人類第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（Elec-tronic Numerical Integrator And Computer埃尼阿克）誕生于1946年，是世界上第一臺通用電子計(jì)算機(jī)。它是艾倫·麥席森·圖靈完全的電子計(jì)算機(jī)，能夠重新編程，解決各種計(jì)算問題。ENIAC為美國陸軍的彈道研究實(shí)驗(yàn)室（BRL）所使用，用于計(jì)算火炮的火力表。ENIAC在1946年公布的時(shí)候，就被當(dāng)時(shí)的新聞贊譽(yù)為“巨腦”。它的計(jì)算速度比機(jī)電機(jī)器提高了一千倍。這是一個(gè)飛躍，之前沒有任何一臺單獨(dú)的機(jī)器達(dá)到過這個(gè)速度。它的數(shù)學(xué)能力和通用的可編程能力，令當(dāng)時(shí)的科學(xué)家和實(shí)業(yè)家非常激動。發(fā)明它的人為了進(jìn)一步推廣這些新思想，舉辦了一系列關(guān)于計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的講座。ENIAC在1987年被評為IEEE里程碑之一。
基本簡介
人類第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（Elec-tronic Numerical Integrator And Computer埃尼阿克）誕生于1946年
早期計(jì)算工具
在這以前，早期計(jì)算工具發(fā)展歷程：公元前5世紀(jì)，中國人發(fā)明了算盤，廣泛應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易中，算盤被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)，并一直使用至今。在接下來的若干年中，許多工程師在另一些方面取得了重要的進(jìn)步，美國人Herman Hollerith（1860-1929），根據(jù)提花織布機(jī)的原理發(fā)明了穿孔片計(jì)算機(jī)，并帶入商業(yè)領(lǐng)域建立公司早在17世紀(jì)，歐洲一批數(shù)學(xué)家就已開始設(shè)計(jì)和制造以數(shù)字形式進(jìn)行基本運(yùn)算的數(shù)字計(jì)算機(jī)。1642年，法國數(shù)學(xué)家帕斯卡采用與鐘表類似的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進(jìn)制加法器。1678年，德國數(shù)學(xué)家戈特弗里德·萊布尼茨制成的計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步解決了十進(jìn)制數(shù)的乘、除運(yùn)算。
英國數(shù)學(xué)家巴貝奇在1822年制作差分機(jī)模型時(shí)提出一個(gè)設(shè)想，每次完成一次算術(shù)運(yùn)算將發(fā)展為自動完成某個(gè)特定的完整運(yùn)算過程。1884年，巴貝奇設(shè)計(jì)了一種程序控制的通用分析機(jī)。這臺分析機(jī)雖然已經(jīng)描繪出有關(guān)程序控制方式計(jì)算機(jī)的雛型，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件而未能實(shí)現(xiàn)。
巴貝奇的設(shè)想提出以后的一百多年期間，電磁學(xué)、電工學(xué)、電子學(xué)不斷取得重大進(jìn)展，在元件、器件方面接連發(fā)明了真空二極管和真空三極管；在系統(tǒng)技術(shù)方面，相繼發(fā)明了無線電報(bào)、電視和雷達(dá)……。所有這些成就為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展準(zhǔn)備了技術(shù)和物質(zhì)條件。
與此同時(shí)，數(shù)學(xué)、物理也相應(yīng)地蓬勃發(fā)展。到了20世紀(jì)30年代，物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域經(jīng)歷著定量化的階段，描述各種物理過程的數(shù)學(xué)方程，其中有的用經(jīng)典的分析方法已根難解決。于是，數(shù)值分析受到了重視，研究出各種數(shù)值積分，數(shù)值微分，以及微分方程數(shù)值解法，把計(jì)算過程歸結(jié)為巨量的基本運(yùn)算，從而奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的數(shù)值算法基礎(chǔ)。
社會上對先進(jìn)計(jì)算工具多方面迫切的需要，是促使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的根本動力。20世紀(jì)以后，各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)部門的計(jì)算困難堆積如山，已經(jīng)阻礙了學(xué)科的繼續(xù)發(fā)展。特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前后，軍事科學(xué)技術(shù)對高速計(jì)算工具的需要尤為迫切。在此期間，德國、美國、英國部在進(jìn)行計(jì)算機(jī)的開拓工作，幾乎同時(shí)開始了機(jī)電式計(jì)算機(jī)和電子計(jì)算機(jī)的研究。
德國的朱賽最先采用電氣元件制造計(jì)算機(jī)。他在1941年制成的全自動繼電器計(jì)算機(jī)Z-3，已具備浮點(diǎn)記數(shù)、二進(jìn)制運(yùn)算、數(shù)字存儲地址的指令形式等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的特征。在美國，1940～1947年期間也相繼制成了繼電器計(jì)算機(jī)MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不過，繼電器的開關(guān)速度大約為百分之一秒，使計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度受到很大限制。
電子計(jì)算機(jī)的開拓過程，經(jīng)歷了從制作部件到整機(jī)從專用機(jī)到通用機(jī)、從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。1938年，美籍保加利亞學(xué)者約翰·阿塔那索夫首先制成了電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件。1943年，英國外交部通信處制成了“巨人”電子計(jì)算機(jī)。這是一種專用的密碼分析機(jī)，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了應(yīng)用。
