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你可能喜欢有一个提出宇宙是个计算机的科学家叫什么?名字带一个莱字他提出宇宙是个大计算机 能自动计算 自动计算不是 莱恩.斯克兰顿 555谢谢你 不是 赛斯·劳埃德
可能是 赛斯·劳埃德宇宙计算机每18个月芯片的集成度提高一倍,那么计算机发展的极限是什么?麻省理工学院的一位科学家计算出了历史上最大的计算机的性能.这台计算机有一个独一无二的名字：宇宙.将近50年前,Intel公司的创始人之一戈登·摩尔提出了一条定律,这就是现在广为人知的摩尔定律：集成电路芯片的集成度每18个月提高一倍.迄今为止,半导体工业仍然忠实地按照摩尔定律的方向前进.然而,人们仍然在不停的怀疑,摩尔定律到底能够维持多久?要预测10年或是100年后的芯片制造技术决非易事——想想看,10年前你绝不会相信今天的3D游戏会如此的逼真；20年前,一台今天来说极普通的家用电脑都能称得上超级电脑.谁能知道10年后我们会使用什么样的电脑呢?但是,给技术的发展确定一个极限却绝非不可能.另外一个例子是田径运动的纪录.如果俄国撑杆跳运动员布勃卡每次把纪录提高1厘米,撑杆跳的记录存在上限吗?当然存在,我们可以下结论：布勃卡最多跳150亿光年高——那是我们这个宇宙的大小.同样,根据爱因斯坦的相对论,100米跑的成绩极限是100m/c（c为真空光速）.运动员无论如何也不能像闪电那么快.这种结论毫无疑问会令人晕倒.夸张,太夸张了.然而,从理论上,这些结论无懈可击.难道不是吗?布勃卡跳不出宇宙（其实我们还能进一步确定这个上限：只要计算一下布勃卡体内到底能储存多少能量）,刘易斯也不能追上光.当然,这种结论也可能毫无用处.不过,确定这种物理极限也是一种严肃的研究项目.在6月10日出版的《物理评论快报》上,麻省理工学院的赛斯·劳埃德（Seth Lloyd）计算出了我们能够建造的——不过恐怕谁也不相信它能被建造出来——最大计算机的性能.这个计算机,就是宇宙.大约在两年前,劳埃德在《自然》杂志上发表了一篇文章,计算了一台“终极笔记本电脑”的性能.他所依据的不是任何已知的计算机制造技术,而是基本的物理规律：光速、普朗克常数、万有引力常数.每一个物理系统,例如一块水果糖、一杯水、一罐氧气,都由粒子组成.信息论认为,粒子的状态能够用来存储0或者1.也就是说,物理系统可以看作一种“存储器”.如果粒子状态改变了,0或1也就相应的改变,这可以视为一种“运算”.按照这种观点,任何物质都能被视为一台计算机.假设有这样一台“终极笔记本电脑”,它的质量是1千克,体积是1升,这差不多是一台主流笔记本电脑的质量和体积.劳埃德使用物理定律确定了这台笔记本电脑的性能上限.计算过程可能有点让人费解,简单说来是这样的.对于计算机,进行计算需要能量,还需要时间.“终极笔记本电脑”所包含的能量可以通过爱因斯坦的质能关系计算出,那大约是1017焦耳（无论如何也不能再多了,即便这台电脑拥有最新型号的锂离子电池）.根据它所包含的能量,再加上量子物理学的原理,劳埃德最终得出了一个数字：每秒运算1051次.劳埃德说,这一结论表明,宇宙计算机的程序可以被视作原始量子涨落,它相当于产生星系的“种子”,但是“它不运行Windows或者Linux,我们应该希望它永远不会.”其他的科学家还从这一成果中看到的宇宙的短处.北加利福尼亚大学的Y.Jack Ng认为,劳埃德的结论表明,宇宙计算机不太“聪明”,它的效率不高,一次操作只能处理一个比特.当然,这个看起来十分古怪的理论还有另外一个用途.根据劳埃德的“终极笔记本电脑”理论,250年之后,摩尔定律将达到它最终的极限.
