计算智能论文

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1、的漫长过程中，人类对计算的追求从来就没有停止过。从最原始的扳手 指计算到借助算盘计算，从机械计算机到电子计算机等。回顾计算机的 发展史可以从中得到许多有益的启示。 （一）中国的算筹、算盘 人类最初用手指计算。人有两只手，10个手指头，所以人们自然而 然地习惯于运用十进制记数法。用手指计算固然方便，但不能存储计算 结果，于是人们用石头、刻痕或结绳来延长自己的记忆能力。中国人计 算圆周率值在3.14159243.1415927之间，这一结果比西方早了近一千 年。最早的人造计算工具是算筹，它是我国古代人民最先创造和使用的 一种计算工具。“筹”是一种竹制、木制或骨制的小棍，它们可以按照一 定的规则灵

2、活地布于盘中或地面，一边计算一边不断地重新布棍，如图 1-1 所示。不要轻看这些小棍，它当时是一种方便的计算工具，创造了 杰出的数学成果。例如，祖冲之就是用算筹计算出圆周率。算盘是从算 筹发展来的，它的产生时间大概在元代。到元末明初，算盘已经非常普 及，珠算方法也逐渐发展并最后定型。算盘是用珠子的位置来表示数位 的，如图 1-2所示。在进行计算时，用纸和笔来记录题目和数据，由人 通过手指来控制整个计算过程，最后将结果写在纸上。算盘作为一种计 算工具，至今仍然被使用。 （二）西方的对数计算尺 1621年，英国数学家威廉•奥特雷德（William Oughtred）根据对数 原理发明了圆形计算

3、尺，也称对数计算尺。对数计算尺在两个圆盘的边 缘标注对数刻度，然后让它们相对转动，就可以基于对数原理用加减运 算来实现乘除运算。17世纪中期，对数计算尺改进为尺座和在尺座内部 移动的滑尺。18世纪末，发明蒸汽机的瓦特独具匠心，在尺座上添置了 一个滑标，用来存储计算的中间结果。对数计算尺不仅能进行加、减、 乘、除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数、指数函数和对数函 数，它一直使用到袖珍电子计算器面世。即使在20 世纪 60 年代，对数 计算尺仍然是理工科大学生必须掌握的基本功，是工程师身份的一种象 征。图1-3所示是1968年由上海计算尺厂生产的对数计算尺。 （三）机械式计算机 17 世

4、纪，欧洲出现了利用齿轮技术的计算工具。1642 年，法国数 学家帕斯卡（Blaise Pascal）发明了帕斯卡加法器，这是人类历史上第一 台机械式计算机，其原理对后来的计算工具产生了持久的影响。如图1-4 所示，帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实 现加减运算、用连杆实现进位的计算装置。帕斯卡从加法器的成功中得 出结论：人的某些思维过程与机械过程没有差别，因此可以设想用机械 来模拟人的思维活动。 德国数学家莱布尼茨(G .W .Leibnitz )发现了帕斯卡一篇关于“帕 斯卡加法器”的论文，激发了他强烈的发明欲望，决心把这种机器的功 能扩大为乘除运算。1673年，莱布

5、尼茨研制了一台能进行四则运算的机 械式计算器，称为莱布尼兹四则运算器，如图1-5所示。这台机器在进 行乘法运算时采用进位-加(shift-add)的方法，后来演化为二进制，被 现代计算机采用。 1804年，法国机械师约瑟夫杰卡德(Joseph Jacquard)发明了可编 程织布机，通过读取穿孔卡片上的编码信息来自动控制织布机编织图 案，引起法国纺织工业革命。杰卡德织布机虽然不是计算工具，但是它 第一次使用了穿孔卡片这种输入方式。如果找不到输入信息和控制操作 的机械方法，那么真正意义上的机械式计算工具是不可能出现的。直到 20世纪 70年代，穿孔卡片这种输入方式还在普遍使用。 19世纪初，

6、英国数学家查尔斯•巴贝奇(Charles Babbage)取得了突破 性进展。巴贝奇在剑桥大学求学期间，正是英国工业革命兴起之时，为 了解决航海、工业生产和科学研究中的复杂计算，许多数学表(如对数 表、函数表)应运而生。这些数学表虽然带来了一定的方便，但由于采 用人工计算，其中的错误很多。巴贝奇决心研制新的计算工具，用机器 取代人工来计算这些实用价值很高的数学表。 1822年，巴贝奇开始研制差分机，专门用于航海和天文计算，在英 国政府的支持下，差分机历时10年研制成功，这是最早采用寄存器来 存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从 手动机械跃入自动机械的新时代。 (四

7、) 机电式计算机 1886年，美国统计学家赫尔曼•霍勒瑞斯(Herman Hollerith)借鉴了杰 卡德织布机的穿孔卡原理，用穿孔卡片存储数据，采用机电技术取代了 纯机械装置，制造了第一台可以自动进行加减四则运算、累计存档、制 作报表的制表机，这台制表机参与了美国1890年的人口普查工作，使 预计10年的统计工作仅用1年零7个月就完成了，是人类历史上第一 次利用计算机进行大规模的数据处理。霍勒瑞斯于1896年创建了制表 机公司TMC公司，1911年，TMC与另外两家公司合并，成立了CTR 公司。1924年,CTR公司改名为国际商业机器公司(International Business M

8、achines Corporation)，这就是赫赫有名的IBM公司。 1937年11月，美国AT&T贝尔实验室研究人员斯蒂比兹做成了世 界上第一台电磁式的数字计算机。因为机器在厨房里装配而成，斯蒂比 兹的妻子将它命名为，Model-K”（K是英语“厨房”的首字母）。 二战期间，斯蒂比兹被借调到美国科学研究和发展署担任顾问。从 60 年代初起，他担任了达特默斯大学医学院生理系教授和名誉教授，一 生共获得了 34 项发明专利。 斯蒂比兹被人称为“数字计算机之父”。1997 年，美国计算机博物馆 以他的名字设立了一个奖项——“斯蒂比兹先驱奖”，颁发给那些仍活在 世上的计算机信息的时代先驱。 1946年，霍波博士在发生故障的Markll计算机里找到了一只飞蛾， 这只小虫被夹扁在继电器的触点里，影响了机器运作。于是，霍波把它 小心地保存在工作笔记里，并恢谐地把程序故障统称为臭虫”（bug）。 这一奇怪的称呼，后来成为计算机领域的专业术语。 艾肯与霍波等人研制出了电磁式计算机，他们曾联名发表文章说， Mark I计算机能自动实现人们预先选定的系列运 学院：外语学院 班级：英语0906班 姓名：王宏秀 学号：200948180604