第0057章 計算機和周易（2/2）
19世紀，號稱日不落的英國，擁有大量海外殖民地，其航海業一直被統治階層所重視。
早在1776年，英國就發布了航海表，供軍隊和商業組織使用。
但航海表計算複雜，需要很多人協同工作，單調的數據計算以及計算人員彼此配合失當，使得計算出來的結果經常有誤而又不易察覺。
在使用過程中，航海表被發現的錯誤和漏洞越來越多，甚至有數以百計的船隻因此觸礁沉沒，到了不得不進行修正的地步。
1823年，英國發布懸賞，尋找可以修正航海表的人，數學家查爾斯?巴貝奇揭榜。
他認為可以製作一台自動計算的機器，來代替人類完成那些複雜的工作，從計算到輸出的過程完全自動化，如此就能全面去除計算錯誤、抄寫錯誤、校對錯誤、印製錯誤等等的人為疏失。
雖然這個想法遭到很多人的嗤之以鼻，但在滑鐵盧戰役中擊敗拿破崙的威靈頓公爵阿瑟?韋爾斯利卻認可了它的可行性，並且出資1500英鎊做為巴貝奇研發自動計算機器的啟動資金。
1835年，巴貝奇的差分機研發成功。
在設計上，巴貝奇借鑑了帕斯卡和萊布尼茨的基本思想，而創新之處在於，差分機用三個齒輪組，做為計算過程中所涉及到的數據的存儲器。
這就是差分機與計算器的區別所在，不是每一次只完成一個算術運算，而是可以按照預先安排好的步驟，進行多項式計算。
在完成了具有三個存儲器的差分機之後，巴貝奇開始設計具有七個存儲器的差分機。
不過在製造過程中，他為了追求完美，反覆修改設計，很多部件的加工誤差超出了當時的技術能力，最終以失敗而告終，半成品被送進了博物館。
第二個差分機雖然沒有製造出來，但現代計算機的思想開始萌芽了。
巴貝奇把差分機分成了三個部分：存儲器部件、讀寫數據部件和數據運算部件。
三大部件分工合作，各司其責。這個思路，一直被現代計算機的設計者所採用。
唐煥拿起粉筆，轉身在黑板上畫了一個示意圖。
……
失去研發資助後，巴貝奇繼續工作，在圖紙上設計出了一台更為複雜的機器——分析機，提出了程序設計的概念，而且引入了穿孔卡片。
穿孔卡片不僅可以用來記錄數據，還能夠存儲控制機器的指令。
機器工作的時候，讀取穿孔卡片，按照指令順序執行，這個序列動作就是機器的工作程序。
在卡片上打上排列不同的孔，機器就有不同的工作程序。
當要完成不同的工作任務時，不必更換機器本身，只需設計卡片上的穿孔排列，這就是現代計算機的軟體設計思想。
分析機的結構更像現代計算機，但受限於巴貝奇自身的經濟情況和當時的技術加工能力，分析機同樣沒有完成製造。
巴貝奇在分析機上的設計思想，被當時的人們認為是荒唐可笑的，機器怎麼可能代替人腦工作？絕對不可能實現的。甚至在1871年，巴貝奇去世的時候，《泰晤士報》還在訃告中嘲笑了他的失敗。
巴貝奇去世後，其分析機的設計圖紙和散件被博物館收藏，人們就此遺忘。
直到二十世紀三四十年代，才被幸運的哈佛大學計算實驗室的霍華德?艾肯博士，在為設計計算機查閱資料的時候發現。
人們這才意識到，巴貝奇的計算機設計思想是如何的正確和重要。
正是由於提出了差分機與分析機的設計概念，並有實際製造的部分機器，巴貝奇才被視為計算機先驅。
不過這中間人類浪費了多少年呢？唐煥在黑板上寫下1871和1940兩個數字。
……
胡音夢下意識地在筆記本上計算了一下，然後哼了一聲，直接口算就是了。
……
隨著人類從蒸汽時代進入電力時代，一些工程師和科學家開始考慮用電器元件代替機械計算機當中的齒輪和一些傳動部件。
1884年，霍勒里斯利用電學和二進位運算原理，發明了電動制表機，首先在美國人口普查當中成功應用。
1896年，霍勒里斯成立了制表機器公司，電動制表機之後在各種統計當中廣泛使用，逐步發展成了一個新興產業。
1911年，由於健康和經營不善的原因，霍勒里斯的公司與計量公司、國際計時公司合併成為計時制表計量公司即crt，但之後三年依然虧損嚴重，於是董事會請來了托馬斯?沃森。
沃森從銀行貸款研發新的電動制表機，加上出色的營銷，公司業績蒸蒸日上。
1924年，沃森將ctr改名為ibm，成為藍色巨人的實際創始人。
由於沃森的推動，電動制表機在商務計算當中極受歡迎，甚至到了六十年代，還有公司使用。
1939年，沃森提供給霍華德?艾肯100萬美元的現金和設備資助，在巴貝奇分析機的基礎上，採用機械和電氣元件，研發通用計算機。
1944年，由多台ibm電動制表機、數千個繼電器，以及承擔存儲器功能的齒輪所組成的mark－i研發成功。
1946年，全部由繼電器組成的mark－ii研發成功。
到此，機電式計算機的發展，走到了巔峰。
之後，就是大家所熟悉的電子計算機時代了，阿蘭?圖靈、馮?諾依曼這些人物紛紛登場，計算機內部結構從電子管、電晶體，發展到如今的集成電路。
……
唐煥笑了笑，」別看計算機的組成零件花樣眾多，但其主要的設計思想還是那一套。在腦海里想像一下，先人伏羲，用樹枝在地上擺出陰陽八卦的八種符號，相互組合進行推演，似乎我們也沒有那麼落後嘛。」