24、计算机与信息本质的理解框架

计算机与信息本质的理解框架

在计算机领域，对计算机本质的理解经历了多个阶段的发展。最初，人们主要将计算机视为硬件设备，随着时间的推移，对计算机的认识逐渐深入，涉及到了更多的层面和概念。

1. 计算机系统层次的发展历程

计算机的理解历史呈现出一种逐步演进的过程。起初，计算机被看作是硬件（模拟或数字）。到了20世纪60年代，它主要被视为具有内存、存储机器代码程序和中央处理器的位操作机器。70年代，计算机被视为数据存储和操作设备，“高级”编程语言成为常态，随后数据和程序的结构变得重要。80年代，内容（所表示的意义）变得重要，90年代，组织意义变得重要。

在每个阶段，大多数人往往只从单一的角度看待计算机，使用基于单一方面的理解框架。然而，1981年，早期人工智能领域的杰出人物艾伦·纽厄尔（Allen Newell）发表了题为《知识层次》（The Knowledge Level）的演讲，提出了计算机本质的多层次观点，为人工智能、知识系统和人机交互等领域的研究指明了方向。

2. 纽厄尔的计算机层次理论

纽厄尔主要关注探索知识与承载知识的符号之间的直观区别，以及理解“什么是知识？”“知识与表示有何关系？”“当一个系统拥有知识时，它拥有什么？”等问题，并假设这些问题的答案对人类和计算机都是相同的。

他认为任何计算机系统都可以在几个不同的层次上进行描述：
- 设备层（Device level） ：其媒介是物理材料中的电子和磁畴，将硬件视为物理材料，例如半导体P - N结。
- 电路层（Circuit level） ：其媒介是电子组件中的电压