03.04 世界上第一臺電腦是怎麼誕生的?

凌寒6604


世界上第一臺通用電子計算機叫做“電子數值積分計算機”,英文縮寫ENIAC,發音是“埃尼阿克”。它是圖靈完全(具有無限存儲能力的通用物理機器或編程語言)的電子計算機,能夠重新編程,解決各種計算問題。


↑↑↑在ENIAC上編程


ENIAC的主人是美國陸軍彈道研究實驗室(BRL),最初用來計算火炮的火力表。

1946年被公佈的時候,EINAC就被當時的新聞界讚譽為“巨腦”,因為它的計算速度比機電機器提高了1000倍,是個歷史性的飛躍。

更關鍵的是, 它的數學能力和通用可編程能力,為後續電子計算機發展奠定了基礎。

如今的人們恐怕難以想象ENIAC有多麼龐大和複雜。

它包含17468個真空管(晶體管是後來的事兒了)、7200個晶體二極管、1500個繼電器、10000個電容器,還有大約500萬個人工焊接頭。

重量達27噸,體積大約是2.4×0.9×30米,佔地167平方米,相當於一座大房子,耗電達150千瓦——有傳言說,它每次啟動的時候,費城的燈都變暗了。


↑↑↑工作人員在操控ENIAC的主控制面板


ENIAC的工作原理和方式非常複雜,一般人很難理解,其實也沒必要是深究。

簡單地說,它是一臺模塊化計算機,由執行不同功能的獨立面板組成,其中20個模塊是累加器,能做加減運算、存儲十位十進制數。使用十位環形計數器存儲數字,每個數字使用36個真空管,其中10個是雙三極管,它們組成了環形計數器的觸發器。

它有20個帶符號的十位累加器,將兩個累加器用線連接起來可以實現雙精度計算。每四個累加器被一個特殊的“乘法器”單元所控制,每秒可進行385次乘法操作。

還有五個累加器被一個特殊的“除法器/平方-平方根器”單元,每秒可進行四十次除法運算或三次求平方根運算。

ENIAC中其他九個單元是“初始化單元”(啟動和停止機器)、“循環單元”(用於同步其他單元)、“主程序器”(控制“循環”序列)、“讀取器”(控制IBM打孔卡片讀取器)、“打印器”(控制IBM打孔卡片的打孔)、“常數傳送器”,還有三個“函數表”。


↑↑↑設置ENIAC一個函數表上的開關


ENIAC的可靠性很差,幾乎每天都有幾個管件燒燬,差不多一半的時間都在停機或維修,後來採用了一種簡單暴力的方法:永遠不關機,因為燒燬基本都發生在預熱和冷卻階段,也就是開關機的時候。(現代電子計算機也有這個規律,長時間運行其實並不會燒燬元件,反覆重啟開關反而更容易,長時間不開機更容易壞。)

ENIAC最長無故障運行時間是116個小時,接近5天。

1997年的時候,一個邊長8毫米、頻率20MHz的硅質CPU已經可以在性能上媲美ENIAC。

感謝時代的進步!


↑↑↑ENIAC裡的電容器


快科技問答


1946年2月15日,在美國舉行的一場揭幕典禮中,世界上第一臺電腦(當時叫電子計算機)誕生了。它的名字叫做“電子數值積分和計算機”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator),英文簡稱ENIAC。

ENIAC的研製目的是為美國陸軍軍械部阿伯丁彈道研究實驗室測算炮彈彈道軌跡的,是由美國賓夕法尼亞大學電工系莫利奇和艾克特領導的小組研製而成。

電子管計算機

ENIAC佔地170m*m,總重量達30噸,使用了18000只電子管,6000個開關,7000只電阻,10000只電容,50萬條線,耗電量140千瓦,可進行5000次加法/秒運算。

自此,以ENIAC為代表的一大批計算機迅速的推廣開來,形成了以電子管為基礎製作的被稱為第一代計算機家族。此時的電腦發展主要有三大特點:從軍用發展至民用,由實驗室研製轉化為工業生產,同時由科學方面的計算擴展到日常的數據和事務處理。ENIAC被認為現代計算機的鼻祖。


而在此時,美籍匈牙利科學家,馮 諾依曼(John von Neumann)提出了程序存儲的概念。程序存儲是把一些常用到的基本指令操作都製作成電路,每一個操作使用一個數代表,這個數字就可以控制電腦執行某種操作。而把這些數編製成程序之後,再把程序和數據放在電腦的內存儲器裡,當計算機運行時就可以依次高速地從存儲器裡取出各種指令,並且依次執行。程序存儲把計算機變成了真正的自動計算,它的出現被稱為計算機歷史上的里程碑,而建立在這種結構上的計算機被後人們稱為‘’馮 諾依曼機‘’。馮 諾依曼當時也為ENIAC提出了許多有建設性的建議。馮 諾依曼被稱為"計算機之父"。

馮·諾依曼(John von Neumann,1903年12月28日-1957年2月8日),原籍匈牙利,布達佩斯大學數學博士。 20世紀最重要的數學家之一,在現代計算機、博弈論、核武器和生化武器等領域內的科學全才之一,被後人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。

後來20世紀50年代,出現了IBM和Sperry兩大專門製造計算機的公司。1952年起IBM公司先後推出了計算機701,702, 700/7000系列等,從而成為計算機制造商的龍頭老大。

