ENIAC的诞生.docx

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ENIAC的诞生

ENIAC的诞生

世界上第一台电子计算机其实是ABC（Atanasoff-BerryComputer,阿塔纳索夫-贝瑞计算机），ENIAC是第二台。

之前很多纪录声称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ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator），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25岁。

中文名

外文名

发明者

诞生地

重    量

意    义

作    用

发    展

编程语言

使用元件

埃尼阿克

ENIAC

莫尔小组

美国

31吨

世界上第一台电子多用途计算机

为人们生活带来了方便

是网络时代的开端

机器语言、汇编语言、Basic语言

电子管计算机

表格1

基本概况

世界上第一台电子计算机其实是ABC（Atanasoff-BerryComputer,阿塔纳索夫-贝瑞计算机）。

世界上第二台现代电子计算机“埃尼阿克”（ENIAC），诞生于1946年2月14日的美国宾夕法尼亚大学，并于次日正式对外公布。

ENIAC长30.48米，宽6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。

研发过程

研发的原因

研制电子计算机的想法产生于第二次世界大战进行期间。

当时激战正酣，各国的武器装备还很差，占主要地位的战略武器就是飞机和大炮，因此研制和开发新型大炮和导弹就显得十分必要和迫切。

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”。

[1] 

美国军方要求该实验室每天为陆军炮弹部队提供6张射表以便对导弹的研制进行技术鉴定。

事实上每张射表都要计算几百条弹道，而每条弹道的数学模型是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

不过即使用数值方法近似求解也不是一件容易的事！

按当时的计算工具，实验室即使雇用200多名计算员加班加点工作也大约需要二个多月的时间才能算完一张射表。

在“时间就是胜利”的战争年代，这么慢的速度怎么能行呢？

恐怕还没等先进的武器研制出来，败局已定。

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（JohnMauchly）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（JohnEckert）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

图表1

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·nweumann，1903－1957，美籍匈牙利人）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”——EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）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（现在世界上最快的超级计算机是由中国出资的天河二号，运行速度为每秒5.49亿亿次浮点计算！

