世界上最大的計算機(jī)
世界上最大計算機(jī),那么到底有哪臺呢?下面學(xué)習(xí)啦小編為你介紹。
世界上最大的計算機(jī)
ENIAC,全稱為Electronic Numerical Integrator And Computer,即電子數(shù)字積分計算機(jī)。ENIAC是世界上第一臺 通用計算機(jī),也是繼 ABC( 阿塔納索夫-貝瑞計算機(jī))之后的第二臺 電子計算機(jī)。
它是圖靈完全的電子計算機(jī),能夠重新編程,解決各種計算問題。它于1946年2月14日在美國宣告誕生。 承擔(dān)開發(fā)任務(wù)的“莫爾小組”由四位科學(xué)家和工程師 埃克特、莫克利、戈爾斯坦、 博克斯組成。
總工程師埃克特在當(dāng)時年僅25歲。
基本概況
世界上第二臺 現(xiàn)代電子計算機(jī) 埃尼阿克(ENIAC),誕生于1946年2月14日的 美國賓夕法尼亞大學(xué),并于次日正式對外公布。
ENIAC長30.48米,寬6米,高2.4米,占地面積約170平方米,30個操作臺,重達(dá)30英噸,耗電量150千瓦,造價48萬美元。它包含了17,468根真空管(電子管)7,200根晶體 二極管,1,500 個中轉(zhuǎn),70,000個 電阻器,10,000個電容器,1500個繼電器,6000多個開關(guān),計算速度是每秒5000次加法或400次乘法,是使用繼電器運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)電式計算機(jī)的1000倍、手工計算的20萬倍。 [1]
媒體誤傳
曾有媒體誤傳ENIAC是第一臺計算機(jī),實(shí)際上,真正的第一臺計算機(jī)是 阿塔納索夫-貝瑞計算機(jī)(Atanasoff–Berry Computer,簡稱ABC計算機(jī))。ENIAC是第二臺計算機(jī)和第一臺 通用計算機(jī)。
研發(fā)過程
研發(fā)的原因
研制電子計算機(jī)的想法產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)進(jìn)行期間。當(dāng)時激戰(zhàn)正酣,各國的武器裝備還很差,占主要地位的戰(zhàn)略武器就是飛機(jī)和大炮,因此研制和開發(fā)新型大炮和導(dǎo)彈就顯得十分必要和迫切。為此美國陸軍軍械部在 馬里蘭州的阿伯丁設(shè)立了“彈道研究實(shí)驗(yàn)室”。 [2]
美國軍方要求該實(shí)驗(yàn)室每天為陸軍炮彈部隊提供6張射表以便對導(dǎo)彈的研制進(jìn)行技術(shù)鑒定。事實(shí)上每張射表都要計算幾百條彈道,而每條彈道的數(shù)學(xué)模型是一組非常復(fù)雜的非線性 方程組。這些方程組是沒有辦法求出準(zhǔn)確解的,因此只能用數(shù)值方法近似地進(jìn)行計算。
時間就是勝利
不過即使用數(shù)值方法近似求解也不是一件容易的事!按當(dāng)時的計算工具,實(shí)驗(yàn)室即使雇用200多名計算員加班加點(diǎn)工作也大約需要二個多月的時間才能算完一張射表。在“時間就是勝利”的戰(zhàn)爭年代,這么慢的速度怎么能行呢?恐怕還沒等先進(jìn)的武器研制出來,敗局已定。
為了改變這種不利的狀況,當(dāng)時任職 賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機(jī)工程學(xué)院的莫希利(John Mauchly)于 1942年提出了試制第一臺電子計算機(jī)的初始設(shè)想——“高速電子管計算裝置的使用”,期望用電子管代替繼電器以提高機(jī)器的計算速度。
美國軍方得知這一設(shè)想,馬上撥款大力支持,成立了一個以莫希利、??颂?John Eckert)為首的研制小組開始研制工作、預(yù)算經(jīng)費(fèi)為15萬美元,這在當(dāng)時是一筆巨款。要不是為了戰(zhàn)爭,誰能舍得出這么大的錢!雖說戰(zhàn)爭萬惡,但未始不偶爾促進(jìn)科技的發(fā)展。
馮·諾依曼
