2 | 电子计算机
复杂度增高 导致数据量暴增。
哈佛 1号,1944年建造,IBM ,一秒三次 加法减法运算。
乘法要6秒 除法哟啊15秒,三角函数一分钟。
继电器
机器的大脑是继电器,用电控制的机械开关,
image.png
闭合
联通电路,链接马达,让计算齿轮+1
1940 年 好的继电器,一秒 开关50次,
问题:
齿轮磨损,数量增加 故障率增加。
哈佛1号 3500个继电器,
黑色、温暖的机器吸引昆虫。
1947 年 9月,哈佛 2 号 操作员,在故障继电器中拔出一个Bug 。
需要更快 更高效的东西,替换继电器。
热电子管
1904年,开发了电子组件,热电子管。第一个真空管,发射电子。
另一个电极,吸引电子,形成回路电流。
- 二极管 电流智能单项流动的电子部件。
但是需要一个能开关电流的东西。
- 1906年 美国发明家 李·德福雷斯特 ,在两个电极之间加了第三个控制电极
可以控制断开和闭合电路。和继电器一样,但是真空管没有惠东的组件,意味着更少的磨损,更重要的每秒可以开闭数千次。
- 三级真空管成立无线电和长途电话,以及其他电子设备的基础,持续了半个世纪。
缺点是 有点脆弱,像灯泡会烧坏
比起机械继电器 是一次巨大进步。1940年改造后和继电器一样用在计算机里面。
标志计算机 从机电转向电子
巨人1号
第一个大规模使用真空管的计算机。
由工程师,Tommy flowers 设计,完工于1943年 12月。
在 布莱切利园 (图灵 在布莱切利园 做了太机电装置 叫 Bombe, 破解纳粹 “英格码” 通讯加密设备。),用于破解纳粹通讯。 由 1600个真空管。 造了10台计算机,帮助破解密码。
巨人 第一个被认为可编程的电子计算机。
几百根电线插入插板,让计算机执行正确的操作。可编程,但还是要配置它。
ENIAC 第一个可编程计算机
1946 年 在宾夕法尼亚大学 完成建造。真正的通用、可编程、电子计算机。
每秒执行5000次十位加减法。
真空管太多,半天就会出一次故障。
1950 年 真空管达到计算机的极限
为了降低成本和大小,同事提高可靠性和速度。需要新的而电子开关。
晶体管
1947 年 贝尔实验室发明了晶体管,一个全新的计算机时代诞生了!!!!
晶体管的物理相当复杂,牵扯到量子力学。
晶体管 就像之前的继电器和真空管,是一个开关,用控制线路来控制开 或关。
image.png控制线连接门电极,通过改变门的 电荷,可以控制半导体材料的导电性。
允许或不允许电流流动。
每秒开关 10000次,
比玻璃 易碎的真空管,晶体管固态的,体积小。
1957 IBM 608 第一个完全用晶体管 的计算机。
3000 晶体管 每秒执行 45000 加法
每秒 执行 80次 乘除法
现在 晶体管 小于7纳米 ,一张纸 10万纳米。。。。
硅谷的典故:很多晶体管和半导体的开发都是这里做的,生存半导体导电材料是硅。
肖克利半导体 --仙童半导体--Intel