计算机发展大事记
1621年 英国数学家William Oughtred(1575-1660)根据对数原理发明了圆形计算尺(circular slide rule),这是最早的模拟计算工具。
1642年 法国物理学家布莱斯·帕斯卡(1623-1662)发明了齿轮式加减法器,称为Pascaline。当时他曾制造了50台这种小巧玲珑的器具,希望作为商品出售,但是受到职业会计的抵制。
1673年 德数学家莱布尼兹(Gottfried Wilhelm von Leibniz1646-1716)在对Pascaline改进的基础上设计制造了能进行四则运算的机械计算器。但因当时生产条件的限制,没有成为商品销售。莱布尼兹还与牛顿并列为微积分的发明人。
1777年 英国逻辑学家Charles Mahon(1753-1816)发明了逻辑演示器(logic demonstrator)。这个袖珍式的器具,能解决传统的演绎推理、概率以及逻辑形式的数值问题,马洪被称为计算机决策与逻辑功能的先驱。
1804年 法国Joseph Marie Jacquard(1752-1834)发明了穿孔卡织布机,引起法国丝织工业的革命。后人则把穿孔卡做成计算机的输入装置。
1820年 法国Charles de Colmar(1785-1870)改进了莱布尼兹的设计,制成了第一个商用的机械计算器,并生产了1500台出售。众所周知,计算器与计算机的根本区别是它没有存储程序的功能,只能进行算术运算,减轻了人们的计算劳动。
1822年 英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1791-1871)在马洪发明的逻辑演示器的激励下,开始设计差分机(difference engine)。目的是能自动进行6次多项式的计算并有20位有效数字,以便用它计算航海用表。
1834年 巴贝奇去巴黎参观了雅各发明的穿孔卡织布机,并购买了用这种织机生产的雅各丝织彩色肖像。在穿孔卡的启迪下,巴贝奇开始了分析机(analytical engine)的设计。分析机的重要贡献在于它包括了现代计算机都具有的5大装置:输入、处理、存储、控制、输出。开创了近代机械式计算机研究的先河。目前,国际计算机界都公认巴贝奇为当之无愧的计算机之父。
1842年 英国著名诗人拜伦的女儿爱达·拉夫拉斯伯爵夫人(Ada Augusta Lovelace,1815-1852)在剑桥大学帮助巴贝奇研究分析机。她是一位才思敏捷的数学家,洞察到巴贝奇的理论设计完全可行。她尽量传播这项工作,并建议用2进制存储取代原设计的10进制存储。她还指出分析机可以像雅各织布机一样编程,并发现了编程的基本要素。由于Ada在程序设计上的开创性工作,被誉为是世界上第一位程序员。
1847年 英国数学家乔治·布尔(George Boole,1815-1864)开始创立逻辑代数。他的逻辑理论建立在两种逻辑值“0”、“1”和3种运算“与(and)”、“或(or)”、“非(not)”的基础上,这种简化的2值逻辑为数学计算机的2进制、开关逻辑元件和逻辑电路的设计铺平了道路。
1854年 乔治·布尔出版了名著《布尔代数》(Boolean Algebra),该书被认为是自亚里斯多德以来逻辑学中最伟大的进展。
1869年 英国逻辑学家威廉·杰文斯(William Jevons,1835-1882)发明了进行布尔运算的逻辑机,他比不用机器的逻辑学家能更快地解决复杂的问题。
1871年 查尔斯·巴贝奇逝世。由于资金困难,特别是当时生产技术条件的限制,他设计的差分机和分析机一直没有完成。分析机以齿轮为元件、以蒸汽机为动力,要想使几千个齿轮和杠杆都能精确地配合工作谈何容易。巴贝奇的思想超越了他所处的时代,100年后他的梦想才成为现实。
1872年 美国人弗兰克·鲍德温(Frank Baldwin)开始创建美国的手摇计算机工业。这种手摇计算机是在 1960年出现电子计算器前,一直广泛使用的机械式计算器尽管它已由手摇变为电动。
1886年 美国统计学家霍勒瑞斯博士(Herman Hollerith,1860-1929)根据雅各穿孔卡原理制成了第一台机电式穿孔系统,称为造表机(tabulating machine),并把它用于美国的人口普查工作,当时他就在美国人口统计局工作。
1896年 霍勒瑞斯创立了造表机公司(Tabulating Machines Company)。TMC是IBM公司的前身。
1899年 日本NEC公司成立。
1911年 TMC造表机公司与另外两家公司合并,成立了CTR公司。另两家公司分别是1889年建立的Time Recording公司和1891年建立的Computing Scale公司。新公司的缩写CTR即分别代表Computing、Tabulating、Recording。
