于艷東

（集寧師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

計(jì)算機(jī)史學(xué)發(fā)展與未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)展望

于艷東

（集寧師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

通過(guò)文獻(xiàn)資料法、邏輯分析與歷史研究法相結(jié)合，對(duì)計(jì)算機(jī)近代發(fā)展歷史進(jìn)行解讀，從抽象體系到硬件研發(fā)以及現(xiàn)代趨勢(shì)給予一系列的研究，以期為計(jì)算機(jī)研究人員與教育教學(xué)人員提供參考.

計(jì)算機(jī)；史學(xué)；發(fā)展；展望

1 計(jì)算機(jī)抽象概念的產(chǎn)生與辨爭(zhēng)

一些計(jì)算機(jī)科學(xué)家認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)分為三個(gè)獨(dú)立的范式.彼得·韋格納認(rèn)為，計(jì)算機(jī)范式可分為科學(xué)，技術(shù)和數(shù)學(xué).彼得·丹寧的工作組認(rèn)為，他們的理論，抽象（建模），設(shè)計(jì).暗H.伊甸園形容他們是“理性主義范式”將計(jì)算機(jī)科學(xué)作為數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，這是普遍的理論計(jì)算機(jī)科學(xué)，主要采用演繹推理），“技術(shù)范式”（可能被發(fā)現(xiàn)的工程方法，軟件工程最顯著的），和“科學(xué)范式“（計(jì)算機(jī)相關(guān)的文物接近自然的科學(xué)，人工智能識(shí)別一些分支機(jī)構(gòu)從實(shí)證的角度）.然而,回顧計(jì)算機(jī)史學(xué),我們可以發(fā)現(xiàn),“計(jì)算機(jī)科學(xué)”這個(gè)詞出現(xiàn)在ACM通訊在1959年的文章，其中路易黨認(rèn)為創(chuàng)造一個(gè)研究生院計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)似于哈佛商學(xué)院（Harvard Business School）的創(chuàng)作證明的名稱(chēng)，比如管理科學(xué)，應(yīng)用和跨學(xué)科的性質(zhì)，但同時(shí)辯稱(chēng)，在1921年，有一門(mén)學(xué)科的特點(diǎn).

路易黨與喬治?科西的努力，和其他人如數(shù)值分析家都認(rèn)為大學(xué)應(yīng)該去創(chuàng)造這樣的科目，與此同時(shí),于1962年在普渡大學(xué)開(kāi)始.盡管它的名字，一個(gè)顯著的計(jì)算機(jī)科學(xué)不涉及學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)本身.正因?yàn)槿绱?，已?jīng)提出了幾種可供選擇的名稱(chēng).某些部門(mén)，各大高校寧愿長(zhǎng)期計(jì)算科學(xué)，正是強(qiáng)調(diào)這種差異.丹麥科學(xué)家彼得?諾爾建議長(zhǎng)期反映的事實(shí)，科學(xué)的學(xué)科圍繞數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理，而不一定涉及計(jì)算機(jī).使用這個(gè)詞的第一個(gè)科研機(jī)構(gòu)部在哥本哈根大學(xué)，成立于1969年，彼得·諾爾教授y.這個(gè)詞是用來(lái)主要是在斯堪的納維亞國(guó)家.此外，在早期的計(jì)算中，計(jì)算領(lǐng)域的從業(yè)者的一些建議在ACM通訊-，并應(yīng)用于認(rèn)識(shí)論.三個(gè)月后，在同一期雜志，comptologist建議.也有人建議長(zhǎng)期computics.[32]在歐洲，來(lái)自簽約的翻譯表達(dá)“自動(dòng)信息”的條款（例如在意大利語(yǔ)中的“informazione自動(dòng)化”）或“信息與數(shù)學(xué)”經(jīng)常使用，例如：INFORMATIQUE（法語(yǔ)），Informatik公司（德國(guó)），：Informatica的（意大利），INFORMATICA（西班牙，葡萄牙），INFORMATIKA（斯拉夫語(yǔ)），也使用，并已在英國(guó)也被采納（在愛(ài)丁堡大學(xué)的信息學(xué)學(xué)院）.

2 計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展體系的漸進(jìn)與成熟

2.1 計(jì)算機(jī)算法與處理器材的革新

查爾斯·巴貝奇入基發(fā)明第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī).阿來(lái)勒斯的發(fā)明第一種算法，用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，使之成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明最早基礎(chǔ).機(jī)器計(jì)算固定數(shù)值的方法，很久以前就已經(jīng)存在，但他們只支持人的心靈算法，幫助在計(jì)算復(fù)雜的乘法和除法是在計(jì)算機(jī)為工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用后所出現(xiàn)的.

