ENIAC，全称为ElectronicNumerical Integrator And Computer，即电子数字积分计算机。ENIAC是继ABC（阿塔纳索夫-贝瑞计算机）之后的第二台电子计算机和第一台通用计算机。

ENIAC（电子数值积分计算机）是世界上第一台现代电子数字计算机，具有一系列独特的设计特征。它的体积庞大，长达30.48米，宽6米，高2.4米，重约30吨，占地约170平方米，包含30个操作台。其主要由大量电子元件构成，包括17,468根真空管、7,200个水晶二极管、70,000个电阻器、10,000个电容器等。ENIAC的计算速度为每秒5000次加法或400次乘法，远超当时的机电计算机，其运算速度是其1000倍、手工计算的20万倍。

在操作上，ENIAC采用插拔电缆的方式来设定程序，并需要人工干预来更改计算任务，操作复杂且不够灵活。程序设定过程中，用户需要连接不同的电缆和开关来配置计算任务，这使得其操作既繁琐又不易修改。此外，ENIAC并没有现代计算机的存储器，而是通过大量的硬件实现计算，数据处理过程相对低效且易出错。尽管如此，ENIAC仍被认为是现代计算机的奠基者，推动了电子计算机的发展。

ENIAC（电子数值积分计算机）是世界上第一台现代电子数字计算机，诞生于1946年。其体积巨大，长30.48米，宽6米，高2.4米，占地约170平方米，重达30吨。作为当时最先进的电子计算机，ENIAC的造价为48万美元，其庞大的体积和复杂的结构令它成为了一项技术奇迹。它的设计包含了大量的电子元件，包括17,468根真空管、7,200个水晶二极管、70,000个电阻器、10,000个电容器等，构成了其复杂的计算和控制系统。

ENIAC的结构由多个操作台和电缆连接组成，采用插拔电缆的方式进行程序设定。其计算功能依赖于真空管的电子开关技术，避免了机械部分的使用，使得计算速度比当时的机电式计算机快了1000倍。然而，ENIAC没有现代计算机的存储单元，所有数据处理都依赖于硬件组件，且程序设定需要大量人工干预，操作繁琐且不够灵活。尽管如此，它的设计和结构为后来的计算机发展奠定了重要基础。

电子计算机的研制构想起源于第二次世界大战期间。当时战事正酣，各国武器装备相对落后，战略武器以飞机和大炮为主。因此，开发新型大炮和导弹显得尤为必要和紧迫。为此，美国陆军军械部在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。

美国军方要求该实验室每天为陆军炮兵部队提供6张射表，用以对导弹的研发进行技术鉴定。实际上，每张射表都需要计算数百条弹道，而每条弹道对应的数学模型是一组极其复杂的非线性方程组。由于这些方程组无法求得精确解，只能通过数值方法进行近似计算。

然而，即便采用数值方法，计算工作依然极为繁重！根据当时的计算工具，即使实验室雇佣了200多名计算员加班加点工作，完成一张射表也需要约两个月的时间。在“时间就是胜利”的战争年代，这样的计算效率显然难以满足需求。很可能先进武器尚未研发完成，战局已不可逆转。

为了改变这种不利局面，当时任职于宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫希利（John Mauchly）于1942年提出了试制第一台电子计算机的设想，即“高速电子管计算装置的使用”。他设想用电子管取代继电器，以显著提高机器的计算速度。

美国军方得知这一设想后，立即拨款大力支持，成立了一个以莫希利和埃克特（John Eckert）为首的研制小组，启动了项目研发工作，项目预算为15万美元，这在当时是一笔巨款。

研制工作得以顺利推进，其中一个关键原因是数学家冯·诺依曼（von Neumann，1903–1957，美籍匈牙利人）的加入。当时，冯·诺依曼正担任弹道研究所顾问，并参与美国第一颗原子弹的研制工作。在1944年研制中期，他带着原子弹开发过程中遇到的大量计算问题，加入了电子计算机研制小组。

最初的ENIAC设计存在两个主要问题：一是缺乏存储器，二是使用布线和插接板进行控制，每次调整计算任务时需要耗费几天时间，导致计算速度大大受限。

1945年，冯·诺依曼与研制小组在深入讨论的基础上，提出了一种全新的“存储程序通用电子计算机方案”，即EDVAC（Electronic Discrete Variable AutomaticComputer）。在这一过程中，他为解决计算机的诸多关键问题作出了重要贡献，从而确保了电子计算机的顺利问世。 尽管ENIAC体积庞大且耗电惊人，其运算速度仅达到每秒几千次，但它的性能仍比当时已有的计算设备快1000倍。此外，ENIAC还具备按预先编制的程序自动执行算术运算和逻辑运算、以及存储数据的功能。这些特性标志着一个新时代的到来，为科学计算打开了崭新的大门。