讓研制工作十分幸運(yùn)的是,當(dāng)時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆 原子彈研制工作的數(shù)學(xué)家 馮·諾依曼(v·n weumann,1903-1957,美籍 匈牙利人)帶著原子彈研制(1944年)過程中遇到的大量計算問題,在研制過程中期加入了研制小組。原本的ENIAC存在兩個問題沒有存儲器且它用布線接板進(jìn)行控制,甚至要搭接幾天,計算速度也就被這一工作抵消了。1945年,馮·諾依曼和他的研制小組在共同討論的基礎(chǔ)上,發(fā)表了一個全新的“存儲程序通用電子計算機(jī)方案”—— EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)在此過程中他對計算機(jī)的許多關(guān)鍵性問題的解決作出了重要貢獻(xiàn),從而保證了計算機(jī)的順利問世。
雖然ENIAC體積龐大,耗電驚人,運(yùn)算速度不過幾千次(現(xiàn)在世界上最快的超級計算機(jī)是由中國出資的天河二號,運(yùn)行速度為每秒5.49億億次浮點(diǎn)計算!),但它比當(dāng)時已有的計算裝置要快1000倍,而且還有按事先編好的程序自動執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和存儲數(shù)據(jù)的功能。ENIAC宣告了一個新時代的開始。從此科學(xué)計算的大門也被打開了。
戰(zhàn)爭的作用
但為什么世界上第一臺 電子計算機(jī)要退至40年代中期才得以問世呢?這里面主要是實(shí)際需要是否迫切和資金是否到位的問題。實(shí)際需要當(dāng)然一直都存在,誰不想擁有一種最先進(jìn)的計算工具呢?但光是需求并不能決定一切。凡研制一種新工具,總是需要先期投入大量資金(研制ENIAC時,一開始就投資15萬美元,但最后的總投資高達(dá)48萬美元,這在40年代可是一筆巨款!)。能為一種未問世的工具大膽出錢的總是少數(shù)。
最后還是戰(zhàn)爭使計算機(jī)的誕生成為現(xiàn)實(shí)。事實(shí)上各種各樣的社會需求中,戰(zhàn)爭期間的需求始終是最迫切的,因?yàn)槭玛P(guān)生死存亡。政府和軍方總是出手大方,將最新的科技成果應(yīng)用到諸如戰(zhàn)略和常規(guī)武器的研制工作上,以確保己方在軍事上處于領(lǐng)先地位。
電子計算機(jī)正是在二次世界大戰(zhàn)彌漫的硝煙中開始研制的。如前面所述,當(dāng)時為了給美國軍械試驗(yàn)提供準(zhǔn)確而及時的彈道火力表,迫切需要有一種高速的計算工具。因此在美國軍方的大力支持下,世界上第一臺電子計算機(jī)ENIAC于1942年開始研制。參加研制工作的是以 賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電機(jī)工程學(xué)院的莫西利和??颂貫槭椎难兄菩〗M。
發(fā)展
實(shí)際發(fā)展
ENIAC這個龐然大物能做什么呢?它每秒能進(jìn)行5000次加法運(yùn)算(據(jù)測算,人最快的運(yùn)算速度每秒僅 5次加法運(yùn)算),每秒400次乘法運(yùn)算。它還能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算,計算 正弦和 余弦等 三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運(yùn)算。
以我們的眼光來看,這當(dāng)然很微不足道。但這在當(dāng)時可是很了不起的成就!原來需要20多分鐘時間才能計算出來的一條彈道,現(xiàn)在只要短短的30秒!這可一下子緩解了當(dāng)時極為嚴(yán)重的計算速度大大落后于實(shí)際要求的問題。
由于當(dāng)時馮·諾依曼正參與 原子彈的研制工作,他是帶著原子彈研制過程中遇到的大量計算問題加入到計算機(jī)的研制工作中來的。因此可以說,ENIAC為世界上第一顆原子彈的誕生也出了不少力。