眾所周知，帕斯卡的計(jì)算器已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)行業(yè).早在1642年，帕斯卡的設(shè)計(jì)和建造了第一個(gè)工作機(jī)械計(jì)算器.兩百年后，托馬斯·科爾馬推出的機(jī)械計(jì)算器行業(yè)，當(dāng)他公布了簡(jiǎn)化的四則運(yùn)算，這是第一個(gè)足夠強(qiáng)大和足夠可靠每天在辦公室環(huán)境中使用的計(jì)算機(jī).查爾斯·巴貝奇設(shè)計(jì)的第一個(gè)自動(dòng)上鏈機(jī)械計(jì)算器開(kāi)始，進(jìn)而，出現(xiàn)了差異處理器.在1822年，最終出現(xiàn)第一臺(tái)可編程的機(jī)械計(jì)算器與分析處理器.他于1834年開(kāi)始開(kāi)發(fā)這臺(tái)機(jī)器和超過(guò)兩年，他已經(jīng)勾勒出了許多的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的顯著特點(diǎn).并且使部分?jǐn)?shù)據(jù)與處理器相關(guān)成為無(wú)限可編程狀態(tài).1843年法國(guó)，出現(xiàn)一種算法來(lái)計(jì)算伯努利數(shù)，這被認(rèn)為是第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序.大約1885年，赫爾曼·霍爾瑞斯發(fā)明使用打孔卡制表處理的統(tǒng)計(jì)信息;最終，他的公司成為IBM的一部分.巴貝奇不可能的夢(mèng)想百年之后，在1937年，霍華德·艾肯說(shuō)服IBM，這是使各種打孔卡設(shè)備，并為成為計(jì)算器業(yè)務(wù)，開(kāi)發(fā)他巨大的可編程計(jì)算器，在ASCC/哈佛大學(xué)馬克我，根據(jù)巴貝奇的分析處理器，它本身用中央計(jì)算單元.當(dāng)機(jī)器完成，一度被譽(yù)為“巴貝奇的夢(mèng)想成真”.

2.2 大型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

在20世紀(jì)40年代，為開(kāi)發(fā)新的和更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，大型計(jì)算機(jī)應(yīng)用于各種行業(yè).由于電腦的功能變得清晰，可用于不僅僅是數(shù)學(xué)計(jì)算，計(jì)算機(jī)科學(xué)擴(kuò)大更大的領(lǐng)域，從計(jì)算一般到深入研究.計(jì)算機(jī)科學(xué)開(kāi)始被作為一個(gè)獨(dú)特的學(xué)術(shù)學(xué)科在20世紀(jì)50年代和60年代初建立.世界第一的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位的程序，在劍橋文憑計(jì)算機(jī)科學(xué)，開(kāi)始在劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的大學(xué)在1953年.在美國(guó)的第一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位課程在美國(guó)普渡大學(xué)成立于1962年.由于實(shí)用電腦成為計(jì)算，很多應(yīng)用已經(jīng)成為不同領(lǐng)域的研究在自己的權(quán)利.

2.3 計(jì)算機(jī)近代的革命式發(fā)展

雖然很多人起初認(rèn)為這是不可能的，電腦本身實(shí)際上可能是一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的研究，在50年代后期，逐漸成為更大的學(xué)術(shù)人口之間接受.現(xiàn)在著名的IBM品牌的組成部分計(jì)算機(jī)科學(xué)革命在這段時(shí)間.IBM（國(guó)際商用機(jī)器公司的簡(jiǎn)稱(chēng)）發(fā)布了IBM 704，后來(lái)的IBM709電腦，被廣泛使用于勘探期內(nèi)此類(lèi)設(shè)備.但其有著致命的弱點(diǎn)，“不過(guò)，與IBM是令人沮喪的......如果你已經(jīng)錯(cuò)位盡可能在一個(gè)指令一個(gè)字母，程序會(huì)崩潰，你將不得不再次開(kāi)始整個(gè)過(guò)程.”在20世紀(jì)50年代后期，計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科是非常在其發(fā)展階段，這樣的問(wèn)題是司空見(jiàn)慣.

3 計(jì)算機(jī)功能式應(yīng)用與未來(lái)展望

3.1 計(jì)算機(jī)軍事方面的應(yīng)用

德國(guó)軍方使用計(jì)算機(jī)，在二戰(zhàn)期間對(duì)通信，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利是一個(gè)很大的促進(jìn)作用.大型計(jì)算機(jī)在布萊切利公園的通信交通是一個(gè)重要因素，在二戰(zhàn)盟軍的勝利做出了貢獻(xiàn).盡管作為一個(gè)正式學(xué)科其短暫的歷史，計(jì)算機(jī)科學(xué)取得了一批重大貢獻(xiàn)，在科學(xué)和社會(huì)上所被認(rèn)可.事實(shí)上，隨著電子產(chǎn)品，它是一種目前人類(lèi)歷史上劃時(shí)代的創(chuàng)始科學(xué)被稱(chēng)為信息時(shí)代和信息革命的驅(qū)動(dòng)力，看作是人類(lèi)科技進(jìn)步的工業(yè)革命后的第三次重大的飛躍

