世界上最大的計算機是什么
世界上最大的計算機是什么
世界上最大的計算機也就是世界上誕生的第一臺計算機，才用的是大規(guī)模集成電路的形式，這臺電腦不僅體積龐大，而且還會耗費大量的能源。關于這臺電腦的相關內(nèi)容你又了解多少呢?下面是學習啦小編推薦的最大的計算機相關內(nèi)容，歡迎閱讀參考!
世界上最大的計算機是什么
簡介
第一臺電子計算機叫 ENIAC(電子數(shù)字積分計算機的簡稱，英文全稱為 Electronic Numerical Integrator And Computer)，它于1946年2月15日在美國宣告誕生。承擔開發(fā)任務的“莫爾小組”由四位科學家和工程師埃克特、莫克利、戈爾斯坦、博克斯組成，總工程師?？颂禺敃r年僅24歲。
ENIAC：長30.48米，寬1米，占地面積170平方米，30個操作臺，約相當于10件普通房間的大小，重達30噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。它使用18000個電子管，70000個電阻，10000個電容，1500個繼電器，6000多個開關，每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。
主要參數(shù)
eniac
ENIAC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)
尺寸(英尺) 30×50
重量(噸) 30
真空管 18800
電阻 70000
電容 10000
開關 6000
耗電(W) 150000
成本(1940年) 萬
過程
研制電子計算機的想法產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)進行期間。當時激戰(zhàn)正酣，各國的武器裝備跟現(xiàn)在閉差遠了，占主要地位的戰(zhàn)略武器就是飛機和大炮，哪有什么“飛毛腿”導彈、“愛國者”防空導彈、“戰(zhàn)斧式”巡航導彈，因此研制和開發(fā)新型大炮和導彈就顯得十分必要和迫切。為此美國陸軍軍械部在馬里蘭州的阿伯丁設立了“彈道研究實驗室”。
美國軍方要求該實驗室每天為陸軍炮彈部隊提供6張火力表以便對導彈的研制進行技術鑒定。千萬別小瞧了這區(qū)區(qū)6張火力表，它們所需的工作量大得驚人!事實上每張火力表都要計算幾百條彈道，而每條彈道的數(shù)學模型你知道是什么嗎?一組非常復雜的非線性方程組。這些方程組是沒有辦法求出準確解的，因此只能用數(shù)值方法近似地進行計算。
但即使用數(shù)值方法近似求解也不是一件容易的事!按當時的計算工具，實驗室即使雇用200多名計算員加班加點工作也大約需要二個多月的時間才能算完一張火力表。在“時間就是勝利”的戰(zhàn)爭年代，這么慢的速度怎么能行呢?恐怕還沒等先進的武器研制出來，敗局已定。
為了改變這種不利的狀況，當時任職賓夕法尼亞大學莫爾電機工程學院的莫希利(John Mauchly)于 1942年提出了試制第一臺電子計算機的初始設想——“高速電子管計算裝置的使用”，期望用電子管代替繼電器以提高機器的計算速度。
美國軍方得知這一設想，馬上撥款大力支持，成立了一個以莫希利、?？颂?Eckert)為首的研制小組開始研制工作、預算經(jīng)費為15萬美元，這在當時是一筆巨款。要不是為了戰(zhàn)爭，誰能舍得出這么大的錢!雖說戰(zhàn)爭萬惡，但未始不偶爾促進科技的發(fā)展。
讓研制工作十分幸運的是，當時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆原子彈研制工作的數(shù)學家馮·諾依曼(v·n weumann，美籍匈牙利人)帶著原子彈研制過程中遇到的大量計算問題，在研制過程中期加入了研制小組。他對計算機的許多關鍵性問題的解決作出了重要貢獻，從而保證了計算機的順利問世。
雖然ENIAC體積龐大，耗電驚人，運算速度不過幾千次(現(xiàn)在的超級計算機的速度最快每秒運算達萬億次!)，但它比當時已有的計算裝置要快1000倍，而且還有按事先編好的程序自動執(zhí)行算術運算、邏輯運算和存儲數(shù)據(jù)的功能。ENIAC宣告了一個新時代的開始。從此科學計算的大門也被打開了。
發(fā)展
人們當然不會滿足于此的!