），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！

）。

能为一种未问世的工具大胆出钱的总是少数。

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。

因此在美国军方的大力支持下，世界上第一台电子计算机ENIAC于1942年开始研制。

参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为首的研制小组。

发展

实际发展

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。

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。

但即使在当时看来，ENIAC也是有不少缺点的：

除了体积大，耗电多以外，由于机器运行产生的高热量使电子管很容易损坏。

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。

更新发展

天河一号千万亿次超级计算机系统

人们当然不会满足于此的。

所以自第一台计算机问世以后，越来越多的高性能计算机被研制出来。

计算机已从第一代发展到了第四代，目前正在向第五代、第六代智能计算机发展。

像最初制造出来的ENIAC一样，许多高性能的计算机总是在为尖端和常规武器、特别是核武器的研制服务。

和人类发明的所有工具一样，计算机的产生也是由于实际需要方得以问世的。

从18世纪以来，科学技术水平有了长足的进步。

制造电子计算机所必需的逻辑电路知识和电子管技术已经在19世纪末和20世纪初出现并得以完善。

因此可以说制造计算机的基础科学知识已经完备了。

自第一台计算机问世以后，越来越多的高性能计算机被研制出来。

计算机已从第一代发展到了第四代，目前正在向第五代、第六代智能化计算机发展。

像最初制造出来的ENIAC一样，许多高性能的计算机总是在为尖端和常规武器、特别是核武器的研制服务。

和人类发明的所有工具一样，计算机的产生也是由于实际需要方得以问世的。

从18世纪以来，科学技术水平有了长足的进步。

制造电子计算机所必需的逻辑电路知识和电子管技术已经在19世纪末和20世纪初出现并得以完善。

因此可以说制造计算机的基础科学知识已经完备。

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！

）。

能为一种未问世的工具大胆出钱的总是少数。

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。

因此在美国军方的大力支持下，世界上第一台电子计算机ENIAC于1943年开始研制。

参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为首的研制小组。

在研制中期，著名数学家冯·诺依曼加入行列。

历时两年多，ENIAC研制成功。

1945年春天，ENIAC首次试运行成功。

1946年2月10日，美国陆军军械部和宾夕法尼亚大学莫尔学院联合向世界宣布ENIAC的诞生，从此揭开了电子计算机发展和应用的序幕。

现在人们常打交道的绝大多数都是个人计算机，它体积小，重量轻，性能高。

虽然现在也有不少的巨型和大型计算机，但它们都“藏在深闺人未识”，安置在专门为它建造的建筑物里，一般人是不太容易一睹其“芳容”的。

所以在许多人的心目中，可能会想当然地认为最初的计算机也有这么“苗条”。

那可大错特错了！

以前的计算机可是不折不扣的庞然大物！

就拿ENIAC来说吧，它采用电子管作为基本电子元件。

用了多少个呢？

足足有18800个电子管，而每个电子管大约有一个普通家用25瓦灯泡那么大！

这样ENIAC就有了8英尺高（约2．44米）、3英尺宽（约0．肌米）、100英尺长（约用．48米）的身躯，体积有研立方米，重达30吨，耗电140千瓦。

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），每秒即次乘法运算。

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。

以现在的眼光来看，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局面。

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。

但即使在当时看来，ENIAC也是有不少缺点的：

除了体积大，耗电多以外，由于机器运行产生的高热量使电子管很容易损坏。

一已有～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，别提有多么麻烦了。

历史澄清

在国内的绝大部分媒体上都会出现世界上第一台电子计算机是上世纪1946年由美国人毛克利（JohnMauchly）发明的ENIAC文字记载，但另一种说法却是：

世界上第一台电子计算机是由美国爱荷华州立大学的约翰·文森特·阿塔纳索夫（JohnVincentAtanasoff）教授和他的研究生克利福特·贝瑞（CliffordBerry）先生在1937年至1941年间开发的“阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-BerryComputer，简称ABC）”。

而在国内的朋友们竟很少有人知道此事真相，不少国内的作者在他们的专著、教材中，甚至科普活动中，仍然宣传ENIAC是世界上第一台计算机。

因此，做为一名IT工作者有必要本着科学的精神，替前人澄清事实，希望通过此文有助于纠正这个在国内知识界长期存在的重大学术误会，以正视听。

经证实，世界上的第一台计算机应为“ABC”。

1941年，“ENIAC”的发明者之一莫科里在阿坦纳索夫家借住5天，借此机会盗取了研究成果及想法，之后与埃克特一起制造了“ENIAC”并申请了专利，被世人称为“现代计算机之父”而阿坦纳索夫并未重视自己的重大发明“ABC”，学校也没有重视此项发明，并拆掉了“ABC”。

后经过美国法院判决，推翻并吊销了莫科里的专利，“现代计算机的基本想法是来自约翰-文森特-阿坦纳索夫。

展览部分

ENIAC的嵌板等部件在退役后被展出在以下地点：

发明ENIAC的宾夕法尼亚大学的工程和应用科学学院拥有40枚嵌板。

[2] 

史密森尼学会拥有5块面板，展出在华盛顿特区的美国历史博物馆。

英国伦敦的科学博物馆拥有一块受话装置。

加州MountainView（谷歌总部所在地）的计算机博物馆拥有3块嵌板。

马里兰的美军军械博物馆拥有一个部件，而它旁边就是ENIAC当年服役的阿伯丁基地。

参与ENIAC研究的密歇根大学在其工程学院拥有4块嵌板。

[3] 

西点军校拥有数据录入装置。

新闻报导

人民网

1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。

第二次世界大战期间，美国军方要求宾州大学莫奇来（Mauchly）博士和他的学生爱克特（Eckert）设计以真空管取代继电器的“电子化”电脑——ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator），电子数字积分器与计算器），目的是用来计算炮弹弹道。

