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计算机产业发展背景

发布时间:2021-02-14 16:22:59

⑴ 计算机的发展状况。

计算机的未来充满了变数,性能的大幅度提高是不可置疑的,而实现性能的飞跃却有多种途径。不过性能的大幅提升并不是计算机发展的唯一路线,计算机的发展还应当变得越来越人性化,也要注重环保。

计算机从出现至今,经历了机器语言、程序语言、简单操作系统和Linux、Macos、BSD、Windows等现代操作系统四代,运行速度也得到了极大的提升,第四代计算机的运算速度已经达到几十亿次每秒。

未来计算机性能应向着微型化、网络化、智能化和巨型化的方向发展。

1、巨型化

巨型化是指为了适应尖端科学技术的需要,发展高速度、大存储容量和功能强大的超级计算机。

2、微型化

随着微型处理器(CPU)的出现,计算机中开始使用微型处理器,使计算机体积缩小了,成本降低了。

3、网络化

互联网将世界各地的计算机连接在一起,从此进入了互联网时代。

4、人工智能化

计算机人工智能化是未来发展的必然趋势。现代计算机具有强大的功能和运行速度,但与人脑相比,其智能化和逻辑能力仍有待提高。

(1)计算机产业发展背景扩展阅读:

计算机的应用领域:

1、信息管理

信息管理是以数据库管理系统为基础,辅助管理者提高决策水平,改善运营策略的计算机技术。

2、过程控制

过程控制是利用计算机实时采集数据、分析数据,按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。

3、辅助技术

计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI。

4、多媒体应用

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展,把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来,构成一种全新的概念—“多媒体”(Multimedia)。

5、计算机网络

计算机网络是由一些独立的和具备信息交换能力的计算机互联构成,以实现资源共享的系统。

参考资料来源:网络-计算机

⑵ 计算机行业发展前景

行业整体营业收入平稳增长,就业形势稳定向好

2018年,我国软件和信息技术服务业总体保持平稳较快发展,行业规模进一步扩大。全国全年规模以上软件和信息技术服务业企业累计完成软件业务收入6.31万亿元,同比增长14.2%。2018年,我国软件和信息技术服务业收入占全国GDP比例上升至7.01%,在我国宏观经济增速放缓的趋势下,计算机行业抗周期性较强。



——更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《中国互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

⑶ 计算机的发展历史和未来

计算机的关键技术继续发展
未来的计算机技术将向超高速、超小型、平行处理、智能化的方向发展。尽管受到物理极限的约束,采用硅芯片的计算机的核心部件CPU的性能还会持续增长。作为Moore定律驱动下成功企业的典范Inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器,并预计在2010年推出集成10亿个晶体管的微处理器,其性能为10万MIPS(1000亿条指令/秒)。而每秒100万亿次的超级计算机将出现在本世纪初出现。超高速计算机将采用平行处理技术,使计算机系统同时执行多条指令或同时对多个数据进行处理,这是改进计算机结构、提高计算机运行速度的关键技术。
同时计算机将具备更多的智能成分,它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段(如语音输入、手写输入)外,让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现,虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
传统的磁存储、光盘存储容量继续攀升,新的海量存储技术趋于成熟,新型的存储器每立方厘米存储容量可达10TB(以一本书30万字计,它可存储约1500万本书)。信息的永久存储也将成为现实,千年存储器正在研制中,这样的存储器可以抗干扰、抗高温、防震、防水、防腐蚀。如是,今日的大量文献可以原汁原味保存、并流芳百世。

⑷ 计算机软件行业的发展背景和发展现状和发展前景预测。

当前我国正处于经复济转型、产制业升级及“两化融合”进程深入阶段,信息化需求将会不断加激发,并带来巨大的市场机遇。软件行业作为上述阶段过程中最为重要的支撑力量之一,未来仍很大提升空间。
在国家高度重视和大力扶持下,软件行业相关产业促进政策不断细化,资金扶持力度不断加大,知识产权保护措施逐步加强,软件行业在国民经济中的战略地位不断提升,行业规模也将不断扩大。据前瞻研究院《中国软件行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》预计,到2022年,软件行业市场规模或将达到8.5万亿元。
未来应用软件企业将会拓展产品领域,在重点发展金融、电信、政府、教育、能源等行业应用软件的同时,全方位打造数条纵向产业链,如机械电器、石油化工、纺织服装、食品饮料、建筑材料、医药化工、汽车等行业应用软件,以形成行业竞争的新优势。

