Транзисторные компьютеры: История транзистора и транзисторного компьютера

Транзисторные компьютеры. — Мегаобучалка

1 июля 1948 года на одной из страниц “Нью-Йорк Таймс”, посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма “Белл телефон лабораториз” разработала электронный прибор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действующий транзистор. Это был точечно-контактный прибор, в котором три металлических “усика” контактировали с бруском из поликристаллического германия.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник (!!) и стоимостью всего 20 тыс. долларов (!!) .

Созданию транзистора предшествовала упорная, почти 10-летняя работа, которую еще в 1938 году начал физик теоретик Уильям Шокли. Применение транзисторов в качестве основного элемента в ЭВМ привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз и к повышению их надежности.

И все-таки самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации. Увеличился объем памяти, а магнитную ленту, впервые примененную в ЭВМ Юнивак, начали использовать как для ввода, так и для вывода информации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информации на дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь быстродействия в миллион операций в секунду! Примерами транзисторных компьютеров могут послужить “Стретч” (Англия), “Атлас” (США). В то время СССР шел в ногу со временем и выпускал ЭВМ мирового уровня (например “БЭСМ-6”).

Поколение третье.

Интегральные схемы.

Подобно тому, как появление транзисторов привело к созданию второго поколения компьютеров, появление интегральных схем ознаменовало собой новый этап в развитии вычислительной техники – рождение машин третьего поколения. Интегральная схема, которую также называют кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытравленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм². Подробнее об интегральных схемах здесь.

Первые интегральные схемы (ИС) появились в 1964 году. Сначала они использовались только в космической и военной технике. Сейчас же их можно обнаружить где угодно, включая автомобили и бытовые приборы. Что же качается компьютеров, то без интегральных схем они просто немыслимы!

Появление ИС означало подлинную революцию в вычислительной технике. Ведь она одна способна заменить тысячи транзисторов, каждый из которых в свою очередь уже заменил 40 электронных ламп. Другими словами, один крошечный кристалл обладает такими же вычислительными возможностями, как и 30-тонный Эниак! Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились.

Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач. Большинство созданных до этого ЭВМ являлись специализированными машинами, на которых можно было решать задачи какого-то одного типа.

Поколение четвертое.

История транзисторов и транзисторных компьютеров

Изобретение транзисторов – одно из важнейших достижений 20-летия.^th век. Фактически, большинство электронных устройств, используемых в повседневной деятельности, основаны на транзисторах. От простого калькулятора до сложных систем сигнализации – этот крохотный электронный компонент внес большой вклад в развитие электроники и электронных коммуникаций.

Рассвет транзисторов

Транзисторы – это полупроводниковые устройства, которые в электронной схеме выполняют две основные функции – усилитель и переключатель. До эры транзисторов электронные лампы преимущественно использовались в качестве усилителя или переключателя в первой половине двадцатого века. Однако требования к высокому рабочему напряжению, высокое энергопотребление и высокое тепловыделение привели к тому, что электронные лампы со временем стали неэффективными и ненадежными. Не говоря уже о том, что эти трубки громоздкие и хрупкие, потому что корпус сделан из стекла. Чтобы решить эту дилемму, разные производители провели годы исследований в поисках подходящей замены.

Наконец, в декабре 1947 года трое физиков из Bell Laboratories успешно изобрели первый рабочий транзистор. Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли потратили годы исследований, чтобы наконец разработать рабочий точечный транзистор. В 1948 году Шокли усовершенствовал устройство, превратив его в транзистор с биполярным переходом, который широко использовался в 1950-х годах. Их изобретение было так важно, что Бардин, Браттейн и Шокли были удостоены известной Нобелевской премии в 1956 году.