1913年 CTR实现统一管理,由老活森(Thomas J. Watson,Sr.1874-1956)担任公司总裁。当时CTR已有雇员1300名。
1924年 CTR公司易名为国际商业机器公司(International Business Machines Corp.),这就是赫赫有名的IBM公司。老沃森从1913年直到他去世的43年中,一直领导IBM使之成为世界上最大最成功的公司之一。为了促进公司的发展,他特别强调教育、科学研究以及技术创新的重要性,他的格言是:思考(THINK)。沃森一生都对计算机教育很感兴趣,经常帮助大学及其教职工解决困难。为哈佛大学、哥伦比亚大学提供经费和设备。因此,他曾是许多大学的董事,并接受了30多个荣誉学位。
1934年 德国学者康拉德·祖思(Konrad Zuse,1910-)开始利用机电部件研制程序控制的计算机。他是学建筑工程的,对其它国家计算机发展情况毫无所知,他的工作是在孤立状态下进行的。
同年,IBM成功推出第一台电动打字机。
1935年 日本富士通公司成立。
1936年 英国科学家图灵(Alan Mathison Turing,1912-1954)发表了著名论文《论可计算数及其在密码问题的应用》,首次提出逻辑机的通用模型__图灵机的概念。图灵机对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了深远的影响,为可计算性理论奠定了基础。
1937年 美国哈佛大学应用数学教授霍华德·艾肯(Howard Aiken,1900-1973)在读过巴贝奇和爱达的笔记后,受到很大启发。同时,在他研究空间电荷的传导理论时,正好需要大量繁杂的计算。因此,他写了一篇题为《自动计算机的设想》的建议,提出用机电方法而不是纯机械的方法来实现巴贝奇关于分析机的想法。但就当时哈佛的条件,没有可能制造这样庞大的机器。
1938年 德国祖思完成了他的第一个模型机Z1。
1939年 IBM总裁老沃森对艾肯的建议很感兴趣。艾肯的建议正好对IBM转向发展计算机起了点火助推的作用。沃森决定提供100万美元的经费,并由IBM承担制造艾肯设计的自动顺序控制计算机,为此双方签定了合同。
同年,美国衣阿华大学教授阿塔诺索夫(John Vincent Atanasoff,1903-)制成一台雏型电子管数字计算机。他也是因为进行数学物理研究需要进行大量计算,然而当时使用的模拟计算机速度太慢又不够精确,从而激发了他研究数字计算机的决心。
1941年 德国祖思完成了一台可以工作的计算机Z3,利用继电器作加法器,能对2进制浮点数进行计算。德国军方对他的工作毫无兴趣。同年,约翰·莫奇莱教授(John William Mauchly,1907-1980)从霍普金斯大学转入宾夕法尼亚大学工作。战争即将爆发,他参加了宾大摩尔电工学院与陆军军械署合作进行弹道表的计算工作。他在过去的研究中,都涉及到大量的计算,例如能谱的计算、气象预报等,他曾制造过一台模拟计算机作气象数据的谐波分析。他还用统计方法研究过太阳黑子的起因。为了探索新的计算技术,这一年他还去衣阿华大学参观过阿塔诺索夫的计算装置。
1942年 莫奇莱教授写了一份备忘录,建议制造一台电子计算机来完成弹道表这个至关重要的计算。这就是ENIAC的蓝图,但并未引起重视。同年,阿塔诺索夫在研究生伯利(Clifford Berry)的帮助下,用电子管作逻辑元件装成一台很小的计算机,称为ABC(Atanasoff Berry Computer)。
1943年4月 宾大摩尔学院与美国陆军阿伯丁弹道实验室签订合同,立项拨款,开始了ENIAC的研制工作。军方与宾大的联络员是高德斯坦中尉(Herman H. Goldstine),他对促成这一项目起了积极作用。
1944年8月 IBM公司把Mark I计算机作为礼物赠给哈佛大学。它的全称是IBM ASCC自动顺序控制计算机(Automatic Sequence Controlled Calculator),艾肯教授说Mark I的运行“使巴贝奇的梦想变成现实”。
Mark I是第一台大型自动数字计算机,但它不是全电子式的,使用了IBM的许多机电式部件,包括继电器、计数器、凸轮接触器、卡片机、穿孔机、电动打印机等。它的字长为23位十进制数,机器周期只有0.3秒,所以计算速度较慢,噪声很大。这个庞然大物,长15.5米,高2.4米,约5吨重。
Mark I在哈佛服役15年,从一开始,就在艾肯领导下为美国海军进行计算,包括后勤服务、射击弹道以及极为保密的第一颗原子弹的数学模拟等。许多计算机先驱者都在这里工作过,例如霍普中尉(Grace M. Hopper,1906-)就在这一年来到这里工作,与Compbell、Bloch一起编程,她说:“我成了世界上第一台大型数字计算机Mark I的第三个程序员”,后来她对高级语言、特别是COBOL的建立做出了贡献。
从前有许多文献都认为Mark I标志着现代计算机时代的开始。