⑸ 计算机行业背景分析

计算机专业一直是全国各大高校的热门专业,发展迅猛。IT业一直是国家优先发展的重点行业,也是国内外人才需求量最大的行业之一。伴随着互联网的发展,IT人才的短缺现象将会越来越严重。在我国,IC人才、网络存储人才、电子商务人才、信息安全人才、游戏技术人才严重短缺;在软件人才层次结构上,水平高的系统分析员和有行业背景的项目策划人员偏少,同时软件蓝领也比较缺乏。据保守估计,目前中国市场对IT人才的需求每年超过20万人。随着IT业越来越火,各大高校计算机专业报名的人数也越来越多。而近年来,随着毕业生人数激增,就业率与供求比例明显走低。
计算机就业前景
人才结构呈两头小中间大的橄榄型结构,即软件高端人才,包括系统分析师、项目技术主管等,和低端人才,如软件编码程序员等从事基础性软件开发的人员都严重短缺,而中级(端)人才过剩。
客观来说,高等教育在计算机专业传统的教育理论型、研究型人才培养上有较大的优势,但在应用型人才的培养上存在层次单一,教学内容滞后,理论与实践严重脱节的情况,课程设置陈旧,设施跟不上,使得现在大多数毕业生理论有余,岗位需要的专业应用技术相对不足。许多毕业生、甚至需要较长的培训才能胜任工作,有的甚至还不如参加过短期培训的人员。这种状况最终导致很多计算机专业的专科、本科毕业生,捧着大学毕业证找不到工作。从而直接导致计算机专业就业橄榄型结构的出现:软件高端管理职位与基础操作职位毕业生无法胜任,企业严重短缺此类人才,而中级职位由于竞争激烈,工作难找。
据近几年计算机专业毕业生就业情况的数据统计分析,计算机专业毕业生就业具有如下特点:
1、供求双方发展相对平稳,供求矛盾并不突出。随着IT产业的迅猛发展,计算机专业毕业生人数要多于其它专业的学生。尽管近几年IT行业陷入低迷、计算机专业人数在其它所有专业中的人数最多,但与其它专业相比,社会和用人单位对计算机专业毕业生的需求量也较大,供求矛盾并不突出。
2、就业率发展平稳,但薪酬水平有所下降。衡量毕业生就业状况的标准,既要考虑到毕业生的就业率,又要考虑毕业生的薪酬水平。随着高校研究生和本科学生的扩招,特别是计算机专业毕业人数的急剧增加,以及受到经济因素的影响,计算机专业毕业生的就业不如从前那样火爆,就业的整体质量存在明显下降。用人单位对毕业生选择余地增加,导致对应聘者的要求将越来越高,不仅要具有一定的专业素养和综合素质,而且还要具备一定的职业能力,包括核心技能、行业通用技能和职业专门技能。更多用人单位更注重高学历、有经验人才的引进。
总体来说,未来一段时间社会仍对计算机专业高端人才有很大需求,但计算机专业毕业生也将会面临日趋激烈的竞争。
从业方向
计算机系统结构:适合于从事计算机网络、嵌入式技术、高性能计算、网络信息安全与多媒体信息处理等领域的工作。很多跨国公司和国内知名大型企业,如Microsoft、IBM、HP、AMD、Intel、Oracle、SAP、华为等公司对该专业人才的需求量都较大。
计算机软件与理论:计算机软件与理论可选择的就业方向很多,只要是计算机有关的工作基本都可以很快上手。可谓软硬通吃。
计算机应用技术:对于本专业的毕业生来说拥有较好的创新能力和编程开发能力是非常重要的,不妨可以选择一下人才稀缺的行业,不仅可以避免激烈的就业竞争,薪酬也较为客观。

