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世界第一台计算机

1946年2月14日诞生了世界上第一台电子数字计算机ENIAC(埃尼阿克)。

(The Electronic Numerical Integrator And Calculator)―埃尼阿克‖计算机的最初设计方案,是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出的计算机的主要任务是分析炮弹轨道。

美国军械部拨款支持研制工作,并建立了一个专门研究小组,由莫奇利负责。

总工程师由年仅24岁的埃克特担任,组员格尔斯是位数学家,另外还有逻辑学家勃克斯。

―埃尼阿克‖共使用了18000个电子管,另加1500个继电器以及其它器件,其总体积约90立方米,重达30吨,占地170平方米,需要用一间30多米长的大房间才能存放,是个地地道道的庞然大物。

这台耗电量为140千瓦的计算机,运算速度为每秒5000次加法,或者400次乘法,比机械式的继电器计算机快1000倍。

当―埃尼阿克‖公开展出时,一条炮弹的轨道用20秒种就能算出来,比炮弹晒身的飞行速度还快。

埃尼阿克的存储器是电子装置,而不是靠转动的―鼓‖。

它能够在一天内完成几千万次乘法,大约相当天一个人用台式计算机操作40年的工作量。

它是按照十进制,而不是按照二进制来操作。

但其中也用少量以二进制方式工作的电子管,因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制,而在数据输入,输出时再变回十进制。

―埃尼阿克‖最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。

但后来通过改变插入控制板里的接线方式来解决各种不同的问题,而成为一台通用机。

它的一种改型机曾用于氢弹的研制。

―埃尼阿克‖程序采用外部插入式,每当进行一项新的计算时,都要重新连接线路。

有时几分种或几十分种的计算,要花几小时或1~2天的时间进行线路连接准备,这是一个致命的弱点。

它的另一个弱点是存储量太小,至多只能存20个10位的十进制数。

英国无线电工程师协会的蒙巴顿将军把―埃尼阿克‖的出现誉为―诞生了一个电子的大脑‖,―电脑‖的名称由此流传开来。

1996年2月15日,在―埃尼阿克‖问世50周年之际,美国副总统戈尔在宾夕法尼亚大学举行的隆重纪念仪式上,再次按动了这台已沉睡了40年的庞大电子计算机的启动电钮。

戈尔在向当年参加―埃尼阿克‖的研制,如今仍健在的科学家发表讲话:―我谨向当年研制这台计算机的先驱者们表示祝贺。

‖埃尼阿克上的两排灯以准确的节奏闪烁到46,标志着它于1946年问世,然后又闪烁到96,标志着计算机时代开始以来的50年。

第一台电子计算机在1946年2 月14日问世了。

全称是―电子数值积分和计算机‖,英文名字是―Elextronic Numerical Integrator And Computer‖简称ENIAC(埃尼阿克)。

它是由美国宾夕法尼亚大学的莫尔学院的莫尔小组承担研制的。

它由17468个电子管、6万个电阻器、1万个电容器和6千个开关组成,重达30吨,占地160平方米,耗电174千瓦,耗资45万美元。

这台计算机每秒只能运行5千次加法运算,或400次乘法。

埃尼阿克的存储器是电子装置,而不是靠转动的鼓。

它能够在一天内完成几千万次乘法,大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。

它是按照十进制,而不是按照二进制来操作。

但其中也用少量以二进制方式工作的电子管,因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制,而在数据输入、输出时再变回十进制。

eniac第一台电子计算机叫ENIAC(中文名:埃尼阿克)(电子数字积分计算机的简称,英文全称为Electronic Numerical IntegratorAnd Computer),它于1946年2月15日在美国宣告诞生。

承担开发任务的―莫尔小组‖由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成,总工程师埃克特在当时年仅24岁。

在美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院揭幕典礼。

它,就是世界上第一台现代电子计算机―埃尼阿克‖(ENIAC)。

这个庞然大物占地面积达170平方米,重达30吨。

在揭幕仪式上,―埃尼阿克‖为来宾表演了它的―绝招‖----—分别在1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算,这比当时最快的继电器计算机的运算速度要快1000多倍。

这次完美的亮相,使得来宾们喝彩不已。

ENIAC:长30.48米,宽1米,占地面积约63平方米,30个操作台,约相当于10间普通房间的大小,重达30吨,耗电量150千瓦,造价48万美元。

它包含了17,468 真空管7,200水晶二极管, 1,500 中转, 70,000 电阻器, 10,000 电容器,1500继电器,6000多个开关,每秒执行5000次加法或400次乘法,是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。

研制电子计算机的想法产生于第二次世界大战进行期间。

当时激战正酣,各国的武器装备跟现在比差远了,占主要地位的战略武器就是飞机和大炮,哪有什么―飞毛腿‖导弹、―爱国者‖防空导弹、―战斧式‖巡航导弹,因此研制和开发新型大炮和导弹就显得十分必要和迫切。

