输出设备

主要府于将计算机的运算结果或工作过程按用户所要求的形式表现出来。常用的输出设备有屏幕显示器、行式打印机、电传打印机、激光打印机、绘图仪等。

输入/输出设备常简称为 I/O 计备,它们统称为外围设备(简称外设)。计算机的运算器和控制器结合在一起称为中央处理器(CPU)。若将 CPU

集成在一块芯片上,便构成一个微处理器。CPU 和内存一起称为主机。主机相当于人的大脑,用于记忆事件,进行分析、判断、运算处理,并控制各部分协调工作,准确地完成指定的任务。外设是沟通与主机联系的桥梁,好比人的视、听、嗅、触觉器官和能进行动作的四肢躯干。外设配备适当、性能好,计算机使用起来就方便灵活,反之若主机再好,若外设不“灵”、不便,

操作繁琐,可靠性差,主机也难以发挥优势。

冯·诺伊曼式计算机体系在计算机发展中一直占据非常重要的地位,他对计算机发展所作出的杰出贡献已成为科技发展史册中光辉的一页。

  1. 图灵与世界计算机最高奖

A·M·图灵是英国数学家。1912 年 6 月 23 日生于伦敦,1954 年 6 月 7 日卒于威姆斯洛。1931 年进入剑桥大学学习,毕业后留校任教。1938 年进入美国普林斯顿大学学习,并获博士学位。

图灵从 1935 年开始研究数学逻辑,1937 年发表著名的《论应用于决定问题的可计算数字》一文。文中提出思考实验原理计算机——图灵机的概念, 从而推进了计算机理论的发展。

1945 年,图灵进入英国国家物理研究所工作,并开始设计自动计算机。

1950 年,图灵发表题为《计算机能思考吗》的论文,设计了著名的图灵测验, 即通过问答方式来测试计算机是否具有同人相等的智力。1951 年,他被选为英国皇家学会会员。

为了纪念图灵对计算机科学的贡献,美国计算机器协会(ACM)设立了可称得上是世界计算机最高奖的图灵奖,每年授予在计算机科学方面作出重大贡献的科学工作者。

D·E·克努斯是美国当代杰出的计算机科学家、是 1974 年图灵奖得主。

1960 年克努斯在俄亥俄州的克利夫兰的凯西理工学院取得数学学士和

硕士学位,并于 1963 年在帕萨迪纳的加里福尼亚理工学院获博士学位。1963~1968 年在加里福尼亚理工学院任教,1968 被斯坦福大学聘为教授,当时他仅 30 岁。

在计算机科学领域,他的主攻方向是程序设计语言、算法分析及计算机科学史。在数学领域中,他主要研究组合分析和数论。他已发表了几百篇论文和许多著作。他现在是国际上十多种计算机科学和数学杂志的编委,是美国计算机器协会(ACM)、美国数学会、美国电气及电子工程师学会(IEEE), 计算机学会、美洲数学学会、工程与应用数学学会、斐波那契学会等学术组织的成员,美国艺术和科学院院士,国家科学院院士。由于他的杰出成就, 于 1971 年获美国计算机器协会颁发的霍珀奖,又以他所著的《计算机程序设

计技巧》这部巨著获 1974 年的图灵奖。

《计算机程序设计技巧》全书共分七卷,此书是计算机科学的一部经典著作。

1977 年的图灵奖得主巴科斯,1949 年毕业于哥伦比亚大学,获学士学位,1950 年获硕士学位。当年进入国际商业机器(IBM)公司工作。1952 年, 他领导一个小组为IBM 公司初期制造的701 计算机设计了快速编码系统,1953年又为该公司的 704 计算机设计出了 FORTRAN 语言。

60 年代,巴科斯转到公司的沃森研究中心,参加了 AL-GOL60 算法语言的设计工作,并提出了描述 ALGOL60 算法语言语法的表示法,即著名的巴科斯范式(BNF),巴科斯范式非常类似于上下文无关文法(CFG),后为许多其他高级程序设计语言所采用。由于巴科斯在程序设计语言、语法描述等方面的卓越成就,于 1977 年获图灵奖。