3.2 計(jì)算機(jī)各方面功能式的應(yīng)用

“數(shù)字革命的開(kāi)始”，其中包括在當(dāng)前的信息時(shí)代和互聯(lián)網(wǎng).計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，帶來(lái)了一系列的變革.計(jì)算機(jī)成功的解決了計(jì)算和可計(jì)算的正式定義，并證明有計(jì)算無(wú)法解決的棘手的問(wèn)題.同時(shí)，出現(xiàn)一種編程語(yǔ)言，一種工具，精確的表達(dá)方法的信息在不同的抽象層次的概念.在密碼學(xué)中，破謎代碼是盟軍在第二次世界大戰(zhàn)中的勝利作出貢獻(xiàn)的一個(gè)重要因素.通過(guò)科學(xué)計(jì)算，使實(shí)際的評(píng)價(jià)非常復(fù)雜的過(guò)程和情況，以及完全由軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn).還啟用了先進(jìn)的研究的初衷，與人類(lèi)基因組計(jì)劃和人類(lèi)基因組的映射成為可能，如分布式計(jì)算項(xiàng)目探索蛋白質(zhì)折疊.同時(shí)，算法交易通過(guò)使用人工智能，機(jī)器學(xué)習(xí)和其他的統(tǒng)計(jì)和數(shù)值技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模的增加了金融市場(chǎng)的效率和流動(dòng)性.高頻算法交易也加劇了市場(chǎng)數(shù)據(jù)的波動(dòng).

3.3 計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展趨向

計(jì)算機(jī)圖形和計(jì)算機(jī)生成圖像幾乎已成為現(xiàn)代娛樂(lè)無(wú)處不在，特別是在電視，電影，廣告，動(dòng)畫(huà)和視頻游戲.即使配備沒(méi)有明確的數(shù)據(jù)，電影通常是“拍過(guò)”或利用現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)在計(jì)算機(jī)式的傳輸下操作的，或使用數(shù)字視頻編輯器編輯或后處理模擬各種流程，包括計(jì)算流體力學(xué)，物理，電氣和電子系統(tǒng)和電路，以及社會(huì)和社會(huì)狀況（尤其是戰(zhàn)爭(zhēng)游戲）以及它們的棲息地，等等.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)啟用這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)化，甚至包括整架飛機(jī).在電氣和電子電路設(shè)計(jì)中值得注意的是，以及新的（或修改）設(shè)計(jì)的物理實(shí)現(xiàn)的軟件.后者包括必要的軟件，集成電路設(shè)計(jì).人工智能正變得越來(lái)越重要，因?yàn)樗玫礁行У暮蛷?fù)雜的.有許多應(yīng)用場(chǎng)合，可以看出其中一些在家里的應(yīng)用，如機(jī)器人真空吸塵器.這也是目前在視頻游戲和現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上的無(wú)人駕駛飛機(jī)，反導(dǎo)彈系統(tǒng)，以及應(yīng)急小分隊(duì)支持機(jī)器人.

4 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算技術(shù)隨著時(shí)間已經(jīng)看到了顯著改善，尤其是其實(shí)用性和有效性.現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)看到了一個(gè)重大的轉(zhuǎn)變，在用戶(hù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，從使用只能由專(zhuān)家和專(zhuān)業(yè)人士，到一種近乎無(wú)處不在的用戶(hù)群.最初，電腦是相當(dāng)昂貴的，需要一定程度的人力援助高效利用并且從專(zhuān)業(yè)的電腦操作員的一部分.到計(jì)算機(jī)采用更廣泛的和負(fù)擔(dān)得起的，需要更少的人力援助常見(jiàn)的做法.

〔1〕王勉.淺談高校計(jì)算機(jī)教育的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].華章,2013(15).

〔2〕牛天瑜.國(guó)內(nèi)高校計(jì)算機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀及發(fā)展研究[J].價(jià)值工程,2010(33).

〔3〕馮慶華.提升高職院校計(jì)算機(jī)教育質(zhì)量對(duì)策初探[J].科教文匯(中旬刊),2009(11).

〔4〕張浩良.論計(jì)算機(jī)教育的目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn)[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),1993(03).

〔5〕喬梁,陳欣,宋文強(qiáng).醫(yī)學(xué)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)本科教學(xué)初探[J].西北醫(yī)學(xué)教育,2010(03).

〔6〕彭麗麗.論職業(yè)技術(shù)教育中的計(jì)算機(jī)教育改革[J].湖南第一師范學(xué)報(bào),2006(01).

〔7〕馬俊平.對(duì)目前中職計(jì)算機(jī)教育改革創(chuàng)新的思考[J].西北職教,2007(03).

〔8〕眭紅偉.中職院校計(jì)算機(jī)的有效教學(xué)法探討[J].時(shí)代教育(教育教學(xué))，2010(12).

TP11

A

1673-260X（2014）01-0039-02