但即使在當(dāng)時看來,ENIAC也是有不少缺點(diǎn)的:除了體積大,耗電多以外,由于機(jī)器運(yùn)行產(chǎn)生的高熱量使電子管很容易損壞。只要有一個電子管損壞,整臺機(jī)器就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),于是就得先從這1.8萬多個 電子管中找出那個損壞的,再換上新的,是非常麻煩的。
更新發(fā)展
人們當(dāng)然不會滿足于此的。所以自第一臺計算機(jī)問世以后,越來越多的高性能計算機(jī)被研制出來。計算機(jī)已從第一代發(fā)展到了第四代,目前正在向第五代、第六代智能計算機(jī)發(fā)展。像最初制造出來的ENIAC一樣,許多高性能的計算機(jī)總是在為尖端和常規(guī)武器、特別是核武器的研制服務(wù)。
和人類發(fā)明的所有工具一樣,計算機(jī)的產(chǎn)生也是由于實(shí)際需要方得以問世的。從18世紀(jì)以來,科學(xué)技術(shù)水平有了長足的進(jìn)步。制造電子計算機(jī)所必需的邏輯電路知識和電子管技術(shù)已經(jīng)在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初出現(xiàn)并得以完善。因此可以說制造計算機(jī)的基礎(chǔ)科學(xué)知識已經(jīng)完備了。
歷史澄清
在國內(nèi)的絕大部分媒體上都會出現(xiàn)世界上第一臺電子計算機(jī)是上世紀(jì)1946年由美國人 莫 克利(John Mauchly)發(fā)明的ENIAC文字記載,但另一種說法卻是:世界上第一臺電子計算機(jī)是由美國愛荷華州立大學(xué)的約翰·文森特·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)教授和他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford Berry)先生在1937年至1941年間開發(fā)的“阿塔納索夫-貝瑞計算機(jī)(Atanasoff-Berry Computer,簡稱ABC)”。
而在國內(nèi)的朋友們竟很少有人知道此事真相, 不少國內(nèi)的作者在他們的專著、教材中,甚至科普活動中,仍然宣傳ENIAC是世界上第一臺計算機(jī)。因此,做為一名IT工作者有必要本著科學(xué)的精神,替前人 澄清事實(shí),希望通過此文有助于糾正這個在國內(nèi)知識界長期存在的重大學(xué)術(shù)誤會,以正視聽。
經(jīng)證實(shí),世界上的第一臺計算機(jī)應(yīng)為“ ABC”。1941年,“ENIAC”的發(fā)明者之一莫科里在阿坦納索夫家借住5天,借此機(jī)會盜取了研究成果及想法,之后與??颂匾黄鹬圃炝?ldquo;ENIAC”并申請了專利,被世人稱為“現(xiàn)代計算機(jī)之父”而阿坦納索夫并未重視自己的重大發(fā)明“ABC”,學(xué)校也沒有重視此項(xiàng)發(fā)明,并拆掉了“ABC”。后經(jīng)過美國法院判決,推翻并吊銷了莫科里的專利,“現(xiàn)代計算機(jī)的基本想法是來自約翰-文森特-阿坦納索夫。
展覽部分
ENIAC的嵌板等部件在退役后被展出在以下地點(diǎn):
發(fā)明ENIAC的 賓夕法尼亞大學(xué)的工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院擁有40枚嵌板。
史密森尼學(xué)會擁有5塊面板,展出在 華盛頓特區(qū)的美國歷史博物館。
英國倫敦的 科學(xué)博物館擁有一塊受話裝置。
加州Mountain View( 谷歌總部所在地)的計算機(jī)博物館擁有3塊嵌板。
馬里蘭的美軍軍械博物館擁有一個部件,而它旁邊就是ENIAC當(dāng)年服役的阿伯丁基地。
參與ENIAC研究的 密歇根大學(xué)在其工程學(xué)院擁有4塊嵌板。
西點(diǎn)軍校擁有數(shù)據(jù)錄入裝置。