  1. 第一台电子计算机的研制者

世界第一台电子计算机由埃克脱和莫奇利共同完成。J·P·埃克脱是美国工程师。1919 年 4 月 9 日生于美国宾夕法尼亚州费城。1941 年毕业于宾夕法尼亚大学莫尔学院,获电气工程学士学位,1943 年获硕士学拉,1964 年获得该大学荣誉工程理学博士。埃克脱与 J·W·莫奇利一起主持了 ENIAC 计算机的研制工作,任该研究组的总工程师。1945 年年底研制成功了世界第一台通用电子计算机,此后,他仍与莫奇利合作,相继研制成 BINAC 计算机和UNIVAC—1 通用计算机。

埃克脱是美国电气电子工程师协会(IEEE)会员。1948~1966 年间在美国共获得 85 项专利并于 1966 年获美国国家科学勋章。

J·W·莫奇利是美国电子数字计算机先驱者之一。他于 1907 年 8 月 30

日生于美国俄亥俄州的辛辛那提,卒于 1980 年 1 月 8 日。1925 年进入霍普金斯大学,1932 年获物理学博士学位。1933~1941 年在厄西纳斯大学任教。1941 年夏,进入宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院电子国防训练班学习,结业后留校任教。

莫奇利于 1942 年提出题为“利用高速电子管计算机进行计算”的备忘录。在美国陆军阿伯丁研究所的资助下,成立了以莫奇利任总设计师,J·P·埃克脱任总工程师的研究小组,于 1945 年年底研制成功了世界第一台通用电子计算机 ENIAC。

这台计算机使用了 18800 个电子管、重达 30 吨,耗电 150 千瓦,安装在

面积为 170 平方米的室内。这台计算机每秒可进行 5000 次加法,500 次乘法

或 50 次除法运算,比当时一般的手摇计算机快 1000 倍,比人工计算约快 20

万倍。这台计算机于 1947 年 8 月在阿伯丁研究所正式交付使用,进行弹道表、氢弹、天气预报、宇宙线研究和风洞设计等的计算。

此后,莫奇利与埃克脱又共同研制成 BINAC 二进制自动计算机和第一台商用计算机 UNIVAC—1 等。1946 年,莫奇利和埃克脱成立了自己的公司,该公司是美国计算机公司斯派利公司的基础。莫奇利曾是许多著名学会的会员,获得多种奖励。1966 年,他与埃克脱一起获哈里·古德纪念奖。