⑹ 简述计算机的发展与历史

第1代:电子管数字机(1946—1958年)

第2代:晶体管数字机(1958—1964年)

第3代:集成电路数字机(1964—1970年)

第4代:大规模集成电路机(1970年至今)

计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段,例如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用,同时也启发了现代电子计算机的研制思想。

(6)计算机产业发展背景扩展阅读:

计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。

⑺ 简述计算机的发展历程

1、第一代计算机(1946~1958)电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。

2、第二代计算机(1958~1964)晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。

3、第三代计算机(1964~1971)普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。

4、第四代计算机(1971~现在 )以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。

我国计算机发展历史:

从1953年开始研究,到1958年研制出了我国第一台计算机,在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。

(7)计算机产业发展背景扩展阅读

计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。

信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。

参考资料网络——计算机发展史

⑻ 浅析计算机产业几个领域的发展状况

参考前瞻产业研究院发布的《2015-2020年 中国计算机整机制造行业市场需求与投资规划分析报告》 2014年,计算机行业整体处于低迷态势,微型计算机产量和出口持续下滑,全行业效益增长放缓;产品结构不断调整,硬件移动化势头不减;重点企业转型整合,行业需要更多创新和突破。长期来看,计算机作为未来核心计算设备的功能不会改变,随着新技术的突破,计算机行业将迎来新的发展机遇。一、运行情况 (一)产量出现下滑,销售产值增速放缓 2014年,我国累计生产微型计算机3.51亿台,下滑0.8%;其中笔记本电脑2.27亿台,下降5.5%。计算机全行业实现销售产值22729亿元,同比增长2.9%,低于电子信息制造业全行业增速7.4个百分点,低于上年2.6个百分点。 (二)出口降幅扩大,平板电脑出口数量占一半以上据海关统计数据显示,2014年我国微型计算机实现出口额1147.8亿美元,同比下降2.5%,降幅比上年扩大1.2个百分点。出口的微型计算机中,平板电脑的数量比重上升到53.8%,但出口金额比重仅占28.6%;台式微机的比重下降至2.8%,比下年继续下滑0.2个百分点。全年走势看,出口额呈缓步回升态势。 (三)主营业务收入成本上升,效益增长持续放缓 2014年,我国计算机行业完成主营业务收入23222亿元,同比增长2.7%,比上年下降2.7个百分点;实现利润总额699.6亿元,同比增长5%,比上年下降7个百分点。计算机行业每百元主营业务收入成本为95.6元,比上年提高2.6元,远高于全行业88.4元的成本水平;销售利润率3%,比上年下降0.2个百分点,低于全行业1.9个百分点。 (四)固定资产投资增长低迷,计算机整机下滑严重 2014年,我国计算机行业完成固定资产投资859亿元,同比增长4.3%,增速比上年回升2.5个百分点,但仍低于全行业平均水平7.1个百分点。其中计算机整机领域的固定资产投资下滑严重,同比下降34.6%;零部件制造领域的固定资产投资增长34.1%。 (五)产品结构不断调整,移动化趋势持续微型计算机市场中,传统的台式电脑和一体电脑,虽然市场份额有限,占比已经降至低于20%,但仍是商用电脑市场的主力军,产销量较为稳定,根据国内零售市场的监测数据显示,2014年台式电脑的销量同比增长超过20%。在消费领域,便携、移动、娱乐等趋势主导市场,笔记本电脑大量取代传统大电脑的同时,受市场饱和、创新产品不足及平板电脑的替代分流等因素的影响,笔记本电脑的产销量下跌幅度超过5%,但在微型计算机产量中的占比仍达65%;平板电脑的销量增长10%左右,但增速比上年有较大下降,价格下降也较快。