1945年 图灵在二战期间一直在英国外交部供职(1939年至1945年),他是英国破译德军密码的主要成员。当时,希特勒的潜艇异常活跃,妄图切断英国与其它盟国的海上供应线。图灵设计的破译机Bombe实质上就是一台采用继电器作开关元件的高速计算装置。他以独特的思想创造的破译机,一次次成功地破译了法西斯的密电,使大西洋上盟军的护航队一次次避免了德国潜艇的袭击,为反法西斯的胜利做出了自己的贡献。
这一年,图灵谢绝了剑桥大学帝国学院研究员的地位,参加了英国国家物理实验室(NPL)数学部的工作。他把早先对可计算性的研究成果与他战时在电子学方面的经验结合在一起,以极大的热情从事电子计算机的设计工作。他起草了关于自动计算机器ACE(Automatic Computing Engine)的报告,描述了存储程序概念在计算机中的应用,阐明了用子程序实现某些运算而程序员不必知道机器细节的情况,这就预言了以后对高级语言的开发,他甚至还想象了远程终端的使用,指出“利用电话线来控制远距离计算机是完全可能的”。的确,ACE是一个雄心勃勃的计划。
同年,另一件有意义的大事是冯·诺依曼(John von Neumann,1903-1957)介入ENIAC的工作。一天,在阿伯丁火车站高德斯坦巧遇冯·诺依曼教授,中尉以敬仰的心情与早已闻名的教授攀谈起来。冯·诺依曼当时正在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作,从事核武器的模拟计算。当他听到ENIAC的进展时,凭着他渊博的学识立刻洞察到这一项目的重要意义,并毅然决定参加这一研究,成为ENIAC的顾问。于是在ENIAC的研制过程中,出现了一段智力活动最紧张的黄金季节。
1946年2月15日 ENIAC成功地投入运行。它是第一台电子数字计算机,为本世纪的计算机革命铺平了道路。这台机器的主要设计者是莫奇莱和埃克特。系统的逻辑设计来自莫奇莱的思想,他的学生埃克特(J.Presper Eckert,Jr.1919-)则完成了大部分工程设计。
这个庞然大物使用了18000个电子管,重30吨。它有20个电子累加器。每个累加器能作10位10进制数的存储与加减。时钟频率为100KHz,其运算速度是Mark I的1000倍。在宾大摩尔学院运行了几个月,就拆迁安装到马里兰州的阿伯丁武器试验场,工作到1955年才退役。
同年,Mark Ⅱ也投入运行,它仍使用了大量继电器,用于海军的武器试验场。霍普等人在调试机器时,发现在失效的继电器中夹着压扁的飞蛾,于是把它称为bug,而把debug(抓虫子)当成“排除故障”的术语。
这一年的6月,冯·诺依曼与高德斯坦等人发表了《电子计算机装置逻辑结构初探》的论文,成为EDVAC的设计基础。EDVAC是电子离散变量计算机(Electronic Discrete Variable Computer)的缩写。它的主要改进有两点:一是为了充分发挥电子元件的高速性能而采用了2进制;二是把指令和数据一起存储起来,让机器能自动地执行程序。
1946年暑期,宾州大学还举办了“电子数字计算机设计的理论和技术”讲习班,来自各国的29名专家参加了研讨,其中包括英国剑桥大学教授威尔克斯(Maurice V. Wilkes,1913-)。在讲习班期间,威尔克斯设计了EDSAC,它是电子延迟存储自动计算机(Electronic Delay Storage Automatic Calculator)的缩写。
1947年 莫奇莱和埃克特离开宾州大学,创立了他们自己的Eckert-Mauchly公司。冯·诺依曼教授则回到普林斯顿大学高级研究院,继续EDVAC的工作。
同年,艾肯在哈佛举办了数学设备讨论文,最重要的影响是他在哈佛大学创造了一个良好的环境,培养了许多计算机领域的杰出人物。从哈佛大学的大事记上,可以明确地证实“计算机科学”这门课程在哈佛要比其它大学早开10年。国际标准化组织ISO成立。
这一年,在美国哥伦比亚大学建立了美国东部计算机协会,这成为美国计算机协会ACM(Association for Computing Machinery)的前身。
1948年 美国贝尔实验室的三位物理学家巴丁(John Bardeen,1908-)、布拉坦(Walter Brattain,1902-)、肖克莱(William Shockley,1910-)发明了晶体管。由于这项影响深远的发明,他们荣获1956年诺贝尔物理奖。揭开了微电子学革命的序幕。
同年,IBM又开发了SSEC(Selective Sequence Electronic Calculator)。
1949年5月 EDSAC在英国剑桥大学投入运行,它是由Maurice Wilkes和W.Renwick设计制造的,做了很多早期的程序设计研究工作。他们还发明了威廉姆斯存储器,使EDSAC成为世界上首次实现的存储程序计算机。