  1. 程序设计语言的开拓者

    G·M·霍珀是美国应用数学家,计算机程序设计语言的开拓者。1906 年

12 月 9 日生于纽约。1928 年毕业于瓦沙学院,同年考入耶鲁大学,1930 年

获硕士学位,1934 年获博士学位。她长期在瓦沙学院任教。

霍珀从 1943 年起为哈佛大学正在研制的 MARK—1 计算机编制程序。1946 年,她又到该校应用物理计算研究所为 MARK—2、MARK—3 计算机

编制应用程序。

1949 年,霍珀进入埃克脱一莫奇利计算机公司并随公司合并转到斯派利

公司,直到 1971 年退休。

霍珀先后为多类计算机编制了许多程序,包括初期的编译程序。

霍珀是 COBOL 语言的开创者,她先后发表过 50 多篇有关程序设计语言的论文。

公司为表彰她的卓越功绩,从 1971 年起,设立了霍珀奖,这是计算机界

仅次于图灵奖的计算机奖。

  1. 研制微型机和巨型机的专家

    M·E·霍夫是美国研究微型电子计算机的先驱。1968 年进入美国英特尔

(Intel)公司,任应用研究经理。

霍夫在美国英特尔公司研制可编程计算器用集成电路技术时,提出微处理器设想,并于 1971 年研制成功 4004 微处理器。4004 微处理器在 4.2×3.2

毫米的硅片上集成了 2250 个晶体管,另加一块 256 字节的只读存贮器电路、

一块 32 位的随机存取存贮器和一块 10 位寄存器电路,构成英特尔公司命名为 MCS—4 微型电子计算机,从而开创了微型计算机时代。

S·克雷是美国超大型和巨型计算机设计专家。生于美国威斯康星州,毕业于明尼苏达大学。克雷于 1950 年进入斯派利克公司。1957 年参与创办控制数据公司。自 60 年代初开始,克雷领导一个 30 多人的设计组,于 1964 年设计成功当时世界运算速度最快的计算机 CDC—6600,运算速度达到每秒300 万次。此后又设计了运算速度达到每秒千万次的 CDC—7600 计算机。1972 年,他组建克雷研究公司,开始研制克雷—1 巨型机,并于 1976 年完成,其运算速度达到每秒 8000 万次。1980 年以后该公司又先后研制成功克雷—2 和克雷—3 巨型机,运算速度达到每秒 1 亿次

  1. 中国计算机事业的开创者

中国计算机事业的开创者吴几康,1918 年 1 月 9 日生于上海市,1943 年同济大学机电系毕业,后到丹麦工业大学进修,1953 年初回国。

从 1953 年起吴几康从事中国计算机事业的开创工作,建立计算机实验室。1956 年筹建中国科学院计算技术研究所。他在 1957~1959 年研制成功中国第一台 104 型大型通用电子管计算机,获国家科技成果一等奖。1965 年参加筹建陕西微电子学研究所,承担集成电路微型计算机研制任务。1965~ 1966 年参加和领导中国第一台集成电路微型计算机的研制工作。在设计抗干扰滤波器、抑止信号传输干扰和提高整机可靠性等方面取得成绩。1979~1983 年参加研制每秒千万次运算的 757 型流水线向量计算机,获中国科学院最高荣誉奖。

吴几康现任中国电子学会理事和计算机学会副主任,中国科学院技术科学部计算机组副组长,研究生院电子学与自动化部副主任等多种职务。

中国计算机专家慈云桂,1917 年 10 月 5 日生于安徽省桐城县,1994 年卒于湖南长沙。1943 年 7 月湖南大学电机系毕业,同年 8 月考入昆明清华大学研究院无线电学研究所攻读硕士学位。慈云桂长期从事教学和研究工作, 著有《微波技术》、《雷达原理》、《概率论、信息论基础》、《计算机设计》等书,在国内外刊物上发表了《大型计算机系统总体结构设计》、《巨型计算机算法模型与系统结构分析》、《无冲突访问的新型存贮系统》等多篇学术论文,为发展中国计算机学术研究作出了重要贡献。他组织并主持研制了中国第一台晶体管通用数字计算机、百万次级计算机和第一台“银河” 亿次计算机(获重大科技成果特等奖)。

慈云桂是中国电子学会理事,中国计算机学会副理事长,国务院电子振

兴领导小组计算机顾问组组长,中国科学院院士,并担任多种专业刊物的编委。

  1. IBM360 的核心研制人物G·M·阿姆德尔是美国计算机设计专家。

阿姆德尔 1922 年 11 月 16 日生于南达科他州。1942~1944 年在海军服

役,1948 年毕业于南达科他大学,获电气工程学士学位,1952 年获威斯康星大学博士学位。

阿姆德尔曾在世界第一大计算机公司——国际商业机器(IBM)公司工作,是该公司研制的 704 计算机的主要设计人,同时也是该公司 360 系列计算机的核心研制人物之一。

IBM360 系列计算机不仅是第三代集成电路计算机的前驱,而且还开创了计算机大小配套、程序通用、各行各业都能使用的计算机系列化、标准化和通用化的先例。稍后该公司又研制出了 IBM370 系列计算机。

1970 年阿姆德尔建立了阿姆德尔公司,设计了 470V/6、470V/7 等大型计算机。

  1. 微软公司总裁比尔·盖茨

比尔·盖茨,世界上最有影响的企业家,于 1975 年创建微软公司,20 年来,微软几乎垄断了微机上的操作系统,著名的 DOS、Windows 都出自微软公司。他本人连续三年处于全球亿万富豪排行榜榜首,拥有个人资产 360 亿美元,是当今世界上最富有的人。

