字计算机了。如今最发达的就要属这类计算机了，其要命之处就是要有人编程序。光学计算机应该分类为一种专用型的模拟计算机，很擅长傅利叶变换一类的演算。最近又有一类量子计算机悄然地发达了起来。镜某以为这也是一类专用的“模拟”计算机，利用微扰后系统波函数组合的安定、准安定的物理状态，来专门解决排列组合的问题。比如说进化遗传的问题，推销员路径的问题等，这类问题诺伊曼式计算机算起来很不得心应手。说他悄然地发达了的另一个理由是说这类计算机的一个用途是破解密码。当今的密码强度都是根据诺伊曼式计算机的计算时间来设计的。采用了别的类型的计算方法，也许破译密码就不再是难题了。破解密码的工作，当然不能声张，也不能雇佣很多的编码工，因此对产业发达的直接推动作用不大。是人就会有秘密。这既是幸福的源泉，同时也是痛苦的根源。有秘密就有人想知道这些个秘密，破解这种秘密就会有商机。 ---------- 就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。; 个人分类: 镜子大全|7749 次阅读|7 个评论

计算机学习漫谈（3）-数字计算机之父: Jacking 2010-12-4 21:31; 几乎在相同时期，美国科学家乔治斯蒂比兹（George Stibitz）与德国工程师克兰德楚泽（Konrad Zuse）在两块不同的大路上研制出了二进制数字计算机。有趣的是，斯蒂比兹Model-K计算机和楚泽的Z-3计算机采用的元件相同，都是使用电话继电器，研制的地点都在自己的家里。唯一的区别是楚泽选择了起居室，而斯蒂比兹的发明诞生与厨房的餐桌上。　克兰德楚泽于1910年6月22日出生于德国维尔梅斯多夫，在东普鲁士接受早期教育，1927年考入柏林工业大学，学习土木工程建筑专业。楚泽兴趣广泛，多才多艺，修理机器也是拿手活，还时常制作出一些稀奇古怪的玩艺，让班上的同学大吃一惊。但他最怕的就是繁琐而机械的数据计算。1935年，楚泽获得了土木工程学士学位，在柏林一家飞机制造厂找到了工作，主要任务恰好是他最挠头的飞机强度分析，繁琐的计算成为了他主要的职业，而辅助工具只有计算尺。于是，楚泽萌发了制造一台计算机的想法，他在这家工厂里只呆了短短的几个月，便辞职回家做起了他的发明梦。　在父母的帮助下，楚泽把家中的起居室隔出一间，改造成实验室兼制造厂，孤身一人开始了漫长的研制生涯。他生活在法西斯统治下的德国，无从得知美国科学家研制计算机的消息，甚至没有听说过巴贝奇和斯蒂比兹的名字，而且他也无法得到大学或政府的任何资助，只有几个朋友赞助了很少的一点钱。用了将近两年的时间，楚泽制造出了一台可编程数字计算机Z-1，但由于无法找到合适的零件，Z-1计算机实际上只是一台实验模型，虽然可以完成3*3矩阵运算过程，但始终未能投入实际使用。但Z-1的最大贡献是楚泽第一次采用了二进制数，在用薄钢板组装的存储器中，用一个在细孔中移动的针，指明数字0或1。由于Z-1石油纯机械制成的，性能一直不理想，到了第二年，楚泽的朋友送给他一些电话公司废弃的继电器。所谓的继电器是由铁芯上缠绕的线圈和加载小支架上的衔铁组成的可通可断的电磁铁。在某种意义上，继电器室一种开关，它只有两种状态：线圈通电后吸引衔铁，然后接通电路；线圈断电后释放衔铁，然后断开电路。只要把继电器的接通状态当成1，把断开状态当成0，这种开关就可以轻松实现二进制了。在得到了继电器之后，楚泽马上组装了电磁式计算机Z-2，这台机器已经而已正常工作了。这时，他的工作引起德国飞机实验研究所的关注，使他得到了一笔资助，研制更高一级的电磁式计算机Z-3。1941年，Z-3完成，使用了2600继电器，用穿孔纸带输入，实现了二进制数程序控制。