1946年2月14日,为迎接当年的“情人节”,世界上第一台电子计算机成功开发,研究小组将其命名为“ENIAC”(ENIAC,即“电子数值积分和计算机”的简称)。
埃尼阿克采用穿孔卡输入输出数据,每分钟可以输入125张卡片,输出100张卡片。其内部总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多只电阻器,10000多只电容器和6000个继电器,电路的焊接点多达50万个;机器被安装在一排2.75m高的金属柜里,占地面积为170m2左右,总重量达到30t,其表面布满电表、电线和指示灯,而它的耗电量超过174kW·h,电子管平均每隔7min就要被烧坏一只,必须不停更换。它的运算速度达到每秒可以算5000次加法,可以在3/1000s时间内做完两个10位数乘法。一条炮弹的轨迹,20s就能计算出来,比炮弹本身的飞行速度还要快。相比较我们今天已经发展到第五代、运算速度可达几十亿次的计算机,它的性能只相当于我们日常使用的简单计算器,然而,这台计算机仍是一个划时代的发明。埃尼阿克的诞生标志着电子计算机的登场,人类社会从此大步迈进了电子计算机时代。
在埃尼阿克尚未投入运行前,诺伊曼就已开始对这台电子计算机的设计方案进行更进一步的改进,他把新的计算机设计方案命名为“离散变量自动电子计算机”,英文缩写为“EDVAC”。1945年6月,诺伊曼与戈德斯坦等人联名发表了一篇长达101页的报告,即计算机历史上著名的“101页报告”。这份报告奠定了现代计算机体系结构坚实的根基,直到今天,仍然被认为是现代计算机科学发展中里程碑式的文献。
在这份报告中,诺伊曼明确规定出计算机的五大部件:运算器(CA)、逻辑控制器(CC)、存储器(M)、输入装置(I)和输出装置(O),并描述了五大部件的功能和相互关系。莫契利和埃克特研制的埃尼阿克计算机虽然获得了巨大的成功,但它最致命的缺点是程序与计算分离。指挥近2万只电子管“开关”工作的程序指令被存放在机器的外部电路里,在计算某个题目前,埃克特必须派人把数百条线路用手接通,像电话接线员那样工作几小时甚至好几天,才能进行几分钟的运算。与埃尼阿克相比,“EDVAC”的改进首先在于诺伊曼巧妙地想出“存储程序”的办法,程序也被他当作数据存进了机器内部,以便计算机能自动一条接着一条地依次执行指令,再也不必去手动接通线路。其次,他明确提出电子计算机必须采用二进制数制,以充分发挥电子器件的工作特点,使结构紧凑且更通用化。人们后来把按这一方案思想设计的电子计算机统称为“诺伊曼机”。
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