然而,这个微软公司(Microsoft)总裁看上去一点也不像人们想象中的亿万富翁。

比尔·盖茨出生于美国华盛顿州的西雅图市,排行老二,父亲是当地有名的律师,母亲是华盛顿大学的评议委员。盖茨上中学时就迷上了电脑,14 岁那年,他就拥有自己的电脑公司,并开始为学校的计算机编程序。18 岁考入哈佛大学时,他对电脑的迷恋已到了如痴如狂的地步。在大学二年级时, 他毅然放弃了众人羡慕的法律专业的学习,与他的同伴保罗·艾伦一起创建了后来名扬四海的微软公司。

在公司创建之初,盖茨就表现出他具有非凡商业头脑和电脑专家的智慧,他当时就看到了未来软件发展的良好前景,尤其是软件有成本低、可以避开设厂的风险等优点,而且硬件发展速度始终超前于软件,运算速度越来越快,存贮容量越来越大,而软件却不尽人意。因此,盖茨决定在软件上下功夫、做文章。1980 年,当 IBM 公司酝酿推出新型个人电脑时,苦无一套相适应的操作系统,于是 IBM 找上了微软,希望为他们设计一套这样的系统, 盖茨欣然答应,结果相当成功,几经完善后,微软推出了微机磁盘操作系统MS—DOS,很快遍及全球,从此,微软公司名声大振。几年后,当苹果电脑公司推出新型系列机时,却因没有文字处理程序和应用程序而无法拥有市场, 所以他们也找到了微软。人们这才发现,盖茨所擅长的就是为这些已经存在的技术开拓市场,创造更大的价值。在一次接受《纽约时报》采访时盖茨讲: “我一向很注意市场变化,我知道什么时候该在哪个方向上稍等一等,在哪

个方向上加快些速度,最关键的是做好预测并及时调整。”

根据他的这一原则,当苹果公司找他设计应用程序时,他毫不犹豫抓住这个机会,结果又为微软打了一次漂亮仗。但对“微机数据库”的开发,他决定暂缓两年。他认为市场上已有这类软件,且销售速度很慢,足以让后来者免费坐享前人的研究成果。后来的事实证明,他当初的预测和决断是完全正确的。根据这一原则,他把微软公司搞得红红火火,越来越壮大,最终变成微机软件的霸主。

盖茨在软件市场上的霸主地位越来越引起电脑业同行的关切,他们为各自的利益考虑,也希望能分享软件市场,各得其利。于是近年来软件市场竞争变得十分激烈,连原本势不两立的 IBM 公司和苹果公司也联手合作,共同向盖茨的微软公司提出挑战。

从 1988 年开始,苹果公司就与微软打起持久的“官司”。因为微软推出的 Windows 使 IBM 公司的电脑也可以像苹果公司的 Macintosh 一样,不用繁琐的指令,而采用图形界面,可直接用鼠标操作。苹果公司认为 Windows 抄袭了它们的成果,状子告到法院,至今仍无结果。

此外,微软的Windows 操作系统也动摇了微软与IBM 的合作关系。Windows 问世后,抢走了微软公司和 IBM 公司合作的另一套操作系统 OS/2 的市场。双方关系闹僵后,IBM 只得自己完善改进 OS/2,而盖茨则已经着手研究 windows 的第二代产品 WindowsNT 了。这使 IBM 后悔不已。想当初 IBM 让微软设计微机操作系统时,微软在 IBM 面前就如同一只小老鼠仰视一头大象。IBM 根本没把微软放在眼里,可没想到这个名不见经传的小公司数年后竟成了他们最大、最强劲的竞争对手,甚至搞得 IBM 有点招架不住了。

回想当年,盖茨既艰难又寒酸,1981 年微软在西雅图刚成立时,盖茨手里没有多少钱,而以分股方式代替给员工发奖金和加班费,那时微软公司的股票价格便宜,一股仅值 95 美分,所以一次分几千股也不值多少钱,一些雇员回忆说,他们分得的那些股份许多年来,一直是他们家里的笑料之一。可是到了 1992 年初,才短短 11 年时间,“微股”就升值到 1600 倍,每股达