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你可能喜欢现有计算机不能解决哪些问题？
这里的现有计算机指的是冯诺依曼体系结构的通用计算机。我们都知道这样的计算机能通过编程解决各种各样的问题，那么哪些问题是该类计算机无法解决的呢？
計算理論中專門有一類問題叫不可解問題：，另見 Sipser § 4.2。它們不可解是有證明的。另外 P 和 NP 是複雜度，可解性是可解性。能討論複雜度的問題至少得是可解的，放這根本沒用。
这个问题可以从两个角度来看。计算机不能解决的问题包括但不限于两种（我没想到别的case），一种是给定符合图灵机模型输入和输出发现给不出来输出的，这类问题如同高票答案所讲，在计算理论里被称作undecidable problem。最经典的例子是停机问题，给定一个函数，问这个函数会不会结束。答案是不知道，计算机给不出这个答案。另一种是不好被抽象成一个个decidable problem的问题，比如说人工智能，让计算机像人一样思考，那这种例子太多，世界上一切计算机还没做到的事情都可以算在其中。如果问什么是计算机确定做不到的，那么计算理论里，一个问题（给定输入输出）是不是undecidable的这件事，很多是可以理论证明的，有一套reduction的套路。至于题主说什么不要说什么p和np，我只想说，反智主义再见。
例如判断一个程序有没有bug
Turing-Church Thesis：凡是能用物理装置算出来的，计算机都能算出来。注意这东西是个形式上不严密的猜想，有很多不同版本的描述，有的版本大家都相信为真，有的版本争议更大。我个人是相信这个猜想的。然而前面同学也说了，有些你能提出的问题是undecidable的，也就是说电脑是算不出来的。如果你相信这个猜想的话，结合后面这一条，可以推出一个很有意思的事情，就是这个世界上有很多问题，你能提出，但是你没有任何通用方法解决。因为所有的方法（包括“用脑子想”）都是物理装置。当然我觉得这个结论虽然看起来有点悲观但是没什么违反直觉的地方，甚至仔细想想好像很有哲理的样子。回到前面一个同学说计算机不能生成随机数这件事情上，当然首先这是错的，有可以生成随机数的硬件……至于这些生成随机数的硬件是不是“本质上是随机的”，那可能要交给物理学家回答了。概率波的本质是什么，上帝到底在不在掷骰子，我这种搞CS的人是不懂的，希望物理大神解答。一个更有意思的事情是，如果一个生成随机数的算法虽然是伪随机的，但是完全无法推出任何规律来（严格来说，是说“已知它之前生成的若干随机数，你试图以任何高于1/2+epsilon的准确度猜测它生成的下一个bit”这个问题是undecidable的），你就没有任何办法把它和真随机区分开。也就是说，在承认强的Turing-Church Thesis的情况下，只要你能证明“区分A和B是undecidable的”，即使逻辑上A和B是两个概念而且你并没有证明它们就一定是一样的，它们也再也不可能被区分开了。好在应该不会有这样的伪随机算法（我觉得应该可以证明，不过好累啊不想想了）
不能解决单身问题。
找出计算机不能解决的问题。
uncomputable problem，比如halting problem。
要了解计算机不能做什么，要先了解计算机能做什么，看看计算机发展史就知道了。计算机科学史前史简评：从莱布尼兹开始谨以此文纪念计算机科学的前辈科学家！莱布尼兹：用计算来代替思考　　“万一发生争执，正像两个会计员之间无须乎有辩论，两个哲学家也不需要辩论。 因为他们只要拿起石笔，在石板前坐下来，彼此说一声（假如愿意，找个朋友作证）：我们来算算，也就行了。” ——莱布尼兹庄评：差不多在康熙时期，莱布尼兹提出了通用计算的设想，要实现他的梦想，要将现实世界的问题表征成符号或者数字，然后通过推理或者计算得到结果，通过结果就可以解决现实问题。莱布尼兹的梦想，到现在也不能说已经实现了。其实，从理论中可以证明，这是不可能完全实现的，因为数字化和算法设计都是人在进行，不同的人有不同的观念，计算机的辩论，其实质是人类不同观念的辩论。