Эволюция транзисторов

Как и любое другое устройство, транзисторы претерпели несколько нововведений. Еще в конце 1950-х годов германий сыграл решающую роль в разработке транзисторов. Однако транзисторы на основе германия имеют серьезные недостатки, такие как утечка тока и непереносимость температур выше 75 ° C. Кроме того, германий редок и дорог. Это побудило исследователей Bell Labs искать лучшую альтернативу.

Гордон Тил – громкое имя в эволюции транзисторов. Американский инженер из Bell Labs, Тил разработал метод производства чистых кристаллов германия, которые будут использоваться в транзисторах на основе германия. Точно так же Тил экспериментировал с кремнием в качестве возможной замены германия. В 1953 году он вернулся в Техас после того, как ему предложили должность директора по исследованиям в Texas Instruments (TI).^[1] Используя свой опыт и знания в области полупроводниковых кристаллов, он продолжал работать над очищенным кремнием как заменой германия. В апреле 1954 года Тил и его команда в TI разработали первый кремниевый транзистор, о котором было объявлено миру в мае того же года. Из-за своих превосходных характеристик кремний постепенно вытеснил германий в качестве полупроводника, используемого для транзисторов.

С введением кремниевых транзисторов исследователи Bell Labs достигли еще одного прорыв за счет разработки транзистора, который может превзойти по характеристикам биполярный переход транзистор. В 1959 году Мохамед Аталла и Давон Канг изобрели полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET) с более низким энергопотреблением и более высокой плотностью, чем биполярный транзистор. Эти ценные характеристики сделали МОП-транзистор, который с тех пор стал самым широко производимым устройством в истории.^[2]

Преобразование компьютерных технологий

Изобретение транзисторов также было революционным в миниатюризации компьютеров. Как и в более ранних электронных устройствах, в компьютерах первого поколения в качестве переключателей и усилителей использовались электронные лампы. После появления транзисторов производители также использовали небольшие устройства для создания более эффективных компьютеров меньшего размера. В последующие годы электронные лампы были полностью заменены транзисторами, что дало начало второму поколению транзисторных компьютеров.

Первым компьютером, который использовал транзисторы, был Манчестерский университет. Транзисторный компьютер. Транзисторный компьютер был построен как прототип, состоящий из 92-точечных транзисторов и 550 диодов, и полностью введен в эксплуатацию в 1953 году. В 1955 году была представлена ​​полноразмерная версия этого компьютера с 200-точечными транзисторами и 1300 диодами. Хотя в большинстве схем использовались транзисторы, это устройство не считалось полностью транзисторным компьютером, поскольку в его тактовом генераторе все еще использовались электронные лампы.^[3]

В середине 1950-х годов начали появляться похожие машины. Позже проект Манчестерского университета был принят компанией Metropolitan-Vickers, которая в 1956 году произвела семь машин с использованием транзисторов с биполярным переходом. Однако устройство, получившее название Метровик 950, не был коммерчески доступен и использовался только внутри компании. Аналогичным образом Bell Labs разработала TRADIC устройство 1954 г.,^[4] но, как и Транзисторный компьютер, TRADIC использовал электронные лампы в качестве тактовой энергии.

Компьютер управления Burroughs Atlas Mod 1-J1 был построен для ВВС США в 1955 году. компьютер, чтобы полностью исключить электронные лампы, и эта модель была первой полностью транзисторной компьютер. MIT также разработал TX-0, собственный транзисторный компьютер в 1956 году. Транзисторные компьютеры начали появляться и в других частях света. Первым устройством, появившимся в Азии, была японская ETL Mark III, выпущен в 1956 году. В DRTE, выпущенный в 1957 году, и австрийский Mailüfterl, выпущенные в 1958 году, были первыми транзисторными компьютерами в Канаде и Европе соответственно. В 1959 году Италия также выпустила свой первый транзисторный компьютер. Olivetti Elea 9003, который позже стал доступен на частном рынке.^[5]

Хотя транзисторные компьютеры появились во всем мире в 1950-х годах, они не были доступны в продаже до 1959 года, когда General Electric выпустила Дженерал Электрик 210. Следовательно, другие производители также представили свои собственные флагманские модели транзисторных компьютеров. В IBM 7070 и RCA 501 были, среди прочего, одними из первых выпущенных моделей.^[6] Этой тенденции следовали и крупномасштабные компьютеры. В Филко Трансак модели С-1000 и С-2000 были одними из первых коммерчески доступных крупномасштабных транзисторных компьютеров.

