电子计算机是本世纪最伟大的技术成就。不过,任何一种伟大的发明都不是一朝一夕突然出现的,人们很久以前就在寻求一种高速的计算工具。远在17世纪40年代,法国数学家巴斯卡就研制过一台加法机,过了近30年,大数学家莱布尼兹设计过一台能作乘法和加法的机器,不过它简直不能实际使用。
到了18世纪末,法国在重新编制三角函数表和三角函数对数表时,就动员了几百名工作者来完成庞大的计算工作。19世纪初期,法国数学家拜贝吉制成了一台差分机,后来又构思了一台分析机。但最终没有成功,原因是当时用机械作为技术手段不可能传递计算信息,执行指令。
历史演进到20世纪,电子技术的兴起为计算机的发明带来了条件与机遇,计算机的新时代开始了。于是,先后有德国的工程师朱斯研制过Z-1计算机,美国的艾肯用继电器技术研制了计算机。不过,朱斯的Z-1计算机毁于第二次大战的战火,艾肯在哈佛大学制成的计算机也因技术的限制刚开始运用就已经过时,因为电子技术手段已经兴起。
电子计算机的产生是在自动理论的发展、电子技术的日益成熟和第二次世界大战紧迫的计算任务的背景下的综合结果。1943年正是世界大战紧张进行的一年。美国阿伯丁炮击场和宾夕法尼亚大学一起承担了为美国陆军计算炮击表的任务。当时只有一台原始的模拟计算机和一百多名计算员用手工计算,结果当然很糟。差不多在同一时候,宾夕法尼亚大学电工系的工程师埃克特和物理学家莫齐利提出了一篇用电子元件造计算机的报告,这份报告送到了当时负责计算炮击表的领导人----数学家戈德斯坦中尉手里。戈德斯坦慧眼识珠,大力争取了美国军方支持埃克特和莫齐利的方案,1943年4月6号报告获得批准,研制计算机的工作开始了。
1944年夏天,戈德斯坦在阿伯丁炮击场附近遇到了在炮击场担任顾问的数学家冯·诺伊曼,他告诉诺伊曼,计算机试制工作进展顺利。一旦成功其速度比当时的任何计算机工具都快一千倍。冯·诺伊曼大感兴趣,他正在为试制原子的计算问题伤透脑筋,于是诺伊曼加入了这项工作。
说起冯·诺伊曼在数学界几乎无人不知,这位天才的大数学家是那个时代的杰出人物,他的研究遍及纯粹数学、应用数学、力学、经济学、气象学、理论物理学等许多领域。形势的需要、科学实践中积累起来对新事物的洞察力,和用数学方法解决科问题的强烈愿望,使冯·诺伊曼迅速投入到计算机制造的激流中,从而为计算机的研制做出了杰出的贡献。1944年8月到1945年6月,是计算机研制最紧张的收获季节。冯·诺伊曼在电子计算机的逻辑体制中引入代码,编制了各种程序,提出各种研究报告。他和同事们紧密合作,把崭新的科学思想付诸实践。经过十个月的紧张工作,一台全新的存贮程序通过电子计算机方案诞生了。
1946年,世界上第一台电子计算机建造成功,它的全称是“电子数字积分和计算器”,英文名称是 Electrnic Numerical Intergrator and Calculator。简称ENIAC(爱尼亚克)。这台计算机是个庞然大物,占地170平方米,用了18000个电子管,总重30吨,耗电140千瓦,速度为每秒钟可计算5000次加法。最主要的特点是,这台计算机能按照人所编好的程序自动地进行运算。
继第一台电子计算机制成之后,冯·诺伊曼又主持制造了一台实验性的计算机MANIAC(曼尼亚克)。这台机器在第一颗氢研制中起了很大的作用,人们把它叫做冯·诺伊曼机,而埃克特和莫齐利则转向研制商用程序计算机,1951年制成第一台用于人口统计使用。直到1963年6月,电子计算机才走完了自己的实验阶段而进入工业生产。一个电子计算机的新时代正式开始了。
冯·诺依曼与ENIAC
来自于匈牙利的天才冯·诺依曼不仅是博弈论创始人,也被誉为“计算机之父”。虽然图灵构建了“图灵机”的伟大理论设想,但是他没有设计制作,甚至也没有在死前看到一台实际可以使用的“通用计算机”的问世。
冯·诺依曼在ENIAC的建造过程中曾提出中肯的设计建议。在最初设计时ENIAC与现代计算机其实是有差异的,ENIAC的程序与计算部件是分离的,在进行计算时,需要人工进行程序替换,之后再启动计算功能,这对于计算机的运行效率有着非常大的阻碍。
针对这一点,冯·诺依曼曾写过一项著名的“101页报告”,提出要设计出能够将程序储存在内部的计算机,冯诺依曼称之为EDVAC(离散变量自动计算机)。EDVAC不用进行人工切换,由计算机自动依次执行程序,后来这种计算机也被称为“冯·诺依曼机”。不过由于ENIAC计算机研发小组发生了分裂,EDVAC一直到1951年才被研制出来。尽管如此,其结构对现代计算机也还是产生了巨大影响。我们今天所使用的计算机也大多属于冯诺依曼机的改进型。
*** 提醒:如果获取失败,请联系客服退款。 客服QQ:874345335。***