1.2 霍金:「人類文明正活在電腦程序之中」
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你知道嗎?多年前的電腦元件如大拇指般大小,追求極致的工程師們,現在已經將電腦元件進化到比針尖還小了!上一章節我們談論到早期的機械式計算工具的發展,雖然那些都不是一部真正的電腦,但卻帶來電腦設計上不同的想法,以利後續電腦發展得更為順利,接下來讓我們一起來看看電腦時代的來臨吧!
第二次世界大戰期間,美國軍方要求賓州大學的毛琪雷(Dr.John W.Mauchly)博士與他的學生愛克特(J.Presper Echert)設計一部用來計算砲彈彈道的機器。於是在1946年,他們製造了第一部以真空管取代繼電器為電子元件的自動電腦「ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)」。
繼 ENIAC 被發明後,美國數學家馮紐曼(Dr. John Von Neumann)提出將程式儲存在電腦記憶體的重要概念,也就是馮.紐曼模型(Von Neumann model),後來完成的 EDSAC 和 EDVAC,都是採用這個原理。
1948年美國貝爾實驗室的科學家 J.Bardeen、H. W. Brattain 和 W. Shockley 共同發展出電晶體,這項發明給一般的電腦帶來極大的影響。它的大小只有真空管的二十分之一,且耗電量及散熱量都少了很多,使電腦的體積更小、更輕、更省電,故障率更低,計算能力更快。貝爾實驗室製造的第二代電腦 TX-0,便是使用800個電晶體所製造出來的。
這個時代除了電晶體的應用外,編寫程式系統(Programming System)也被發展出來,正式現在所說的「高階程式語言」(關於程式語言的階級將於第6.1章介紹更多),它能編譯轉換人類語言與機器語言。讓工程師不須再自己去應付機器,對未來的資訊工業有重大影響!
1958年傑克(Jack St. Clair Kilby)和羅伯(Robert Noyce),以「矽」為材料發明了「積體電路(IC, Integrated Circuit)」。
1964年4月1日,美國IBM公司向全世界宣佈,以積體電路成功研製IBM SYSTEM-360型電腦,這是第三代電腦的開始。積體電路使電腦體型更小且輕便,速度又快了幾百倍。除此之外,使用三千三百萬個小時後,才可能發生故障,所以耗用能源少,成本更為低廉。
1975年,超大型積體電路(VLSI,Very Large Scale Integrated Circuit)被完成,一片積體電路晶片可以裝進數萬個電子元件,它讓電腦的體積小了數百倍,但計算速度卻快了千倍。而以晶片製造的電腦就是現在的個人電腦(PC)。
從這個章節我們可以看到電腦的快速發展,而第五代電腦的發展是什麼呢?其實第五代電腦在1982年就被日本科學家提出,此代的電腦正是屬於人工智慧(AI,Artificial Intelligenec)的時代。目的是開發一部電腦能擁有超級電腦的運算效能和可用的人工智慧。研發人工智慧是要將人類解決問題的一連串步驟化繁為簡,利用程式設計的方法,把過程公式化以處理問題,簡單來說就是要把電腦變成人。究竟我們未來的生活會變得如何,你、我都是參與者!