Эволюция конструкции транзисторов привела к серьезным изменениям в конструкции компьютеров. Производство компьютеров на транзисторах росло со временем, поскольку технология стала доступной на рынке. В конце концов, интегральные схемы были приняты в 1960-х, уступив место третьему поколению компьютеров.

Маленький размер, большие изменения

Транзисторы стали выдающимися с момента их изобретения более 70 лет назад. Эта технология подтолкнула изобретение и развитие многих других электронных устройств. Скромный размер транзистора не скрывает значимости его вклада в развитие технологий. Транзистор, несомненно, изменил облик электронных схем и привел к значительным изменениям в мире, особенно в компьютерных технологиях.

Источники:

[1] Майкл Риордан, «Утраченная история транзистора», 30 апреля 2004 г., https://spectrum.ieee.org/tech-history/silicon-revolution/the-lost-history-of-the-transistor Доступ 20 окт.2020 г.
[2] Википедия. «История транзистора», Н. https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_transistor, Доступ 20 окт.2020
[3] Википедия. «Транзисторный компьютер», Н. https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_computer, Доступ 20 окт.2020
[4] «Транзистор» н. д., http://www.historyofcomputercommunications.info/supporting-documents/a.5-the-transistor-1947.html Доступ 20 окт.2020 г.
[5] Википедия. «Транзисторный компьютер», Н. https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_computer, Доступ 20 окт.2020
[6] «Транзистор» н.д., http://www.historyofcomputercommunications.info/supporting-documents/a.5-the-transistor-1947.html По состоянию на 20 октября 2020 г.

1953: Появление компьютеров на транзисторах | The Silicon Engine

Прототип компьютера на транзисторах демонстрирует малые размеры и преимущества малой мощности полупроводников по сравнению с электронными лампами.

В течение 1950-х полупроводниковые устройства постепенно заменили электронные лампы в цифровых компьютерах. К 1960 году новые конструкции были полностью транзисторными. В апреле 1950 года в Восточном автоматическом компьютере Национального бюро стандартов (SEAC) использовалось 10 500 германиевых диодов и 747 электронных ламп.

Работая под руководством Тома Килберна в Манчестерском университете, Ричард Гримсдейл и Дуглас Уэбб продемонстрировали прототип транзисторного компьютера 16 ноября 1953 года.

48-битная машина использовала 92 точечных транзистора и 550 диодов, изготовленных STC, британским подразделением ITT. . Усовершенствованная версия с 250 переходными транзисторами была завершена в 1955 году. Электрическая компания Metropolitan Vickers произвела шесть блоков под названием Metrovick 950, которые они использовали в коммерческих целях в компании с 1956 года.

Джин Х. Фелкер возглавила команду Bell Labs, в которую входил инженер Джеймс Р. Харрис, который спроектировал и построил полностью транзисторный компьютер, получивший название TRADIC (TRAnsistor DIgital Computer) для ВВС США в 1954 году. , прототип работал на частоте 1 МГц, потребляя при этом менее 100 Вт мощности. Более легкая бортовая версия (Flyable TRADIC) с использованием переходных транзисторов заменила аналоговый компьютер для навигации и управления бомбометаниями в самолете С-131. Во главе с Уильямом Папианом, 19 апреля.56 членов Группы перспективных разработок MIT Lincoln Labs использовали быстродействующие германиевые переключающие транзисторы от Philco Corporation для создания универсального цифрового компьютера с частотой 5 МГц, известного как TX-0 (Transistor Experimental).

