计算机系统软件和应用软件各有什么特点 计算工具发展小史(4)

图24. 哈佛大学-IBM公司Mark-I左半边

图25. 哈佛大学-IBM公司Mark-I右半边

图27. 哈佛大学-IBM公司Mark-I输入输出细部

艾肯等人制造的机电式计算机，其典型部件是普通的继电器，继电器的开关速度是1/100秒，使得机电式计算机的运算速度受到限制。20世纪30年代已经具备了制造电子计算机的技术能力，机电式计算机从一开始就注定要很快被电子计算机替代。事实上，电子计算机和机电式计算机的研制几乎是同时开始的。计算机系统软件和应用软件各有什么特点

四、电子计算机

1939年，美国爱荷华州立大学数学物理学教授阿塔纳索夫（John Atanasoff）和他的贝利（Clifford Berry）一起研制了一台称为ABC（Atanasoff-Berry Computer）的电子计算机。由于经费的限制，他们只研制了一个能够求解包含30个未知数的线性代数方程组的样机。在阿塔纳索夫的设计方案中，第一次提出采用电子技术来提高计算机的运算速度。特别要指出的是，这台ABC计算机才是世界上第一台电子计算机，而不是后来ENIAC。所以，从计算工具的发展史上看，这个“公案”应该得到平反。阿塔纳索夫祖籍是保加利亚，保加利亚首都索菲亚为他矗立起这位真正的“计算机之父”的雕像。

图28. 美国爱荷华州立大学杜伦中心阿塔纳索夫-贝瑞计算机模型

图29.阿塔纳索夫-贝瑞计算机原理图

图30. 保加利亚首都索菲亚的阿塔纳索夫塑像

第二次世界大战中，美国宾夕法尼亚大学物理学教授莫克利（John Mauchly）和他的埃克特（Presper Eckert）受军械部的委托，为计算弹道和射击表启动了研制ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）的计划，1946年2月15日，这台标志人类计算工具历史性变革的巨型机器宣告竣工。ENIAC是一个庞然大物，共使用了18000多个电子管、1500多个继电器、10000多个电容和7000多个电阻，占地167平方公尺，重达30吨。ENIAC的最大特点就是采用电子器件代替机械齿轮或电动机械来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，因此，同以往的计算机相比，ENIAC最突出的优点就是高速度。ENIAC每秒能完成5000次加法，300多次乘法，比当时最快的计算工具快1000多倍。

虽然ENIAC显示了电子元件在进行初等运算速度上的优越性，但没有最大限度地实现电子技术所提供的巨大潜力。ENIAC的主要缺点是：第一，存储容量小，至多存储20个10位的十进制数；第二，程序是“外插型”的，为了进行几分钟的计算，接通各种开关和线路的准备工作就要用几个小时。新生的电子计算机需要人们用千百年来制造计算工具的经验和智慧赋予更合理的结构，从而获得更强的生命力。

图31.美国宾夕法尼亚大学摩尔工程与应用科学学院展出的ENIAC

1945年6月，普林斯顿大学数学教授冯·诺依曼（Von Neumann）发表了《离散变量自动电子计算机》（EDVAC，Electronic Discrete Variable Computer）方案，确立了现代计算机的基本结构，提出计算机应具有五个基本组成成分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，描述了这五大部分的功能和相互关系，并提出“采用二进制”和“存储程序”这两个重要的基本思想。迄今为止，大部分计算机仍基本上遵循冯·诺依曼结构。冯·诺依曼的伟大功绩在于他运用雄厚的数理知识和非凡的分析、综合能力，在EDVAC的总体配置和逻辑设计中起到了关键的作用。由于该机器是在普林斯顿高级研究院（Institute of Advanced Study）制作的，因此又叫IAS计算机。

图32. 美国历史国家博物馆的IAS计算机模型

图33. 冯·诺依曼与IAS计算机

总之，阿塔纳索夫-贝利计算机正好处于模拟计算与数字计算的门槛上；而ENIAC的问世则让计算机进入数字的时代；最终冯·诺依曼吸收了图灵机的理论成果开发出冯·诺依曼架构。从此，数字计算机的整体架构得以确立。返回搜狐，查看更多

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