为什么世界上第一台电子计算机直到20世纪40年代中期才得以问世？其中的关键原因主要包括实际需求的紧迫性以及资金支持的力度。虽然对先进计算工具的需求长期存在，但仅靠需求本身并不足以推动技术的诞生。新技术的研发往往需要巨大的前期资金投入。例如，ENIAC的研制初期预算为15万美元，最终总投入达到48万美元——在20世纪40年代，这笔资金已是相当可观的规模。然而，愿意为尚未问世的技术提供大额资金支持的机构或个人始终是少数。

电子计算机的诞生在很大程度上是由战争需求推动的。在所有社会需求中，战争期间的需求通常最为迫切，因为这直接关系到国家安全和军事优势。政府和军方通常会优先投入资源，将最前沿的科技应用于战略和武器研发，以确保军事领域的领先地位。

第二次世界大战期间，为满足美国军械试验对快速且精准的弹道火力表的需求，一种高速计算工具的开发显得尤为必要。在美国军方的大力支持下，世界上第一台通用电子计算机ENIAC的研发于1942年启动。这项工作由宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的约翰·莫奇利（John Mauchly）和约翰·埃克特（John Eckert）领导的团队负责完成。

实际发展

ENIAC每秒能进行5000次加法运算（据测算，人最快的运算速度每秒仅5次加法运算），每秒400次乘法运算。它还能进行平方和立方运算，计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。

这在当时是很了不起的成就。原来需要20多分钟时间才能计算出来的一条弹道，现在只要短短的30秒。这可一下子缓解了当时极为严重的计算速度大大落后于实际要求的问题。

由于当时冯·诺依曼正参与原子弹的研制工作，他是带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题加入到计算机的研制工作中来的。因此可以说，ENIAC为世界上第一颗原子弹的诞生也出了不少力。

但即使在当时看来，ENIAC也是有不少缺点的：除了体积大，耗电多以外，由于机器运行产生的高热量使电子管很容易损坏。只要有一个电子管损坏，整台机器就不能正常运转，于是就得先从这1.8万多个电子管中找出那个损坏的，再换上新的，是非常麻烦的。

近代发展

人们当然不会满足于此的。所以自第一台计算机问世以后，越来越多的高性能计算机被研制出来。计算机已从第一代计算机发展到了第四代计算机，正在向第五代计算机、第六代计算机发展。像最初制造出来的ENIAC一样，许多高性能的计算机总是在为尖端和常规武器、特别是核武器的研制服务。

和人类发明的所有工具一样，计算机的产生也是由于实际需要方得以问世的。从18世纪以来，科学技术水平有了长足的进步。制造电子计算机所必需的逻辑电路知识和电子管技术已经在19世纪末和20世纪初出现并得以完善。因此可以说制造计算机的基础科学知识已经完备了。

1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。 1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统。

现代发展

1984年，Apple Macintosh系列推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。80年代，超大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI将数字扩充到百万级。1993年，Intel公司推出了Pentium或称P5（中文译名为“奔腾”）的微处理器，它具有64位的内部数据通道。1993年，微软公司正式向全世界推出了划时代的Windows95操作系统。2001年，微软公司研发的操作系统Windows XP发布。2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。2022年10月9日，中国“天河”新一代超级计算机系统在这里正式运行启动。

历史澄清

国内许多媒体和文献普遍记载，世界上第一台电子计算机是1946年由美国工程师莫奇利（John Mauchly）发明的ENIAC。然而，另一种观点认为，世界上第一台电子计算机应为1937年至1941年间由美国爱荷华州立大学教授约翰·文森特·阿塔纳索夫（John VincentAtanasoff）及其研究生克利福特·贝瑞（Clifford Berry）共同开发的“阿塔纳索夫-贝瑞计算机”（Atanasoff-Berry Computer，简称ABC）。

ABC被认为是第一台电子化计算机，但其非图灵完备且不可编程，这成为其主要限制。而现代计算机的概念通常指通用电子计算机，即具有图灵完备性和可编程能力的计算系统。相比之下，ENIAC作为通用电子计算机，被广泛视为现代计算机的起点。

值得注意的是，关于ENIAC和ABC的关系存在争议。据记载，1941年，莫奇利曾在阿塔纳索夫家中借住5天，在此期间接触并借鉴了ABC的研究成果，随后与埃克特（J. Presper Eckert）合作开发了ENIAC并申请专利。然而，阿塔纳索夫并未为ABC申请专利，其所在的爱荷华州立大学也未重视这项发明，最终ABC被拆除。