自第一臺計算機問世以后，越來越多的高性能計算機被研制出來。計算機已從第一代發(fā)展到了第四代，目前正在向第五代、第六代智能化計算機發(fā)展。像最初制造出來的ENIAC一樣，許多高性能的計算機總是在為尖端和常規(guī)武器、特別是核武器的研制服務。
Goldstine與Eckert
和人類發(fā)明的所有工具一樣，計算機的產(chǎn)生也是由于實際需要方得以問世的。從18世紀以來，科學技術水平有了長足的進步。制造電子計算機所必需的邏輯電路知識和電子管技術已經(jīng)在19世紀末和20世紀初出現(xiàn)并得以完善。因此可以說制造計算機的基礎科學知識已經(jīng)完備。
但為什么世界上第一臺電子計算機要退至40年代中期才得以問世呢?這里面主要是實際需要是否迫切和資金是否到位的問題。實際需要當然一直都存在，誰不想擁有一種最先進的計算工具呢?但光是需求并不能決定一切。凡研制一種新工具，總是需要先期投入大量資金(研制ENIAC時，一開始就投資15萬美元，但最后的總投資高達48萬美元，這在40年代可是一筆巨款!)。能為一種未問世的工具大膽出錢的總是少數(shù)。
最后還是戰(zhàn)爭使計算機的誕生成為現(xiàn)實。事實上各種各樣的社會需求中，戰(zhàn)爭期間的需求始終是最迫切的，因為事關生死存亡。政府和軍方總是出手大方，將最新的科技成果應用到諸如戰(zhàn)略和常規(guī)武器的研制工作上，以確保己方在軍事上處于領先地位。
電子計算機正是在二次世界大戰(zhàn)彌漫的硝煙中開始研制的。如前面所述，當時為了給美國軍械試驗提供準確而及時的彈道火力表，迫切需要有一種高速的計算工具。因此在美國軍方的大力支持下，世界上第一臺電子計算機ENIAC于1943年開始研制。參加研制工作的是以賓夕法尼亞大學莫爾電機工程學院的莫西利和?？颂貫槭椎难兄菩〗M。在研制中期，著名數(shù)學家馮·諾依曼加入行列。
歷時兩年多，ENIAC研制成功。1945年春天，ENIAC首次試運行成功。1946年2月10日，美國陸軍軍械部和賓夕法尼亞大學莫爾學院聯(lián)合向世界宣布ENIAC的誕生，從此揭開了電子計算機發(fā)展和應用的序幕。
現(xiàn)在人們常打交道的絕大多數(shù)都是個人計算機，它體積小，重量輕，性能高。雖然現(xiàn)在也有不少的巨型和大型計算機，但它們都“藏在深閨人未識”，安置在專門為它建造的建筑物里，一般人是不太容易一睹其“芳容”的。所以在許多人的心目中，可能會想當然地認為最初的計算機也有這么“苗條”。那可大錯特錯了!以前的計算機可是不折不扣的龐然大物!
