计算机科学发展史
猫咪搞笑图片-
计算机科学发展史
以科学技术为标志，人类历
史上发生了三次产业革命。蒸汽机的发明标志着第一次产业
革命的兴起：
电的发现与应用掀起了第二次产业革命的浪潮；
数字电子计算机的诞生则拉开<
/p>
了第三次产业革命的序幕。
那么，第一台数字电子计算机是怎样问世的呢？让我们从第二
次世界大战说起。
1939
年
9
月，德国纳粹
党头目、盗世奸雄希特勒悍然发动了对临国波兰的侵略战争。
此后不到一年的时间，纳粹
分子利用强大的军事机器先后占领了波兰、挪威、丹麦、荷兰、
比利时、法国。整个西欧
只有英国尚在浴血奋战。
1941
年
3
月，日本军国主义者在疯狂侵
略亚洲邻国的同时，
处心积虑地策划了对美国海军基地珍珠港的空袭事件。
迫使美国对日宣
战。从此，第二次世界大战全面爆发。
说起战争不能不说到武器。
战争中，
枪炮的杀伤力主要由其射程、
精度和爆炸威力决定。
军工厂试制出来的大地要进行多次试射；
通过复杂的运算测定、
校正其弹着点误差在允许范
围并形成弹道表后，
才
可交付使用。
这样，枪炮弹道计算的重要性就不言而喻了。
一张
正规
的弹道表包括气温、气压、风速、风向以及火炮的类型、炸药量、引信种类等
3000
多个参
数。一发炮弹从发射介空到落
地，只用
1
分多钟。
就单个参数而言，
以
1
分钟的炮弹飞行时
间为例，一个熟
练的计算人员使用当时最先进的大型微分分析仪计算，也需要大约
20
< br>分钟
的时间才能算出来。
当时美国陆军军械部每天要向前线提供
6
张弹道表，
计算任务十分繁重。
负
责这项工作
的是军械部弹道实验室的上尉、青年数学家赫尔曼·哥德斯坦
（
Hermam ine
）
。
哥德斯坦从陆军抽调了
100
多位姑娘使用微分仪每日进行紧张地
计算。协助他一同负责弹道计算工
作的还有来自摩尔学院的两位专家。一位是
36
岁的物理
学教授约翰·莫齐利（
John Mauchly
），另一位是从摩尔学院刚毕业的研究生，
24
岁的电
器工程师布雷斯帕·埃克特（
Presper
Eckert
）。
由于弹道计算工作
一直不能满足前方的
需要，哥德斯坦已经接到指令，要设法尽快改变这种状况。
怎样加快弹道表
的计算工作呢？哥德斯坦心急如焚。
于是他请莫齐利和埃克特一块儿想
< br>想办法。莫齐利在从事分子物理研究时，
就曾被大量的计算槁得头昏脑胀。
所以，
他一直想
研制一种新型的高速计算工具
。
只是苦干不能筹来巨额研制经费，
始终未能具体实施。
事实
上，随着电子技术、数理逻辑、运筹学、控制论、信息论等科学技
术的发展，当时制造电子
计算机的技术条件已经基本成熟。
听了
哥德斯坦的话，
莫齐利把研制高速计算装置的想法告
诉了埃克特
。莫齐利长于计算机理论，埃克特专干电子技术。对莫齐利的每一种总体构思，
埃克特总
能从电路上使之具体化。于是，
两人经过几番讨论，
向哥德斯坦
提交了一份“高速
电子管计算装置”的设计草案。
仔细看过这份
设计方案后，哥德斯坦心中无比振奋：如果能
研制出这样的高速计算装置，
那么弹道计算的效率将会提高成百上千倍！
于是，
尽
管预算费
用高得惊人，哥德斯坦仍决计要向军械部争取这笔费用。
1943
年
4
月
9
日，美国陆军军械
部召集了一次非同寻常的会议，
讨论哥德斯坦等人提交的关于研制
“高速计算装置”
< br>的报告。
坐在主席台位置的西蒙
(L
< br>．
Simon
）上校一言不发。
美国数学泰斗、
普林斯顿高等研究院的
教授韦伯伦
(O
．
Veblen
）也出
席了这次会议，他正在埋头阅读那份报告。哥德斯坦站起来，
继续说服着西蒙上校；
“据说海军己经把希望寄托在马克
1
号计算机上。
我们设想的机器，
是一种更新
式的电子计算机，
它将比马克
1
号的运
算速度高出几个数量级„„”
。
西蒙上校
用眼神示意哥德斯坦，
最终要看韦伯伦教授的意见。
作为军械
部的科学顾问，
韦伯伦深知自
己说话的责任重大。他聚精会神地
