精選答案
哈佛大學(xué)教授霍華德·艾肯(HowardHathaway Aiken)因在20世紀(jì)40年代成功地研制出有深遠(yuǎn)影響的大型自動數(shù)字計算機Mark I而被首批授予計算機先驅(qū)獎。
艾肯1900年3月8日出生在美國新澤西州的霍伯?？?Hoboken，N．J．)，但在印第安那州首府印第安納波里斯(Indianapolis，Indiana)長大。由于艾肯的家是一個單親家庭，家境清貧，他高中就讀于一所名為“阿森納”的職高(Arsenal Technical High School)，白天上學(xué)，晚上在當(dāng)?shù)匾患夜╇姾凸岬墓旧?2個小時的夜班，負(fù)責(zé)操作開關(guān)板。后來，職高校長知道了他的情況，就專門安排了一些考試，讓艾肯通過后提前畢業(yè)。
畢業(yè)以后，艾肯來到威斯康辛州首府麥迪遜，在麥迪遜煤氣和電力公司(Madison Gas & Electric Co．)找到一份工作，這份工作允許他同時在威斯康辛大學(xué)上學(xué)。1923年，艾肯大學(xué)畢業(yè)，取得電氣工程學(xué)士學(xué)位，并立即被提升為公司的總工程師。1928年，他離開原公司到西屋電氣和制造公司，3年以后又轉(zhuǎn)到密爾沃基的線材公司(Milwaukee Line Material Co．)。1933年，艾肯感到干電氣這一行是選錯了專業(yè)，于是下決心辭掉了工作，重返校園學(xué)習(xí)物理，這時他已33歲。艾肯先進(jìn)了芝加哥大學(xué)，但很快轉(zhuǎn)至哈佛大學(xué)，1937年和1939年先后取得碩土和博土學(xué)位。
艾肯的博士論文課題是“空間電荷傳導(dǎo)的理論”(Theory of Space Charge Conduction)。這一課題的研究需要對非線性微分方程進(jìn)行復(fù)雜的計算，而艾肯手頭只有手搖臺式計算機可用，常常為解一個方程而耗費大量時間，這導(dǎo)致他產(chǎn)生了研制自動計算機的想法。在深入研究了計算技術(shù)的先驅(qū)、英國數(shù)學(xué)家巴貝奇(Charles Babbage，1791—1871)工作的基礎(chǔ)上，1937年艾肯提出了自動計算機的第一份建議書，即著名的文獻(xiàn)“ProposedAutomatic Calculating Machine”。在這份長達(dá)22頁、而且是雙面打印的文件中，艾肯提出了他的設(shè)計目標(biāo)，也就是后來被稱為Mark I的計算機的四個特征：
1．既能處理正數(shù)，也能處理負(fù)數(shù)。
2．能解各類超越函數(shù)，如三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、貝塞爾函數(shù)、概率函數(shù)等。
3．全自動。即處理過程一旦開始，運算就完全自動進(jìn)行，不需人的參與。
4．在計算過程中，后續(xù)的計算取決于前一步計算所獲得的結(jié)果。
艾肯原指望從學(xué)校取得經(jīng)費支持來研制他的計算機，但沒有如愿，幸而得到商學(xué)院布朗教授(Ted Brown)和天文系夏伯利教授(Harlow Shapley)的引薦，和IBM公司的老板沃森取得聯(lián)系。有遠(yuǎn)見的沃森正致力于將IBM公司從單純制造辦公設(shè)備的公司轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃煊嬎銠C的公司，因此對艾肯的計劃給予了全力支持，于1939年3月簽訂了合作制造Mark I的協(xié)議。沃森把公司的主要技術(shù)骨干如萊克(Clair D．Lake，1888—1958)、哈密爾頓(Frank Hamilton，1898—1972)、杜菲(BenjaminDurfee，1897—1980)等都投入了這一項目，由萊克負(fù)責(zé)工作。