程序控制虽然过去也有人提倡，但楚泽是把它付诸实施的第一人。Z-3能达到每秒3~4次加法的运算速度，或者在3~5秒内完成一次乘法运算。希特勒战败后，楚泽辗转流落到瑞士的一个荒凉的村庄，一度转向研究计算机软件理论，最早提出了程序设计的概念。后来，楚泽创办了楚泽计算机公司，到了20世纪60年代初，该公司发展成为数千名员工的企业，销售了近300台各类计算机，1966年被著名的西门子公司收购，楚泽担任了西门子公司的顾问。　与楚泽相比，斯蒂比兹的Model-K计算机研制过程就幸运多了。1937年，斯蒂比兹在著名的贝尔实验室从事研究工作，承担电话继电器磁路问题的课题。有一天下班回家，紧张忙碌的工作使得斯蒂比兹即便坐在厨房里喝茶，耳边仍然想着继电器咔哒咔哒的开关声音。他端起茶杯，突然停在了嘴边，灵感用上心头。继电器-开关，开关-继电器，这不就是我早想寻找的计算机元件吗？想到这里，斯蒂比兹再也坐不住了，他兴冲冲返回实验室，找到几只继电器和其他元件，一路小跑回厨房，把这些东西摊在餐桌上，随手画起了电路图。以继电器为核心的狐妖结构很快装备完毕，还缺少一些设备。于是，他从餐桌下翻出一只空铁皮罐头盒，剪下两片铁皮作为输入设备；又找到几只手电筒灯泡充当输出设备。当他把所有的元件都固定在一块三夹板上时，这台计算机的装备过程就大功告成了。他的夫人给这个看起来像某中学生完成的科技小制作的伟大发明起了有趣的名字Model-K，其中的K就是取自于Kitchen table。斯蒂比兹发明的Model-K计算机完成了两位二进制加法运算，但他自己并没有意识到，他已经跨入了一个时代--不仅实现了从机械式计算机向电磁式计算机的飞跃，而且制造出了一台正在的数字计算机。　但斯蒂比兹的这件小发明并没有引起别人多大的兴趣，尤其是大名鼎鼎的贝尔实验室的科学家们。直到有一天，贝尔实验室数学研究室主任向他询问：你的K型计算机能不能帮我们解决复杂计算的难题？斯蒂比兹肯定的点点头，正式研制数字计算机的项目因此获得了新的转机。1938年9月，命名为M-1的数字计算机研制工程正式启动；一年之后，即1939年9月，斯蒂比兹交出了满意的机器，1940年1月8日，M-1开始运行，标志着美国的第一台数字计算机诞生了。M-1电磁式数字计算机只是用了440个继电器和10个闸刀开关，就完全解决了复数的加、减、乘、除四则运算，一次复数乘法约需30~45秒钟；计算同样的题目，人工手摇计算机需要15分钟。从1940年到1949年，斯蒂比兹接着主持了M-1、M-3、M-4、M-5型电磁式计算机的研制，以满足美国在第二次世界大战和战后恢复建设中对计算机的需求。1949年，贝尔实验室最后一台M型计算机M-6投入使用，用继电器来组装计算机从此成为了历史。　为了表彰斯蒂比兹的功绩，1997年，美国计算机博物馆以他的名字设立了一个著名的奖项--斯蒂比兹计算机先驱奖，颁发给那些健在的计算机时代先驱。　楚泽和斯蒂比兹在不同地点，不同环境下把人类带入了数字计算机时代。让我们在此对两位先驱致敬！; 个人分类: 计算机漫谈|5385 次阅读|1 个评论

楚泽诞辰百年祭: gl6866 2010-7-1 17:43; 今年是数字计算机之父楚泽（Konrad Zuse，1910-2010）诞辰百年祭。康楚泽于1910年6月22日出生于维尔梅斯多夫（Wermsdorf），1995年12月18日逝世于黑森州小城许恩费尔德（Hnfeld）。在他诞辰百年那一天Google德国的首页上，出现了纪念楚泽的logo，以缅怀他对数字计算机的发明所做出的开创性工作。楚泽（1910-2010） Google德国首页上的纪念Logo 说起楚泽，就不能不提到他于1941年设计制作成功了世界上第一个有完备程控功能的图灵计算机Z3（该方案使用了打孔机），在数字计算机领域，这是他最大的成就。