四、密切配合创业绩
当莫奇利在 1941 年夏天到莫尔学院时,就想物色一名像他一样对计算机感兴趣,而且在自动化和电子技术方面都具有潜力的人作助手。后来他选用的助手,就是前面提过的研究生埃克特。埃克特在 1919 年生于费城,比莫奇
利小 12 岁,从 1941 年起就读于宾夕法尼亚大学莫尔学院。
1941 年 9 月,莫奇利成了莫尔学院的讲师,他在计算机领域有一个宏伟的计划。当月月底,他写信给阿塔纳索夫,表示希望能取得有关分析仪操作的第一手资料,并期望自己将要研制出电子技术上超过分析仪的计算机。
莫奇利在信中提到,许多不同的设计思想来自他本人近来考虑的计算机电路,其中有些融合了阿塔纳索夫的方法,而另一些则与阿塔纳索夫的计算机不同。
接着莫奇利说莫尔学院可能要制造一台像阿塔纳索夫那样的计算机。并访问阿塔纳索夫,对自己想结合 ABC 机的一些特点制造计算机一事有没有不同意见?如果按这种设想,能不能以布什分析仪的方式,制造出一台“阿塔纳索夫式的计算机”来?
在 20 世纪 40 年代,第二次世界大战刺激了电子技术的迅速发展,使电子电路的理论和电子元件的生产技术都达到了很高的水平,这时设计制造电子计算机的主要技术条件已经具备。此外,为了适应战争的需要,要求研制出像雷达、火箭、导弹、原子背景和性能更好的飞机等一类新式而复杂的武器系统,这就迫切需要研制出高速的计算工具来进理论分析的设计计算,同时许多计算机先驱已在研制机械式或机电式计算机方面积累了许多经验,所以研制电子计算机的条件已经成熟。
当时莫奇利充分考虑了研制电子计算机的可行性。
通过自己解决数学问题的经历,他发现,为了解数学问题常需要用公式来进行计算,而这些计算往往又很容易通过一连串重复的格式来实现。
尽管通过对纯机械式的计算装置加以改进,能使运算速度有所提高,但是如果采用电子方式来进行计算,那么计算速度将能大大加快,因为电子计算装置的运算速度要比任何机械式计算装置快得多。
于是莫奇利开始沿着阿塔纳索夫曾走过的同样的道路,在莫尔学院制造一台“阿塔纳索夫式计算机”,为逐步实现自己的理想而努力。很显然莫奇利的很多主意来自阿塔纳索夫的成果。
当时莫奇利还考虑了可以采用像二进制电容器计数器同样的想法来设计十进制计数器。
莫奇利还打算制造一台脉冲发生器,使计算机各个部件实现同步操作, 正像许多钢琴家按同样的节拍进行钢琴合奏一样。
在 1942 年 8 月,莫奇利提出了一份标题为“使用电子管的高速计算装置” 的备忘录,它实际上是 ENIAC 的初始设计方案。
1943 年夏天,ENIAC 的研制工作正式开始,按照军方与宾夕法尼亚大学
签订的合同,大约召集了 200 多人从事这项工作。
资助研制计算机的是衣阿华州立学院的农业实验站,所提供经费只有6000 美元,机器预定用于解决农业问题,然而战事一起,研制计划只好告吹。而 ENIAC 方案则因为是由美国军方提供经费,出于战争的需要,对 ENIAC 的研制引起了足够的重视。
主持 ENIAC 技术工作的是莫奇利和埃克特。莫奇利是总设计师,他提出电子计算机的总设想:埃克特是总工程师,负责解决研制中的一系列困难复杂的技术问题。他不仅是莫奇利的得力助手,还在研制中对理论或设计方面提出独到的见解和创造性的思想。
此外对 ENIAC 方案的实施作出重要贡献的,还有戈尔斯坦、勃雷纳德和勃克斯等人。戈尔斯坦不仅在数学上出主意,还在科研组织工作方面显示出卓越的才干,勃雷纳德则是项目的总负责人;而勃克斯作为逻辑学家 ENIAC 设计过大型部件,如乘法器等。后来他对阿塔纳索夫及 ABC 机进行过周密的调查,并在 1988 年著书进行了全面的介绍。1985 年 6 月,他还到我国上海等地访问。