就拿ENIAC來說吧，它采用電子管作為基本電子元件。用了多少個呢?足足有18800個電子管，而每個電子管大約有一個普通家用25瓦燈泡那么大!這樣ENIAC就有了8英尺高(約2.44米)、3英尺寬(約0.肌米)、100英尺長(約用.48米)的身軀，體積有研立方米，重達30噸，耗電140千瓦。
ENIAC這個龐然大物能做什么呢?它每秒能進行5000次加法運算(據(jù)測算，人最快的運算速度每秒僅 5次加法運算)，每秒即次乘法運算。它還能進行平方和立方運算，計算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復雜的運算。
以現(xiàn)在的眼光來看，這當然很微不足道。但這在當時可是很了不起的成就!原來需要20多分鐘時間才能計算出來的一條彈道，現(xiàn)在只要短短的30秒!這可一下子緩解了當時極為嚴重的計算速度大大落后于實際要求的局面。
由于當時馮·諾依曼正參與原子彈的研制工作，他是帶著原子彈研制過程中遇到的大量計算問題加入到計算機的研制工作中來的。因此可以說，ENIAC為世界上第一顆原子彈的誕生也出了不少力。
但即使在當時看來，ENIAC也是有不少缺點的：除了體積大，耗電多以外，由于機器運行產(chǎn)生的高熱量使電子管很容易損壞。一已有～個電子管損壞，整臺機器就不能正常運轉(zhuǎn)，于是就得先從這1.8萬多個電子管中找出那個損壞的，再換上新的，別提有多么麻煩了。
計算機的黎明——ENIAC
如果你學過任何有關計算機的課程，恐怕都會教給你第一臺計算機是1946年美國制造成功的ENIAC。(相關信息：新華網(wǎng)有一篇第一臺電腦誕生在情人節(jié)，估計記者是從哪個英文資料編寫過來的，好歹寫得還能看。)這么說并不算錯，但還不夠完整。應該說第一臺“通用、圖靈完全、全電子”計算機是ENIAC。它的全稱是Electronic Numerical Integrator And Computer，翻譯過來大概叫做電子數(shù)字積分和計算機。
可以看出來ENIAC真是一個龐然大物。它運行的程序是由五位女性操作員輸入的。別以為輸入程序是敲敲鍵盤的事兒，那個時候的電腦連鍵盤和顯示器都沒有呢，完全是搬動開關和重新連線的體力活兒。
在ENIAC之前，有各種專用的、機械電子混合的、圖靈不完全的設備可以進行計算。圖靈完全是什么意思?自己去wiki查吧，這里恐怕感興趣的人不多。記住一點即可，現(xiàn)在所有的計算機，都是在圖靈(這是一個人)的天才理論基礎上建立起來的。
賓夕法尼亞大學顯然以造出ENIAC開創(chuàng)信息時代為榮，他們還專門立了個牌子。
早年的計算機并不是用來算工資和翻紙牌的，而是科學家和高端專業(yè)人員關在實驗室里的寵物，它們與絕大多數(shù)普通人毫無關系。在電子計算機出現(xiàn)之前，解決復雜的科學計算的方式是用手搖計算機(機械的)和計算尺，想想大開間辦公室里數(shù)十數(shù)百的機械計算機喀嚓作響，那是何等壯觀。為了保證人手算出來的結果正確，一般還需要計算至少兩次進行復核。手工計算復雜的積分這樣我現(xiàn)在也搞不清楚的高等數(shù)學題目需要何等巨大的工作量，當時的科學工作者的工作環(huán)境實在不咋樣。如果家里上一輩的親屬有工程師，你可以回去問問計算尺是啥，在連計算器都沒有的年代，會用計算尺可是一門值得炫耀的手藝呢。
在早期計算機上面運行的當然是艱難的科學計算，主要是為了降低人力計算的成本，提高速度和準確性。用電力驅(qū)動機械進行計算是計算機的最早嘗試。但是機械的東西有速度和可靠性問題，畢竟齒輪之類的零件不適合高速高精度運動，何況當時也沒有數(shù)控機床制造便宜的精密零件。但是最初電子的東西也不是那么靠譜，四十年代電子管剛出現(xiàn)，模擬電路的可靠性同樣是問題。很多早期的電子計算機運轉(zhuǎn)起來也是很壯觀的，砰啪作響，黑煙四起是家常便飯，很多機器能正常運行幾十秒就是很令人高興的事情。