新的重大突破是由數(shù)學(xué)家約翰·馮·諾依曼領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)小組完成的。1945年3月他們發(fā)表了一個(gè)全新的存儲程序式通用電子計(jì)算機(jī)方案—電子離散變量自動計(jì)算機(jī)(EDVAC)。隨后于1946年6月，馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設(shè)計(jì)報(bào)告《電子計(jì)算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》。同年7～8月間，他們又在莫爾學(xué)院為美國和英國二十多個(gè)機(jī)構(gòu)的專家講授了專門課程《電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的理論和技術(shù)》，推動了存儲程序式計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造。
1949年，英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室率先制成電子離散時(shí)序自動計(jì)算機(jī)(EDSAC)；美國則于1950年制成了東部標(biāo)準(zhǔn)自動計(jì)算機(jī)(SFAC)等。至此，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的萌芽時(shí)期遂告結(jié)束，開始了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展時(shí)期。
在創(chuàng)制數(shù)字計(jì)算機(jī)的同時(shí)，還研制了另一類重要的計(jì)算工具——模擬計(jì)算機(jī)。物理學(xué)家在總結(jié)自然規(guī)律時(shí)，常用數(shù)學(xué)方程描述某一過程；相反，解數(shù)學(xué)方程的過程，也有可能采用物理過程模擬方法，對數(shù)發(fā)明以后，1620年制成的計(jì)算尺，己把乘法、除法化為加法、減法進(jìn)行計(jì)算。詹姆斯·麥克斯韋巧妙地把積分(面積)的計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的測量，于1855年制成了積分儀。
19世紀(jì)數(shù)學(xué)物理的另一項(xiàng)重大成就——傅里葉分析，對模擬機(jī)的發(fā)展起到了直接的推動作用。19世紀(jì)后期和20世紀(jì)前期，相繼制成了多種計(jì)算傅里葉系數(shù)的分析機(jī)和解微分方程的微分分析機(jī)等。但是當(dāng)試圖推廣微分分析機(jī)解偏微分方程和用模擬機(jī)解決一般科學(xué)計(jì)算問題時(shí)，人們逐漸認(rèn)識到模擬機(jī)在通用性和精確度等方面的局限性，并將主要精力轉(zhuǎn)向了數(shù)字計(jì)算機(jī)。
電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問世以后，模擬計(jì)算機(jī)仍然繼續(xù)有所發(fā)展，并且與數(shù)字計(jì)算機(jī)相結(jié)合而產(chǎn)生了混合式計(jì)算機(jī)。模擬機(jī)和混合機(jī)已發(fā)展成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的特殊品種，即用在特定領(lǐng)域的高效信息處理工具或仿真工具。
20世紀(jì)中期以來，計(jì)算機(jī)一直處于高速度發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)由僅包含硬件發(fā)展到包含硬件、軟件和固件三類子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能—價(jià)格比，平均每10年提高兩個(gè)數(shù)量級。計(jì)算機(jī)種類也一再分化，發(fā)展成微型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、通用計(jì)算機(jī)(包括巨型、大型和中型計(jì)算機(jī))，以及各種專用機(jī)(如各種控制計(jì)算機(jī)、模擬—數(shù)字混合計(jì)算機(jī))等。計(jì)算機(jī)器件從電子管到晶體管，再從分立元件到集成電路以至微處理器，促使計(jì)算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了三次飛躍。在電子管計(jì)算機(jī)時(shí)期(1946～1959)，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。主存儲器是決定計(jì)算機(jī)技術(shù)面貌的主要因素。當(dāng)時(shí)，主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲器等類型，通常按此對計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類。
簡介
在第二次世界大戰(zhàn)期間，賓夕法尼亞大學(xué)的物理學(xué)家約翰·莫克科（John Mauchly）參與了馬里蘭州阿伯丁試驗(yàn)
基地的火力射程表的編制工作，當(dāng)時(shí)雖然使用了一臺布什微分分析儀，并且雇傭了100名年輕助手做輔助人工計(jì)算，但是速度仍很慢，而且錯(cuò)誤百出。形勢促使莫克利與工程師普雷斯伯·埃克特（J.PresPter Eckert）一起加快了研究新的計(jì)算工具的步伐。他們第一次采用電子管作為計(jì)算機(jī)的基本部件。1946年2月15日，第一臺全自動計(jì)算機(jī)ENIAC（即“電子數(shù)學(xué)積分計(jì)算機(jī)”）正式交付使用，到1955年10月最后切斷電源，服役長達(dá)9年。它每秒可進(jìn)行5000次加減運(yùn)算，使用了18800個(gè)電子管，占地170平方米，重達(dá)30噸，功率140千瓦，價(jià)格140萬美元，真可謂“龐然大物”。盡管這臺機(jī)器只有少數(shù)專家才會使用，但它把過去借助臺式計(jì)算器需7～20小時(shí)才能計(jì)算出一條發(fā)射彈道的工作量縮短到只用30秒，使科學(xué)家們從奴隸般的計(jì)算中解放出來。至今人們?nèi)怨J(rèn)，ENIAC機(jī)的問世，表明了電子數(shù)字計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來，具有劃時(shí)代的偉大意義，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的重大里程碑。
