§6計算機的發明

§6計算機的發明(1/3)

第一台電子計算機叫　ENIAC（“埃尼阿克”，電子數字積分計算機的簡稱，英文全稱為　Electronic　Numerical　Integrator　And　Computer），它於1946年2月15日在美國在賓夕法尼亞大學宣告誕生。　ENIAC　長30米　重30噸，是美國　馮諾依曼工作組為了計算炮彈的射程造的。

電子計算機的誕生，是人類智力解放道路上的重要裏程碑，西方的經濟學家稱之為現代新產業革命的一個標誌。美籍匈牙利數學家馮.諾依曼被稱為“計算機之父”。現在使用的計算機，其基本工作原理是存儲程序和程序控製，它是由世界著名數學家馮.諾依曼提出的。

第二次世界大戰促進了電子計算機的發展。在二戰中，美國賓夕法尼亞大學的莫爾電工學院同阿伯丁彈道研究實驗室共同負責，給陸軍提供彈道表。這是一項十分困難的工作。每一張表都要計算幾百條彈道，一個熟練的計算員用台式計算機計算一條飛行時間為　60秒的彈道，要花　20個小時。顯然，已有的運算工具難以保證戰爭需要。

在此情況下，莫爾電工學院的莫希萊於　1942年　8月寫了一份《高速電子管計算機裝置使用》的備忘錄，實際上提出了第一台電子計算機的初步方案。這個方案得到了軍方代表格爾斯坦中尉的支持，還引起了研究生埃克特的興趣。經過格爾斯坦向軍方申請，得到了　15萬美元的研製經費。

這樣，研製小組正式成立並開始了工作。24歲的埃克特擔任總工程師，30多歲的莫希萊提供了計算機的總體設想，格爾斯坦則是個精明強幹的組織者。

1944年夏季的一天，參加原子彈研製工作的馮.諾伊曼遇見了格爾斯坦，在交談中了解到計算機的研製工作。馮.諾伊曼很感興趣，幾天後，他專程趕到莫爾，參加了對計算機的改進工作。

約翰.馮.諾依曼（JohnVonNouma，1903－1957），美藉匈牙

利人，1903年12月28日生於匈牙利的布達佩斯，父親是一個銀行家，家境富裕，十分注意對孩子的教育。馮.諾依曼從小聰穎過人，興趣廣泛，讀書過目不忘。據說他一生掌握了七種語言，6歲時就能用古希臘語同父親閑談，其中最擅長德語。他對讀過的書籍和論文能很快一句不差地將內容複述出來，而且若幹年之後，仍然如此。1911年一1921年，馮.諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學讀書期間，就嶄露頭角而深受老師的器重。在費克特老師的個別指導下，兩人合作發表了第一篇數學論文，此時馮.諾依曼還不到18歲。1921年至1923年在蘇黎世大學學習。在1926年以優異的成績獲得了布達佩斯大學數學博士學位，此時馮.諾依曼年僅22歲。1927年至1929年，馮.諾依曼相繼在柏林大學和漢堡大學擔任數學講師。1930年接受了普林斯頓大學客座教授的職位，1931年成為該校終身教授。1933年轉到該校的高級研究所，成為最初的六位教授之一，並在那裏工作了一生。馮.諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數值分析的開拓性工作。

1944年　8月到　1945年　6月，在馮.　諾伊曼的領導下，研製小組製定了新的改進方案。重大改進有三方麵：一是把十進位製改成二進位製。二是利用包含水銀柱的特殊電路做存貯器。三是把程序外插變做程序內存。1945年底，這台計算機研製成功，第一台電子計算機出世了。這台計算機由控製、運算、存貯、輸入、輸出　5部分組成，每秒鍾運算5000次，比原來的計算機快一千多倍。製作這台計算機，共用　1.8萬個電子管，7萬隻電阻，10萬隻電容，重　30噸，耗電　140千瓦，占地　170平米，差不多有十間房子大小。它的實際造價約為　48萬美元。

EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控製裝置、存儲器、輸入和輸出設備

，並描述了這五部分的職能和相互關係．EDVAC機還有兩個非常重大的改進，即：（1）采用了二進製，不但數據采用二進製，指令也采用二進製；（2建立了存儲程序，指令和數據便可一起放在存儲器裏，並作同樣處理．簡化了計算機的結構，大大提高了計算機的速度．1946年7，8月間，馮.諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上，為普林斯頓大學高級研究所研製IAS計算機時，又提出了一個更加完善的設計報告《電子計算機邏輯設計初探》．以上兩份既有理論又有具體設計的文件，首次在全世界掀起了一股“計算機熱”，它們的綜合設計思想，便是著名的“馮.諾依曼機”，其中心就是有存儲程序。

原則上指令和數據一起存儲．這個概念被譽為“計算機發展史上的一個裏程碑”。它標誌著電子計算機時代的真正開始，指導著以後的計算機設計，自然一切事物總是在發展著的，隨著科學技術的進步，今天人們又認識到“馮.諾依曼機”的不足，它妨礙著計算機速度的進一步提高，而提出了“非馮.諾依曼機”的設想．馮.諾依曼還積極參與了推廣應用計算機的工作，對如何編製程序及搞數值計算都作出了傑出的貢獻。馮.諾依曼於1937年獲美國數學會的波策獎；1947年獲美國總統的功勳獎章、美國海軍優秀公民服務獎；1956年獲美國總統的自由獎章和愛因斯坦紀念獎以及費米獎。

程序內存的電子管計算機常稱做第一代電子計算機。它結構複雜，價格昂貴，調試困難，因此發展不快。

1956年，用晶體管製成了電子計算機，這是第二代電子計算機，其運算速度成百倍地增長。60年代初，每秒運算幾十萬次的晶體管計算機問世。1964　年，每秒二三百萬次的大型晶體管計算機研製成功，並且成批生產。

由於集成電路和大規模集成電路的發展，計算機出現了向小型化和微型化發展的趨勢。到　1977年，全世界已有微機　800萬台。

（本章完）