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潜意识探索与复杂性理论34
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二．思维对象复杂性分析及复杂性理论


复杂性分析
二．思维对象复杂一直想要发明一种快速运算工具。他深入地剖析了当时流行的各种计算器（包括机械式、电动式、模拟式等）的运算原理，得出一个结论：要想对计算器进行革命，关键是要找到一种能高速运算的部件。在这种思想的指引下，正好图灵的计算模型发表了，加上当时电子器件的研究与应用已取得较大进展（在此之前，1904年发明了真空二极管，1906年发明了真空三极管，1919年出现了由两只真空三极管组成的双稳态触发电路，1930年以后又出现了真空管计数电路），于是就使阿塔纳索夫产生用电子真空管制作触发电路来取代传统机械式计算器的想法。于是他设计出了世界上第一张用电子器件组成的计算机电路结构图，但是在整整两年内阿塔纳索夫却无法将它加以实现——因为还缺少一个对运算过程进行协调控制的关键部分。1940年底，这个被称为控制器的关键部件终于被设计出来，整机的技术方案设计也随之完成，并在1941年1月15日的《德孟内斯论坛报》上作了报道。这种电子计算机如果研制成功可以一次求解含30个未知数的一次联立方程，因此引起不小轰动。可是天不遂人愿，在此后不久，太平洋战争爆发了，日本偷袭了珍珠港，阿塔纳索夫穿上了军装，其研制工作也因而中断。
二．思维对象复杂性分析及复杂性理论
（1）电子计算机发明过程概述
③ 莫克利和埃克特的工作
差不多同一时间，曾先后在厄辛诺和宾西法尼亚莫尔学院任教的物理学博士莫克利（他曾研制过模拟计算机），也产生过用电子真空管作高速运算部件的设想，并且正为想不出理想方案而苦恼，看到《德孟内斯论坛报》上的消息和设计中的控制器照片后，非常兴奋,1941年6月他专程赶赴衣阿华州去向阿塔纳索夫请教。阿塔纳索夫热情接待、 并毫无保留地把自己珍贵的设计手稿借给了他。莫克利和他的助手埃克特得到这一手稿后如获至宝；很快将阿塔纳索夫的设计方案加以完善和发展，并在军方的巨额经费支持下，于1943年春天成立了电子计算机研制组。经过两年多努力，终于在1945年底研制出一台名为“电子数值积分机”（简称ENIAC）的计算机，但是该机存在一个很大的缺点——计算程序是外插型，需要花费较多时间准备程序，加上是用十进制运算，元器件速率未能充分发挥，使运算速度受到很大限制。
二．思维对象复杂性分析及复杂性理论
（1）电子计算机发明过程概述
④
：一是用二进制取代十进制，以充分发挥电子元器件在速率方面的潜力；二是设置程序计数器，以保存当前欲执行指令的地址—— 改外插型计算程序为内置，从而使整个计算过程完全由电子计算机自动控制，并有效地提高了运算速度；三是以图灵模型为基础，将计算机的体系结构扩展为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个组成部分，把“程序”和“数据”都放在存储器中，并首次提出“中央处理器”（简称CPU）概念，而CPU则由运算器、控制器和程序计数器组成，这就是著名的“”。
上述三方面的改进最终在1949年于英国剑桥大学完成。。
二．思维对象复杂性分析及复杂性理论

（2）计算机发明的复杂性分析及二维复杂性理论
① 用复杂性理论分析计算机的发明过程
由以上历史概述可见，计算机的发明经历了十多年的风风雨雨，而且不是由一个人，而是由包括数学家、物理学家、电子学家以及工程技术人员在内的研究群体完成的，其中起主要作用的有图灵、阿塔纳索夫、、莫克利和埃克特等人。电子计算机的发明之所以出现这种“难产”状况，正是这种创造性活动涉及的思维对象具有高度复杂性的反映。这种“复杂性”主要表现为下述各种不同层次函数的多重复合：
二．思维对象复杂性分析及复杂性理论
第一层次——提高运算速度的创造性目标与选用的数制有关（如十进制、八进制或二进制），用函数可表示为：g=f1(x1,y1,z1)；
第二层次——实现某种数制的自动运算与操作方式有关（如电动式、机械式、电子数字式、模拟式），用函数可表示为： x1=f2(x2,y2,z2,u2)；
第三层次——实现电子数字式自动运算与系统体系结构有关（如输入、运算、存储、控制、输出），用函数可表示为：z2=f3(x3