萊克是IBM公司的資深工程師，1915年就從汽車行業(yè)轉(zhuǎn)至IBM公司，是一個出名的發(fā)明家。但由于第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，艾肯被應(yīng)征入伍，到位于Yorktown的海軍水雷戰(zhàn)學(xué)校（Naval Mine Warfare School）任教官，只能斷斷續(xù)續(xù)地進(jìn)行Mark I的開發(fā)工作。幸好有一天，一位有影響的、了解艾肯情況的海軍高級軍官遇見艾肯，驚詫地問他為什么在這里而不去研制Mark I？艾肯回答說，不是您下命令讓我在這里工作的嗎？這成了一個轉(zhuǎn)機：幾個小時以后，新的命令下達(dá)了，委任艾肯的海軍計算項目的負(fù)責(zé)人，并立刻離開海軍學(xué)?；毓鸫髮W(xué)工作。后來艾肯開玩笑地說，他是世界上唯一一位計算機的指揮官。
經(jīng)過艾肯和IBM公司長達(dá)5—6年的合作和努力(當(dāng)然也包括難以避免的摩擦和碰撞)，Mark I終于在1944年5月完工并投入使用。它用了3 000多個電機驅(qū)動的繼電器，是一個重達(dá)5噸的龐然大物造價高達(dá)50萬美元(有的資料甚至說超過100萬美)，其中IBM公司的投資占2/3，其余1/3 由海軍資助。其核心是71個循環(huán)寄存器(rotating register，把運算中暫時保存操作數(shù)的設(shè)備叫做register就始于Mark工)，每個可存放一個正或負(fù)的23 bit的數(shù)字。數(shù)據(jù)和指令通過穿孔卡片機輸入，輸出則由電傳打字機實現(xiàn)。其加法速度是300ms乘法速度是6 s，除法速度是11.4 s。這與現(xiàn)代計算機當(dāng)然無法相比，即使與晚它兩年誕生的世界上第一臺電子計算機ENIAC相比也顯得十分落后，但它卻實實在在是世界上第一臺實現(xiàn)順序控制的自動數(shù)字計算機，IBM公司方面把它命名為ASCC，即Automatic Sequence ControlledCalculator，是計算技術(shù)歷史上的一個重大突破。4個專家過去用3周時間才能完成的任務(wù)，在Mark I上只要19個小時就完成了。而且它非?？煽?，每周工作7天，每天工作24小時，這是初期的電子計算機無法比擬的。
Mark I主要供海軍艦船局(Bureau of Ships)用于計算彈道和編制射擊表，也曾在曼哈頓計劃中計算有關(guān)原子彈的問題。此外，它也為哈佛大學(xué)內(nèi)外的科學(xué)家服務(wù)。例如，哈佛大學(xué)經(jīng)濟(jì)系的著名教授列昂杰夫(Wassily Leontief)在研究輸入—輸出分析中就曾用Mark I解各種線性方程問題。1949年，哈佛大學(xué)的計算實驗室(這是1946年艾肯正式從海軍退役重回哈佛大學(xué)后創(chuàng)建的，艾肯任主任直至他退休)年報，即著名的Annalsof the Computation Laboratory of Harvard University，公布了19個數(shù)學(xué)表，都是Mark I的成果。尤其是在貝塞爾函數(shù)(BesselFunction)的計算上，Mark I發(fā)揮了巨大的作用，因此哈佛大學(xué)的數(shù)學(xué)家給Mark I起了一個親切的稱呼，叫做“貝茜”(Bessie)。1944年10月14日American Weekly周刊在報導(dǎo)Mark I時，把Mark I稱做“超級大腦”(super brain)，說它能解物理、數(shù)學(xué)、原子結(jié)構(gòu)等方面的各種問題，并且夸張地說，也許它還能解決人類起源這一難題。
Mark I工作到1958年才退役，還在美國被仔細(xì)地保存著。
繼Mark I之后，艾肯又先后研制成MarkⅡ(1946年)、MarkⅢ(1950年)和MarkⅣ(1952年)，但I(xiàn)BM公司沒有繼續(xù)支持這些項目的開發(fā)。事情緣于在慶祝Mark I落成的典禮上，沃森受到冷遇，而且艾肯在致詞中幾乎把Mark I工成功的一切功勞歸于自己，這使沃森萬分惱怒，從而中止了對艾肯和哈佛大學(xué)的一切支持。MarkⅡ是為海軍在弗吉尼亞州的Dahlgren試驗場生產(chǎn)的，其可靠性在試驗場經(jīng)歷了嚴(yán)格考驗。據(jù)記載，1947年6月26日，艦艇主炮組的幾門19型火炮齊發(fā)了19發(fā)，在震天動地的炮火聲中，附近的MarkⅡ沒有一個繼電器誤動作，報告結(jié)論是炮轟對計算機的正常運行沒有造成任何干擾，因此不需要任何特殊的保護(hù)措施。從MarkⅢ開始，艾肯開始采用電子元器件，其寄存器是由電子管電路組成的，數(shù)據(jù)和指令則放在磁鼓上，磁鼓容量為4350個16 bit的字以及約4000條指令。用戶仍然是Dahlgren試驗場。艾肯的最后一臺計算機Mark Ⅳ則是為空軍研制的。它加入了磁心移位寄存器和半導(dǎo)體二極管電路。有關(guān)MarkI到Mark Ⅳ的基本數(shù)據(jù)如表所示。（表格加不上）
