中国科学技术馆之机械计算机(下)

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军事文摘·科学少年
2021年04月06日 04:36

中国科学技术馆领导来通用机械研究院考察科普产业发展

张彩霞

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上的第一抹曙光。在这之后,体积庞大的机械计算机和现代电子计算机等更加先进的计算机陆续登场,随着时间的推移,彻底改变了人类的生活方式。

庞大的机械计算机

1823年,英国数学家查尔斯·巴贝奇设计了第一台可编程的机械计算机,在这台计算机上工作的还有诗人拜伦的女儿爱达,她被称为世界上第一个程序员。

后来微软公司的前首席技术官内森·麦沃尔德在巴贝奇的基础上,基于差分运算的思想,制造出了大型机械计算机。

不过,这个时期的机械计算机不仅拥有极为庞大的体积,而且受现代材料科学的制约,其计算过程无法实现规模化存储和精密控制。

现代电子计算机

现代意义上的计算机,实际上是指电子计算机,最初是美国基于军事需要,于1946年由数学家冯·诺伊曼研制成功的。

后来随着电子管、晶体管、集成电路以及大规模集成电路的变革,计算机在短短60多年的时间里经历了翻天覆地的成长和发展。它的体积越来越小巧,功能越来越强大,而且彻底融入了人类的生活、工作和娱乐等方方面面。而机械计算机由于运算速度慢、体积庞大等缺点暂时退出了光辉灿烂的历史舞台。

纳米机械计算机

近几年来,随着纳米技术的发展和环保呼声的高涨,机械计算机的设计思路重新回到人们的视野,在计算机领域刮起一股复古风潮,在这方面,日本和美国的研究相对超前。

2008年明初,日本NTT公司向公众展示了一种微型机械振荡元。它能够代替传统的电子振荡信号发生器,从而使更高效环保的机械计算机代替电子计算机成为可能。

同时,美国威斯康星大学麦迪逊分校的罗伯特教授也设计了一种新型的纳米机械计算机。他利用纳米机械晶体管,成功解决了传统CMOS技术在电力消耗和使用温度方面存在的问题。目前,这种新型机械计算机已引起美国军方的关注,因为它对敌方电磁脉冲弹的不敏感性,可以有效避免整个计算机系统被摧毁的危险。

现在,你已经了解了不少关于机械计算机的知识,那你是不是更想看一看機械计算机的实物构造呢?中国科技馆三层“科技与生活”D厅的“机械计算机”展项展示了曾经在历史上发挥过重要作用的机械计算机实物和内部构造。在这里你不仅可以直接观察计算机的外形和结构,还可通过动手操作,深入了解机械运转情况和计算原理,感受机械结构在计算领域的巧妙应用,体验计算历史上科学家的智慧与创造!endprint

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