哈佛馬克一號(Harvard Mark I,又名Automatic Sequence Controlled Calculator)是二次世界大戰中最早投入軍事用途的機電通用計算機之一

Quick Facts 其他名稱, 研發商 ...
哈佛馬克一號
Harvard Mark I
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Harvard Mark I的I/O與控制指令讀取頭特寫
其他名稱IBM自動化序列控制電腦 (ASCC)
研發商霍華德·艾肯 / IBM
發布日期1944年8月7日,​80年前​(1944-08-07
電源5 hp(3.7 kW)
尺寸
  • 816 cu ft(23.1 m3):
  • Width: 51英尺(16米)
  • Height: 8英尺(2.4米)
  • Depth: 2英尺(0.61米)
重量9,445磅(4,284公斤)
後繼機種哈佛馬克二號
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哈佛馬克一號左面部份
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哈佛馬克一號右面部份

馮諾伊曼於1944年3月29日啟動的程式,是第一批執行在一號機上的程式之一[1]。這時,馮諾伊曼正在為曼哈頓計劃工作,他需要確認一年後即將引爆的原子彈上,內爆方式是否足夠可靠。一號機也計算並列印了數字表格,這正是查爾斯·巴貝奇於1837年製造分析機的初衷。

根據埃德蒙德·柏克萊英語Edmund Berkeley所說,一號機的操作員們經常將這台機器稱為「貝西,貝索函數機」[2]

一號機在1959年被拆解;其中一部分給予了IBM,一部分給予了史密森尼學會,另有一部分流入了哈佛大學歷史科學儀器收藏英語Harvard Collection of Historical Scientific Instruments。數十年間,哈佛的一號機殘片展出於艾肯計算實驗室的大廳。大約在1997年,它被移送至哈佛科學中心英語Harvard Science Center。在2021年,它再次被移送,放置於哈佛新建於麻薩諸塞州奧爾斯頓的科學與工程學複合體[3]

起源

這部機電式ASCC由霍華德·艾肯進行概念設計,然後由IBM製造,在1944年8月7日搬到哈佛大學。哈佛馬克一號的特點為全自動運算。一旦開始運算便無須人為介入。哈佛馬克一號是第一部被實作出來的全自動電腦,同時與當年的其他電子式電腦相比它非常可靠。大家認為「這是現代電腦時代的開端」以及「真正的電腦時代的曙光」。

設計與製造

ASCC是由開關、繼電器、轉軸以及離合器所構成。它使用了765,000個元件以及幾百哩長的電線,組裝大小為16公尺(51呎)長,2.4公尺(8呎)高,0.61公尺(2呎)深。重達4500公斤(5短噸)。其基本計算單元使用同步式機械,所以它有一跟長15公尺(50呎)的傳動軸,並由一顆4千瓦的馬達所驅動。哈佛馬克一號可以儲存72組數據,每組數據有23位十進位數字。每秒可執行3次加法或是減法。一個乘法則須6秒,一個除法須15.3秒,計算一個對數或是一個三角函式需花費超過一分鐘。

哈佛馬克一號藉由打卡紙讀取、執行每一道指令。它沒有條件分支指令。這表示需要複雜運算的程式碼會很長一串。迴圈的完成需利用打卡紙頭尾相接的方式。這種程式碼與資料分開放置的架構就是眾所皆知的「哈佛架構」。計算機先驅葛麗絲·霍普是哈佛馬克一號的程式設計員。

霍華德·艾肯與IBM

在捐贈儀式上,艾肯沒有提到IBM對於設計與製造這部電腦的參與,IBM對此很不滿,因此與艾肯分道揚鑣。IBM將這部電腦命名為ASCC,但隨後哈佛大學與艾肯將它稱為哈佛馬克一號。IBM之後去製造了另一部電腦SSEC。

後續機型

哈佛馬克一號之後有二號(在1947年或是1948年)、三號(1949年九月)和四號(1952年),全都是艾肯的工作成果。二號是一號的效能增進版,但也是由機電繼電器所構成。三號部分採用電子元件,而四號就全部改用電子元件,也就是固態元件了。三號與四號使用磁鼓記憶體,四號同時也有使用磁芯記憶體。二號與三號搬到維吉尼亞州的Dahlgren基地給美國海軍使用,四號留在哈佛大學並且給了美國空軍使用。

哈佛馬克一號最終還是被拆解了,但有一部分留在哈佛科學中心英語Harvard Science Center

參見

參考資料

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