一般人認為世界上第一臺電子計算機,是美國1946年研制出的“電子數(shù)值積分計算機” (ENIAC)但英國爭辯說:第一臺電子計算機的桂冠應屬于英國1940年研制出來的“巨人”計算機。第二次世界大戰(zhàn)前,德國發(fā)明了一種機械式密碼編碼機“ ENIC-MA謎廣,它能夠編制出無數(shù)種同一系列的密碼。這種密碼十分復雜,德國人對它的保密性能十分自信,認為它所編制的密碼幾乎是不可破譯的,因此在軍隊的高級保密通信中廣泛使用由它所編制的密碼。
英國情報機關從戰(zhàn)前就開始注意到了“談式”密碼,經(jīng)過竊聽和謀報人員、破譯人員的長時間努力,竊得了“謎式”密碼的秘密,終于可以用人工破譯出其中部分內(nèi)容了。但破譯一種用“謎”式密碼機編制的新密碼都要耗費很長時間,難以滿足作戰(zhàn)的需要。
美國情報機關與數(shù)學、電子學專家合作,組成了以數(shù)學家阿蘭丘利姆為首的研究小組,研制出了一種使用2000多只電子管的大型電子運算裝置,被稱作“巨人”機,專門用于對德國“謎式”密碼的解析和破譯。從此人類可以對密碼進行機器破譯了,并且大幅度提高了破譯的成功率和速度。英國把這種通過電子竊聽、電子破譯“謎式”密碼得來的情報定為國家最高級機密情報,命名為“超級機密(ULTRA)”情報。
在抵抗德國空襲英國的“不列顛戰(zhàn)役”中,“超級機密”適時地發(fā)揮了作用。英國空軍通過“超級機密”,事先就得到了德國空軍的空襲計劃、攻擊目標及作戰(zhàn)要領等許多重要情報,及時調(diào)配戰(zhàn)斗機和高射炮等防空力量,在最佳時間和地點攔截德國轟炸機群,使數(shù)量處于劣勢的英國空軍掌握了空戰(zhàn)的主動權。
后來,由于德軍在空中攻勢受挫,始終無法獲得制空權,希特勒不得不放棄了進攻英國本土的“海獅”計劃。英國首相丘吉爾也正是通過“超級機密”獲得了這一情報,而長長地舒了一口氣
英國為保守“超級機密”的秘密,付出了沉重的代價。1940年11月12日清晨,英國情報機關通過“超級機密”獲悉:德國空軍在14日夜間和15日凌晨,將出動500多架轟炸機空襲英國的重要工業(yè)城市考文垂。可以預料,考文垂市將受到多么巨大的損失。
除了可以使用戰(zhàn)斗機和高射炮迎擊德國飛機外,要不要通知考文垂市居民緊急疏散呢?這樣做固然可以減少許多人員傷亡,但也意味著英國通過某種渠道得到了德國的秘密計劃,這就有可能暴露“超級機密”,導致這條重要情報來源的中斷,造成以后更大的損失。丘吉爾作為英國首相,懷著沉重的心清斷然地下了決心:為了今后的利益和戰(zhàn)爭的需要,考文垂市的居民們將不得不付出巨大的犧牲。結果, 15 000故燃燒彈和1400枚其它炸彈落在了毫無防備的考文垂市民頭上。 550人死亡,約5000人受傷,50 000間房屋被毀壞,12家工廠受到嚴重破壞。 英國付出了沉重代價,但它使德國人直到第二次世界大戰(zhàn)結束也未能知道“超級機密”的秘吉,保證了這條情報來源的暢通。希特勒經(jīng)常使用“謎式”密碼與在北非的德軍統(tǒng)帥隆美爾進行通信聯(lián)絡。據(jù)說,駐北非英軍司令蒙哥馬利有時比隆美爾還要先看到希特勒的電文。正是由于英國對“超級機密”的嚴密保密措施,它才一直不為世人所知,“巨人”機也長期扮演著“無名英雄”。