研制 ENIAC 的莫尔小组是一个由朝气蓬勃的年青科技人员组成的集体, 其中物理学家、工程师和数学家就有 30 多名。
最后定型的 ENIAC 有 30 个左右不同的单元,如输入、输出、运算等单元, 这些单元必须彼此同步,才能同时运行。同“巨人号”一样,ENIAC 是利用机器的内部电子钟,即所谓中央同步单元,来实现这种令人挠头的定时功能的。
ENIAC 设计中的许多特征,后来成为电子计算技术的样板。例如,早在微电脑时代开始之前三十年,埃克特与莫奇利就已在他们 ENIAC 的研制中采用了模块化的设计思想。由于 E- NIAC 的电路采用插入式组合而成,这就给维修时更换组件带来很大的方便。ENIAC 中采用插入式组件,这与原定的“简单性”设计原则相符合。
为了遵循简单性、可靠性的原则,ENIAC 按照十进制,而不是按照二进制来操作。ENIAC 的研制者以为十进制是比较可靠、比较方便的。可能由于经费紧张的原因,在 ENIAC 中偶尔也有少量以二进制,而在数据输入、输出时再变回十进制,正像楚泽的 Z—3 型机和 ABC 机一样。研制小组常常在成本和性能之间进行反复的考虑,成为计算机研制者的成功典范。
设计 ENIAC 的信条是简易、适应性强、可靠性高,这些原则确实非常正确,这样就使得曾经预言用电子技术制造计算机注定要失败的悲观论调不攻自破。
ENIAC 于 1945 年试制成功。从运行情况来看,ENIAC 不仅适应性强、快速、可靠,而且很牢固。由于选用可靠性高的电子管,尽管机器不时出现故障,但性能达到预期的效果。
建成的这台 ENIAC,重 30 吨,体积同铁路上的一辆棚车一样大。这样庞大的机器, 1947 年在莫尔学院拆开并运往阿伯丁实验室重新装配后,仍然
能正常工作。从 1946 年至 1955 年,E- NIAC 经过十年几乎无故障的运行后, 在最后拆卸时,还处于正常工作状态。
因此 ENIAC 的问世,使莫奇利制造一台阿塔纳索夫计算机的预期目标圆满实现并大大超过。虽然 ENIAC 原定的目标是用于弹道计算,但是经过多次改进,它后来成为能进行科学计算等工作的通用计算机。
由于在 ENIAC 之前已有英国的“巨人号”计算机问世,所以 ENIAC 已经不能算是世界上的第一台电子数字计算机了。但是,由于“巨人号”是一台专用的计算装置,所以,把 ENIAC 称为第一台通用电子数字计算机,则是勿庸置疑的。
当 ENIAC 在 1945 年投入运行时,大战已经结束,为战争效力的机会已错过,但正赶上战后武器设计的时机。ENIAC 的研制者最初曾利用 ENIAC 去进行与核武器研制有关的大量计算。
ENIAC 是第二次世界大战期间最重要的发明之一。
ENIAC 在通用笥、简单性和可编程方面取得的成功,使现代计算机成为现实,以往任何其他的计算机都不能与它相比。
在 ENIAC 正式使用后 9 个月,英国无线电工程师协会的的蒙巴顿将军, 把 ENIAC 的出现赞誉的“诞生了一个电子的大脑”,电脑的名称就逐步流传开来了。
埃尼阿克(ENIAC)的成功,是计算机发展史上一座纪念碑,在上面凝聚着上百名天才人物的心血,并体现了这些先驱者不屈不挠地为克服一个又一个困难而奋斗的精神。同其他重大发明一样,ENIAC 的问世不是一个孤立的事件,而是人类在发展计算技术取得一系列进展的历程中,到达的一个新的顶点。