Tag:
計算機科學
查尔斯·巴贝奇：计算机之父
有远见的数学家
1791 年出生的查尔斯·巴贝奇是一位才华横溢的数学家和发明家，被广泛认为是“计算机之父”。他因印刷数值表中的错误而感到沮丧，于是构思了一种可以自动执行数学函数的计算机器。
差分机
巴贝奇为其计算机器设计的最初方案非常大胆，称为差分机，需要 25,000 个零件，重量达 15 吨。尽管面临诸多挑战，巴贝奇还是获得了英国政府的资助，并委托工程师约瑟夫·克莱门特制造这台机器。
然而，该项目遇到了困难，巴贝奇和克莱门特发生了不可调和的争执，导致项目搁浅。巴贝奇只能完成一个小型的演示模型，该模型给其社交聚会上的宾客留下了深刻的印象。这件“美丽的残片”现已成为伦敦科学博物馆中最珍贵的藏品之一。
分析机
在失去对差分机的财政支持后，巴贝奇将注意力转向了一种更具野心的设备：分析机。这台机器包含了许多在现代计算机中发现的原理，例如可编程穿孔卡和迭代。
巴贝奇的分析机在他有生之年从未建造完成，但它为计算机的发展奠定了基础。如今，巴贝奇主要因其对分析机的研究而被认为是“计算机之父”。
查尔斯·巴贝奇的遗产
巴贝奇的遗产远远超出了他的具体发明。他是一位有远见的思想家，预言了计算机的未来。他的思想和原则对现代计算机的发展产生了深远的影响。
差分机二号
在 20 世纪末，计算机爱好者决定根据巴贝奇的原始设计建造一台差分机二号的工作复制品。伦敦科学博物馆的计算机策展人多伦·斯韦德领导了这个历时 17 年的项目。
差分机二号是一台功能齐全的计算机器，展示了查尔斯·巴贝奇的创造力。它目前在加利福尼亚州山景城的计算机历史博物馆展出。
差分机的影响
差分机二号为计算机的历史和影响提供了宝贵的见解。它表明巴贝奇的想法是合理的，他的机器实际上可以执行复杂的数学计算。
差分机也激发了计算机科学领域的新研究和开发。它有助于缩小计算机历史与现代技术之间的差距。
结论
查尔斯·巴贝奇是一位富有远见的先驱，为现代计算机的发展奠定了基础。他的差分机和分析机是开创性的发明，展示了机器执行复杂计算的潜力。巴贝奇的遗产至今仍激励和启迪着计算机科学领域。
克拉拉·丹·冯·诺依曼：现代天气预报背后的隐形人物
早期生活和教育
克拉拉·丹·冯·诺依曼1911年出生于匈牙利布达佩斯的一个富裕犹太家庭。尽管除了高中以外没有接受过任何正规的数学训练，但她对数字和解决问题产生了浓厚的兴趣。
与约翰·冯·诺依曼的合作
1937年，克拉拉嫁给了著名数学家约翰·冯·诺依曼。搬到美国后，她开始与他合作开展包括曼哈顿计划在内的多个项目。通过与冯·诺依曼的合作，克拉拉精通了数学编码和计算机编程的复杂性。
改造ENIAC
在20世纪40年代后期，克拉拉和尼克·梅特罗波利斯合作制定了一项计划，将ENIAC从一台刚性硬连线的机器改造为第一批存储程序计算机之一。这项创新使用户能够将其庞大的指令库存储在ENIAC的内存中，从而使其更加通用，并且能够处理复杂的任务。
对天气预报的贡献
约翰·冯·诺依曼意识到了存储程序ENIAC在天气预报中的潜力。他与朱尔·查尼领导的一个气象学家团队合作，在1950年进行了一项开创性的实验，以生成第一个数值天气预报。克拉拉在编码方面的专业知识以及她对ENIAC功能的深刻理解是这项实验成功的关键。
ENIAC实验
ENIAC实验涉及在ENIAC上运行复杂的数学计算来模拟天气模式。团队不知疲倦地工作了一个多月，克服了无数的技术挑战和挫折。尽管ENIAC的能力还很原始，但他们还是设法生成了六个回顾性天气预报，证明了数值天气预报的可行性。
遗产和影响
克拉拉·丹·冯·诺依曼对天气预报领域的贡献在很多年里都被忽视了。然而，她在将ENIAC改造为存储程序计算机方面所扮演的角色，以及她在1950年天气实验中的工作为现代天气预报奠定了基础。如今，她的遗产提醒人们，尽管女性面临着社会障碍和偏见，但她们在科学进步中发挥着至关重要的作用。
女性在STEM中的作用
克拉拉·丹·冯·诺依曼的故事突显了女性在科学、技术、工程和数学（STEM）领域的历史性代表不足。虽然女性在计算机的早期发展中做出了重大贡献，但她们的数量在最近几十年有所下降。解决这种性别差距对于培养更具包容性和创新性的STEM劳动力至关重要。
天气预报的未来
现代天气预报在很大程度上依赖于先进的计算模型和人工智能技术。这些技术的使用极大地提高了天气预报的准确性和及时性，挽救了生命并保护了财产。随着计算能力的不断提高，我们有望在未来获得更加复杂和可靠的天气预报功能。
结论
克拉拉·丹·冯·诺依曼对数值天气预报发展的贡献以及她在计算机科学领域作为女性先驱者的角色，为有志成为科学家和工程师的人们树立了榜样。通过认识到科学进步背后的隐形人物并向他们致敬，我们可以创造一个更加公正和公平的社会，在这个社会中每个人都有机会充分发挥自己的潜力。