⑼ 当代中国计算机产业发展趋势及其前景

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无处不在、无所不能的电脑,已历经了50多个春华秋实。50余年在人类的历史长河中只是一瞬间,电脑却彻底改变了我们的生活。回顾电脑发展的历史,并依此上溯它的起源,真令人惊叹沧海桑田的巨变;历数电脑史上的英雄人物和跌宕起伏的发明故事,将给后人留下了长久的思索和启迪。请读者随着我们的史话倒转时空,从电脑最初的源头说起。
谁都知道,电脑的学名叫做电子计算机。以人类发明这种机器的初衷,它的始祖应该是计算工具。英语里“Calculus”(计算)一词来源于拉丁语,既有“算法”的含义,也有肾脏或胆囊里的“结石”的意思。远古的人们用石头来计算捕获的猎物,石头就是他们的计算工具。著名科普作家阿西莫夫说,人类最早的计算工具是手指,英语单词“Dight”既表示“手指”又表示“整数数字”;而中国古人常用“结绳”来帮助记事,“结绳”当然也可以充当计算工具。石头、手指、绳子……,这些都是古人用过的“计算机”。
不知何时,许多国家的人都不约而同想到用“筹码”来改进工具,其中要数中国的算筹最有名气。商周时代问世的算筹,实际上是一种竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盘子里反复摆弄这些小棍,通过移动来进行计算,从此出现了“运筹”这个词,运筹就是计算,后来才派生出“筹”的词义。中国古代科学家祖冲之最先算出了圆周率小数点后的第6位,使用的工具正是算筹,这个结果即使用笔算也很不容易求得。
欧洲人发明的算筹与中国不尽相同,他们的算筹是根据“格子乘法”的原理制成。例如要计算1248×456,可以先画一个矩形,然后把它分成3×2个小格子,在小格子边依次写下乘数、被乘数的各位数字,再用对角线把小格子一分为二,分别记录上述各位数字相应乘积的十位数与个位数。把这些乘积由右到左,沿斜线方向相加,最后就得到乘积。1617年,英国数学家纳皮尔把格子乘法表中可能出现的结果,印刻在一些狭长条的算筹上,利用算筹的摆放来进行乘、除或其他运算。纳皮尔算筹在很长一段时间里,是欧洲人主要的计算工具。算筹在使用中,一旦遇到复杂运算常弄得繁杂混乱,让人感到不便,于是中国人又发明了一种新式的“计算机”。
谢尔顿在他的小说《假如明天来临》里讲过一个故事:骗子杰夫向经销商兜售一种袖珍计算机,说它“价格低廉,绝无故障,节约能源,十年中无需任何保养”。当商人打开包装盒一看,这台“计算机”原来是一把来自中国的算盘。世界文明的四大发源地——黄河流域、印度河流域、尼罗河流域和幼发拉底河流域——先后都出现过不同形式的算盘,只有中国的珠算盘一直沿用至今。珠算盘最早可能萌芽于汉代,定型于南北朝。它利用进位制记数,通过拨动算珠进行运算:上珠每珠当五,下珠每珠当一,每一档可当作一个数位。打算盘必须记住一套口诀,口诀相当于算盘的“软件”。算盘本身还可以存储数字,使用起来的确很方便,它帮助中国古代数学家取得了不少重大的科技成果,在人类计算工具史上具有重要的地位。
15世纪以后,随着天文、航海的发展,计算工作日趋繁重,迫切需要探求新的计算方法并改进计算工具。1630年,英国数学家奥特雷德使用当时流行的对数刻度尺做乘法运算,突然萌生了一个念头:若采用两根相互滑动的对数刻度尺,不就省得用两脚规度量长度吗?他的这个设想导致了“机械化”计算尺的诞生。奥特雷德是理论数学家,对这个小小的计算尺并不在意,也没有打算让它流传于世,此后二百年,他的发明未被实际运用。18世纪末,以发明蒸汽机闻名于世的瓦特,成功地制出了第一把名副其实的计算尺。瓦特原来就是一位仪表匠,他的蒸汽机工厂投产后,需要迅速计算蒸汽机的功率和气缸体积。瓦特设计的计算尺,在尺座上多了一个滑标,用来“存储”计算的中间结果,这种滑标很长时间一直被后人所沿用。