为此美国陆军军械部在马里兰州的阿伯丁设立了―弹道研究实验室‖。

美国军方要求该实验室每天为陆军炮弹部队提供6张火力表以便对导弹的研制进行技术鉴定。

千万别小瞧了这区区6张火力表,它们所需的工作量大得惊人!事实上每张火力表都要计算几百条弹道,而每条弹道的数学模型你知道是什么吗?一组非常复杂的非线性方程组。

这些方程组是没有办法求出准确解的,因此只能用数值方法近似地进行计算。

不过即使用数值方法近似求解也不是一件容易的事!按当时的计算工具,实验室即使雇用200多名计算员加班加点工作也大约需要二个多月的时间才能算完一张火力表。

在―时间就是胜利‖的战争年代,这么慢的速度怎么能行呢?恐怕还没等先进的武器研制出来,败局已定。

.为了改变这种不利的状况,当时任职宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫希利(John Mauchly)于1942年提出了试制第一台电子计算机的初始设想——―高速电子管计算装置的使用‖,期望用电子管代替继电器以提高机器的计算速度。

美国军方得知这一设想,马上拨款大力支持,成立了一个以莫希利、埃克特(Eckert)为首的研制小组开始研制工作、预算经费为15万美元,这在当时是一笔巨款。

要不是为了战争,谁能舍得出这么大的钱!虽说战争万恶,但未始不偶尔促进科技的发展。

让研制工作十分幸运的是,当时任弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研制工作的数学家冯·诺依曼(v·n weumann,美籍匈牙利人)带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题,在研制过程中期加入了研制小组。

他对计算机的许多关键性问题的解决作出了重要贡献,从而保证了计算机的顺利问世。

虽然ENIAC体积庞大,耗电惊人,运算速度不过几千次(现在的超级计算机的速度最快每秒运算达万亿次!),但它比当时已有的计算装置要快1000倍,而且还有按事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。

ENIAC宣告了一个新时代的开始。

从此科学计算的大门也被打开了。

人们当然不会满足于此的!自第一台计算机问世以后,越来越多的高性能计算机被研制出来。

计算机已从第一代发展到了第四代,目前正在向第五代、第六代智能化计算机发展。

像最初制造出来的ENIAC一样,许多高性能的计算机总是在为尖端和常规武器、特别是核武器的研制服务。

和人类发明的所有工具一样,计算机的产生也是由于实际需要方得以问世的。

从18世纪以来,科学技术水平有了长足的进步。

制造电子计算机所必需的逻辑电路知识和电子管技术已经在19世纪末和20世纪初出现并得以完善。

因此可以说制造计算机的基础科学知识已经完备。

但为什么世界上第一台电子计算机要退至40年代中期才得以问世呢?这里面主要是实际需要是否迫切和资金是否到位的问题。

实际需要当然一直都存在,谁不想拥有一种最先进的计算工具呢?但光是需求并不能决定一切。

凡研制一种新工具,总是需要先期投入大量资金(研制ENIAC 时,一开始就投资15万美元,但最后的总投资高达48万美元,这在40年代可是一笔巨款!)。

能为一种未问世的工具大胆出钱的总是少数。

最后还是战争使计算机的诞生成为现实。

事实上各种各样的社会需求中,战争期间的需求始终是最迫切的,因为事关生死存亡。

政府和军方总是出手大方,将最新的科技成果应用到诸如战略和常规武器的研制工作上,以确保己方在军事上处于领先地位。

电子计算机正是在二次世界大战弥漫的硝烟中开始研制的。

如前面所述,当时为了给美国军械试验提供准确而及时的弹道火力表,迫切需要有一种高速的计算工具。

年开始研制。

1943于ENIAC世界上第一台电子计算机因此在美国军方的大力支持下,参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为首的研制小组。

在研制中期,著名数学家冯·诺依曼加入行列。

历时两年多,ENIAC研制成功。

1945年春天,ENIAC首次试运行成功。

1946年2月10日,美国陆军军械部和宾夕法尼亚大学莫尔学院联合向世界宣布ENIAC的诞生,从此揭开了电子计算机发展和应用的序幕。

现在人们常打交道的绝大多数都是个人计算机,它体积小,重量轻,性能高。

虽然现在也有不少的巨型和大型计算机,但它们都―藏在深闺人未识‖,安置在专门为它建造的建筑物里,一般人是不太容易一睹其―芳容‖的。

所以在许多人的心目中,可能会想当然地认为最初的计算机也有这么―苗条‖。

那可大错特错了!以前的计算机可是不折不扣的庞然大物!就拿ENIAC来说吧,它采用电子管作为基本电子元件。

用了多少个呢?足足有18800个电子管,而每个电子管大约有一个普通家用25瓦灯泡那么大!这样ENIAC就有了8英尺高(约2.44米)、3英尺宽(约0.9米)、100英尺长(约30.48米)的身躯,占去了1800平方英尺(167 m ²),重达30吨,耗电150千瓦。

ENIAC这个庞然大物能做什么呢?它每秒能进行5000次加法运算(据测算,人最快的运算速度每秒仅5次加法运算),每秒即次乘法运算。

它还能进行平方和立方运算,计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。

以现在的眼光来看,这当然很微不足道。

但这在当时可是很了不起的成就!原来需要20多分钟时间才能计算出来的一条弹道,现在只要短短的30秒!这可一下子缓解了当时极为严重的计算速度大大落后于实际要求的局面。

由于当时冯·诺依曼正参与原子弹的研制工作,他是带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题加入到计算机的研制工作中来的。

因此可以说,ENIAC为世界上第一颗原子弹的诞生也出了不少力。

但即使在当时看来,ENIAC也是有不少缺点的:除了体积大,耗电多以外,由于机器运行产生的高热量使电子管很容易损坏。

只要有一个电子管损坏,整台机器就不能正常运转,于是就得先从这1.8万多个电子管中找出那个损坏的,再换上新的,别提有多么麻烦了。

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