計算機的飛速發展期

從ENIAC誕生,到50年代末,這十年的時間裡,計算機的性能並無多大提升。知道50年代末晶體管技術的飛速發展,計算機才有第一次飛躍發展。此時的計算機被稱為第二代計算機。

從1964年開始計算機又進入到了集成電路時代,硬件方面,邏輯元件採用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍採用磁芯。軟件方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標準化等。此時的計算機被稱為第三代計算機。

1670年又開啟了大規模集成電路時代,此時計算機的體積變得更小,價格更便宜,使用也很方便。我國繼1983年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後,又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機

而目前,計算機又向量子計算機,生物計算機,光子計算機等方向發展。未來計算機的計算能力將會有更加巨大的發展。



科技窗


世界上第一臺電腦是在1946年2月14日誕生於美國賓夕法尼亞大學,電腦取名ENIAC。

二戰期間,美軍方要求賓州大學Mauchly博士和他的學生Eckert設計真空管來取代繼電器的“電子”電腦-ENIAC(電子數字積分器與計算器),目的是用來計算炮彈彈道算法。



這臺計算機採用真空管達到18800多個,長50英尺,寬30英尺,佔地1500平方英尺,重達30噸,計算速度每秒可以做到5000次運算,據悉ENIAC用電量超大,每次開機整個費城西區的電壓都下降嚴重,嚴重到電燈都變得無法點亮。

這臺計算機除了耗電量大外還有個毛病,真空管損耗率的問題,每10-15分鐘就得更換一支真空管,使用上非常不方便。


第一臺計算機的誕生,使它為人類開闢出了一個新的信息時代,使得人類的生活、工作等發生了翻天覆地的改變。

這就是世界上第一臺計算機的情形,希望能為您解惑,謝謝!


LED照明世界


第一臺電子計算機叫 ENIAC(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日界上的第一臺計算機誕生在賓西法尼亞大學(University of Pennsylvania),它被稱為ENIAC.採用電子管作為基本電子元件.用了多少個呢?足足有18800個電子管,而每個電子管大約有一個普通家用25瓦燈泡那麼大!這樣ENIAC就有了8英尺高(約2.44米)、3英尺寬(約0.肌米)、100英尺長(約用.48米)的身軀,體積有研立方米,重達30噸,耗電140千瓦.每秒能進行5000次加法運算(據測算,人最快的運算速度每秒僅 5次加法運算),每秒即次乘法運算.它還能進行平方和立方運算,計算正弦和餘弦等三角函數的值及其它一些更復雜的運算.

大多數書上說,美國籍匈牙利裔科學家馮·諾依曼(John Von Neumann , 1903-1957)是電子計算機的發明人,他歷來被譽為“電子計算機之父”.但是,馮·諾依曼本人卻不認為自己是“電子計算機之父”.美國物理學家、曾在洛斯阿拉莫斯實驗室擔任過馮·諾依曼助手的弗蘭克爾在一封信中這樣寫道:“許多人都推舉馮·諾依曼為‘計算機之父’,然而我確信他本人從來不會促成這個錯誤.或許,他可以被恰當地稱為助產士.但是他曾向我,並且我肯定他也曾向別人堅決強調:如果不考慮巴貝奇、阿達和其他人早先提出的有關概念,計算機的基本概念屬於圖靈.按照我的看法,馮·諾依曼的基本作用是使世界認識了由圖林引入的基本概念.”正是馮·諾依曼本人,親手把“計算機之父”的桂冠轉戴在英國科學家阿蘭·圖靈(Alan M. Turing ,1912-1954)頭上.但是,真正的“計算機之父”既不是馮·諾依曼,也不是阿蘭·圖靈.

在1973年以前,大多數美國計算機界人士認為,電子計算機發明人是賓夕法尼亞大學莫爾電氣工程學院的莫奇利(J. Mauchiy)和埃科特(P.Eckert),因為他們是第一臺具有很大實用價值的電子計算機ENIAC(埃尼阿克)的研製者.

現在國際計算機界公認的事實是:第一臺電子計算機的真正的發明人是美國的約翰·文森特·阿塔那索夫(John V. Atanasoff ,1903-1995).他在國際計算機界被稱為“電子計算機之父”.遺憾的是,中國計算機界的絕大多數人並不知道這個事實.

關於電子計算機的真正發明人是誰,美國的有關人阿塔那索夫、莫奇利和埃科特曾經打了一場曠日持久的官司,法院開庭審訊135次.最後由美國的一個地方法院作出判決.1973年10月19日,法院當眾宣佈判決書:“莫奇利和埃科特沒有發明第一臺計算機,只是利用了阿塔那索夫發明中的構思.”理由是阿塔那索夫早在1941年,就把他對電子計算機的思想告訴過ENIAC的發明人莫奇利.

阿塔那索夫(J. Atanasoft)是愛阿華大學物理學教授.阿塔那索夫是在他的研究生克利福特·貝瑞(Clifford E. Berry ,1818-1963)的幫助下發明電子計算機的.




未來我不懂86455407


世界上第一臺計算機誕生於1946年在美國賓夕法尼亞大學。它是一個龐然大物,用了18000個電子管,佔地170平方米,重達30噸,耗電功率約150千瓦,每秒鐘可進行5000次運算。


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