1850年以后,对数计算尺迅速发展,成了工程师们必不可少的随身携带的“计算机”,直到20世纪五、六十年代,它仍然是代表工科大学生身份的一种标志。
凝聚着许许多多科学家和能工巧匠智慧的早期计算工具,在不同的历史阶段发挥过巨大作用,但也将随着科学发展而逐渐消亡,最终完成它们的历史使命。
第一台真正的计算机是著名科学家帕斯卡(B.Pascal)发明的机械计算机。
帕斯卡1623年出生在法国一位数学家家庭,他三岁丧母,由担任着税务官的父亲拉扯他长大成人。从小,他就显示出对科学研究浓厚的兴趣。
少年帕斯卡对他的父亲一往情深,他每天都看着年迈的父亲费力地计算税率税款,很想帮助做点事,可又怕父亲不放心。于是,未来的科学家想到了为父亲制做一台可以计算税款的机器。19岁那年,他发明了人类有史以来第一台机械计算机。
帕斯卡的计算机是一种系列齿轮组成的装置,外形像一个长方盒子,用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动,只能够做加法和减法。然而,即使只做加法,也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就“咔嚓”一声跌落下来,推动十位数的齿轮前进一档。
帕斯卡发明成功后,一连制作了50台这种被人称为“帕斯卡加法器”的计算机,至少现在还有5台保存着。比如,在法国巴黎工艺学校、英国伦敦科学博物馆都可以看到帕斯卡计算机原型。据说在中国的故宫博物院,也保存着两台铜制的复制品,是当年外国人送给慈僖太后的礼品,“老佛爷”哪里懂得它的奥妙,只把它当成了西方的洋玩具,藏在深宫里面。
帕斯卡是真正的天才,他在诸多领域内都有建树。后人在介绍他时,说他是数学家、物理学家、哲学家、流体动力学家和概率论的创始人。凡是学过物理的人都知道一个关于液体压强性质的“帕斯卡定律”,这个定律就是他的伟大发现并以他的名字命名的。他甚至还是文学家,其文笔优美的散文在法国极负盛名。可惜,长期从事艰苦的研究损害了他的健康,1662年英年早逝,死时年仅39岁。他留给了世人一句至理名言:“人好比是脆弱的芦苇,但是他又是有思想的芦苇。”
全世界“有思想的芦苇”,尤其是计算机领域的后来者,都不会忘记帕斯卡在浑沌中点燃的亮光。1971年发明的一种程序设计语言——PASCAL语言,就是为了纪念这位先驱,使帕斯卡的英名长留在电脑时代里。
帕斯卡逝世后不久,与法兰西毗邻的德国莱茵河畔,有位英俊的年轻人正挑灯夜读。黎明时分,青年人站起身,揉了一下疲乏的腰部,脸上流露出会心的微笑,一个朦胧的设想已酝酿成熟。虽然在帕斯卡发明加法器的时候,他尚未出世,但这篇由帕斯卡亲自撰写的关于加法计算机的论文,却使他似醍醐灌顶,勾起强烈的发明欲。他就是德国大数学家、被《不列颠网络全书》称为“西方文明最伟大的人物之一”的莱布尼茨(G.Leibnitz)。
莱布尼茨早年历经坎坷。当幸运之神降临之时,他获得了一次出使法国的机会。帕斯卡的故乡张开臂膀接纳他,为他实现计算机器的夙愿创造了契机。在巴黎,他聘请到一些著名机械专家和能工巧匠协助工作,终于在1674年造出一台更完美的机械计算机。