德国思想家莱布尼兹是有史以来最伟大的思想家之一，以下是他的事迹简单。他与牛顿分别独立发现了微积分，后世使用的微积分主要使用莱布尼兹的符号；他提出了通用计算的思路，使用计算来代替思考。他的这种想法，对于后来数理逻辑、计算机科学和分析哲学有重大影响；他提出了可能世界思想。如果某世界与现有世界并不矛盾，那就是可能的世界。他的可能世界思想后来被克里普克发展为可能世界语义，广泛用于非经典逻辑的语义解释；他还系统提出了二进制，这是现代计算机使用的内部语言。他曾经说过：“从虚无创造万有，用一就够了”。晚年莱布尼兹，主要致力于信仰事业。我们常常就此批评莱布尼兹，就像我们也常常批评帕斯卡的信仰，牛顿的信仰，哥德尔的信仰……有时候我也糊涂了，到底是这些伟大的思想家集体糊涂了，还是我一个人糊涂了？弗雷格：半个数学家＋半个哲学家＝好的哲学家＋好的数学家　　“一个好的数学家，至少是半个哲学家；一个好的哲学家，至少是半个数学家。”－－弗雷格　　庄评：弗雷格对于我们也许是陌生的名字，然而弗雷格是上世纪最伟大的思想家之一。他的《概念语言》一书，系统提出了现代逻辑，用严格清晰的数学符号来研究逻辑学。因此，他开创的现代逻辑学又称为数理逻辑，或符号逻辑。为什么说他是上世纪最伟大的思想家之一，这一点没有夸张。他开创的数理逻辑对上世纪的科学和哲学两大领域都有重大影响。一方面，顺着罗素，希尔伯特，哥德尔，计算机之父图灵机，人工智能之父麦卡锡这个方向，他开创的数理逻辑思想被广泛用到计算机科学，被广泛用到人工智能和程序证明。另一方面，顺着罗素，维特根斯坦，卡尔纳普，奎因，普特南这个方向，他开创的数理逻辑及概念分析法发展成分析哲学。而分析哲学，是当前西方哲学的主流方向之一。　　然而在当时，他的著作对于大多数数学家来说过于哲学化，而对大多数哲学家来说又过于数学化。因此，弗雷格的著作长期受到冷遇，在相当长一段时间内，哲学杂志和数学杂志都拒绝发表他的论文。这个现象也容易理解，当一个思想家的思想高度超出了同时代水平，那么就少有人可以欣赏他了。苏轼就此进行过评论：“高处不胜寒”。　　到了当代，弗雷格开创的现代逻辑，基本上是哲学系，数学系和计算机科学系都要学的课程。罗素：不务正业的诺贝尔文学奖得主　　“对爱情的渴望，对知识的追求，对人类苦难无可遏止的同情心，这三种简单而又强烈的感情支配了我的一生。”－－罗素　　庄评：罗素的头衔很多，哲学家，数学家，逻辑学家，社会活动家，文学家。他在逻辑学方面的成就，主要是与他的老师怀特海编写了《数学原理》，使得弗雷格开创的数理逻辑更加系统更加完善。如果说弗雷格是数理逻辑的开山祖师，那么罗素就是数理逻辑的集大成者。罗素继续弗雷格的逻辑主义，想把数学归结到逻辑上。然后，他自己提出的罗素悖论使这一努力失败。当弗雷格收到罗素发来的关于罗素悖论的信，他写道：“对一个科学工作者来说，最不幸的事情莫过于：当他完成他的工作时，却发现他的知识大厦的一块基石突然动摇了。正当本书的印刷接近完成之际，伯特兰·罗素先生给我的一封信使我陷入这种境地。”虽然逻辑主义失败了，但没关系，“柳暗花明又一村”，人类历史又翻开了新的篇章。构造主义宣言数学来源于心灵的构造。－－布劳维尔　　庄评：计算机科学的诞生还要纪念一位独行侠布劳维尔，荷兰数学家，自立门户，提出了构造主义思想，反对康托尔集合论，认为罗素悖论是根源于非构造性的数学，强调构造性证明，反对基于无穷集的排中律。他的构造思想被希尔伯特吸收，广泛影响于后世的计算思想。他的构造思想还巨大影响了哲学家维特根斯特，维氏曾经觉得哲学已经被他解决了，不搞哲学忙着从事教育小学生，在听了布劳维尔的公开讲座之后，他又回归了哲学思考。 数学家逻辑家布劳维尔的人生与科学家中的科学家特斯拉有几分相似，当利益冲击理性时，他们承受了因为他们的贡献而带给他们的磨难。希尔伯特纲领　　“我们必须知道，我们必将知道。”－－希尔伯特　　庄评：数学基础出现了矛盾，以确定性追求为己任的数学家如何受得了。集合论的矛盾弥漫开来，有人也怀疑算术是否也有矛盾。为了捍卫古典数学的尊严，作为当时数学界的领袖，希尔伯特当仁不让，接过了这个挑战。