读完报告，想着投入巨额研制费用的风险，往椅背一靠，
闭目沉思起来。
目睹韦伯伦凝重的表情，
大家随之都沉默不语了。
忽然
，只见韦伯伦教授猛
地起立，毅然决然地对西蒙上校表态：
“批
给他们研制经费，上校先生！”然后义无反顾地
离开了会议室。
一个对
人类历史影响极为深远的研究计划就这样拍板决定了。军方和科学家们随后即
达成协议：
成立一个项目攻关组，研制名为“电子数字积分机和计算机（
Electronic
Nume
rical Integrator and Computer
）”的机器（英文简写为“ENIAC”，中文译名为“爱尼亚
克”）。先期
投入
14
万美元，最后的总投入高达
4
8
万（相当于今天的
1000
多万美元
）。
爱尼亚克项目组的成员包括数学家、
物理学家、
军工专家以及诸多专业工程师，
计
30
余名，
还有近
200
名辅
助人员参与攻关。
主要成员除莫齐利、
埃克特和哥德斯坦三人外
，
还有摩尔
学院的知名教授布莱纳德（
J
．
Brainerd
）和逻辑学家勃
克斯（
A
．
Burks
）等人。项目组主
要成员分工如下：
布莱纳德，项目总负责人。
莫齐利，总体方案的设计。
勃克斯，设计乘法器等大型逻辑元件。
埃克特，负责解决项目中复杂而困难的工程技术问题。
哥德斯坦，军方联络员并负责解决项目中的数学难题。
值得一提的是，被后人尊称为“现
代计算机之父”的约翰·冯·诺依曼（
Johnvon Neu
mann
）在爱尼亚克项目启动不久，也加入了研究行列。
攻关组的成员们夜以继日地苦干。
方案设计、算法验证、元件测试、模块分调、整机联
调，其间不知熬过了多少个不眠之夜
！
19
45
年底的一个夜里，宾西法尼亚大学计算机整机装配调试大厅灯火通明。
突然传出
一阵喧闹声，
原
来这是攻关组的成员们在调试中解决了最后一个技术难题，
情不自禁地欢呼
起来。
这台倾注着多少人两年多心血的计算机，
其技
术问题已基本解决，
整机联调达到设计
要求。
< br>回想几年来付出的心血和汗水，
追忆计算机研究领域先辈们的足迹，
总设计师莫齐利
感慨万千：中国人发明了算盘；法国的帕斯卡（
Blasie Pascal
）设计出了机械式加法器；
英国的巴贝奇
(Charle Babbage
）研制出
了第一台数据处理差分机；德国的朱斯
(Konrad Z
us
e
）研制了电磁计算机；艾肯教授研制了自动程序控制计算机“马克
1
号”；正是沿着先
人的足迹，他们今天方能完成爱尼亚克
的研制工作。
< br>1946
年
2
月
15
日，一个人类历史上里程碑式的日子，世界第一台实用数字电子计算机
“爱尼亚克”在宾西法尼亚大学正式投入运行。前来参观的人们走进“爱尼亚克”
所在的大
厅，
感到宛如置身于一个庞大的车间。<
/p>
展现在人们眼前的一排排
2
．
75
米高的金属柜里装载
着组成整个计算机系统的
各种设备。
它总共安装了
16
种型号的
18000
个真空管，
1500
个电
子继电器，
70000
个电阻器，
18000
个电容器，电路的焊接点多达<
/p>
50
万之巨，占地面积
170
平方米，总重量达
30
吨，耗电
< br>140
千瓦。人类历史上第一台实用数字电子计算机“爱尼亚
克”，就以如此庞然大物的姿态，横空出世了。
本为战争应用而研制的计算机，
在“
千呼万唤始出来”之时战争已经结束了。
人们在欢
呼“爱尼亚克
”
降生的同时，也以同样高兴的心情欢呼人类和平新纪元的到来。隆重的庆典
大会上，
爱尼亚克无与伦比的强大功能令人们赞叹不己。
< br>它计算速度快、
精度高、
可靠性好，
而且还具有记忆特性和逻辑判断能力。它
1
秒中内能完成<
/p>
5000
次加法运算，亦可在千分之
三秒
的时间内完成两个十位数的乘法运算，
20
秒内即能计算出一条
炮弹的轨迹，比炮弹自
身的飞行速度还要快几
倍。所有这些，是当时任何机械式或电动式计算机都无法望其项背
的。