同年,Eckert-Mauchly公司研制了BINAC,这是一台电子式全自检计算机,霍普也参加了这一工作。此外,德国的Zuse公司成立,开始制造Z11计算机。
1950年 图灵制成一台体现他的想法的模型机Pilot ACE,这是一台非常成功的机器,后来由英国电气公司制造了大约30台,命名为DEUCE。最早的一台Pilot ACE现在存放在伦敦肯辛顿科学博物馆里。
这一年的10月,图灵发表了另一篇著名论文《计算机器与智能》(Computing Machinery and Intelligence),指出如果一台机器对于质问的响应与人类的响应完全无法区别,那么这台机器就具有智能。今天,人们把这一论断称为图灵测试,它奠定了人工智能的理论基础。
这一年的12月,MIT(麻省理工学院)的旋风计算机(Whirlwind)投入运行。它是J.W.Forrester领导制造的。最初使用了静电存储器和1MHz的脉冲频率,字长较短,为16位2进制数,具有较高的运算速度。后来它用磁心取代了静电存储器 (1953年)并使用磁带和磁鼓作外存。在软件方面,开发了符号汇编程序的解释系统。旋风计算机对早期IBM的700系列计算机和DEC的研制工作影响很大,DEC公司初创时期的不少人来自MIT的林肯实验室。
这一年,Mark Ⅲ也投入运行,它最早使用了磁鼓存储器。
1951年6月14日 国际舆论通常认为这一天标志着人类进入计算机时代。UNIVAC通用自动计算机(UNIVersal Automatic Computer)交付美国人口统计局使用。它在当时的大选中,很快预告了艾森豪威尔当选,在西方引起轰动。UNIVAC的主要标志:一是计算机从实验室走向社会,作为商品交付客户使用;二是计算机从单纯军事用途进入公众领域的数据处理,引起强烈的社会反响。这台机器的设计师正是莫奇莱和埃克特,不过他们的公司因资金困难已在1950年被Remington Rand(兰德)公司并购。
这一年的10月,美国无线电工程师学会(IRE)的计算机小组成立。它是今天IEEE-CS计算机学会的前身。
这一年,图灵当选为英国皇家学会会员。
1952年 EDVAC正式投入使用。虽然,作为第一台存储程序的计算机它的原理设计早在1946年就已完成,但到1950年仍在做大量的测试工作。EDVAC所以延期,主要是ENIAC的原班人马已经分裂。EDVAC在阿伯丁陆军武器试验场一直用到1962年12月才退役。
同年,霍普研制成功第一个编译程序A-O。此外,MarkⅣ也投入运行。IBM推出701计算机。这一年,集成电路的思想开始萌发。英国的G.W.A.Dummer在他的论文中,提出在制造晶体管的半导体材料上加工整个电路将会是很有用的想法。
1953年4月7日 IBM公司在纽约举行盛大招待会向社会公布它的新产品,著名原子核科学家奥本海默致开幕词表示祝贺。IBM自1952年推出701大型科学计算机后,又推出702大型数据处理机和小型机IBM650,它们还配置了齐全的外设:卡片输入输出机、打印机等。这就为第一代商品计算机描绘出一个丰满而生动的形象。
这一年,首先出现的磁心存储器用在MIT的旋风计算机上,“几乎一夜之间就使存储器变得稳定而可靠了”(Wilkes语,他当时正在MIT访问)。
1954年 贝尔实验室制成第一台晶体管计算机TRADIC,它使用了800个晶体管。
IBM资助的一个委员会在John Backus领导下开始研制高级语言,设计用于科学与工程计算的FORTRAN语言。
这一年的12月,正式建立美国计算机协会ACM。在美国,它是包括科学、教育、技术各方面最大的一个协会。ACM的宗旨是发展信息处理,并负责推广计算机在各方面的应用。开始出版《计算机协会杂志》(Journal of the ACM),它是季刊,刊登有长期价值的计算机科学研究方面的论文。
A.M.图灵去世,年仅42岁。鉴于他在计算机理论方面的创造性的奠基工作,被称为计算机科学之父。
1955年 Remington Rand公司与Sperry公司合并,成立了Sperry Rand公司。
1956年4月6月 受中共中央的委托,周恩来总理、聂荣臻副总理领导制定了《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》。在宏伟的12年规划中,把计算技术、半导体、自动化、电子学并列为必须抓紧的4大紧急措施。著名数学家华罗庚教授(1911-1985)任计算技术规划组组长,负责起草了发展我国计算机事业的措施。
同年8月,中国科学院计算技术研究所筹委会成立,华罗庚任主任委员。根据“先集中,后分散”的原则,把全国各地曾在计算技术方面工作过的人员集中到所,共同承担任务,消化当时引进的苏联M-3小型机和юэCM大型机。待骨干力量锻炼成长后,再回各自的大学或科研单位开展工作。
同年9月,根据全国科学规划提出的要求,清华大学、北京大学开始筹建计算机或计算数学专业。