1500 美元,许多雇员懊悔不已,假如当初有远见,把那些“不值钱”的股份都留下来的话,早就成为百万富翁了。

盖茨与其他亿万富翁不一样的是,你从他身上丝毫看不出大富豪的样子。他脸上还留着孩子气,衣着随便,好几次参观微软或谈生意的客户都把他当作公司的员工看待。有一回他和老搭档艾伦通宵达旦准备次日和 IBM 谈判的材料,天亮时一切准备停当,可艾伦突然发现盖茨没有打领带,由于谈判是个比较正式的场合,他们只好跑到附近的百货商店,等着开门买领带。盖茨是个工作狂,他奉行的信条是:“工作是我生命中的重心,我 30

岁如此,40 岁也仍然如此。”他绝少在社交场合露面。他每天自己开车上下班,经常是把车子开得飞快,多次被警察罚款,有一段时间警察罚他除了上下班外,其他时间不准开车。盖茨下班回到家后哪儿也不去。他的家是一片占地 12000 平方米的建筑群,座落在风景秀丽的华盛顿湖东岸,他还花 2000 万美元把一段湖岸恢复为野生动植物保护区。这个远离闹市住宅与其说是家,不如说是未来电脑的小型研究基地,房间里排着各种各样的电脑,到处是超大屏幕的终端机,并用光纤、电缆与电脑连接构成一个局域网,并与Internet 相连,配有世界上最新的电脑软件和外部设备。他除了睡觉外,其他时间几乎全都在琢磨他的电脑软件。他通常早上 9 点到公司,然后用大哥

大打电话,因为一旦进入办公室,整个一天就会被一连串的会议填满。中午没有休息时间,吃一份三明治,喝一杯咖啡作为午餐。晚餐是一份意大利馅饼,然后一直干到半夜才回家,到家后还要处理工作人员发来的电子邮件, 里面包括员工的意见、建议以及生产、管理和技术问题等等,处理完毕后差不多已是次日凌晨三点了。

盖茨从小生长在富裕家庭里,钱不是他追求的目标。从当年不到 40 人的小公司发展到今天拥有近万名员工的电脑软件帝国,盖茨从未满足过,每一次成功都把他推向下一个更大的挑战。

微软公司的最新产品 Windows 95 自 95 年 8 月 24 日正式推出后,仅头一

个星期就在美国销售了 100 万套,截止到 95 年年底,已在全世界销售 1200 万套,销售额达 10 亿美元。96 年之初,微软又开始了 Windows97 的研制。Windows97 并非是 Windows95 的升级换代产品,而是一种全新的操作系统, 预计 97 年推出,届时,Windows97 必将举世瞩目,微软也将更加光辉灿烂。比尔·盖茨在全世界也将越来越光彩照人。

比尔·盖茨无疑是当今电脑软件行业的头号巨人,在美国,有人说他的影响超过了美国总统克林顿,因为一旦他的 Windows 停止正常运转,美国顿时就会陷入灾难之中。关于盖茨影响力的此类说法不胜枚举。那么盖茨本人又在想什么、干什么呢?不管他想什么,一旦他想定了,干出来了,一定又会一鸣惊人,轰动全球。

当前,可能与比尔·盖茨作一番较量的是被称为世界电脑业的新巨人, 年仅 30 岁的迈克尔·德尔。迈克尔·德尔是美国 Dell 电脑公司的创造人和总裁。1984 年 5 月,年仅 18 岁的德尔以 1000 美元在德克萨斯州的奥斯汀创建了 Dell 电脑公司。他选择了面向最终用户的“直销”方式向市场发起冲击, 给原有电脑市场的权贵们以震撼性启示。Dell 公司发起的“全球联网 24 小时热线响应,翌日维修”的市场服务战略受到用户交口称赞。每天 800 门免费热线电话铃声不断,Dell 的声誉、效益与日俱增。

德尔极为注重新产品的开发,每年,Dell 公司约有 40 余种新产品进入市场。92~93 年,Dell 的销售额以 126.3%增长,被《财富》杂志评为增长最快的电脑公司并两度排名世界五大 PC 厂商之列。到目前为止,Dell 电脑已获 160 余项国际大奖,是国际上获奖最多的名牌电脑。德尔也因这些卓著业绩连续六次获得美国学院企业家协会颁发的“美国全年度杰出青年企业家大奖”;1991 年 10 月,《财富》杂志将德尔评为美国 500 家大企业中最年轻的行政总裁;1994 年 3 月,德尔在《财富》杂志“美国卓越青年企业家排行榜”中位居第三。照此下去,Dell 公司和这位世界电脑业的新巨人将直逼微软公司和全球电脑业巨霸比尔·盖茨,鹿死谁手,难下定论。