莱布尼茨发明的新型计算机约有1米长,内部安装了一系列齿轮机构,除了体积较大之外,基本原理继承于帕斯卡。不过,莱布尼茨技高一筹,他为计算机增添了一种名叫“步进轮”的装置。步进轮是一个有9个齿的长圆柱体,9个齿依次分布于圆柱表面;旁边另有个小齿轮可以沿着轴向移动,以便逐次与步进轮啮合。每当小齿轮转动一圈,步进轮可根据它与小齿轮啮合的齿数,分别转动1/10、2/10圈……,直到9/10圈,这样一来,它就能够连续重复地做加法。
稍熟悉电脑程序设计的人都知道,连续重复计算加法就是现代计算机做乘除运算采用的办法。莱布尼茨的计算机,加、减、乘、除四则运算一应俱全,也给其后风靡一时的手摇计算机铺平了道路。
不久,因独立发明微积分而与牛顿齐名的莱布尼茨,又为计算机提出了“二进制”数的设计思路。有人说,他的想法来自于东方中国。
大约在公元1700年左右某天,友人送给他一幅从中国带来图画,名称叫做“八卦”,是宋朝人邵雍所摹绘的一张“易图”。莱布尼茨用放大镜仔细观察八卦的每一卦象,发现它们都由阳(—)和阴(--)两种符号组合而成。他挠有兴趣地把8种卦象颠来倒去排列组合,脑海中突然火花一闪——这不就是很有规律的二进制数字吗?若认为阳(—)是“1”,阴(--)是“0”,八卦恰好组成了二进制000到111共8个基本序数。正是在中国人睿智的启迪下,莱布尼茨最终悟出了二进制数之真谛。虽然莱布尼茨设计的计算机用的还是十进制,但他率先系统提出了二进制数的运算法则,直到今天,二进制数仍然左右着现代电脑的高速运算。
帕斯卡的计算机经由莱布尼茨的改进之后,人们又给它装上电动机以驱动机器工作,成为名符其实的“电动计算机”,并且一直使用到本世纪20年代才退出舞台。尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不是现代意义上的计算机,但它们毕竟昭示着人类计算机史里的第一抹曙光。
要让机器听人类的话,按人类的意愿去计算,就要实现人与机器之间的对话,或者说,要把人类的思想传送给机器,让机器按人的意志自动执行。
说来也怪,实现人与机器对话的始作俑者却不是研制计算机的那些前辈,而是与计算机发明毫不相干的两位法国纺织机械师。他们先后发明了一种指挥机器工作的“程序”,把思想直接“注入”到了提花编织机的针尖上。
顾名思义,提花编织机具有升降纱线的提花装置,是一种能使绸布编织出图案花纹的织布机器。
应该是,提花编织机最早出现在中国。在我国出土的战国时代墓葬物品中,就有许多用彩色丝线编织的漂亮花布。据史书记载,西汉年间,钜鹿县纺织工匠陈宝光的妻子,能熟练地掌握提花机操作技术,她的机器配置了120根经线,平均60天即可织成一匹花布,每匹价值万钱。明朝刻印的《天工开物》一书中,还赫然地印着一幅提花机的示意图。可以想象,当欧洲的王公贵族对从“丝绸之路”传入的美丽绸缎赞叹不已时,中国的提花机也必定会沿着“丝绸之路”传入欧洲。
不过,用当时的编织机编织图案相当费事。所有的绸布都是用经线(纵向线)和纬线(横向线)编织而成。若要织出花样,织工们必须细心地按照预先设计的图案,在适当位置“提”起一部分经线,以便让滑梭牵引着不同颜色的纬线通过。机器当然不可能自己“想”到该在何处提线,只能靠人手“提”起一根又一根经线,不厌其烦地重复这种操作。
1725年,法国纺织机械师布乔(B.Bouchon)突发奇想,想出了一个“穿孔纸带”的绝妙主意。布乔首先设法用一排编织针控制所有的经线运动,然后取来一卷纸带,根据图案打出一排排小孔,并把它压在编织针上。启动机器后,正对着小孔的编织针能穿过去钩起经线,其他的针则被纸带挡住不动。这样一来,编织针就自动按照预先设计的图案去挑选经线,布乔的“思想”于是“传递”给了编织机,而编织图案的“程序”也就“储存”在穿孔纸带的小孔之中。真正成功的改进是在80年后,另一位法国机械师杰卡德(J.Jacquard),大约在1805年完成了“自动提花编织机”的设计制作。