这一年,IBM公司的总裁老沃森去世,他把公司的领导权移交给儿子小沃森。小沃森在二战期间作过飞行员,对电子技术有比较深的体会,因此他坚定地引导IBM走开发计算机的创新道路。继701、702计算机后,又推出704、705计算机,它们都采用了磁心存储器,并改进了浮点运算部件与变址寄存器,再加上外设的改进,使这些机器的性能有了明显的提高。在IBM 704上运行的符号汇编程序SAP(Symbolic Assembly Program)是汇编程序发展史上最有意义的事,它确立了汇编的基本形式。在704计算机上,还运行了第一个高级语言FORTRAN,它适合科学计算,至今仍在使用。
这一年,Los Alamos,John Kister,Paul Stein,Stanislaw Ulam,William Walden和Mark Wells开发了初级的奕棋程序。
1957年 在高级语言方面出现了COMIT Ⅱ,IPL-V,IT等。COMIT Ⅱ是用于字符串处理与模式匹配的第一主要语言。IPL-V是一种表处理语言,形式上与汇编语言类似,曾在60年代大量使用。IT是在IBM 650小型计算机上实现的第一个语言,对编译程序的研究起了推动作用。
1957年10月14日 英国计算机学会BCS(british Computer Society)成立。威尔克斯教授任首届总裁(1957-1960)。
这一年,W.C.Norris创建了控制数据公司CDC(Control Data Corp.),开始了巨型机的研制工作。二战期间诺里斯曾在海军服役,搞过破译密码的工作,追求技术的完美。他是个学者型的人物,对CDC的发展正负影响兼有。
同年,奥尔森兄弟(Ken Olsen和Stan Olsen)和安德森( Harlan Anderson)创建了数据设备公司DEC(Digital Equipment Corp.),开始了小型机的研制工作。Ken Olsen曾参加过MIT旋风计算机等开发工作,因此MIT对DEC有较大的影响。
1958年8月1日 我国第一台电子管计算机103机诞生。它采用磁心做内存,采用磁鼓做外存。内存容量1024字,运算速度为每秒1500次。
1958年12月 我国已有15所高等院校先后建立了计算机或计算数学专业。当时的计算机专业除讲 授有关电子线路和脉冲技术外,主要结合某些比较成熟的计算机产品学习原理与设计方面的知识。计算数学专业则在数值分析课的基础上,学习在机器上或手工编写程序。
这一年,英国曼彻斯特大学的T.M.Kilburn领导的小组与Ferranti公司合作,设计了ATLAS计算机。这是第一台能执行多道程序的机器,并采用了分级存储的技术,在硬软件的很多方面表现出整个计算机系统设计思想的进步。
在高级语言方面,1958年也有许多发展。MIT的John McCarthy发明了LISP语言,它是为人工智能领域的应用而设计的,至今仍在广泛使用。同年,ALGOL58出现,它由一个国际数学家小组设计,主要用于数学与科学计算。同年,还出现了第一个专用语言APT,用于数控机床的程序编写。此外,还有用于商业数据处理的第一个类英语语言Flow-Matic。
计算机用作教学机器也始于1958年,主要在一些工程系科把它引进教室。在象棋程序方面,Alex Bernstein等人开发了用于IBM 704机的第一个成熟的程序。Alan Newell,John Shaw,Herbert Simon还使用高级语言首次开发了模仿人类思维过程的程序。国际著名刊物《ACM通讯》创刊。这是一本月刊,及时刊载计算机最新发展的技术性或前瞻性的论文。
1959年10月 我国研制成功大型通用电子管计算机104机。它仍用磁心作内存,配有磁鼓、磁带机、光电输入等外设。内存容量为2048字,运算速度为每秒1万次。这台机器为我国国民经济和国防部门解决了不少过去无法解决的问题。
这一年的5月,一个设计委员会在华盛顿的五角大楼开始工作。由Grace M.Hopper领导的小组开始进行COBOL规格说明的设计。
同年,IBM公司为了把弹道导弹预警系统BMEWS晶体管化,研制了709TX系统。接着,就推出IBM 7090系列,它是第二代计算机的典型机型,它在1960年至1964年一直统治着科学计算的市场。
作为首批高性能的巨型机之一,LARC在美国费城的Sperry UNIVAC工程研究所开始研制。LARC是利弗莫尔自动研究计算机(Livermore Automatic Research Computer)的缩写。在1960年投入运行,它只生产了两台,是迄今为止制造的最大的10进制计算机。加法速度为4μs,乘法速度为8μs,比当时的计算机有很大提高。一般认为,LARC在技术上是成功的,但制造成本过高,不可能批量产销。
在1959年,还出现了关于集成电路的最早专利。美国Texas Instruments(德州仪器公司)的Jack Kilby和Fairchild(仙童公司)的Robert Noyce分别提出专利申请。这标志着实用IC芯片的问世,当然这些芯片还主要是振荡器之类的电路。
