科学家的发明故事(科学家的发明故事300字)

 

电子计算机的发明过程

吴国发

（2021年11月24日）

内容提要：本文简明扼要地介绍了世界上第一台电子计算机的发明过程，说明电子计算机之父是美国爱阿华大学教授约翰•文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff）。

关键词：电子计算机 计算机之父 阿塔那索夫 图灵 工业革命 技术革命蒸汽时代 电气时代 信息时代

电子计算机的发明不是一个天才发明家的心血来潮、一蹴而就，而是从1642年到1946年，经历了300余年的时间，十多个卓越的科学家、工程师共同努力的结果。那十多个科学家、工程师提出理论基础、理论构想、计算模型，再从事工程设计、制作实践、实际操作，从而由制成很简单的手摇机械计算器，到发明制造非常复杂的电子计算机，建造了划时代的技术革命里程碑。

1642年，法国科学家布莱士·帕斯卡（Blaise Pascal，1623-1662）发明了第一台机械计算器Pascaline。当时，帕斯卡年仅19岁。这台手摇齿轮进位式计算器能够完成六位数的加减法计算。

1673年，德国科学家戈特弗里德·威廉·莱布尼兹（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646-1716）对帕斯卡发明的Pascaline进行改进，制成了具有加减乘除功能的手摇式机械计算器。莱布尼兹是微积分发明人之一（另一个发明人是牛顿）。

1822年，英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage，1792-1871）设计制造了差分机（Difference Engine），能够用多项式计算有限差分。1833年，巴贝奇对差分机进行改进，设计了分析机（Analytical Engine）。他的分析机由存储部分、计算部分、输入与控制部分和输出部分四个部分组成。但是，巴贝奇没有制成分析机。

1854年，英国数学家乔治·布尔（George Boole）出版了《布尔代数》，为电子计算机采用二进制表示数据（广义的数据，包括数字、字母、数学符号等）、进行计算奠定了理论基础。

1911年，IBM公司，即国际商业机器公司（International Business Machines Corporation，IBM）成立。IBM不仅是世界上第一个计算机公司（当然还没有电子计算机），而且占据世界最大计算机公司的宝座80多年。

1937年，英国数学家艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing，1912-1954)在论文《关于可计算的数及其对判定问题的应用》提出了一种计算模型，后人称之为图灵机。这就是现代电子计算机的理论模型。因此，计算机界有些人，例如约翰•冯•诺依曼（John Von Neumann），说图灵是计算机之父。这当然是不正确的。

1966年，为了纪念图灵对计算机科学技术的杰出贡献，美国计算机协会（Associative Computing Machine-ACM）设立了图灵奖（A. M. Turing Award）。图灵奖是国际计算机科学技术的最高奖，相当于计算机领域的诺贝尔奖。

图灵奖一般每年只奖励一名计算机科学家。从1966年至2019年，图灵奖的获奖者共计72名。华人学者仅有2000年图灵奖得主姚期智（现为清华大学教授）。

1938年，德国大学生康拉德·朱斯（Konrad Zuse）制造了第一台二进制计算机Z-1。后来，朱斯又制成了Z-1、Z-3。Z-3是通用程序控制机电式计算机，其开关器件为继电器。

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1939年，美国爱阿华大学的物理学教授约翰•文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff，1903-1995）在他的研究生克利福特·贝瑞（Clifford E. Berry ，1818—1963）的帮助下研制发明了人类历史上第一台电子计算机。他在国际计算机界被称为电子计算机之父。

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第一台电子计算机的发明人是约翰•文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff），这是美国的法院在1973年10月19日判定的。

世界第一台电子计算机的试验样机于1939年10月开始运转。这台计算机帮助爱阿华大学的教授和研究生们解算了若干复杂的数学方程。阿塔那索夫把这台机器命名为ABC（Atanasoff- Berry-Computer），其中，A、B分别取俩人姓氏的第一个字母，C即计算机的首字母。

1990年，美国总统布什在白宫授予阿塔纳索夫国家自然科学奖，以表彰他发明电子计算机的成就。

关于谁是电子计算机之父，我们将在《世界电子计算机之父是约翰·文森特·阿塔那索夫》做详细说明。

1946年，美国籍匈牙利裔科学家约翰·冯·诺依曼（John Von Neumann，1903-1957）与他的同事在普林斯顿大学设计了离散变量自动电子计算机(EDVAC)。顺便说一下：按照发音，Neumann读音不是诺依曼，而是纽曼，所以，Neumann应该译为纽曼。在设计EDVAC时，Neumann提出了存储程序（Stored Program）理念。尽管纽曼没有制成EDVAC，但是，存储程序设计理念对于后来的计算机发展产生了深远的影响。因此，大多数中国出版的书籍上说，Neumann（诺依曼，纽曼）是现代计算机之父。 Neumann本人否定他是计算机之父。

1946年2月14日，通用电子计算机ENIAC（埃尼阿克）在美国宾夕法尼亚大学问世了。1943年，美国军方定制 电子数字积分计算器（Electronic Numerical AndCalculator-ENIAC）。ENIAC是专门为美国奥伯丁武器试验场计算弹道需要而研制的。

ENIAC计算机使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺；重达28吨，功耗为170 千瓦。ENIAC的运算速度为每秒5000次的加法运算。ENIAC的造价约为487000美元。ENIAC是第一台使用了多年、而且被保存下来的电子计算机。

ENIAC的研制者是宾夕法尼亚大学的物理学教授莫奇利(J. W. Mauchley)和工程师埃科特(J. P. Echert)。

1996年2月14日，ENIAC问世50周年之际，美国副总统戈尔再次启动了这台计算机，以此昭示ENIAC的重要性。这也是对莫奇利和埃克特的表彰。

1946年，在制造了ENIAC之后，莫奇利和埃克特电子控制公司（Electronic Control Corporation，ECC），这是世界第一家电子计算机公司。

1947年，ECC开始研制通用自动计算机UNIVAC-I（Universal AutomaticComputer）。从此，Computer成为电子自动计算的机器的专用英文词，中文称为计算机。 UNIVAC-I系统被制造了48套。UNIVAC-I是世界上第一款批量生产的电子计算机。

中国有些计算机书籍说莫奇利和埃克特是电子计算机之父、第一台电子计算机发明人，尽管不正确，但是也有一定道理。

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