電子管計(jì)算機(jī)原理

1946年2月14號(hào)，取名為ENIAC的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生。但它體積龐大，并且屬于程序外插型，使用起來并不方便。計(jì)算機(jī)運(yùn)算幾分鐘或幾小時(shí)，需要用幾小時(shí)到幾天來編插程序。當(dāng)ENIAC的研制接近成功時(shí)，曾任職伯丁試炮場(chǎng)顧問的馮·諾依曼知道了這一消息。他在仔細(xì)研究過ENIAC的優(yōu)缺點(diǎn)后，在別人的協(xié)助下，于1946年給出了一個(gè)新機(jī)EDVAC的設(shè)計(jì)方案，這個(gè)方案中的計(jì)算機(jī)包括計(jì)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出裝置，為提高運(yùn)算速度首次在電子計(jì)算中采用了二進(jìn)制，并實(shí)現(xiàn)了程序內(nèi)存。它使全部運(yùn)算真正成為自動(dòng)過程。到目前為止，它是一切電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。英國劍橋大學(xué)于1949年最先制成了世界第一臺(tái)用電子延遲存貯的程序內(nèi)存電子計(jì)算機(jī)EDSAC。馮·諾依曼的EDVAC幾經(jīng)周折，在1952年終于制成。另外，由于美籍華人王安在1950年提出了用磁芯存貯數(shù)據(jù)的思想，麻省理工學(xué)院的福雷斯特發(fā)明了磁芯存貯器，這種存貯器在50－70年代一直被用作幾乎所有電子計(jì)算機(jī)的主存貯器。

現(xiàn)在集成電路計(jì)算機(jī)的前身是晶體管計(jì)算機(jī)，晶體管計(jì)算機(jī)的前身是電子管計(jì)算機(jī)。一般的說，晶體管是電流控制器件，電子管是電壓控制器件（類似于場(chǎng)效應(yīng)管）。電流控制器件就是基極電流可以控制集電極電流，而電子管是柵極電壓控制陽極電流，所以稱為電壓控制器件。電子管計(jì)算機(jī)中的各單元電路與現(xiàn)在集成電路計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)單元的原理是一樣的（例如加法器、計(jì)數(shù)器、門電路），只是電子管體積大，功耗高，效率低，已經(jīng)被大規(guī)模集成電路取代。

電子管計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度

1956年9月，我國派出赴蘇計(jì)算技術(shù)考察團(tuán)。團(tuán)長閔乃大，副團(tuán)長王正，團(tuán)員有吳幾康、范新弼、夏培肅、周壽憲、孫肅、莫根生、徐獻(xiàn)瑜、嚴(yán)又光，翻譯張偉、穆立立、李象生等15人。前蘇聯(lián)方面的接待單位是蘇聯(lián)科學(xué)院精密機(jī)械與計(jì)算技術(shù)研究所。在兩個(gè)多月的時(shí)間里，考察團(tuán)分別對(duì)莫斯科、列寧格勒兩地的計(jì)算技術(shù)的科研、生產(chǎn)與教育進(jìn)行了考察，并重點(diǎn)對(duì)M-20計(jì)算機(jī)進(jìn)行了學(xué)習(xí)。

1957年4月，我國經(jīng)政府途徑訂購了M-3計(jì)算機(jī)和БЭСМ計(jì)算機(jī)圖紙資料。在考察和取得圖紙資料的基礎(chǔ)上，研制工作開始了。以張梓昌、莫根生為首，組織了M-3（代號(hào)103）計(jì)算機(jī)工程組。通過全體研制人員的努力和北京有線電廠的密切配合，于1958年8月1日研制成功了我國第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。這臺(tái)運(yùn)算速度為每秒30次的電子管計(jì)算機(jī)，填補(bǔ)了我國現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的空白。經(jīng)改進(jìn)配置了磁心存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度提高到每秒1800次。北京有線電廠生產(chǎn)了36臺(tái)，定名為DJS-1型計(jì)算機(jī)。