【课外读物类】世界五千年——影响人类历史200件大事（18）下.pdf

世界五千年
电子计算机的发明与发展

世纪是一个充满神奇色彩的世纪,又是一个创造奇迹的世纪。在短短
的几十年里科学技术突飞猛进,攻克了一道道难关,揭开了一个个神秘的迷。
从打开原子的大门,到进入微观世界,实现了原子核裂变,找到了新材料和
新能源;发明了计算机,迎来了信息革命;发射了宇宙飞船,踏上了征服太
空的新征途;发明了遗传密码,揭开了生命之谜等等。这一切都充分说明了
人类的智慧。电子计算机的发展,为人类智力的解放提供了崭新的工具,它
是人类历史上新的工业革命的主要标志,是几千年人类文明发展的必然产
物,是人类勤劳智慧的结晶,凝聚着无数科学家、发明家和工程师的心血。
制造一种工具来帮助人脑进行数字运算一直是人们摆脱繁重计算的一种
梦想。世纪,计算工具与自动计时机械——钟表制造技术的结合中产生了
最早的计算机。
德国的莱布尼茨提出了直接进行机械乘法的设计思想,并以梯形轴为主
要部件,设计了一个长米、宽厘米、高厘米的计算机。他的另一个
主要贡献是提出了系统的二进制运算法则。
但莱布尼茨认为世界上最早的二进制是中国的八卦。据说,莱布尼茨还
曾把自己设计的计算机复制品送给中国清朝的康熙皇帝。
年,法国著名数学家、天文学教授威尔海姆·什卡尔特发明了第一
台机械式计算机。这台计算机由加法器、乘法器和记录中间结果的装置组成,
相当于现在的运算器和存贮器,能从事数字计算并能存贮数据。从技术上讲,
这台计算机是计算工具的一次大突破。但从应用方面来说,它很少为人们所
知道,对科学技术的发展几乎没有什么影响。
年,法国数学家和物理学家布莱斯·巴斯卡发明了一台能进行加、
减操作的机械式计算机。
世纪末,由于电力技术和继电元件的发展,促使计算机从机械式向机
电式过渡。美国工程师海尔曼·豪列利特在统计局从事人口登记工作,利用
机械式计算机无法处理堆积如山的统计资料。为了改变这种被动的局面,他
于年用电动机代替人力,制成第一台用电机作动力的计算机。年
他又首次用电磁元件取代部分机械元件控制穿孔卡片,研制出第一台机电式
计算机,使计算机的运算速度、自动控制水平等性能大大提高。这台机器在
美国人口普查工作中显示了先进性,使计算机发展进入到一个新的时代。
现代计算机的诞生应主要归功于世纪科学与技术的迅猛发展。
世纪、年代,电子技术的发展日趋成熟,许多科学家、工程师
都感到可以利用电器元件来制造计算机。在这方面的第一个探索者是德国的
楚泽。他于年制造了一台纯机械构造的计算机(),但其运算速度慢,
可靠性差。以后他用电磁继电器来改进,并于年制造出,这是全部
采用继电器的通用程序控制计算机。它采用了浮点计数、二进制计数、带数
字存储地址的指令形式。但在当时德国的条件下,他的工作很少有人了解,
也得不到必要的支持。
在美国最早从事继电器计算机工作的是哈佛大学的艾肯,他于年在
哈佛大学撰写搏士论文时,由于一些方程的求解困难,发明了一种可求简单
多项式的计算机。后来,在公司的支持下,他于年建立了哈佛
。又领导建造一台全部使用继电器的计算机。
于此同时,美国贝尔实验室以斯蒂比茨为首的研究小组也在研制继电器
计算机。他的第一台计算机完成于年。年,他又制成通用机,
这是现代多处理机的雏形。
继电器计算机在历史上只是短暂的一幕,它们刚问世不久就过时了。一
方面由于它的运算速度慢,另一方面是由于本世纪年代电子技术进入成熟
阶段。但继电器研究为研制计算机积累了经验。
制造电子计算机的努力几乎是和机电计算机同时开始的。年发明了
三极热电子真空管后,人们知道三极管的栅极控制电流开闭速度比继电器快
万倍。早在年代后期,一些目光敏锐的科学家、工程师就看出使用电子
管大大提高速度的可靠性,因而纷纷试图制造出计算机。例如保加利亚血统
的美国物理学家阿塔纳夫年就开始考虑到将电子技术引入到计算机,准
备试制一台能够求解包括个未知数的线性代数方程的计算机。又如,德国
的施赖尔同楚泽合作,于年也计划制造出一台有个电子管、每秒
运算万次的通用机。但这些努力都因为经费不足和得不到支持而夭折。
第一个真正贯彻到底而获得成功的通用电子计算机方案,是美国的约
翰·莫希莱提出的。年,正值第二次世界大战范围扩大,太平洋战争已
经爆发,约翰·莫希莱提出一个通用电子计算机的方案,立即得到当时正陷
入困境的美国陆军的重视。因为当时陆军每天要编制张火力表,每张表需
要计算几百条弹道,宾夕法尼亚大学莫尔学院电子系与阿伯丁弹道研究实验
室共同承担了这项艰巨的任务。他们虽然不断改造机电式微分分析机,聘请
多名