在開發(fā)Mark計算機的同時，艾肯還致力于開展計算機的教育和培訓(xùn)。1947—1948學(xué)年，艾肯率先在哈佛大學(xué)開設(shè)了“大型數(shù)字計算機的組織”這一課程，其后不久又開設(shè)面向計算機的“數(shù)值分析”。在艾肯的努力下，哈佛大學(xué)成為在世界上最早引入計算機研究生課程教學(xué)與授予計算機碩士和博士學(xué)位的大學(xué)之一，艾肯本人共帶出了15名博士生和更多的碩土生，這些人大多成為計算機領(lǐng)域早期的骨干力量，其中包括圖靈獎和計算機先驅(qū)獎獲得者“IBM/360之父”布魯克斯(Frederick Phillips Brooks，Jr．)和“APL之父”艾弗遜(Kenneth Eugene Iverson)，以及在1994年同樣獲得計算機先驅(qū)獎的荷蘭學(xué)者勃浴天(Gerrit A．Blaauw)。艾肯還主辦了無數(shù)有關(guān)計算機的培訓(xùn)班、討論班、學(xué)術(shù)研討會，美國和世界各國的計算機學(xué)者都從中受益匪淺，對推動與促進(jìn)計算技術(shù)的發(fā)展起了重要作用。有評論認(rèn)為，艾肯在這些方面所作出貢獻(xiàn)的意義甚至比他開發(fā)Mark計算機的意義還要大。
艾肯的著作不多，1951年他和他的同事編寫出版了《電子計算和控制電路的綜合》(Synthesisof Electronic Computing and Control Circuits)一書，是這方面的第一本專著。但由艾肯主編、由哈佛大學(xué)出版社出版的30卷《計算實驗室年報》(Annalsof Computation Laboratory)則是艾肯留下的極為珍貴的財富，其中包括詳細(xì)介紹和描述Mark I—MarkⅣ的3卷年報，有關(guān)大型數(shù)字計算機和開關(guān)理論的4卷會議錄，以及23卷的各種數(shù)學(xué)表。此外，艾肯還向海軍艦船局、原子能委員會、空軍、貝爾電話實驗室、美國自然科學(xué)基金會NSF、美國煤氣協(xié)會和愛迪生電氣學(xué)會等遞交過大量有關(guān)的技術(shù)報告，總數(shù)達(dá)到140卷，其數(shù)量之多、內(nèi)容之豐富和深刻令人嘆為觀止。
艾肯獲得的榮譽與獎勵很多。IEEE除了授予他計算機先驅(qū)獎外，還曾授予他John Prize獎和愛迪生獎。富蘭克林學(xué)會授予他John Prize獎。海軍授予他“杰出公眾服務(wù)獎”(DistinguishedPublic Service Award)，空軍則授予他“特等公民服務(wù)勛章”(Decoration for Exceptional Civilian Service)。他的母校威斯康辛大學(xué)授予他“杰出專業(yè)服務(wù)獎”(Testimonialof Eminent Professional Services)。法國和比利時政府也都授予艾肯以該國公民的最高榮譽稱號或獎勵(法國是Chevalierde Legion d’Honneur，比利時是Officer’s Cross of the Order of the Crown)。艾肯是美國藝術(shù)和科學(xué)院院士，也是美國研究院NSC在1946年建立的高速計算機委員會的首批成員之一。此外，他還是西班牙和瑞典的國家級學(xué)術(shù)機構(gòu)的名譽顧問或外籍院士。
艾肯于1961年從哈佛大學(xué)退休，移居佛羅里達(dá)州的Fort Lauderdale，受聘擔(dān)任邁阿密大學(xué)信息技術(shù)教授，幫助該校制定了計算機科學(xué)的教學(xué)大綱并設(shè)計了它的計算中心，同時還創(chuàng)建了他自己的公司，叫做Aiken Industries”，主要從事技術(shù)咨詢。1973年3月14日，也就是剛度過他的73歲誕辰一個星期，艾肯于密蘇里州的圣路易斯因突發(fā)心臟病去世。