那是举世瞩目的法国大革命的年代——攻打巴士底狱,推翻封建王朝,武装保卫巴黎,市民们高唱着“马赛曲”,纷纷走上街头,革命风暴如火如荼。虽然杰卡德在1790年就基本形成了他的提花机设计构想,但为了参加革命,他无暇顾及发明创造,也扛起来福枪,投身到里昂保卫战的行列里。直到19世纪到来之后,杰卡德的机器才得以组装完成。
杰卡德为他的提花机增加了一种装置,能够同时操纵1200个编织针,控制图案的穿孔纸带后来也换成了穿孔卡片。据说,杰卡德编织机面世后仅25年,考文垂附近的乡村里就有了600台,在老式蒸气机噗嗤噗嗤的伴奏下,把穿孔卡片上的图案变成一匹匹漂亮的花绸布。纺织工人最初强烈反对这架自动化的新鲜玩意的到来,因为害怕机器会抢去他们的饭碗,使他们失去工作,但因为它优越的性能,终于被人们普遍接受。1812年,仅在法国已经装配了万余台,并通过英国传遍了西方世界,杰卡德也因此而被受予了荣誉军团十字勋章和金质奖章。
杰卡德提花编织机奏响了19世纪机器自动化的序曲。在伦敦出版的《不列颠网络全书》和中国出版的《英汉科技词汇大全》两部书中,“JACQUARD”(杰卡德)一词的词条下,英语和汉语的意思居然都是“提花机”,可见,杰卡德的名字已经与提花机融为了一体。杰卡德提花机的原理,即使到了电脑时代的今天,依然没有更大的改动,街头巷尾小作坊里使用的手工绒线编织机,其基本结构仍与杰卡德编织机大体相似。
此外,杰卡德编织机“千疮百孔”的穿孔卡片,不仅让机器编织出绚丽多彩的图案,而且意味着程序控制思想的萌芽,穿孔纸带和穿孔卡片也广泛用于早期电脑以存储程序和数据。或许,我们现在把“程序设计”俗称为“编程序”,就引申自编织机的“编织花布”的词义。
今天出版的许多计算机书籍扉页里,都登载着巴贝奇(C.Babbage)的照片:宽阔的额,狭长的嘴,锐利的目光显得有些愤世嫉俗,坚定的但绝非缺乏幽默的外貌,给人以一个极富深邃思想的学者形象。
巴贝奇是一位富有的银行家的儿子,1792年出生在英格兰西南部的托特纳斯,后来继承了相当丰厚的遗产,但他把金钱都用于了科学研究。童年时代的巴贝奇显示出极高的数学天赋,考入剑桥大学后,他发现自己掌握的代数知识甚至超过了教师。毕业留校,24岁的年青人荣幸受聘担任剑桥大学“路卡辛讲座”的数学教授。这是一个很少有人能够获得的殊荣,牛顿的老师巴罗是第一名,牛顿是第二名。在教学之余,巴贝奇完成了大量发明创造,如运用运筹学理论率先提出“一便士邮资”制度,发明了供火车使用的速度计和排障器等等。假若巴贝奇继续在数学理论和科技发明领域耕耘,他本来是可以走上鲜花铺就的坦途。然而,这位旷世奇才却选择了一条无人敢于攀登的崎岖险路。
事情还得从法国讲起。18世纪末,法兰西发起了一项宏大的计算工程——人工编制《数学用表》,这在没有先进计算工具的当时,是件极其艰巨的工作。法国数学界调集大批数学家,组成了人工手算的流水线,算得天昏地暗,才完成了17卷大部头书稿。即便如此,计算出的数学用表仍然存在大量错误。据说有一天,巴贝奇与著名的天文学家赫舍尔凑在一起,对两大部头的天文数表评头论足,翻一页就是一个错,翻两页就有好几处。面对错误百出的数学表,巴贝奇目瞪口呆,他甚至喊出声来:“天哪,这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙!”
