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  • 电子管计算机

    电子管计算机,主要特点是采用电子管作为基本电子元器件,体积大 耗电量大 寿命短 可靠性低 成本高;存储器采用水银延迟线。在这个时期,没有系统软件,用机器语言和汇编语言编程.计算机只能在少数尖端领域中得到运用,一般用于科学,军事和财务等方面的计算.

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    基本信息 编辑信息模块

    名称: 电子管计算机
    主要特点: 采用电子管作为基本电子元器件 体积:
    耗电量: 寿 命:

    目录

    简介/电子管计算机 编辑

    第一代电子计算机虽然在当今人们看来相当笨拙,体积大,造价高,操作困难,但正是它开辟了计算机发展之路,使人类社会生活发生了轰轰烈烈的变化。第一代电子计算机指从1946年到1958年间的电子计算机。这时的计算机的基本线路是采用电子管结构,程序从人工手编的机器指令程序,过渡到符号语言,第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始,它所采用的二进位制与程序存贮等基本技术思想,奠定了现代电子计算机技术基础。

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    电子管计算机 电子管计算机

    1946年2月14号,取名为ENIAC的第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生。但它体积庞大,并且属于程序外插型,使用起来并不方 便。计算机运算几分钟或几小时,需要用几小时到几天来编插程序。当ENIAC的研制接近成功时,曾任职伯丁试炮场顾问的冯·诺依曼知道了这一消息。他在仔细研究过ENIAC的优缺点后,在别人的协助下,于1946年给出了一个新机EDVAC的设计方案,这个方案中的计算机包括计算器、控制器、存储器、输入输出装置,为提高运算速度首次在电子计算中采用了二进制,并实现了程序内存。它使全部运算真正成为自动过程。到目前为止,它是一切电子计算机设计的基础。英国剑桥大学于1949年最先制成了世界第一台用电子延迟存贮的程序内存电子计算机EDSAC。冯·诺依曼的EDVAC几经周折,在1952年终于制成。另外,由于美籍华人王安在1950年提出了用磁芯存贮数据的思想,麻省理工学院的福雷斯特发明了磁芯存贮器,这种存贮器在50-70年代一直被用作几乎所有电子计算机的主存贮器。

    电子管/电子管计算机 编辑

    起源

    电子管 电子管

    1904年,世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了。弗莱明为此获得了这项发明的专利权。人类第一只电子管的诞生,标志着世界从此进入了电子时代。世界上第一台计算机用1.8万只电子管,占地170m*2,重30t,耗电150kW。

    说起电子管的发明,我们首先得从“爱迪生效应”谈起。爱迪生这位举世闻名的大发明家,在研究白炽灯的寿命时,在灯泡的碳丝附近焊上一小块金属片。结果,他发现了一个奇怪的现象:金属片虽然没有与灯丝接触,但如果在它们之间加上电压,灯丝就会产生一股电流,趋向附近的金属片。这股神秘的电流是从哪里来的?爱迪生也无法解释,但他不失时机地将这一发明注册了专利,并称之为“爱迪生效应”。后来,有人证明电流的产生是因为炽热的金属能向周围发射电子造成的。但最先预见到这一效应具有实用价值的,则是英国物理学家和电气工程师弗莱明。

    种类

    弗莱明的二极管是一项崭新的发明.它在实验室中工作得非常好.可是,不知为什么,它在实际用于检波器上却很不成功,还不如同时发明的矿石检波器可靠.因此,对当时无线电的发展没有产生什么冲击.

    计算机

    电子管计算机 电子管计算机

    此后不久,贫困潦倒的美国发明家德福雷斯特,在二极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板,从而发明了第一只真空三极管.这一小小的改动,竟带来了意想不到的结果.它不仅反应更为灵敏、能够发出音乐或声音的振动,而且,集检波、放大和振荡三种功能于一体.因此,许多人都将三极管的发明看作电子工业真正的诞生起点.德福雷斯特自己也非常惊喜,认为“我发现了一个看不见的空中帝国”.电子管的问世,推动了无线电电子学的蓬勃发展.到1960年前后,西方国家的无线电工业年产10亿只无线电电子管.电子管除应用于电话放大器、海上和空中通讯外,也广泛渗透到家庭娱乐领域,将新闻、教育节目、文艺和音乐播送到千家万户.就连飞机、雷达、火箭的发明和进一步发展,也有电子管的一臂之力。

    三条腿的魔术师电子管在电子学研究中曾是得心应手的工具.电子管器件历时40余年一直在电子技术领域里占据统治地位.但是,不可否认,电子管十分笨重,能耗大、寿命短、噪声大,制造工艺也十分复杂.因此,电子管问世不久,人们就在努力寻找新的电子器件.第二次世界大战中,电子管的缺点更加暴露无遗.在雷达工作频段上使用的普通的电子管,效果极不稳定.移动式的军用器械和设备上使用的电子管更加笨拙,易出故障.因此,电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要,都促使许多科研单位和广大科学家,集中精力,迅速研制成功能取代电子管的固体元器件.后来电子管被替代,电子管的替代产品叫晶体管。

