电子计算机是怎么诞生的?

发布网友 发布时间：2022-05-10 16:05

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热心网友 时间：2023-10-15 02:49

1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学的莫尔学院举行了隆重仪式，庆祝世界上第一台电子计算机的诞生。在揭幕仪式之后，人们兴致勃勃地观看了第一台电子计算机的现场表演，它在1秒钟能做5000次加法运算，500次乘法运算，还计算了三角函数、平方和立方等。这台电子计算机的名字叫“电子数值积分计算机”，简称ENIAC。它的问世标志着现代科学技术进入了一个新时代——计算机时代。

计算机的研究从1822年就开始了，当时英国科学家巴贝齐创造出一台小型差分机，1834年他设计了分析机，其原理与现代计算机一致。以后又有很多人研究计算机。如图灵、诺依曼、维纳等都是现代计算机的先驱。

20世纪科学技术的迅猛发展，给计算工作带来了堆积如山的数据处理问题。特别是在第二次世界大战期间，由于军事上破译密码，研制各种自动武器、大炮、高能*等，都迫切需要高速计算工具。事实上，当时已研制成功的几台大型机电式计算机都正运转于军事目的，直接为战争服务，然而这些计算机的运算速度，远远不能满足战争的需要。

1942年，第二次世界大战正处于白热化阶段，美国陆军军需部弹道研究所急切需要在短时间内计算出各种炮击和火箭兵器的弹道表。

1943年，宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系和设在马里兰州的陆军阿伯丁弹道研究实验室（试炮场）共同执行一项任务：每天为陆军提供6张火力表。每张火力表都要计算几百条弹道，一个熟练的计算员用台式计算机计算一条飞行时间为60秒的弹道，要花20小时。即使用大型微分分析机也需要15分钟，这样每张火力表要计算两三个月。

面对这一紧迫而又繁重的任务，阿伯丁实验室从战争一开始就不断地对已有的微分机进行技术上的改进，以便提高它的运算速度。同时又专门雇用了200多名女计算员，日夜不停地进行人工辅助性计算，但仍不能完成任务。战争不允许这样的局面继续下去，向计算工具提出了强烈要求。

莫尔学院电工系的捷·莫希莱参加了制定火力表的工作。当时他36岁，早在20世纪30年代就对计算机感兴趣，并制成了模拟计算机装置。20世纪40年代初，他认为必须把电子管应用于计算机装置上来，1942年夏末，他写过一篇题名为《高速电子管计算装置的使用》的备忘录，提出了电子计算机制造的可能性。这实际上成了第一台电子计算机的初始方案，但后来却遗失了。1943年初，莫希莱和莫尔学院电工系工程师埃克特，根据一个秘书的速记记录重新整理了这份备忘录，并且由埃克特补写了附录，提出了如何使用硬件的具体建议。

29岁的陆军中尉格尔斯坦，当时是负责联系阿伯丁实验室和莫尔学院电工系的军方代表，也是莫希莱的朋友，他也是一位数学家，曾在密歇根大学任数学助理教授。莫希莱多次对格尔斯坦讲自己关于电子计算机的设想。思维敏捷的格尔斯坦，立即意识到这一设想对解决制造火力表困难的巨大价值，马上向他的上级吉伦上校作了汇报，并立即得到吉伦上校的热情支持。陆军军械部要求莫尔学院起草一份为阿伯丁弹道实验室研制一台电子计算机的发展计划。1943年4月2日，莫尔学院负责与阿伯丁联系的勃雷德教授草拟了一份这样的报告。

1943年4月9日，在阿伯丁召开研制电子计箅机的听证会，这是决定第一台电子计算机命运的一天。参加这一会议的有阿伯丁弹道研究所所长西蒙，美国杰出数学家韦布伦。韦布伦是陆军上校、普林斯顿高等研究院教授，他的意见举足轻重。会上听取了格尔斯坦的介绍和说明，讨论了第一台电子计算机的可能性。最后，韦布伦教授支起坐椅后腿沉思片刻，接着“砰”的一声放下椅子站起来说道：“西蒙，支持这项工作吧!”于是在陆军的支持下，第一台电子计算机方案获得通过，研制工作就这样开始了。

1943年6月5日莫尔学院与军械部正式签订合同，并由吉伦上校建议将这台机器命名为“电子数值积分计算机”，简称ENIAC（电子数值积分和计算机五个英文单词的首母缩写）。

莫尔学院和陆军弹道研究室立即组成一个由30多名工程师和数学家参加的研制小组（莫尔研制小组），共200多名工作人员。由莫希莱、埃克特和格尔斯坦领导这个研制小组，他们是志同道合的青年科学家。

领衔担任总工程师的埃克特，当时年仅23岁，不久前刚从莫尔学院毕业，具有较丰富的实践经验。他领导着一批掌握第一流技术、具有献身精神的工程师和技术人员。他要求严格，对每一部件都规定了严格的标准。莫希莱不仅是位年轻的物理学家，而且具有较强的逻辑思维能力和组织能力，他负责电子计算机的总体设计。格尔斯坦不仅是一位数学家，而且具有较强的组织和管理才能，他不仅负责计算机制造的总体管理工作，而且在数学上提供了许多有益的建议，是一名精干的组织管理人才，他们三人配合默契。此外还有年轻的逻辑学家勃克斯参加。著名科学家诺依曼也参加了后期研制工作。

研制小组全体成员思想活跃，充分发扬学术民主，经常讨论方案实施情况，因此研制工作进展顺利。经过两年的努力，到1945年底，ENIAC的总装和调试全部完成。1946年2月15日，正式举行了隆重的ENIAC机揭幕仪式，并且作了现场表演。

ENIAC机实际花费了48万美元，它结构庞大，总体积约有90立方米，占地170平方米，重30吨。它共用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容，6000个开关，1500个继电器，运转时耗电140千瓦。

这台电子计算机由控制、运算、存贮、输入和输出五部分组成，首次采用电子元件、电子线路（用作电子开关的符合线路、用于汇集从各个来源的脉冲的集合线路、用以计算和存贮的触发器线路）来实现逻辑运算、存贮信息。其运算速度比当时最好的机电式计算机快1000倍。

计算一个弹道用人工若需1个星期，而用ENIAC机只需3秒钟。在19世纪，英国人香克斯用了毕生的精力将圆周率π的值计算到小数点后707位，而ENIAC机仅用40秒钟就打破了这项记录，并且发现香克斯的计算中第528位是错的，当然后面的各位也都错了。ENIAC机具有记忆装置，有按一定程序逐步计算的自动控制能力，这就大大提高了计算的可靠性。

ENIAC机采用了20只加法器，每个加法器由10组环形计算器组成，可存贮长10位的十进制数，并能同时执行几个加法或减法运算，是以后并行计算器的前身。

1947年ENIAC机运往阿伯丁弹道实验室。虽然它没有赶上第二次世界大战时使用，但它仍专门用来计算炮弹和*的飞行轨道以及解决军事上的其他数学问题，直到后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用机。现在，这个世界上第一台电子计算机存于美国博物馆，作为现代计算机的历史文物供人参观欣赏。

ENIAC机的研制成功，具有划时代的意义。虽然它与现代计算机无法相比，但在当时技术水平的条件下，应该说是取得了惊人成就，是计算技术史上的最重大突破，是计算工具史上一座不朽的里程碑。它用电子的快速运动来代替机械的运动，从此开始，机器已不只是人的体力的延伸，而且为大脑的活动提供了辅助工具——电脑。人类走上了广阔的智力解放的大道，一个科技发展新时代——计算机时代开始了。

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