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最早设计计算机的目的是进行科学计算,其主要计算的问题面向于“军事”。第二次世界大战期间,美国军方为了解决计算大量军用数据的难题,成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组,开始研制世界上第一台电子计算机。

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最早设计计算机的目的是进行科学计算,其主要计算的问题面向于“军事”,是用于军事上枪炮的弹道计算和火力表的测试。

世界上第一台电子计算机的诞生背景

研制电子计算机的想法产生于第二次世界大战进行期间。当时激战正酣,各国的武器装备还很差,占主要地位的战略武器就是飞机和大炮,因此研制和开发新型大炮和导弹就显得十分必要和迫切。为此美国陆军军械部在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。

美国军方要求该实验室每天为陆军炮弹部队提供6张射表以便对导弹的研制进行技术鉴定。事实上每张射表都要计算几百条弹道,而每条弹道的数学模型是一组非常复杂的非线性方程组。这些方程组是没有办法求出准确解的,因此只能用数值方法近似地进行计算。

不过即使用数值方法近似求解也不是一件容易的事!按当时的计算工具,实验室即使雇用200多名计算员加班加点工作也大约需要二个多月的时间才能算完一张射表。在“时间就是胜利”的战争年代,这么慢的速度怎么能行呢?恐怕还没等先进的武器研制出来,败局已定。

为了改变这种不利的状况,当时任职宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫希利(John Mauchly)于 1942年提出了试制第一台电子计算机的初始设想——“高速电子管计算装置的使用”,期望用电子管代替继电器以提高机器的计算速度。

美国军方得知这一设想,马上拨款大力支持,成立了一个以莫希利、埃克特(John Eckert)为首的研制小组开始研制工作、预算经费为15万美元,这在当时是一笔巨款。要不是为了战争,谁能舍得出这么大的钱!虽说战争万恶,但未始不偶尔促进科技的发展。

让研制工作十分幸运的是,当时任弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研制工作的数学家冯·诺依曼(von Neumann,1903-1957,美籍匈牙利人)带着原子弹研制(1944年)过程中遇到的大量计算问题,在研制过程中期加入了研制小组。原本的ENIAC存在两个问题没有存储器且它用布线接板进行控制,甚至要搭接几天,计算速度也就被这一工作抵消了。1945年,冯·诺依曼和他的研制小组在共同讨论的基础上,发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”——EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)在此过程中他对计算机的许多关键性问题的解决作出了重要贡献,从而保证了计算机的顺利问世。

虽然ENIAC体积庞大,耗电惊人,运算速度不过几千次,但它比当时已有的计算装置要快1000倍,而且还有按事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。ENIAC宣告了一个新时代的开始。从此科学计算的大门也被打开了。

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原文地址:最早设计计算机的目的是进行科学计算,其主要计算的问题面向于什么发布于2021-11-29 13:36:01