如今看來,第一臺電子計算機的發明有什麼意義?

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不注意具體科技發展史的人可能一般還意識不到這個問題,同時不瞭解第一臺電子計算機誕生背景的人解釋這個問題也不是那麼容易。

第一臺電子計算機1946年誕生於美國賓夕法尼亞大學,這臺計算機的名字叫“ENIAC”,即“Electronic Numerical Integrator and Computer”的首字母縮寫,而世界上第一個晶體管是在1947年12月由美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓發明的,所以第一臺電子計算機肯定不是由晶體管組成的,而是電子管。

什麼是電子管?

我們知道電子計算機發展到今天,它的基本單元已經是晶體管了。但是第一個電子計算機的基本單元確實電子管。那麼什麼是電子管呢?

早期的電子管

電子管的英文名稱是Vacuum tube,因此也叫真空管。這是一個控制電極之間電流的一個裝置,真空管主要依靠燈絲或熱陰極發射的熱電子來工作。電子管也是一種二極管,具有單向導電性:加正向電壓時,陰極受熱發射電子從而使電路導通;加反向電壓時,並不能發射電子,電路處於斷路狀態。

電子管與第一臺電子計算機

計算機想要實現計算功能,就要實現一些最基本的邏輯運算,這就是我們學習的與門、非門、或門。既然電子管具有單向導電性,便可以實現0和1兩種狀態,從而創建出最基本的邏輯門。但是很難想象,從最基本的電子管到具有運算功能的計算機的複雜度要多高。ENIAC用了18000個電子管,佔地面積達到了170平方米,重量達到了30噸,耗電功率高達150千瓦,再與我們現在的計算機做一下對比,現在的筆記本電腦功率也就幾瓦,計算能力可以達到每秒48億次加法運算(以i5-2430m處理器為例),而當時的ENIAC的計算能力僅僅每秒5000次。

第一臺電子計算機的局部照片


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