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ENIAC:1946年诞生的世界首台通用可编程电子计算机及其历史意义

1946年2月15日,世界上第一台通用电子数字计算机正式诞生,命名为电子数字积分计算机,英文缩写为ENIAC。

需要说明的是,ENIAC并非人类历史上首台电子计算机,此前已有阿塔纳索夫-贝瑞计算机问世。但ENIAC是第一台具备完全通用性、可重新编程的全电子计算机,能够灵活应对各类数学计算任务,首次实现以电子速度完成大规模数值运算,由此成为现代计算史上的关键里程碑。

其研制初衷源于第二次世界大战期间美国军方的实际需求,旨在为陆军弹道研究实验室高效完成火炮弹道轨迹的复杂计算。项目由宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院承担,核心研发团队包括约翰·冯·诺依曼、约翰·埃克特、约翰·莫希利、赫尔曼·戈尔斯坦及华人科学家朱传榘等人。其中,年仅二十五岁的埃克特担任总工程师。

ENIAC投入运行后,每秒可执行约五千次加法或四百次乘法运算,运算效率较同期其他机械与机电设备高出千余倍,相当于人工手算速度的二十万倍。据宾夕法尼亚大学工程学院记载,原本需手摇计算器耗时十二小时完成的弹道计算,ENIAC仅需三十秒即可得出结果。

此后,它还被应用于氢弹原理验证、弹道导弹与运载火箭轨道测算、早期天气预报模型等重要科研任务。

尽管ENIAC在当时代表了人类计算能力的巅峰,但以今日标准衡量,其运算性能甚至不及一只普通电动牙刷。整机采用约八千只真空管、七万只电阻、一万只电容、五十万个焊接点,并配备专用供电系统,由四十个独立面板呈U型排列构成。设备全长三十点四八米,宽六米,高二点四米,总重达三十吨,需安置于九米乘十五米的专用机房内,持续功耗约为一百五十千瓦。项目总造价为四十八万美元,相当于八十年前的巨额投入。

如今,部分原始部件仍保存于摩尔大楼一层展厅,包括循环运算单元、主编程单元、函数表、累加器及数字托盘等关键组件。

为ENIAC编写程序极为繁复,须通过插接式电缆板配合三台便携式函数表操作,每台函数表配有千二百个十位拨动开关。整个编程过程依赖专业团队协作,往往需数周时间完成布线、测试、校验与调试。运行中亦需频繁人工干预,通过物理插拔电缆来切换任务,操作门槛极高。加之真空管故障率居高不下,设备平均每日均有数支烧毁,导致近半时间处于停机维修状态。

1955年10月2日,ENIAC正式停止运行。此时,基于二进制与存储程序架构的新型计算机EDVAC已投入实际应用,标志着计算技术迈入全新阶段。

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