戰(zhàn)爭會破壞，但也能創(chuàng)造。建造ENIAC的本意就是加快美軍炮彈彈道速查表的計算，可惜人算不如天算，等到這臺機器能工作的時候二戰(zhàn)已經(jīng)差不多打完了。打完仗，首要任務當然是恢復經(jīng)濟，美國人打了勝仗生意更好，經(jīng)濟興旺自然就對商業(yè)化應用的計算機有了興致，影響了我們?nèi)松腎T產(chǎn)業(yè)就此起步。
PS：別忘了，既是是PC，在中國也有過一段作為高級科學設備的時代。對歲數(shù)稍大的人來說(你們大多數(shù)80后可能對機房啥的沒什么概念吧)，你們可能經(jīng)歷過需要換上白大褂和拖鞋才能進機房，接觸PC的時代。其實早期的PC并不比現(xiàn)在的電腦對靜電和灰塵更敏感，相反它們的品質(zhì)和堅固程度絕對勝過現(xiàn)在的大多數(shù)品牌機，只是價格昂貴，再加上計算機作為精密科學儀器的傳統(tǒng)，才讓PC(別忘了它是Personal Computer)在中國一度也成了不可輕易接近的寶貝。
電子數(shù)字積分計算機(ENIAC)的故事
第一臺電子計算機，于1946年2月問世，它的產(chǎn)生經(jīng)歷了十分曲折復雜的過程。應該從英國數(shù)學家C.巴貝吉的工作開始。
英國數(shù)學家C.巴貝吉在19世紀30年代受法國織工雅卡爾用穿孔卡片來自動控制提紗機方法的啟發(fā)，1834年他把這種穿孔卡控制用到自己設計的分析機中，從而提出了具有五大裝置——輸人、存儲、控制、處理、輸出——的計算機，這可以說開啟了現(xiàn)代電子計算機設計的先河。尤其是，他提出的控制方案則一直運用到20世紀50-60年代，許多計算機都以穿孔卡作為控制工具，不過后來對穿孔卡的閱讀方法不斷有所改進。C.巴貝吉還提出“程序控制”的思想，即把對計算機的控制用對計算機操作的指令集(即程序)來實現(xiàn)，并把有關程序存儲在機器中，使之能自動控制，按人的要求進行計算。
在元件方面，20世紀30-40年代，德國工程師K.楚澤首先采用繼電器代替機械元件制成了機電式計算機(1939，Z-2型;1941，Z-3型;1945，Z-4型)。所謂繼電器是一種電磁裝置，主要是利用它使一個回路保持接通，而使其他回路斷開。因此它是一種“開關裝置”。繼電器被廣泛用于電話中繼接線。與K.楚澤工作的同時，美國貝爾電話實驗室的G.斯蒂比茲也創(chuàng)制出機電式計算機(K-機，1937;M-1機，1939)， M-1型機使用了440個二進制繼電器，還用了10多個繼電器作為存數(shù)的存儲器。后來，貝爾實驗室還研制了一系列的機電式計算器：M-2型，1943;M-3型，1944;M-4型，1945。最后制成了M-5型(1945)機，一直用到20世紀50年代。與此同時，著名的國際商用機器公司(IBM公司)支持H.艾肯研制了另一種機電式計算機Mark-I，該機于1944年制成，用了3000多個繼電器，機器采用十進制，對23位數(shù)的加法，一次用0.3秒，乘法則用6秒，用穿孔紙帶傳送指令。一般認為，它是一臺通用機電式計算機。1947年，H.艾肯又研制成Mark-Ⅱ號機電式計算機，它每秒可進行8次加法運算。在這個時期，電子元件也已出現(xiàn)了。1904年英國的弗萊明發(fā)明二極管，并把它用于無線電之中;1906年美國D.福雷斯特發(fā)明了三極管，三極管可以用柵極電路的微弱電流控制板極的較大電流。