但并没有引起德国当局的重视。1944年，Z3在盟军的一次空袭中被炸得粉身碎骨，楚泽所制造的另一台类似的计算机Z4扔在巴伐利亚乡村农舍的地窖里无人问津。人们在战后才得知，楚泽的继电器计算机是世界上第一台二进制电子运算机器。此前他还发明过S2，也属于第一个程控计算机，其目的是帮助Werke公司的HS-294，是一款数模转换器，后来成为现代巡航导弹控制部件的前身。他的早期教育是在文化传统相当保守的东普鲁士完成的。为获得更好的发展，他进入一所比较开放的学校，直到高中毕业。1927 年，楚泽考进了现在的柏林工业大学，学土木工程建筑。他从小爱好绘画，有很好的美术功底，因此很快就学会了如何设计房屋结构和外观。然而，他却对建筑中各种计算讨厌透了。大学毕业后，楚泽在某飞机制造厂谋到一份差事，在飞机制造厂同样也要做各种更为令他头痛的计算工作。不论你是否喜欢与否，计算是必须的，必须按公式计算出结果。不管是在大学读书还是在飞机厂工作，往往一整天都算不完一道强度核算题目。在疲惫不堪之余，楚泽突然发现，许多公式是固定不变的，所做的只是向这些公式中填数据，向这种单调的工作，完全可以交给机器做的。楚泽的这个思想可以说与莱布尼茨（Gottfried G. Leibniz，1646~1716）不谋而合，让机器干那些枯燥的计算工作而把大脑解放出来！于是1935年，楚泽想制造一台计算机的愿望愈来愈强烈，因而在就业后短短的几个月，他向父母正式宣布，他已辞职，想把客厅用作自己研制全自动计算机的工作室。楚泽的决定令父母吃惊不小。他们知道，楚泽一向迷恋创新和发明，只是他一点也不喜欢数学。上小学时，据说他更喜欢在算数课上给老师画漫画，总是懒得将一行行数字从黑板上抄下来。在大学主攻土木工程学期间，他也对计算忍无可忍。以后他经常喜欢说我实在懒得计算，这也是他日后发明计算机的原因所在，楚泽一心想发明一台能够计算的机器。楚泽于1936年就制作成Z1计算机，但他本人几乎被人遗忘了几十年。实际上，楚泽的Z3是当时世界上最高水平的编程语言的计算机，他的这台机器要比美国哈佛大学的Mark I早好几年。楚泽不幸生在战争时期的德国，在很长一段时间得不到承认。希特勒战败后，楚泽辗转流落到瑞士的乡下，转而研究计算机演算理论。他也是通用计算机编程语言的发明者。不过直到1962年他的发明才得到认可，并获得8个荣誉博士头衔以及德国大十字勋章。直到1962年，他才被确认为计算机发明人之一，并被称为计算机之父。楚泽生前写过一部自传《计算机：我的一生》（Computer: My Life）楚泽与他Z1计算机的复制品 1995年，比尔盖茨拜谒了楚泽。有趣的是，这位即将去世的计算机鼻祖为借计算机而成为世界首富的盖茨画了一幅肖像。直到现在，盖茨还把这幅肖像画挂在自己的办公室里。楚泽与盖茨（1995，德国）楚泽的另外一个理论上的贡献，或者说非常有想象力的贡献，便是于1967年提出了楚泽论题（Zuses Thesis）。该论题的内容就是断言宇宙就是台巨大的计算机！这恐怕也是最疯狂的一个论题了！我曾于5月份在清华大学逻辑之门 2010Workshop上做了一个报告，题为从楚泽论题到模态信息论（ http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=329167 ）。我在逻辑之门2010上的报告霍斯特楚泽(Horst Zuse)常被问到：你是楚泽的儿子吗？; 个人分类: 人物记事|4030 次阅读|1 个评论

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