在随后发生的专利诉讼中，美国法院裁定ENIAC的专利无效，并确认“现代计算机的基本思想来源于约翰·文森特·阿塔纳索夫”。这场官司并非由计算机设计者本人发起，而是由Honeywell和Sperry Rand两家公司提起的知识产权纠纷。此案的判决改变了对计算机历史的部分认知，为ABC的历史地位提供了依据。

ENIAC的工作原理基于电子管，使用汞延迟线作为存储设备，后期逐步过渡到磁芯存储器。输入输出设备主要依赖穿孔卡片，操作方式对用户而言较为不便。其系统软件也处于初级阶段，用户必须掌握类似于二进制机器语言的编程方法。

ENIAC问世后，数学家冯·诺依曼提出了重要的理论改进，主要包括两点：首先，计算机应以二进制作为运算基础；其次，计算机应采用存储程序的工作方式。他进一步指出，计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。针对ENIAC存在的“执行快，计划慢”的问题，冯·诺依曼提出了将程序与数据一样存储在计算机中的概念，即“存储程序”思想，这一理论对计算机发展史产生了深远的影响。冯·诺依曼的这些理论为解决计算机运算自动化和速度协调问题提供了关键突破，对计算机技术的后续发展起到了决定性作用。

ENIAC诞生后用于计算轨迹和编辑射表。计算机在军事方面的应用迅速扩展至核武器设计、密码学和战略国防等领域。在其生命周期中，ENIAC 进行了氢弹设计、天气预报、宇宙射线研究、随机数研究甚至风洞设计的计算。ENIAC 一直运行到 1955 年10 月 2 日被雷击倒塌。人们相信 ENIAC 所做的计算比当时全人类的计算还要多。

20世纪40~ 50年代期间,军方资助开发的计算机大量涌现。美国武装部队不仅大力支持早期计算机技术开发,也支持技术信息的大规模扩散。美国军方对此的态度与英国和苏联军方截然不同,可能是因为担心计算机技术的开发发利用需要大规模产业研究基础设施。

自ENIAC诞生以来的数十年间，计算机技术取得了显著进步。主要电子器件经历了从真空电子管到晶体管，再到中、小规模集成电路以及大规模和超大规模集成电路的演变，推动了计算机的多次更新换代。每次技术迭代都显著缩小了计算机的体积和能耗，同时显著提升了其性能与功能，进一步拓展了应用领域。

尤其是微型计算机的问世，以其小巧的体积、较低的成本和强大的功能，使计算机得以快速普及，进入办公室和家庭，并在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了重要作用。计算机的应用已广泛渗透到社会的各个领域。

ENIAC的问世是20世纪科技发展史上的重要里程碑，被认为是推动现代信息技术革命的关键节点。在计算机发展的五十多年中，其技术进步极大提升了人类认识和改造世界的能力，深入影响了社会和生活的多个领域。计算机科学作为新技术的重要学科和先导技术，推动了全球从工业化社会向信息化社会的转型。

从CALCULUS到ENIAC，电子计算机的发明被认为是自蒸汽机问世以来最具革命性和影响力的技术成果。电子计算机的广泛应用显著提升了自然资源的开发和利用效率，为人类带来了深远的社会和经济效益。它的普及往往伴随着重大突破和快速发展，在应用的每个领域都可能带来显著的变化和创新。如今，电子计算机已成为社会生活各方面不可或缺的组成部分。

1964 年，密歇根大学翻新了从陆军处购买的面板用于展览。2006 年 1 月，贝斯特大楼投入使用后，该展览搬到了贝斯特大楼。CSE 部门对已于 2008 年 5 月 14 日去世的已故名誉教授 Arthur Burks 表示感谢，感谢他采购并保留了这些 ENIAC 组件，这些组件由他选择来捕捉这一革命性机器的精髓。其他具有重要意义的ENIAC 常设展览位于美国陆军野战炮兵博物馆和宾夕法尼亚大学。史密森尼还保留了 ENIAC 的部分内容，其中一些被借给其他机构。

ENIAC的嵌板等部件在退役后被展出在以下地点：

• 发明ENIAC的宾夕法尼亚大学的工程和应用科学学院拥有40枚嵌板。

• 史密森尼学会拥有5块面板，展出在华盛顿特区的美国历史博物馆。

• 英国伦敦的科学博物馆拥有一块受话装置。

• 加州Mountain View（谷歌总部所在地）的计算机博物馆拥有3块嵌板。

• 马里兰的美军军械博物馆拥有一个部件，而它旁边就是ENIAC当年服役的阿伯丁基地。

• 参与ENIAC研究的密歇根大学在其工程学院拥有4块嵌板。

• 西点军校拥有数据录入装置。