电子计算机的发明

[来源:上海发明协会] [日期:2009-12-18]

1930年,美国一位名叫莫奇里的物理学博士在研究物理的过程中,常常被大量枯燥、烦琐的计算所困扰,为此,他研制了一台模拟工具——微波分析机和一台专用计算机。可这两种机器的运算速度都很慢。1940年,电子管的诞生给莫奇里以极大的信心:电子管应用于计算装置必定会提高计算速度。

1941115晚,为研制工作停滞不前而苦恼的莫奇里,得《梅因论坛报》的一条简讯,引起了他的极大兴趣:“物理学教授约翰·阿塔纳索夫博士制成了电子计算机,其工作原理比其他机器更近似人脑,它完全用电学器件制成…… ”第二天,莫奇里启程登门拜访阿塔纳索夫。善良的阿塔纳索夫热情地接待了莫奇里。他一五一十地向莫奇里介绍了自己研究电子计算机的过程和设计方案,并对莫提出的问题一一作了解答。末了,塔纳索夫将一本笔记本交给莫奇里,说:“这是我多年的心血,里面记录了有关的设计思路,对你也许有帮助。让我们一起为人类的科学事业作贡献吧!”

对阿塔纳索夫的拜访,使莫奇里仿佛看到了一个色彩斑斓的世界。

19428月,莫奇里以阿塔纳索夫的设计方案为框架,结合自己的一些经验,写成一篇《高速电子管装置的使用》的论文。此文独到的见解、新颖的论点引起莫尔电气工程学院师生的广泛兴趣。23岁的研究生艾克特独自拜访了莫奇里。两位志同道合的年轻人,决定携起手来研制电子计算机,并设想付诸实践。时值二战爆发,出于战争需要,莫奇里的设计方案,得到了佰丁弹道实验研究所军方代表格尔斯但中尉的帮助,从而获得该所的支持,拉开了电子计算机的研制工作的序幕。

研制小组由300多位专家组成,莫奇里担任总设计师,艾克特担任总工程师。经过两年多的艰苦劳动,耗资50万美元,终于研制出世界上第一台电子计算机。它被命名为“电子数值积分机和计算机”,简称“ENIAC”(埃尼亚克)。 这台电子计算机是一个庞然大物。它占了面积170平米的6大间房子,重达30多吨,里面装有1.8万个电子管,1500个电器。它每秒钟可做5000次加减法或400次乘法,比当时已有的继电器式计算机的计算速度要快1000倍。

1946215,美国政府为ENIAC举行了隆重的揭幕典礼。ENIAC的公开表演赢得了如雷般的掌声。

莫奇里和艾克特由此得到社会各界的赞誉,还获得了电子计算机的专利。可有趣的是,后来由此引发了一场官司。原来,因资金原因而中断研究的阿塔纳索夫,发现ENIAC设计方案与他的设计方案几乎一样。而它的发明者之一莫奇里,就是1941年向他请教的那位年轻人。为明确计算机的发明权,他俩因此对簿公堂。经过马拉松式的取证工作,美国联邦州立法院裁决,确定阿塔纳索夫是第一个电子计算机设计方案的提出者,取消了莫奇里和艾克特的专利权。1944年,闻名于世的数学家冯· 诺依曼,对正在研究中的ENIAC表示出极大的兴趣,他专程到莫尔学院参观了尚未建成的ENIAC。诺依曼凭借雄厚的数学基础和杰出的综合能力,提出了计算机制造中的核心问题——机器的逻辑结构,提出了一个存储程序通用电子计算机方案——EDVAC方案。EDVAC方案对ENIAC方案作了重大改进:一是选择了二进制;二是采用了超声波水银延迟线作为存储器的基本元件,大大增加了存储量;三是采用冯氏程序内储的设想,从而大大加快了运算过程。

20世纪50年代至今,电子计算机经历了从电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路四代发展变化,产生了几个数量级的跃变。但是,所有的机器无一不是冯· 诺依曼的程序内储机。正是这个原因,人们称冯· 诺依曼为电子计算机之父。EDVAC型计算机也被称为冯·诺依曼机。  

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