这一年,G.Feissel等人还开始研究用7根平行线条组成的条形码。
这一年,DEC公司推出PDP-1计算机。作为商标,PDP的含义是可编程数据处理机,即Programmed Data Processor。当时,大多数计算机的价格都在100万美元以上,而PDP-1只有12万美元,因而引起广泛的注意。
1960年 ALGOL60问世。它是在ALGOL58的基础上,由一个国际数学家小组定义的。FORTRAN的设计者John Backus也参加了这项工作。ALGOL语言正是通过Backus-Naur Form(即巴科斯·诺尔范式)这种元语言来定义的。ALGOL是使用递归的第一个主要的面向过程的语言。
同年1月,COBOL的规格报告正式公布。它是自1959年5月,由Grace M.Hopper领导的小组在五角大楼支持下工作的结果。
这一年,美国Bethelehem钢厂成为第一家利用计算机处理定货、库存管理,并进行生产过程实时控制的公司。
同年,《计算机评论》月刊开始出刊,主要刊载计算机应用方面的综合性文章。
1961年 IBM公司在推出全晶体管化的7000系列以取代电子管的700系列的同时,完成了第一台流水线计算机STRETCH,即IBM 7030。它的CPU即有执行定点操作和字符处理的串行运算器,又有执行快速浮点运行的并行运算器。流水线采用了最多可以重迭执行6条指令的控制方式。为了提高速度,使用了NPN和PNP高速漂移晶体管作电流开关元件,电路延迟时间为10毫微秒。内存为1.6万字的磁心存储器,并采用多体交叉存取方式。为了提高可靠性,首先采用了汉明纠错码。此外,还采用了多道程序技术,能使CPU与I/O设备并行工作。事实上,这台流水线计算机已成为超级计算机的雏型。
同年,出现了第一个模拟语言GPSS。它是General Purpose System Simulator的缩写,意为“通用系统模拟程序”。所谓模拟,就是用计算机来““做实验”,通过模拟可以得知“实验”的反应与结果。
1961年5月10,美国信息处理学会联合会AFIPS(American Federation of Information Processing Societies)成立。它由美国若干专业学会联合组成,旨在推进并交流信息处理科学的知识,举办学术论文报告及其它科学活动。它在各种国际性的信息处理活动中,代表美国国家。凡是社会上涉及信息处理的活动,AFIPS就起美国国家发言人的作用。
同年,中国计算机学会的前身,中国电子学会电子计算机学会在北京成立,挂靠在中国科学院计算技术研究所。
1961年12月,IBM公司提出“360系统计划”。当时守旧派认为二代机7000系列产品已占70%的市场,不必冒进搞什么“360决策”。然而革新派则认为二代机产品性能单调、品种重复,程序不兼容、用户负担重,为了克服种种弊端就必须大刀阔斧地搞新的通用计算机。
同年,MIT在IBM 7090上开发了第一个实验分时系统CTSS(Compatible Time Sharing System)。当时的7090只有32K内存,监控程序为5K,剩下27K给用户使用。CTSS成功地支持着32个用户,允许他们同时用各自的终端来编译和运行程序。CTSS对IBM后来的操作系统产生了很大的影响。
1962年 在硬磁盘存储技术上,出现了磁盘组(disk pack)。
在语音识别方面,贝尔实验室的Kersta研究了用语音图谱仪绘出的语音谱图,发现同一个人发同一个音的谱图总是比不同的人发同一个音的谱图更为相似。为此他创造了一个类似于“指纹”(fingerprint)的新词“声纹”(voiceprint),就是说能象用“指纹”辨别人那样,可以通过“声纹”来辨别人,这很有应用价值。在条形码技术方面,E.F.Brinker开始把条形码用在公共交通的车辆识别上。
在测试技术方面,Auerback公司提供了最早的基准程序Benchmark。
此外,在斯坦福大学、普度大学等校开始建立计算机科学系。计算机科学(Computer Science)一词开始流行,但是对它尚无确切的定义。
1963年 贝尔实验室发明了为字符串处理提供完善功能的一种独特的编程语言SNOBOL。
此外,继GPSS之后的又一种模拟语言SIMSCRIPT问世。
美国宝来(Burroughs)公司推出B5000系列。DEC公司推出PDP-5,为12位字长的小型机。
美国IRE(无线电工程师学会)与IEEE(电子电气工程师学会) 合并,壮大了IEEE组织。此外,《俄克拉荷马日报》(Daily Oklahoman)成为第一家利用计算机编辑排版的报纸。
1964年4月7日 IBM公司公布了360系统,它克服了二代机性能单调的弱点,集科学计算、数据处理、实时控制等功能于一身,确立了通用性的全方位应用模式,成为计算机发展史上的一个重要里程碑。
