信息時代的到來——1946年電子計算機的誕生1946年2月15日,世界上第一臺電子計算機在美國賓夕法尼亞大學(xué)正式投入使用。
它的正式名稱叫“電子數(shù)字積分器和計算機”(ENIAC),是一個重達30噸的龐然大物,有兩層樓高,占地170平方米,裝有1.8萬只電子管、7萬只電阻、1萬只電容,功率150千瓦。它每秒能進行5000次運算,比當(dāng)時最好的繼電器計算機要快1000倍。ENIAC的問世,是人類計算工具的一次重大革命。人類一直在探索計算工具的改進,以便提高計算速度。古代中國人發(fā)明了算盤,19世紀(jì)初西方人開始制造各式各樣的計算機。1942年,賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院承擔(dān)為陸軍計算彈道數(shù)據(jù)的任務(wù),每天要提供6張火力表。每張火力表都要計算幾百條彈道,一個熟練的計算員用當(dāng)時的臺式計算機,計算一條彈道要花20個小時。為了提高計算效率和速度,莫爾學(xué)院的莫奇勒博士提出制造電子計算機的設(shè)想。1943年6月,莫爾學(xué)院與陸軍簽訂合同,正式研制電子計算機。1945年底,ENIAC誕生了。雖然ENIAC是當(dāng)時最先進的計算機,但它有許多缺陷,一是體積過大,耗電過多,貶低它的人開玩笑說,它熄滅了費城西部所有的燈。二是它的計算程序靠線路連接,每做一次計算都要重新連接線路,準(zhǔn)備時間太長。三是沒有內(nèi)部存儲器,它的寄存器只能存儲運算過程中十位數(shù)以下的數(shù)字,存儲量太小。四是電子管容易燒壞,常要停機維修。ENIAC的研制引起著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼的興趣。1944年,正在參與原子彈研制的馮·諾伊曼參觀了ENIAC的研制現(xiàn)場。他針對ENIAC的不足,提出電子計算機新方案。馮·諾伊曼的新方案計算機叫作“離散變量自動電子計算機”(EDVAC),它由五部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設(shè)備。計算機的內(nèi)部運算采用二進制,而不是十進制。由于一個電子元件只有開或關(guān)兩種狀態(tài),可以表示0或1,這就大大提高了運算速度(十進制有0~9十種狀態(tài),用電子元件來表示要復(fù)雜得多);控制計算機運行的程序存放在存儲器中,可以自動地從一個程序指令轉(zhuǎn)入下一個程序指令。馮·諾伊曼的思想是電子計算機發(fā)展史上的里程碑,當(dāng)今計算機都是依據(jù)這一理論制造的,也被稱為馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)計算機。1949年,英國首先研制出這種結(jié)構(gòu)的電子計算機。ENIAC問世后,美國《普通力學(xué)》雜志預(yù)言:“未來的電腦將僅裝備1000只電子管,它的重量也許不到1.5噸?!边@在當(dāng)時應(yīng)該是非?!按竽憽钡念A(yù)測了,但在10年后,電子計算機的發(fā)展很快打破了這一預(yù)言。1955年,計算機進入一個新時代,第二代電子計算機誕生。新的計算機用晶體管取代電子管,重量變輕,體積變小,穩(wěn)定性增強,運算速度達到每秒幾十萬次至幾百萬次。電子管計算機造價昂貴,主要局限在與軍事有關(guān)的領(lǐng)域應(yīng)用,而晶體管電子計算機造價降低,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門、商業(yè)部門都得到大量應(yīng)用。1965年,電子計算機使用了集成電路技術(shù),幾百個晶體管、二極管和電阻器被集成在一塊硅片上,機器的穩(wěn)定性、可靠性大為提高,運算速度更快。計算機的體積進一步縮小,只相當(dāng)于一個電冰箱的大小,成本也大幅度降低。隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,電子計算機從1971年開始微型化,一臺計算機的大小僅相當(dāng)于一臺電視機。80年代到90年代,微型計算機逐漸在家庭推廣應(yīng)用。微型計算機出現(xiàn)后,計算機技術(shù)飛速發(fā)展,以INTEL公司為代表的微處理器生產(chǎn)商,不斷推出速度更快、功能更強的芯片,使計算機的體積越來越小、速度越來越快、功能越來越強,而價格則越來越便宜,使更多的尋常百姓能夠享受計算機帶來的方便。同時,巨型計算機也問世了。1996年,美國商用機器公司(IBM)研制出第一臺每秒運算億萬次的超級計算機。該公司研制的“深藍2號”,在國際象棋比賽中,戰(zhàn)勝了世界冠軍卡斯帕羅夫。電子計算機已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域,在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、自動控制、工業(yè)設(shè)計、人工智能、辦公等方面,發(fā)揮著越來越大的作用。單個的計算機只能起到處理有關(guān)信息的作用,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn),使計算機可以獲得信息、傳遞信息。20世紀(jì)90年代,國際互聯(lián)網(wǎng)(INTERNET)在全世界逐漸普及,單個計算機被連為一體,計算機進入網(wǎng)絡(luò)時代。人們可以在任何地方,利用任意種類的計算機,通過網(wǎng)絡(luò)搜集信息和傳遞信息,最大限度地發(fā)揮了計算機的作用,“網(wǎng)絡(luò)就是計算機”的思想被大家公認(rèn)。網(wǎng)絡(luò)化是電子計算機領(lǐng)域的又一場革命,它正日益深入地影響著人們的工作和生活。人們可以通過網(wǎng)絡(luò)了解世界各地的新聞事件,瀏覽商業(yè)和文化信息,閱讀各地圖書館的藏書。只要愿意,還可以將網(wǎng)上的信息下載到自己的計算機上保存。人們可以通過網(wǎng)絡(luò),給遠在千里之外的親友發(fā)送郵件(E-Mail),如果給計算機裝上攝像部件,還能通過網(wǎng)絡(luò)相互看到對方的身影。你可以足不出戶,通過網(wǎng)絡(luò)訂購所需要的商品,通過網(wǎng)絡(luò)接受正規(guī)的學(xué)校教育。