    基本参数/电子管计算机 编辑

    参数

    1.灯丝电压:V; 2.灯丝电流:mA; 3.阳极电压:V; 4.阳极电流:mA; 5.栅极电压:V; 6.栅极电流:mA; 7.阴极接入电阻:Ω; 8.输出功率:W; 9.跨导:mA/v; 10.内阻: kΩ。

    详解

    放大因数 μ=阳极电压Uak/栅极电压Ugk

    表示在维持阳极电流不变的情况下,阳极电压与栅极电压的比值。

    跨导 S=阳极电流Ia/栅极电压Ugk

    表示在维持阳极电压不变的情况下,栅极电压若有一个单位(如mV)的电压变化时将引起阳极电流有多少个单位的变化。

    内阻 Ri=栅极电压Uak/阳极电流Ia

    表示在维持栅极电压不变的情况下,阳极电流若有一个单位(如mA)的电压变化时将引起阳极电压有多少个单位的变化。

    上面的几个值也可以表述为 放大因数 μ=跨导S乘以内阻Ri

    历史/电子管计算机 编辑

    ENIAC及ENIAC的总设计师莫奇利世界上第一台电子计算机是个庞然大物:重30吨,占地170平方米,肚子里装有 18800只电子管。它是1946年,在美国宾夕法尼亚大学诞生的。

    在第二次世界大战中,敌对双方都使用了飞机和火炮,猛烈轰炸对方军事目标。要想打得准,必须精确计算并绘制出"射击图表"。经查表确定炮口的角度,才能使射出去的炮弹正中飞行目标。但是,每一个数都要做几千次的四则运算才能得出来,十几个人用手摇机械计算机算几个月,才能完成一份"图表"。针对这种情况,人们开始研究把电子管作为"电子开关"来提高计算机的运算速度。许多科学家都参加了实验和研究,终于制成了世界上第一台电子计算机,起名为"埃尼阿克"。

    20世纪40年代中期,美国宾夕法尼亚大学电工系由莫利奇和艾克特领导,为美国陆军军械部阿伯丁弹道研究实验室研制了一台用于炮弹弹道轨迹计算的“电子数值积分和计算机”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator简称ENIAC)。这台叫做“埃尼阿克”的计算机占地面积170平方米,总重量30吨,使用了18000只电子管,6000个开关,7000只电阻,10000只电容,50万条线,耗电量140千瓦,可进行5000次加法/秒运算。这个庞然大物于1946年2月15日在美国举行了揭幕典礼。这台计算机的问世,标志着电脑时代的开始。

    最早之前电脑的前身是一种叫"加法器"的东西,是由法国的一位数学家"巴斯卡"所发明后来又渐渐改良,可以做 -*/的四则运算的"差分机"。

    1801年法国人约瑟夫?杰夸德(JosephJacquard)发明使用打孔卡(Punchedcarboardcard)。这对未来电脑的发展引进两个重要的观念:

    一、资讯可以在打孔卡片上编码(Coded),也就是写程式。

    二、资讯可以储存在卡片上,而且当这些卡片成串的组合在一起,就可以做为一连串的指令,也就是程式。之后出现了一个人,在历史上我们称他为"电脑之父"—"巴贝基(CharlesBabbage)" 他做了一部功能更强的机器,称为分析机(Analyticalengine),这部机器在观念上就与现代电脑极为相似... 这些发明是用来辅助计算的工具,尚没有记忆与储存资料的功能,因此不能称为"电脑"(如果严格定义电脑的功能的话) 一直到了1946,美国的毛琪利与爱克特发明了第一代电脑—ENIAC, 而第一代的电脑有2间教室大,当时的电脑零件是真空管,而存档的东西是一种打孔卡片。

    所以,电脑的发明是一群科研人员共同努力的成果,但其中数学家冯·诺依曼的设计思想在其中起到了关键作用,所以冯·诺依曼被称为现代计算机之父。

    作用/电子管计算机 编辑

    第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的,每种机器有各自不同的机器语言,功能受到限制,速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。 第一台电子管计算机(ENIAC)占地170平方米,重30吨,有1.8万个电子管,用十进制计算,每秒运算5000次 由于电子管体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点,存储器采用水银延迟线.在这个时期,没有系统软件,用机器语言和汇编语言编程.计算机只能在少数尖端领域中得到运用,一般用于科学,军事和财务等方面的计算.它的绝大部分用途已经基本被固体器件晶体管所取代。但是电子管负载能力强,线性性能优于晶体管,在高频大功率领域的工作特性要比晶体管更好,所以仍然在一些地方(如大功率无线电发射设备)继续发挥着不可替代的作用。

    作为第一代计算机,它是承上启下的一类计算机。推动着计算机的发展。

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