这部机器使用了18800个真空管，长50英尺，宽30英尺，占地1500平方英尺，重达30吨（大约是一间半的教室大，六只大象重）。

它的计算速度快，每秒可从事5000次的加法运算，运作了九年之久。

吃电很凶，据传ENIAC每次一开机，整个费城西区的电灯都为之黯然失色。

另外，真空管的损耗率相当高，几乎每15分钟就可能烧掉一支真空管，操作人员须花15分钟以上的时间才能找出坏掉的管子，使用上极不方便。

曾有人调侃道：

“只要那部机器可以连续运转五天，而没有一只真空管烧掉，发明人就要额手称庆了”。

从第一台计算机诞生至今已过去50多年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展着，首先是晶体管取代了电子管，继而是微电子技术的发展，使得计算机处理器和存贮器上的元件越做越小，数量越来越多，计算机的运算速度和存贮容量迅速增加。

1994年12月，美国Intel公司宣布研制成功世界上最快的超级计算机，它每秒可进行3280亿次加法运算（是第一台电子计算机的6600万倍）。

如果让人完成它一秒钟进行的运算量的话，需要一个人昼夜不停地计算一万多年。

当年的“埃尼阿克”和现在的计算机相比，还不如一些高级袖珍计算器，但它的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代，使得人类社会发生了巨大的变化。

1996年2月14日，在世界上每一台电子计算机问世50周年之际，美国副总统戈尔再次启动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。

宾大官网

OriginallyannouncedonFebruary14,1946,theElectronicNumericalIntegratorandComputer（ENIAC）,wasthefirstgeneral-purposeelectroniccomputer.HailedbyTheNewYorkTimesas"anamazingmachinewhichapplieselectronicspeedsforthefirsttimetomathematicaltaskshithertotoodifficultandcumbersomeforsolution,"theENIACwasarevolutionarypieceofmachineryinitsday.ItwasconstructedandoperatedhereatTheMooreSchoolofElectricalEngineering,nowpartoftheSchoolofEngineeringandAppliedScience.

图表2

Today,itisdifficulttoimaginehowwecouldmanagewithoutthemyriadelectronicdevicesthatweutilizeeachday.Fromour"smart"phones,touchscreens,andtinycamerastoourautomobiles,airplanesandmedicalequipmentanddevices,electronicsistheenginedrivingusforward.AnditwashereattheUniversityofPennsylvaniathatitallbegan.

TheSchoolofEngineeringandAppliedScienceisproudtohaveondisplayfouroftheoriginal40panelsoftheENIAC.Theartifactsrepresentapproximatelyone-tenthofitsoriginalsize.

密歇根大学官网

IncorporatingtherackoftheENIACondisplayinthefoyerofthenewComputer

图表3

ScienceandEngineeringBuildinghasthegoalofinformingcurrentstudentsandfacultyabouttheMIDACexhibit,whilepromotingattendanceatCAVEopeningsanduseoftheweb-basedfeatures.However,thisexhibitfeaturecanalsoservetopromoteawarenessofthelinkbetweenENIACandMichiganthroughtheworkandteachingofArthurBurks.BurkscametotheUniversityofMichiganin1946asaprofessorofphilosophy,afterhavingservedasaprincipledesigneroftheENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）,afirstdigitalelectroniccomputerdevelopedattheMooreSchoolattheUniversityofPennsylvania.HebroughtthepieceofENIACtoMichiganinthemid-1960s.TheENIACdisplayshouldindicatetheMichiganconnection,andpointoutmechanicaldifferencesbetweenENIAC（originallyreleasedin1946）andMIDAC（released1953）.Thesiteservesthemuseum’soverallmissiontoconnectvirtualdisplaystotherealphysicalresourceswhichaboundontheAnnArborcampus,intersectingthelivesofthemuseum’scoreaudience:

thecurrentuniversitycommunity.Connectingthesephysicalresourceswithvirtualexhibitswillpromotenotonlyanawarenessofthevirtualmuseum,butalsoanunderstandingthatthehistoryofinformationtechnologycorrespondstoafullerandricherunderstandingoftheUniversityofMichigan.