admin管理员组

文章数量:1567252

2024年3月30日发(作者:)

盐城生物工程高等职业技术学校

世界上第一台电子计算机--ENIAC

世界上第一台电子计算机叫 ENIAC (电子数字积分计算机的简称,英文全称

为 Electronic Numerical Integrator And Computer),事实上它是世界上第一台

电子多用途计算机,它于1946年2月14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26岁。

1基本概况

ENIAC长30.48米,宽1米,高2.4米,占地面积约170平方米,30个操作台,

重达30英吨,耗电量150千瓦,造价48万美元。它包含了17,468根真空管7,200

根水晶二极管,1,500 个中转,70,000个电阻器,10,000个电容器,1500个继

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。

2研发过程

研制电子计算机的想法产生于第二次世界大战进行期间。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。

时间就是胜利

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

(John 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。

冯·诺依曼 计算机之父

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,1903-1957,美籍匈牙

盐城生物工程高等职业技术学校

利人)带着原子弹研制(1944年)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。原本的ENIAC存在两个问题没有存储器且它用布线接板进

行控制,甚至要搭接几天,计算速度也就被这一工作抵消了。1945年,冯·诺

依曼和他的研制小组在共同讨论的基础上,发表了一个全新的“存储程序通用电

子计算机方案”,在此过程中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,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。

战争的作用

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!)。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。

3发展

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400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。

盐城生物工程高等职业技术学校

以我们的眼光来看,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问题。

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。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,是非常麻烦的。

本文标签: 研制计算机问题计算运算