電子計算機的誕生 (2)

1、電子計算機的誕生 二十世紀是動蕩的世紀，也是創(chuàng)造奇跡的世紀。在過去短短幾十年中，人類掌握了電子技術，分裂了原子，經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)。終于，在第二次世界大戰(zhàn)的槍聲戰(zhàn)火中，人類智力解放的嶄新工具電子計算機誕生了。這項偉大的發(fā)明不是個別科學家奮斗的結果，而是在幾千年文明積累的基礎上，科學家、工程師、科學組織管理人員共同努力的結晶。 第一個采用電器元件來制造計算機的是德國工程師朱斯(K.zuse)。早在1934年，朱斯就致力于計算機的研制。當時，他年僅24歲，正在學習土木工程。他的工作最初沒有多少支持者，只好依靠個人的財力來開展研究。在困難的條件下，朱斯甚至利用自己家用的器件來作計算機部件。盡管如此，

2、他設計的第一臺計算機z1號于1938年完成。這是一臺純機械結構的機器，運算速度慢，可靠性也差。朱斯決心采用電磁繼電器來改進z-1，但不久由于應征入伍而中斷。1939年，他的朋友和合作者許萊爾(schreyer)提出一份備忘錄宣傳朱斯工作的意義。這份備忘錄使朱斯的軍役得以豁免，并使他制造計算機的計劃第一次獲得了政府的資助。1941年，他的z3計算機開始運轉，這是世界上真正的第一臺通用程序控制計算機。z3不僅全部采用繼電器，同時采用了浮點記數(shù)法、二進制運算、帶數(shù)字存儲地址的指令形式等。這些設計思想雖然在朱斯之前已經(jīng)提出，但朱斯第一次使他們具體實現(xiàn)，這正是他的功績所在。 德國戰(zhàn)敗后，朱斯流亡到瑞土一

3、個荒僻的鄉(xiāng)村。他的興趣轉移到軟件方面。他首先提出了“程序演算”理論，也即今天所說的計算機程序設計，這一理論對軟件的發(fā)展影響很大。 但是，朱斯制造電子計算機的工作在第二次世界大戰(zhàn)結束以前，很少為德國以外的人所知。z3計算機在1944年的轟炸中被炸毀了。他在戰(zhàn)時制造的計算機僅有一臺(z4)殘存下來，戰(zhàn)后人們看到這臺機器時，它被安放在巴伐里亞省農村一座農舍的地窖里，成為這位曾經(jīng)是計算技術領域里的無名英雄所作貢獻的見證。 在很長時間里，人們認為霍華德艾肯(Howard Aiken)制造的MARK-I是世界上第一臺通用程序控制計算機。提到MARK-I，就不能不提到國際商業(yè)機器公司(即IBM公司)。今天，

4、IBM公司是世界上最有影響的制造電子計算機公司。這和當時IBM公司的總經(jīng)理老沃森(Thomas J.Watson)的遠見是分不開的。當艾肯于1937年提出他的計算機設計時，還是美國哈佛大學物理系的研究生。但IBM公司支持了這個年輕人，1939年派出四位有經(jīng)驗的工程師與艾肯合作。1944年，這臺程序控制的自動數(shù)字計算機宣告完工，在哈佛投入運行(圖1)。 MARKI主要用作科學計算。根據(jù)艾肯的自述，他的工作是受到了計算機先驅們的影響。他常鼓勵別人閱讀拜比吉的自傳。不過艾肯并沒有看到艾達拜倫對于拜比吉分析機的說明，因此，在MARKI的設計制造中，艾肯表現(xiàn)了高度的獨創(chuàng)才能和主動精神。 MARK1只是部

5、分采用了繼電器。其后，在1945年至1947年間，艾肯又領導制造成功一臺全部使用繼電器的計算機MARK-。在計算機發(fā)展史上，MARK和MARK有著重要的地位。 與艾肯、朱斯同時，美國貝爾電話公司以史梯別茲(G.R.stibitz)為首的一個小組也開始研制繼電器式計算機，他們的第一臺機器完成于1940年，這是一臺用于電氣網(wǎng)絡復數(shù)計算的專用機，因此被稱為“復數(shù)計算機”，后來人們也稱它為ModelI號。1940年，ModelI號在美國數(shù)學會表演獲得很大成功，從1944年起，史梯別茲一班人開始制造通用機Modelv號。這種型號的機器于1946年完成，并被認為是現(xiàn)在的多處理機系統(tǒng)的雛形。 艾肯等人制造的

6、這一批機電計算機是計算機發(fā)展史上短暫的一頁。甚至有人認為這批在許多方面具有現(xiàn)代計算機技術特性的計算機在它們開始運行時，差不多就已經(jīng)過時了。因為，這些機器的典型部件是普通電話繼電器。繼電器開關速度大約是百分之一秒，使運算速度受到限制。MARKI乘兩個二十三位數(shù)需要4秒半，而ModelV除七位數(shù)要2.2秒。從另一方面來看，由于在本世紀三十年代已經(jīng)具備了制造電子計算機的技術能力，繼電器式計算機從一開始就注定要很快被電子計算機替代。然而，制造繼電器計算機的方案，是計算技術發(fā)展史上必要的科學嘗試。有人稱艾肯等人的計算機是“拜比吉夢想”的實現(xiàn)。必須看到，這些機電計算機為早期電子計算機的設計制造積累了重要的經(jīng)驗，