IBM 360包括多种机型,从小型商用机到大型科学计算机。型号虽多,但采取了标准化措施:统一指令格式、统一数据格式、统一字符编码、统一I/O接口、统一中断系统、统一人机对话方式。它们都采用了相同的操作系统OS/360,因而确立了兼容性的格局。它既采用了崭新的技术,又留有继续发展的余地,确立了计算机体系结构的继承性 。
1964年5月1日,美国达特茅斯学院的凯梅尼(John Kemeny)和卡茨(Thomas Kurtz)发明了BASIC语言。他们认为FORTRAN等语言都是为专业人员设计的,而他们希望能为毫无经验的人提供一种新的语言,特别是使非计算机专业的大学生都能通过这种语言学会使用计算机。
此外,在编程语言方面还出现了PL/I、Formac、以及IBM公司开发的报表生成程序:RPG Ⅱ。后者是一种使用方便的专用语言,用户只需了解有关“输入、文件描述、计算、输出”这4个规格说明,就可用RPT Ⅱ产生报表。因此,有人曾说RPG是第四代编程语言的先兆。
这一年,Seymour Cray在CDC公司设计CDC 6600时,研究了简化指令系统,提高运算速度的问题,这应该说是精简指令系统的先声。
同年,美国航空公司(American Airlines)建立了第一个实时订票系统。
1964年,我国陆续推出一批晶体管计算机,例如109乙、109丙、108乙、320以及411B。当时国防建设的迫切需要推动了我国计算机事业的发展,而我国在计算机技术方面的突破,又促进了国防现代化的进程。
1965年、DEC公司又推出PDP-8小型机,以其结构简单、售价较低,在商业上大获成功。我们知道,在1960年以前的计算机全都是很大的,价格也都在数百万美元以上。因此,能把价格降到数十万甚至十几万,那就使许多公司的部门或大学里的系,能自己买得起计算机使用了。这就是人们把小型机称为是部门型计算机的原因。
这一年,在操作系统的早期工作中,MIT完成了Multics分时操作系统,加州大学伯克利分校完成了XDS-940分时操作系统,它们为今后UNIX的出现打下了基础。
1965年,荷兰计算机科学家迪克斯特拉(Edsgar W. Dijkstra)提出结构化编程技术,适合在软件的详细设计或低层设计及编码实现阶段采用。
1966年,M.J.Flynn在研究非常高速的计算系统时,提出按指令流和数据流对计算机进行分类的方法。所谓指令流是机器执行的指令序列,数据流是由指令调用的数据序列。因此,他把计算机分为4大类:SISD(单指令流单数据流,我们目前使用的多数机器均属这 一类);SIMD(单指令流多数据 流,例如ILLIAC-Ⅳ、PEPE、STARAN、MPP等);MISD(多指令流单数据流);MIMD(多指令流多数据流,例如C.m、C.mmp、IBM 3081/3084、Cray-2、Cray X-MP等)。
这一年,IBM公司的P.H.Howard提出 英文字符识别系统,推动了文字识别技术的发展。同年,R.Casey和G.Nagy对汉字OCR(光学字符识别)进行了研究,并提出二级匹配的方法。在课件写作方面,出现了Coursewriter Ⅲ软件。
为纪念图灵对计算机科学做出的奠基性贡献,ACM专门设立了图灵奖。从1966年开始颁发。首先获得此殊荣的是美国计算机科学家Alan.J.Perlis,他在获奖时发表的图灵讲演题目是:“The synthesis of algorithmic systems”(算法系统的合成)。他的贡献主要是在计算机算法和语言方面。
1967年 美国贝尔实验室的Bobeck提出用磁泡存储信息的思想。它是一种非易失性的、固态的、读写存储器,具有密度高、体积小、重量轻、功耗低以及坚固耐用的特点。10年后它被做成集成电路芯片。
美国Arthur L.Samuel开发了第一个下棋程序。10年后它才被公爵大学(Duke University)的Eric C.Jensen和Tom R. Truscott所开发的程序击败。在1966年至1967年,MIT的Alan Kotok和John McCarthy合作开发了一个4人游戏比赛程序。
在模拟语言方面,出现了Simula 67。它是挪威计算中心的O.J.Dahl和K.Nygaard用ALGOL语言开发的。在科学计算方面,出现了Reduce软件包。
1967年图灵奖授予英国计算机科学家Maurice V.Wilkes(莫里斯·威尔克斯)。他的讲演题目是:“Computers then and now”(当初及现今的计算机)。他的贡献主要是发明了微程序技术,他还设计并实现了世界上首次运行的存储程序计算机EDSAC。