继1900在数学家大会上提出著名的希尔伯特23个问题后，1904年，希尔伯特在数学家大会上又提出一个证明算术无矛盾性的思路。这个思路也称为形式主义纲领，它的核心思想是将算术表达为一种形式系统或称公理系统，然后用有穷步骤证明该系统的无矛盾性。希尔伯特的目的是试图对形式系统的无矛盾性给出让大家都可以接受的证明，以便克服悖论所引起的危机，一劳永逸地消除对数学基础以及数学推理方法可靠性的怀疑。对于这个纲领，希尔伯特信心十足，在哥尼斯堡演讲中说出了上面的话。更让人肃然起敬的是，希特勒上台后，德国国内掀起反犹大潮，希尔伯特却敢于上书抵制纳粹政府迫害犹太科学家。这种人格魅力，有时候比他的学术魅力，更为得到别人的尊敬。哥德尔人无法拔着自己的头发把自己举起来。庄评：哥德尔研究了希尔伯特纲领，给出否定的答案，宣告希尔伯特纲领的失败。1930年提出的哥德尔第二不完备性说，任何包含一阶算术的形式系统，该形式系统的无矛盾性，在该形式系统内无法通过有穷的步骤得到证明。在定理的证明中，哥德尔还提出了很多有用的理论，比如如何把符号编码为自然数，还有使用递归函数来研究有穷证明的能力范围。哥德尔的工作揭示了有些问题是不可通过有限的步骤得以证明的，那么什么问题是可以通过有限的步骤证明的？沿着这个问题，哥德尔的很多工作，被应用到了可计算性的研究。什么是可以有穷证明的，从可计算性的角度来说对应于，什么是可以计算的。因为哥德尔在逻辑学上的巨大贡献，也可以更一般地说在符号系统方面的巨大贡献，人们把哥德尔当作亚里士多德，莱布尼兹以来最伟大的逻辑学家。晚年的哥德尔，致力于证明上帝存在。图灵机　　它由一个控制器和一条两端可无限延长的工作带组成：工作带起着存储器的作用，它被划分为无穷多个可写可擦的方格。控制器则可以在带上左右移动，控制带有一个读写头，读写头可以读出当前方格内的符号，然后根据预先设计的状态转换指令，选择改写或抹去这一符号，然后选择往左移一格，往右移一格或者不移动，并进入下一个状态。当状态转换到停机状态，则停止运行。庄评：哥德尔不完备定理出世后，在剑桥大学的图灵设想：能否有这样一台机器，通过某种一般的机械步骤，能够解决所有可以解决的数学问题。以上机器就是他提出来的图灵机。图灵机可以计算的问题，就称为图灵机可计算。哥德尔提出不完备性定理之后，数学家们广泛研究了我们平常理解的可计算到底意味着什么。图灵机出来后，根据丘奇图灵命题，所谓直觉的可计算性，就被定义为图灵机可计算。图灵机的特点就是模拟大脑达到通用计算的能力：给大脑一个算式，他会自动计算。同样，给图灵机一个程序，他也会自动计算。图灵考虑问题，已经超越了普通计算，而是站在更高的层面，模拟大脑的通用计算能力。至今为止，电脑一直在模拟人脑，到现在也不曾超越人脑，除了速度快。图灵机的出现，奠定了计算机科学的理论基础，计算机的出现已经主要是技术实现的问题了。据说，图灵在二战期间主持设计了一台计算机。但资料比较多的，1946年，数学家冯·诺依曼主持设计了第一台计算机。但不管如何，图灵被广泛认为是“计算机之父”。现代计算机的计算能力，还是在图灵机的计算能力之内，当然速度是越来越快了。图灵开辟了一条大路，后来的科学家又开辟了一些中路小路，我们则行走在前人铺就的路上。　　1966年，美国计算机协会设立以图灵为名的“图灵奖”，用于表彰在计算机科学领域做出突出贡献的科学家。图灵奖的得主有：Minsky，“人工智能之父”McCarthy，Dijkstra，Knuth，Backus，Floyd，Hoare，Codd，Cook，Thompson，Wirth，姚期智，RSA三人，“互联网之父”Cerf和Kahn……又：计算机科学的核心精神就是简明高效地解决问题，不管是使用电脑还是大脑。回顾上面的历史，发现一个有趣的现象：德国长于概念分析，英国人有经验主义传统，美国人则有实用主义传统，这三者结合起来，所向披靡。在中国，计算精神又可以焕发什么样的活力？理性永无止息！
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