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全球第一臺(tái):阿塔納索夫貝瑞計(jì)算機(jī)

阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)(Atanasoff–Berry Computer,通常簡(jiǎn)稱ABC計(jì)算機(jī))是世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算設(shè)備 。
這臺(tái)計(jì)算機(jī)在1937年設(shè)計(jì),不可編程,僅僅設(shè)計(jì)用于求解線性方程組,并在1942年成功進(jìn)行了測(cè)試 。然而,這臺(tái)計(jì)算機(jī)用紙卡片讀寫器實(shí)現(xiàn)的中間結(jié)果存儲(chǔ)機(jī)制是不可靠的 。而且,在發(fā)明者約翰·文森特·阿塔納索夫因?yàn)槎?zhàn)任務(wù)而離開(kāi)愛(ài)荷華州立大學(xué)之后,這臺(tái)計(jì)算機(jī)的工作就沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行下去 。
ABC計(jì)算機(jī)開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的重要元素,包括二進(jìn)制算術(shù)和電子開(kāi)關(guān) 。但是因?yàn)槿狈νㄓ眯?、可變性與存儲(chǔ)程序的機(jī)制,將其與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)區(qū)分開(kāi)來(lái) 。這臺(tái)計(jì)算機(jī)在1990年被認(rèn)定為IEEE里程碑之一 。

全球第一臺(tái):阿塔納索夫貝瑞計(jì)算機(jī)

文章插圖
阿塔納索夫和克利福德·貝瑞的計(jì)算機(jī)工作直到1960年才被發(fā)現(xiàn)和廣為人知,并且陷入了誰(shuí)才是第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的沖突中 。那時(shí)候,ENIAC普遍被認(rèn)為是第一臺(tái)現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī),但是在1973年,美國(guó)聯(lián)邦地方法院注銷了ENIAC的專利,并得出結(jié)論:ENIAC的發(fā)明者從阿塔納索夫那里繼承了電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的主要構(gòu)件思想 。因此,ABC被認(rèn)定為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī) 。
根據(jù)阿塔納索夫的講述,ABC計(jì)算機(jī)的幾個(gè)關(guān)鍵概念是在1937-1938年的一次長(zhǎng)時(shí)間的夜間行駛中突然構(gòu)想出來(lái)的 。ABC的創(chuàng)新包括了電子計(jì)算、二進(jìn)制算術(shù)、并行處理、蓄熱式電容內(nèi)存,還有存儲(chǔ)和計(jì)算功能的分離 。其機(jī)械和邏輯設(shè)計(jì)都是阿塔納索夫博士在后面的一年中完成的 。一個(gè)創(chuàng)建概念驗(yàn)證原型的資金申請(qǐng)?jiān)?939年3月提交到了農(nóng)學(xué)部門,農(nóng)學(xué)部門也對(duì)提高用于經(jīng)濟(jì)和研究分析的計(jì)算速度深感興趣 。紐約的非營(yíng)利研究組織RCSA給予5000美金作為進(jìn)一步資金支持 。
ABC計(jì)算機(jī)是由阿塔納索夫博士和研究生克利福德·貝瑞于1939到1942年,在艾奧瓦州立大學(xué)的物理樓地下室里建造的 。9月獲得了初始資金之后,1939年10月完成了11個(gè)管件的演示原型 。12月的演示為建造一個(gè)完整的機(jī)器帶來(lái)了資金支持[5] 。接下來(lái)的兩年里,ABC計(jì)算機(jī)完成了建設(shè)和測(cè)試 ?!兜妹芬蚣o(jì)事報(bào)》(Des Moines Register)在1941年1月15日聲稱,ABC計(jì)算機(jī)是由300多個(gè)真空管組成的“電子計(jì)算機(jī)器”,可以“計(jì)算復(fù)雜的代數(shù)方程”(但沒(méi)有給出精確的計(jì)算機(jī)技術(shù)說(shuō)明) 。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重量超過(guò)320千克(700磅),包含了大約1.6公里(1英里)的電線、280個(gè)雙三極真空管、31個(gè)閘流管,大小相當(dāng)于一個(gè)書(shū)桌 。
全球第一臺(tái):阿塔納索夫貝瑞計(jì)算機(jī)

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ABC不是圖靈完全的計(jì)算機(jī) 。圖靈完全將其與很多通用計(jì)算機(jī)區(qū)分開(kāi)來(lái),比如康拉德·楚澤的Z3計(jì)算機(jī),或者更晚的計(jì)算機(jī),如1946年的ENIAC、1949年的EDVAC、曼徹斯特大學(xué)的設(shè)計(jì),以及艾倫·圖靈于戰(zhàn)后在英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室和其他地方的設(shè)計(jì) 。而且,ABC也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序結(jié)構(gòu) 。如果實(shí)現(xiàn)的話,它將成為真正的全通用、可重新編程的計(jì)算機(jī) 。
然而,這臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了三個(gè)關(guān)鍵思想,這些思想在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中仍然是一個(gè)組成部分:
1、使用二進(jìn)制數(shù)表示所有的數(shù)值和數(shù)據(jù)
2、使用電子器件進(jìn)行所有計(jì)算操作,而不是滾輪、棘輪或者機(jī)械開(kāi)關(guān)
3、計(jì)算和存儲(chǔ)在系統(tǒng)中分離成兩部分
另外,這套系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)了對(duì)蓄熱式電容內(nèi)存的使用,今天它仍在DRAM中廣泛使用 。
原始的ABC計(jì)算機(jī)最終被拆掉了,而且所有的零部件(除了一個(gè)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)鼓)都被丟棄了 。1997年,由埃姆斯實(shí)驗(yàn)室(位于愛(ài)荷華州校園)的約翰·古斯塔夫森領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了35萬(wàn)美元,建造了一臺(tái)能工作的ABC計(jì)算機(jī)復(fù)制品 ?,F(xiàn)在,這臺(tái)ABC計(jì)算機(jī)復(fù)制品永久展覽于愛(ài)荷華州立大學(xué)達(dá)勒姆計(jì)算和通信中心一樓大廳 。


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