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  • 1 # 快科技問答

    世界上第一臺通用電子計算機叫做“電子數值積分計算機”,英文縮寫ENIAC,發音是“埃尼阿克”。它是圖靈完全(具有無限儲存能力的通用物理機器或程式語言)的電子計算機,能夠重新程式設計,解決各種計算問題。

    ↑↑↑在ENIAC上程式設計

    ENIAC的主人是美國陸軍彈道研究實驗室(BRL),最初用來計算火炮的火力表。

    1946年被公佈的時候,EINAC就被當時的新聞界讚譽為“巨腦”,因為它的計算速度比機電機器提高了1000倍,是個歷史性的飛躍。

    更關鍵的是, 它的數學能力和通用可程式設計能力,為後續電子計算機發展奠定了基礎。

    如今的人們恐怕難以想象ENIAC有多麼龐大和複雜。

    它包含17468個真空管(電晶體是後來的事兒了)、7200個晶體二極體、1500個繼電器、10000個電容器,還有大約500萬個人工焊接頭。

    重量達27噸,體積大約是2.4×0.9×30米,佔地167平方米,相當於一座大房子,耗電達150千瓦——有傳言說,它每次啟動的時候,費城的燈都變暗了。

    ↑↑↑工作人員在操控ENIAC的主控制面板

    ENIAC的工作原理和方式非常複雜,一般人很難理解,其實也沒必要是深究。

    簡單地說,它是一臺模組化計算機,由執行不同功能的獨立面板組成,其中20個模組是累加器,能做加減運算、儲存十位十進位制數。使用十位環形計數器儲存數字,每個數字使用36個真空管,其中10個是雙三極體,它們組成了環形計數器的觸發器。

    它有20個帶符號的十位累加器,將兩個累加器用線連線起來可以實現雙精度計算。每四個累加器被一個特殊的“乘法器”單元所控制,每秒可進行385次乘法操作。

    還有五個累加器被一個特殊的“除法器/平方-平方根器”單元,每秒可進行四十次除法運算或三次求平方根運算。

    ENIAC中其他九個單元是“初始化單元”(啟動和停止機器)、“迴圈單元”(用於同步其他單元)、“主程式器”(控制“迴圈”序列)、“讀取器”(控制IBM打孔卡片讀取器)、“列印器”(控制IBM打孔卡片的打孔)、“常數傳送器”,還有三個“函式表”。

    ↑↑↑設定ENIAC一個函式表上的開關

    ENIAC的可靠性很差,幾乎每天都有幾個管件燒燬,差不多一半的時間都在停機或維修,後來採用了一種簡單暴力的方法:永遠不關機,因為燒燬基本都發生在預熱和冷卻階段,也就是開關機的時候。(現代電子計算機也有這個規律,長時間執行其實並不會燒燬元件,反覆重啟開關反而更容易,長時間不開機更容易壞。)

    ENIAC最長無故障執行時間是116個小時,接近5天。

    1997年的時候,一個邊長8毫米、頻率20MHz的矽質CPU已經可以在效能上媲美ENIAC。

    感謝時代的進步!

    ↑↑↑ENIAC裡的電容器

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