这件事也许就是巴贝奇萌生研制计算机构想的起因。巴贝奇在他的自传《一个哲学家的生命历程》里,写到了大约发生在1812年的一件事:“有一天晚上,我坐在剑桥大学的分析学会办公室里,神志恍惚地低头看着面前打开的一张对数表。一位会员走进屋来,瞧见我的样子,忙喊道:‘喂!你梦见什么啦?’我指着对数表回答说:‘我正在考虑这些表也许能用机器来计算!’”巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。所谓“差分”的含义,是把函数表的复杂算式转化为差分运算,用简单的加法代替平方运算。那一年,刚满20岁的巴贝奇从法国人杰卡德发明的提花编织机上获得了灵感,差分机设计闪烁出了程序控制的灵光——它能够按照设计者的旨意,自动处理不同函数的计算过程。
巴贝奇耗费了整整十年光阴,于1822年完成了第一台差分机,它可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数,当即就演算出好几种函数表。由于当时工业技术水平极低,第一台差分机从设计绘图到机械零件加工,都是巴贝奇亲自动手完成。当他看着自己的机器制作出准确无误的《数学用表》,高兴地对人讲:“哪怕我的机器出了故障,比如齿轮被卡住不能动,那也毫无关系。你看,每个轮子上都有数字标记,它不会欺骗任何人。”以后实际运用证明,这种机器非常适合于编制航海和天文方面的数学用表。
成功的喜悦激励着巴贝奇,他连夜奋笔上书皇家学会,要求政府资助他建造第二台运算精度为20位的大型差分机。英国政府看到巴贝奇的研究有利可图,破天荒地与科学家签订了第一个合同,财政部慷慨地为这台大型差分机提供出1.7万英镑的资助。巴贝奇自己也贴进去1.3万英镑巨款,用以弥补研制经费的不足。在当年,这笔款项的数额无异于天文数字——有资料介绍说,1831年约翰·布尔制造一台蒸汽机车的费用才784英磅。
然而,第二台差分机在机械制造工厂里触上了“暗礁”。
第二台差分机大约有25000个零件,主要零件的误差不得超过每英寸千分之一,即使用现在的加工设备和技术,要想造出这种高精度的机械也绝非易事。巴贝奇把差分机交给了英国最著名的机械工程师约瑟夫·克莱门特所属的工厂制造,但工程进度十分缓慢。设计师心急火燎,从剑桥到工厂,从工厂到剑桥,一天几个来回。他把图纸改了又改,让工人把零件重做一遍又一遍。年复一年,日复一日,直到又一个10年过去后,巴贝奇依然望着那些不能运转的机器发愁,全部零件亦只完成不足一半数量。参加试验的同事们再也坚持不下去,纷纷离他而去。巴贝奇独自苦苦支撑了第三个10年,终于感到无力回天。
那天清晨,巴贝奇走进车间,偌大的作业场空无一人,只剩下满地的滑车和齿轮,四处一片狼藉。他呆立在尚未完工的机器旁,深深地叹了口气。在痛苦的煎熬中,他无计可施,只得把全部设计图纸和已完成的部分零件送进伦敦皇家学院博物馆供人观赏。1842年,在巴贝奇的一生中是极不平常的一年。英国政府宣布断绝对他的一切资助,连科学界的友人都用一种怪异的目光看着他。英国首相讥讽道:“这部机器的唯一用途,就是花掉大笔金钱!”同行们讥笑他是“愚笨的巴贝奇”。皇家学院的权威人士,包括著名天文学家艾瑞等人,都公开宣称他的差分机“毫无任何价值”……
就在痛苦艰难的时刻,孤独苦闷的巴贝奇意外地收到一封来信,写信人不仅对他表示理解而且还希望与他共同工作。娟秀字体的签名,表明了她不凡的身份——伯爵夫人。

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