作為計(jì)算機(jī)從實(shí)驗(yàn)室走向社會的標(biāo)志是1951年研制成功并提交給美國人口統(tǒng)計(jì)使用的UNIVAC（UNIVerzal Automatic Computer 通用自動計(jì)算機(jī)）。它的研制者就是ENIAC的研制者莫克利和埃克特。由于它顯示出巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，因此，還有人認(rèn)為“計(jì)算機(jī)時(shí)代”是從1951年開始的。
發(fā)展概覽
1946年2月賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院制成的大型電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(ENIAC)，最初也專門用于火炮彈道計(jì)算，后經(jīng)多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計(jì)算的通用計(jì)算機(jī)。這臺完全采用電子線路執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和信息存儲的計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度比繼電器計(jì)算機(jī)快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)。但是，這種計(jì)算機(jī)的程序仍然是外加式的“埃尼阿克”計(jì)算機(jī)的最初設(shè)計(jì)方案，是由36歲的美國工程師莫奇利于1943年提出的計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)是分析炮彈軌道。美國軍械部撥款支持研制工作，并建立了一個(gè)專門研究小組，由約翰·莫奇利負(fù)責(zé)。總工程師由年僅24歲的埃克特?fù)?dān)任，組員格爾斯是位數(shù)學(xué)家，另外還有邏輯學(xué)家勃克斯。“埃尼阿克”共使用了18000個(gè)電子管，另加1500個(gè)繼電器以及其它器件，其總體積約90立 方米，重達(dá)30噸，占地170平方米，需要用一間30多米長的大房間才能存放，是個(gè)地地道道的龐然大物。這臺耗電量為140千瓦的計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度為每秒5000次加法，或者400次乘法，比機(jī)械式的繼電器計(jì)算機(jī)快1000倍。當(dāng)“埃尼阿克”公開展出時(shí)，一條炮彈的軌道用20秒鐘就能算出來，比炮彈曬身的飛行速度還快。埃尼阿克的存儲器是電子裝置，而不是靠轉(zhuǎn)動的“鼓”。它能夠在一天內(nèi)完成幾千萬次乘法，大約相當(dāng)天一個(gè)人用臺式計(jì)算機(jī)操作40年的工作量。它是按照十進(jìn)制，而不是按照二進(jìn)制來操作。但其中也用少量以二進(jìn)制方式工作的電子管，因此機(jī)器在工作中不得不把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，而在數(shù)據(jù)輸入，輸出時(shí)再變回十進(jìn)制。“埃尼阿克”最初是為了進(jìn)行彈道計(jì)算而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)。但后來通過改變插入控制板里的接線方式來解決各種不同的問題，而成為一臺通用機(jī)。它的一種改型機(jī)曾用于氫彈的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式，每當(dāng)進(jìn)行一項(xiàng)新的計(jì)算時(shí)，都要重新連接線路。有時(shí)幾分鐘或幾十分鐘的計(jì)算，要花幾小時(shí)或1~2天的時(shí)間進(jìn)行線路連接準(zhǔn)備，這是一個(gè)致命的弱點(diǎn)。它的另一個(gè)弱點(diǎn)是存儲量太小，至多只能存20個(gè)10位的十進(jìn)制數(shù)。英國無線電工程師協(xié)會的第一代緬甸的蒙巴頓伯爵路易·蒙巴頓將軍把“埃尼阿克”的出現(xiàn)譽(yù)為“誕生了一個(gè)電子的大腦”，“電腦”的名稱由此流傳開來。
關(guān)于人類第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的疑問
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(jì)算機(jī)是上世紀(jì)1946年由美國人毛克利（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(jì)算機(jī)是由愛荷華州立大學(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(jì)算機(jī)（Atanasoff-Berry 計(jì)算機(jī)，簡稱ABC）”。
在維基百科（wikipedia.org）上你只要輸入“John Vincent Atanasoff”或“Atanasoff–Berry Computer”就可以找到“約翰·阿塔那索夫”教授的生平和“阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)（Atanasoff-Berry Computer）”的發(fā)明過程，在Google中搜索“Atanasoff–Berry Computer”也會有四萬多條檢索結(jié)果，在美國愛荷華州立大學(xué)的網(wǎng)站上有更詳細(xì)的介紹（http: //www.計(jì)算機(jī)科學(xué)iastate.edu/jva/jva-archive.shtml）。
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(jì)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(gè)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(jì)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，之后與埃克特一起制造了“ENIAC”并申請了專利，被世人稱為“現(xiàn)代計(jì)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(jì)算機(jī)的基本想法是來自約翰-文森特-阿坦納索夫”。
ENIAC的其他翻譯:
Electronic Numerical Integartor & Caculator
Electronic Numerical Integartor And Caculation
參考資料 >
電子數(shù)字積分式計(jì)算機(jī).互動百科.2015-03-02