历史的车轮驶过 20 世纪中期,人类步入信息社会。信息、能源和材料成为当代社会鼎足而立的三大技术支柱。由于工业技术的急剧发展造成环境污染影响到生态平衡;由于医学的发展大大降低人口死亡率,而又没有及时发展计划生育技术来降低人口出生率使人口剧增;由于机械化、自动化的发展节约了人力而使能量消耗猛增、又没有研究节省能源和利用储量丰富能源的技术;由于高科技的飞速发展导致科技人员奇缺、构成信息社会生态、人口、能源和人才四大危机。但真正的危机还是人才危机。因为科学技术领域的开发、生态平衡、人口控制、能源材料综合利用的研究,都需要有丰富科学技术知识的人才。人才问题,既是自然科学问题,又是社会科学问题。而人才

危机的解决,将不仅引起社会面貌前所未有的剧变,而且也将引起科学本身划时代的质变。所以人才危机不单只是一个科学技术的问题,而且也是一个社会问题。

进入计算机时代以后,人才危机尤为突出。计算机领域里出现的软件危机,主要体现在软件开发周期往往大大超过规定的日程,软件开发成本严重超标,软件质量没有保障。归结软件危机的根本原因,正如美国人 Crady Booch 在他写的《软件工程经济学》一书中指出:软件开发队伍中,个人以及集体的生产率是估计软件开发成本的主要因素,这比软件产品本身的复杂性要重要得多。

当电脑广泛应用于社会,服务于家庭以后,软件产品要面向市场,面向用户。而客户当前需要的是什么呢?常常不是纯粹的软件,而需要的是对他们提出的问题一种全面的解决办法,用户可能对计算机或软件不甚了解或者全无了解,他们只能提出需要解决的问题,而要我们提出解决的办法,这常涉及到硬件、系统软件、应用软件及项目管理等多方面的问题,显然这不是纯软件问题,也不是一般搞软件能解决或者容易解决的问题。这牵涉到硬件、软件、数据库、网络、通讯接口等多方面,因此,我们必须有一批知识面广、系统观念强、掌握系统集成知识的专业人才。说到底,当今的软件危机就是人才危机。

现代科学技术领域的竞争归根到底是人才竞争,因此世界各国都将人才的培养作为科技战略的一项重要内容,正在制定相应的人才发展战略。美国在奉行人才上的“拿来主义”同时,也极端重视本国的人才培养,先后提出了《为二十一世纪而教育美国人》和《美国为二十一世纪准备师资》的报告。在 1993 年作为财政年的美国,用于教育计划的投入增加了 7%。

我国的科技人才占全部就业人口比例的 1%左右,为德国的 1/10。许多学科和领域已出现了人才断层的现象。面对新一轮世界科技浪潮的挑战,加快我国人才培养,势在必行。1996 年初,国家科委、人事部、财政部、国家计委、国家教委、中国科协、国家自然科学基金委等 7 个部门,联合发出通知,要认真实施“百千万人才工程”,即:上百名能进入世界科技前沿,在世界科技界有较大影响的杰出青年科学家;上千名具有国内先进水平,保持学科优势的学术和技术带头人;上万名在各学科领域里有较高学术造诣、成绩显著,起骨干或核心作用的学术和技术带头人后备人选。这是一项改善我国科学技术带头人队伍结构,全面推动我国科学技术队伍建设的跨世纪人才工程,也是全面迎接 21 世纪世界科技浪潮挑战的一项系统工程。不仅如此, 我们还要吸取国外的经验,从早抓、从小抓,正如邓小平同志视察上海时指出,培养计算机专业人才,要从娃娃抓起。从而真正为 21 世纪科技竞争打下坚实的人才基础,因为时代需要新的电脑名家。