1968年 在美国加州的硅谷,Robert Noyce和Gordon Moore创建了Inter公司。它吸引了一批才华横溢、志趣相投的年轻人,开始了用VLSI技术制造微处理器芯片的研制工作。同年,美国又一家小型机公司DG(Data General Co.)通用数据公司成立,该公司后来生产的Nova机对我国计算机的发展曾产生较大影响。同年,CDC公司又推出CDC7600,这是早期又一巨型机。在硬盘技术方面,IBM公司提出温彻斯特技术(Winchester techonlogy),该技术以密封硬盘为特色,简称温盘,成为今天微机硬盘的同义语。在液晶显示方面,美国RCA公司提出液晶显示技术,但因对比度差、视角狭小,尚难应用。
在软件工程方面,1968年10月北大西洋公约组织(NATO)的科学委员会在德国加尔密斯(Garmisch)开会讨论软件可靠性问题,产生了关于“软件工程”的加尔密斯报告,简称G-报告。
在编程语言方面,国际信息处理联合会(IFIP)的工作小组设计了ALGOL 68。虽然它是ALGOL 60的后继者,但它却是一种全新的语言。其设计目的是 :为算法间的通信、为不同计算机上程序的可移植、为计算机科学的教育提供一种通用的程序设计语言。ALGOL 68有很丰富的表达能力,有令人感兴趣的优美结构。此外,Seymour Papert、W.Feurzeig等开发了Logo语言。它作为LISP语言的一种方言,是专为儿童介绍计算机及其编程而研制的。它在用户接口上开发了完整的编程环境。
荷兰计算机科学家Dijkstra在ACM通信上发表了“GOTO语句值得考虑的害处”(GOTO Statement Considered Harmful)的短信,指出调试修改程序的困难与它包含的GOTO数目成正比,假如取消了GOTO语句,将会使编程错误大幅度减少。于是引发了一场关于结构化编程的大讨论。
在计算机图形学方面,Ivan E.Sutherland提出窗口技术。此外,他在1963年推出的SKETCHPAD成为现代交互式图形技术的基础。
在计算机网络方面,1968年美国国防部高级研究计划局(DARPA)着手实现一项称为ARPA网络的资源共享计划。后来成为全世界最早的阿帕网(ARPANET)。
在计算机科学教育方面,1968年Finerman编了一本书《University Education in Computing Science》(大学的计算机科学教育)。指出计算机科学确是一门新兴的科学,绝对不是一个短命的偶然发现。
美国计算机协会ACM设立了“计算机科学课程委员会”,进行必要的学科规划。提出一个报告:“Curriculum 68”(68教程,Atchison等)。该报告对计算机教育的发展方向有着深远的影响。68教程一共安排了22门课程:包括4门启蒙课程(计算导论、计算机与程序设计、离散结构引论、数值计算);9门中间课程(数据结构、程序设计语言、计算机组织、系统程序设计、编译程序的构造、开关原理、时序机、数学分析I和数学分析Ⅱ);9门高级课程(形式语言与语法分析、高级计算机组织、模拟与混合计算技术、系统模拟、信息的组织与检索、计算机图形学、可计算性原理、大型信息处理系统、人工智能与启发性程序设计)。报告还指出,计算机科学的教学计划必须有很好的数学基础,因为计算机科学与数学的概念和方法有非常密切的关系。
1968年图灵奖授予美国计算机科学家R.W.Hamming(汉明)。他的讲演题目是“One man's view of computer science”(计算机科学的个人观点)。他的主要贡献是编码理论。
1969年 DG公司推出16位小型机Nova系列,它是多功能多用户的系列机,包括Nova 1200、Nova 800、Nova 300,适用于科学计算、数据处理、过程控制、数据通信等领域。
这一年,贝尔实验室的Dennis M. Ritchie和K.Thompson用PDP-7的汇编指令编写了UNIX的第一个版本V1,这一著名操作系统正式问世。UNIX的发展对计算机界、尤其是对软件界产生了巨大而深刻的影响。
1969年10月NATO的科学委员会又在意大利的罗马开会讨论软件开发技术问题,产生了关于“软件工程技术”的罗马报告,简称R-报告。
1969年12月,当时只有4个实验节点的ARPANET网正式运行。从那时以来,它一直运行,而且节点迅速增加,成为从夏威夷至挪威跨越半个地球的广域网。 我们关于网络的许多知识都是ARPANET工程的直接结果。
1969年图灵奖授予美国计算机科学家M.Minsky(明斯基)。他的演讲题目是:“Form and content in computer science”(计算机科学的形式和内容)。他的主要贡献是人工智能。
1970年 IBM公司开始推出370系统取代360系统。它继承了360的体系结构,全面采用微程序技术,使操作系统的部分功能向微码级垂直迁移,在扩展功能和提高效率方面都取得极大成功。370系统采用了半导体存储器并实现了虚拟存储,它还增强了数据通信和数据库能力。70系统包括一系列型号,其中370/168为最高档机型,运算速度达250万次/秒。
这一年,Inter公司推出1Kb的DRAM,使半导体存储器走上迅猛发展的道路。