第二次世界大戰(zhàn)后期,美國賓夕法尼亞大學受美國陸軍委托研制電子化的通用計算機“ENIAC(埃尼阿克療,目的在于計算炮彈及火箭、導彈武器的彈道軌跡。 36歲的物理學家莫克利是主要設計者,24歲的埃克特擔任總工程師。經(jīng)過兩年多的艱苦努力,“埃尼阿克”終于在1945年底制造完成,1946年初做了公開展示。“埃尼阿克”是個龐然大物,整個機器使用18 000只電子管、 6000個繼電器、 7000個電阻、10 000個電容;總重30噸,機房面積170平方米,耗電150千瓦,耗資約為50萬美元。這部計算機每秒鐘可做5000次加法或500次乘法或50次除法,比人工計算快20萬倍。用“埃尼阿克”計算炮彈彈道只要3秒鐘。“埃尼阿克”于1955年“退役”,現(xiàn)陳列在華盛頓一家博物館里。
“埃尼阿克”有兩大缺點,一是沒有內(nèi)存儲器,二是要由人像措積木一樣,將大量運算部件搭配成各種解題布局,每算一題就要重搭一次,又費時,又麻煩。有的題只要計算1秒鐘,準備工作卻要花上幾十分鐘。對“埃尼阿克”的改進應歸功于匈牙利裔美國數(shù)學家馮?諾依曼。
馮?諾依曼有非凡的數(shù)學才能,曾被譽為“萬能數(shù)學家”。1930年,他到美國普林斯頓大學任教,曾擔任過美國陸軍彈道研究所、海軍兵器研究所等單位的顧問,參與了研制第一批原子彈的曼哈頓計劃。1944年夏,馮諾依曼正在負責研制核武器,需要進行大量高速的計算。他偶然聽說“埃尼阿克”小組正在研制計算機,喜出望外,立即參加進去,擔任小組顧問。那時“埃尼阿克”的研制已接近尾聲,為了克服已經(jīng)意識到的“埃尼阿克”的缺點,通過與小組成員共同研討,馮諾依曼提出一個全新的存儲程序通用電子計算機方案,方案明確規(guī)定,新機器有五個組成部分:運算器、控制器、存儲器、輸出和輸入。此外,新方案還有兩點重大改進,一是采用二進數(shù)制,簡化了計算機結構;二是建立存儲程序,將指令和數(shù)據(jù)放進存儲器,加快了運算速度。新機器EDVAC于1952年研制成功。馮.諾依曼概念被認為是計算機發(fā)展史上的一個里程碑,它標志著電子計算機時代的真正開始。
電子計算機的誕生使人類第一次擁有了能夠部分代替人腦對信息進行加工處理的機器。電子計算機自問世迄今,已經(jīng)歷了五代發(fā)展歷程:1946-1957年的第一代電子管計算機時代;1958-1964年的第二代晶體管電子計算機時代;1965-1970年的集成電路計算機時代;1970年開始的向大規(guī)模集成電路計算機過渡的第四代,目前正在向第五代智能化計算機邁進。今天,每秒運算速度達到上萬億次的巨型計算機已經(jīng)投入運轉。便攜式微型計算機的體積、重量只有“埃尼阿克”的萬分之一,運算速度卻是“埃尼阿克”的上千倍。計算機不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)學、軍事、科研等領域發(fā)揮著巨大的作用,并通過正在實現(xiàn)網(wǎng)絡化,深入人們的家庭和日常生活。
總的來看,電子計算機今后的發(fā)展趨勢,主要將向兩極發(fā)展:巨型機標志著一個國家的科學技術水平,微型機的生產(chǎn)和應用則體現(xiàn)一個社會的科技現(xiàn)代化程度。
我國第一臺電子管計算機誕生于1958年,是由科學家吳兒康設計的。1997年6月19日,“銀河100”百億次巨型計算機系統(tǒng)問世。它采用了大規(guī)模并行計算技術,運算速度為130億次/秒,標志著中國計算機制造技術已進入世界先進行列。
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