為計算機發(fā)明奠基的數學家

計算機是一個計算的工具，人們發(fā)明計算機的目的是為了加快計算速度，減輕人的工作負擔和減少計算錯誤而驅動的。最有代表性的一個例子就是法國數學家帕斯卡，他的父親是一個稅務官員，工作很辛苦，責任很重。他想減輕父親的工作負擔，就動手設計了一個計算機，見下圖。

第一個提出近代的機械式計算機的設計思想的是德國人席卡德（1592-1635），他在1623年到1624年間設計的計算機，可以進行四則運算，用齒輪傳動，不過席卡德沒有制造出機器來。

1642～1644年間，法國數學家帕斯卡設計并制成了第一臺機械式計算機──加法機，他的這臺機器用齒輪作為主要部件，用手搖動并用手控制帕斯卡計算機外表如左圖所示，尺寸為36×13×8 。1671年，德國數學家萊布尼茲（1646—1716）設計了一種能作四則運算的手搖計算機，1673年制成樣機，它的尺寸是100×30×25 主要的部件也是齒輪。

 第一個研制自動化計算工具的人是英國的巴貝吉（1791—1871），1822年他制成了一合能夠執(zhí)行計算程序的差分機。到1834年，他又構思了一臺完全程序控制的計算機，準備用刻有數字的輪子來存儲數據，通過齒輪的旋轉來進行計算，用一組齒輪和杠桿構成的裝置來傳送數據，用穿孔卡片輸入程序和數據，用穿孔卡片和打印機輸出計算結果。盡管因當時的技術條件所限，這臺分析機未能制造出來，但巴貝吉的設計思想是不朽的，它與現代電子計算機完全吻合。

英國數學家布爾（George Boole）為了研究思維規(guī)律在1847年提出了邏輯學的數學模型，又在1854年提出的他發(fā)表了《思維規(guī)律》這部杰作，他采用數學的方法處理邏輯推理，因而布爾代數的問世是數學史一個重要的里程碑。但是像其他的新生事物一樣，布爾代數發(fā)明后沒有受到人們的重視。歐洲大陸著名的數學家蔑視地稱它為沒有數學意義的、哲學上稀奇古怪的東西。布爾在他的杰作出版后不久就去世了。直到20世紀初，羅素在《數學原理》中指出，“純數學是布爾在一部他稱之為《思維規(guī)律》的著作中發(fā)現的�！贝苏f一出，立刻引起世人對布爾代數的注意。今天，布爾發(fā)明的邏輯代數已經發(fā)展成為純數學的一個主要分支。

英國數學家圖靈提出了當今計算機科學中極為重要的“可計算性”概念, 為了判斷所謂的可計算性， 圖靈提出了一種理想的計算機模型，就是今天所說的“圖靈機” ，它是現代通用程序計算機的理論模型。圖靈機從理論上揭示了設計制造電子計算機的可能性。在二戰(zhàn)期間圖靈本人也參與了早期電子計算機的設計制造，他親自設計的“巨人號”專用電子計算機曾成功地破譯了德軍的作戰(zhàn)密碼，他因此而榮獲英國國防部的榮譽勛章。

美國計算機學會在1966年創(chuàng)立圖靈獎，用于鼓勵在該領域作出杰出貢獻的計算機科學家，這是世界計算機科學領域的最高獎項，有該領域的諾貝爾獎之稱。

美國數學家克勞德·香農(Claude Elwood Shannon)，1938年香農在MIT獲得電氣工程碩士學位，碩士論文題目是《A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits》(繼電器與開關電路的符號分析)。當時他已經注意到電話交換電路與布爾代數之間的類似性，即把布爾代數的“真”與“假”和電路系統的“開”與“關”對應起來，并用1和0表示。于是他用布爾代數分析并優(yōu)化開關電路，這就奠定了數字電路的理論基礎。哈佛大學的格德納教授說，“這可能是本世紀最重要、最著名的一篇碩士論文。

1946年，世界上大數學家馮諾依曼參與設計的第一臺電子數字計算機（ENIAC） 終于問世了，這是由美國陸軍兵器局出資由彈道研究所出技術研制成的。主要應用于彈道計算。當時的ENIAC機僅用30秒鐘就出色地完成了從發(fā)射到擊中目標飛行了一分鐘的彈道計算，被稱為“比子彈還快”的超人。

在這臺電子計算機的設計中，馮諾依曼提出了他一整套的設計思想與原則，因而被稱為馮諾依曼機 。該機的運算速度每秒鐘5000次，比當時的繼電器計算機快1000倍。馮諾依曼也由于他的杰出卓越貢獻而獲得“計算機之父”的桂冠。