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设计问题（第一辑） 8. 第一代计算机
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早在二战之前，人们就对研发进行大规模数据运算的计算机产生了兴趣，但战时处理复杂运算的需求加速了计算机的开发进程。其主要动力之一就是炮手在射击数英里外的目标时需要达到一个合理的精准度。发射表向炮手提供了合适的仰角参数，并标注了对应火炮的射程。这种为特定火炮和炮弹定制的发射表还能够确定炮弹击中目标时的速度。
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虽然布什的微分分析仪缩短了运算时间，但其速度还不够快。自动程序控制计算机（ASCC，也称为Mark 1）加速了这一进程，不仅体积更大，而且是向公众发布的首台计算机。其设计者霍华德·艾肯（Howard Aiken）在哈佛攻读博士时就开始探索机械计算装置。[93]很多学者认为，这标志着计算机时代的开端。艾肯带着他的计算机构想找到IBM，IBM总裁托马斯·沃森（Thomas Watson）组织了IBM工程师来继续其设计工作，虽然资金大部分来自海军。艾肯专注于研究计算机的运算功能，而由沃森决定其外观。沃森执意要用抛光钢和玻璃罩住长51英尺、高8英尺的计算机，这就确定了未来同规模计算机的视觉样式（见图15）。Mark 1在所有已建造的同类机器中是最大的，能够正确无误地完成一系列程控运算。Mark 1在1943年初建成，后被移到哈佛大学，并于1944年初开始为海军舰船局服务，几个月后转为公众服务。后来，Mark 1还被用于建造原子弹方面的计算工作。
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图15 霍华德·艾肯、IBM工程师和哈佛Mark1计算机（1944年）由IBM公司提供，版权归IBM公司所有。http://omi2000.glogster.com/firs-generationof-computers/
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虽然IBM在Mark 1上下了很大功夫，沃森把它的研发更多地看作是为军用，而非商用。相关研究在其他地方也在进行。贝尔电话实验室的工程师开发了一系列使用金属装置也就是继电器的计算机，用继电器的开关状态来控制电流。实验室的关键人物是数学家史提必兹（George R. Stibitz），他在1937年建造了一台用继电器技术进行数学运算的计算机。公司高管同意出资开发一个更大的模型，于是，1940年完成了复杂数字计算器（CNC），这标志着计算领域的一个重大飞跃。其工作原理是，电传打字机作为第一台计算机终端，可以通过电话线将其指令传给计算机，而完成的运算结果可以通过同一条电话线回传给打字机。虽然一次只能使用一个终端，但是该系统可以容纳数台终端。尽管获得了成功，但是贝尔实验室对建造通用计算机不感兴趣，而是专攻战时项目，例如可以帮助炮手跟踪移动目标的M-9火炮射击指挥仪。[94]
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NDRC和OSRD都没有完全认识到计算机的未来潜力，因此，引发计算机革命的机器是在政府主导的战时研究组织以外研发的。为了更高效地准备火炮发射表，设计出了电子数字积分计算机（ENIAC）。通常认为，ENIAC开启了高速电子计算的时代。[95]ENIAC比前任速度快了很多倍，并且有能力通过再编程解决范围更广的问题。[96]虽然海军资助了Mark 1设计和研发的大部分工作，但是陆军军械部资助了ENIAC，并计划在其弹道研究实验室里使用这些计算机。
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ENIAC的设计和生产是在宾夕法尼亚大学的莫尔电子工程学院进行的，该学院与弹道研究实验室建立了正式的关系。莫尔学院先前已经培训了几百个妇女用台式计算机为实验室进行弹道计算。在这些机器被称为计算机之前，大家把这些妇女命名为“计算机”。但是，她们的工作赶不上对发射表的需求，弹道研究实验室开始对物理教授约翰·莫克利（John Mauchly）和电气工程师J. 普雷斯伯·埃克特（J. Presper Eckert）的电子数字计算机项目感兴趣了。这台计算机最后在莫尔学院建成，除了莫克利和埃克特两人之外，还有其他很多人参与了此项目。1943年7月，开始建造，1945年12月，ENIAC运行了第一个程序（见图16）。其计算速度比以前类似Mark 1的机电式计算机快了1000多倍。最终的结构是由电线互相连接的几个不同类型的单元组成，在一个大房间里排成了马蹄形。虽然ENIAC是由男人设计的，但它所有的程序员都是女性。这些女性都得掌握计算机的数学复杂性及其捉摸不定的运算。[97]
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图16 1945年约翰·莫克利、J. 普雷斯伯·埃克特和ENIAC计算机（维基百科）
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设计问题（第一辑） 9. 结论
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美国政府做出极大努力生产二战兵器，这为大型技术研发项目的管理人员提供了很多经验教训，并为当今和平时期可能开发的项目指明了道路。战时的努力表明，如果能够协调好各方面工作，把资金用于研发和生产新机器设备，很多事都能做好。二战的例子还引发了对分散的非政府研究设施与政府需求之间关系的思考。比如，从好处着眼，我们可以预见通过齐心协力能够显著改变能源生产和消费方式。一个不容乐观的例子却是，2011年9月11日世贸中心和五角大楼遭受恐怖袭击，导致美国政府资助了一连串的反恐技术研究，而这些技术已经外溢到一些机构应用软件之中，引发严重的个人隐私问题。
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许多原本相互竞争的公司在战时通力合作并取得了显著的成就，这一点意义非凡。创新研究、生产技术、产品测试和用户培训，组合在一起会使管理运作困难重重，但却取得了如此的成功。我们只能心存希望，有那么一天，和平时期的需求也会产生同样的动力和能量，开展如此大规模的规划、研究和生产。
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[47]维克多·马格林系美国伊利诺斯大学芝加哥分校设计史学名誉教授、《设计问题》（Design Issues）杂志创始编辑和在任联合编辑。马格林教授著述丰富，研究涉猎各种设计问题，曾在许多国际会议、大学和艺术学院发表演讲。目前，马格林教授正着手撰写三卷本《世界设计史》，该书将由伦敦伯格出版社出版。
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[48]Kaiser Engineers, www.home.earthlink.net/-peterferko/keweb/aboutke/history，2011年7月27日访问。
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[49]有关工业在战时生产中作用的综述，参见Francis Walton. Miracle of World War II: How American Industry Made Victory Possible. New York: The Macmillan Co., 1956。
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[50]有关陆军部改组的基本资料，参见下列维基网站：Army Service Forces, www.wikipedia.org/wiki/Army_Service_Force, and War Department, www.wikipedia.org/wiki/War_Department，2011年7月27日访问。
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[51]参见William M. McBride. Technological Change and the United States Navy, 1865-1945. Baltimore, MD: The Johns Hopkins University Press, 2000。
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[52]Paul A. C. Koistinen. Arsenal of World War Ⅱ: The Political Economy of American Warfare, 1940-1945. Lawrence, KS: University Press of Kansas, 2004. 44
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[53]David E. Johnson讨论了陆战和空战兵器的研发问题，参见Fast Tanks and Heavy Bombers: Innovation in the U. S. Army, 1971-1945. Ithaca, NY: Cornell University Press, 1998。
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[54]David E. Johnson讨论了陆战和空战兵器的研发问题，参见Fast Tanks and Heavy Bombers: Innovation in the U. S. Army, 1971-1945. Ithaca, NY: Cornell University Press, 1998, 35。
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[55]R. Elberton Smith. The War Department: The Army and Economic Mobilization ［United States Army in World War Ⅱ］. Washington, DC: Office of the Chief of Military History, Department of the Army, 1959. 147. Smith在其书中对军队供给计划做了详细描述。