年輕的計算機科學(1 / 2)

年輕的計算機科學

最初誰也沒有想到這種用於計算的工具,發展成了一門科學。

最早使用“計算機科學”(Computer science)這個美稱的是美國斯坦福大學計算機科學係主任福賽恩(G. Forsythe)。他在1961年發表的一篇論文中寫道:“計算機發展如此迅速以致使計算機科學也跟不上,它必定使許多科學家和工程師感到迷惑不解……,雖則其應用的方麵多種多樣,但計算機處理困難問題的方法卻表現出很大的統一性,計算機科學這個名稱正被加到這新產生的科學技術之上。”從這以後,計算機界的人士經常用計算機科學這一詞來描述這一領域理論及技術的進展。

計算機技術的那些迅速廣泛地應用,越來越多的人認識到這種科學的統一性。不管計算機用於數學計算、工程設計、醫療衛生、還是航空航天、軍事目的,其計算結構卻是如此的相同。因此計算機科學這個名詞便很快地流行起來,世界上重要學府隨之紛紛設立起計算機科學命名的係、室或研究機構,其發展之快,吸引力之大,範圍之廣在新興科學中是極為罕見的。

計算機的產生本身是工程性質極強的一門學科。因為它源於工程實質的思想,所以它在工程實際中得到了如此驚人的成就。另外,計算機產生於二十世紀,本身就決定了計算機這一技術必然的龐雜性及綜合性。

那麼計算機科學所具有的統一性是什麼呢?到了七十年代科學家們對統一性有了進一步的認識,但因認識的角度不同有不同的回答,當時比較有代表性的觀點有以下兩種。魏格納(P. Wegner)認為:“計算機科學既不是一個技術分支,也不是一個數學分支,它包含一種關於計算機科學的新的思想方法。”“信息結構的轉換”這個概念是計算機科學中具有核心重要性的概念。這種關於信息結構轉換的科學對科學、哲學與認識論方麵的影響,將如數學和物理學一樣的基本和重要。他的這種觀點主要是從高級程序語言的特征出發來認識計算機科學的內在統一性的,高級程序語言是一種通用性的編程語言,它是麵對一係列的計算公式或邏輯公式的,它簡單地將各個領域導出的複雜的計算公式及邏輯判斷“翻譯”成計算機能夠執行的命令。另外數學語言與程序語言都可以看成是對信息結構進行係統轉換的係統。所謂信息結構的轉換,也就是對計算機的對象進行“替換”、“代入”、取值”、“賦值”、“變換”等等。在此基礎上即可定義“計算”的概念。因此,構造和研究有關信息結構轉換的模型便成為計算機科學根本性的課題。

克努斯(D. E. Xknuth)從解題算法的角度提出了另一種觀點:計算機科學是算法的學問。他認為:“算法是精確定義的一係列規則;指出怎樣從給定的輸入信息經過有限步驟產生所求的輸出信息。”算法的特殊表示為程序(即用計算機程序語言寫成的符號集合),如同我們用“數據”這個詞來代表“信息”的特殊表示一樣。