人們很快發(fā)現(xiàn)，利用三極管的柵極能迅速控制板極電路電流的通斷，控制速度要比繼電器快1萬倍，并具有放大作用、振蕩作用等，因此三極管很快被廣泛用于無線電和其他電器產(chǎn)品領域。各種電子元器件很快投入應用。1913年，德國的梅斯涅爾發(fā)明了電子振蕩發(fā)生器，5年后，亞伯拉罕等發(fā)明了多諧振蕩電路，1919年英國愛克爾斯等人發(fā)明了觸發(fā)電路。這種電路使計數(shù)和存儲有了可能，它能迅速改變電路的狀態(tài)，一個觸發(fā)電路可以用來存儲一個二進制數(shù)，若干個觸發(fā)電路可組成寄存器。按一定方式連接的觸發(fā)器可形成計數(shù)器，這些為計算機的“電子化”提供了元器件條件。
在以上條件下，一些目光敏銳的學者已經(jīng)注意到電子元器件在計算機技術上的可能性。早期的探索者中，最著名的是美國衣阿華州立學院的阿塔納索夫。他是一位數(shù)學物理教授，是在求解數(shù)學物理方程遇到困難時對計算技術發(fā)生興趣的。從20世紀30年代初到1937年，他仔細地考察了當時的各種計算裝置，提出了與它們不同的計算機研制方案：①以二進制的邏輯運算為基礎;②利用電子元器件及電子技術來實現(xiàn)控制、邏輯運算和算術運算;③計算機應采用把計算功能和二進制數(shù)再生存儲功能分開的結構。從1939年開始，他與一位年輕的同事C.貝利合作，試制了一臺樣機，就稱之為“ABC”樣機，A是阿塔納索夫姓的首母，B是貝利姓的首母，C代表計算機。這臺計算機于1939年秋制出來，但并沒有完全制造完成，因為經(jīng)費尤其是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，阿塔納索夫轉(zhuǎn)人軍隊服務，他沒有再回到這個課題上來，ABC樣機半成品存于衣阿華州立學院物理系的貯藏室里。應該說，阿塔納索夫的電子計算機制造方案是最早的電子(運用電子技術)計算機方案。后來設計并制成ENIAC的莫奇利在1941年曾經(jīng)看過阿塔納索夫關于電子計算機設計的筆記本。
英國數(shù)學家圖靈在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后服務于英國情報部門，參與了對德國密碼的破譯工作，為此參與設計研制一臺電子裝置——COLOSSUS(巨人)機。它使用了1500個電子管和光電閱讀裝置。這就是最早的電子計算機，利用這種計算機達到了破譯德方密碼的目的。但是由于英國的保密制度，對其詳情人們?nèi)匀徊坏枚?。但巨人機的研制說明了社會需要對計算機發(fā)展的促進甚至是決定性的作用。
與巨人機同時，在美國也出現(xiàn)了處理數(shù)據(jù)的巨大的軍事上的壓力。一個重要的具體表現(xiàn)就是在戰(zhàn)時，賓夕法尼亞大學莫爾學院同阿伯丁彈道研究實驗室共同負責為陸軍每天提供6張武器火力表，這是一項非常困難的任務，實驗室聘用了200多名計算員，一張火力表也要算上二三個月，嚴重影響了武器的改進。迅速提高計算速度成了當時武器研制的關鍵。在這種形勢下，莫奇利于1942年8月寫出一份題為《高速電子管計算裝置的使用》的備忘錄，其時，莫奇利正在莫爾學院任職，這一備忘錄實際上可以說是一臺計算機的設計方案，這一方案很快受到軍方的重視和支持。1943年6月5日莫爾學院與軍械部簽訂了合同，開始研制電子計算機，其正式名稱為“電子數(shù)值積分和計算機”( Eleceronic Numerical Integrator and Computer，簡稱ENIAC)。由莫奇利負責設計，由24歲的?？颂厝慰偣こ處煛＝?jīng)過兩年多的艱苦工作，于1945年底竣工，1946年2月15日舉行了正式的揭幕典禮——這實際上同時揭開了人類歷史的新的一頁：人類進入了信息時代!