1.1.1 计算机的诞生
计算工具的发展有着悠久的历史,经历了从简单到复杂、从低级到高级的演变过程。早在我国春秋时期就有竹筹计数的“筹算法”,唐朝末年创造出算盘,南宋已有算盘歌诀的记载。随着生产力的发展,计算日趋复杂,开始出现较先进的计算工具。1642年出现了世界上第一台机械式加法计算机,1654年出现了计算尺,1674年发明了乘法计算机,1822年研制成功差分机,1834年研制成功分析机,1887年研制成功手摇计算机,1936年制造了手摇式机械计算机,1941年研制成Z-3型计算机,1943年12月,“巨人”计算机运行,以后又出现了电动机械计算机和电子模拟计算机。随着科学技术的发展和社会的进步,计算量越来越大,对计算速度和精度要求越来越高,原有计算工具已不能满足社会发展的实际需要。
通常说到的“世界公认的第一台电子数字计算机”大多数人认为是1946年2月面世的“ENIAC”,如图1-1所示,它主要是用于计算弹道。ENIAC是美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利(J.Mauchly)和工程师埃克特(J.P.Eckert)等人共同开发的电子数值积分计算机(Electronic Numerical Integrator And Computer,ENIAC)。
ENIAC机器中约有18000多只电子管、1500多个继电器、70000多只电阻以及其他各种电子元件,占地面积170m2,功率为100kW。这样一台“巨大”的计算机每秒可以进行5000次加减法运算,相当于手工计算的20万倍。虽然ENIAC体积庞大,耗电量惊人,运算速度不过几千次(现在的超级计算机运算速度最快可达每秒万亿次),但它比当时已有的计算装置的计算速度要快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,从此开辟了人类使用电子计算工具的新纪元,科学计算的大门也被打开了。
尽管ENIAC是第一台正式投入运行的电子计算机,但它不具备现代计算机“存储程序”的思想。

图1-1 世界上第一台电子计算机(ENIAC)