Также в 1956 году под руководством Хироси Вада в Электротехнической лаборатории в Токио был построен первый в Японии транзисторный компьютер ETL Mark III, в котором использовались 130 точечных транзисторов и 1800 диодов.

Предыдущая веха Следующая веха

• Фелкер, Джин Х. «Регенеративный транзисторный усилитель», Патент США № 2 670 445 (подана 6 ноября 1951 г., выдана 23 февраля 1954 г.).
• Фелкер, Дж. Х. «Регенеративный усилитель для приложений цифровых компьютеров», Proceedings of the Institute of Radio Engineers (ноябрь 1952 г.), стр. 1584-1596.
• Харрис, Дж. Р. «Транзисторный регистр сдвига и последовательный сумматор», Труды Института радиоинженеров (ноябрь 1952 г.), стр. 1597-1602.
• Килберн Т. , Р. Л. Гримсдейл и Д. К. Уэбб. «Транзисторный цифровой компьютер с накопителем на магнитных барабанах», Proceedings of the IEEE Convention on Digital Computer Techniques Vol. 103, часть Б (1956).
• Харрис, Дж. Р. «TRADIC: Первая фаза», Bell Laboratories Record (сентябрь 1958 г.), стр. 330–334.
• Электронная система обработки данных RCA 501 . Рекламная брошюра корпорации RCA. (1958).
• Philco TRANSAC S-2000: самая быстрая в мире полностью транзисторная система обработки данных . Рекламная брошюра корпорации Philco. (1958).

• Маккензи, Джон А. «История компьютеров TX-O», Технический отчет RLE № 627 Массачусетский технологический институт (1 октября 1974 г.).
• Такахаси, Сигеру. «Ранние транзисторные компьютеры в Японии», Annals of the History of Computing Vol. 8, № 2 (апрель 1986 г.), стр. 144–153.
• Энтикнап, Николас изд. «Ранние компьютеры в Манчестерском университете: транзисторный компьютер», Computer RESURRECTION: The Bulletin of the Computer Conservation Society Vol. 1, № 4 (лето 1992 г.).
• Лог, Джозеф К. «От электронных ламп к очень крупномасштабной интеграции: личные воспоминания», IEEE Annals of the History of Computing , Vol. 20, № 3, (1998) с. 61.
• Харрис, Джеймс Р. «Самые ранние твердотельные цифровые компьютеры», Annals of the History of Computing , Том. 21, № 4 (октябрь-декабрь 1999 г.), стр. 49-54.
• Браун, Луи К. «Flyable TRADIC: первый бортовой транзисторный цифровой компьютер»,
  Annals of the History of Computing , Vol. 21, № 4 (октябрь-декабрь 1999 г.), стр. 55-61.

Транзисторный компьютер | Компьютер Wiki

Транзисторный компьютер – это компьютер, в котором вместо электронных ламп используются дискретные транзисторы. Электронные компьютеры «первого поколения» использовали электронные лампы, которые выделяли большое количество тепла, были громоздкими и ненадежными. «Второе поколение» компьютеров, до конца 19В 50-х и 1960-х годах были представлены платы, заполненные отдельными транзисторами и ядрами магнитной памяти (см. Историю вычислительного оборудования). Эти машины оставались основной конструкцией до конца 1960-х годов, когда начали появляться интегральные схемы, что привело к появлению машин «третьего поколения».

Содержимое

• 1 Первый транзисторный компьютер
• 2 Другие ранние машины
• 3 Первый компьютер с хранимой в памяти программой на транзисторах
• 4 Школы и любители
• 5 См. также
• 6 Каталожные номера
• 7 Внешние ссылки

Первый транзисторный компьютер[]

Экспериментальный транзисторный компьютер Манчестерского университета был впервые введен в эксплуатацию в ноябре 1953 года, и широко распространено мнение, что это первый транзисторный компьютер, введенный в эксплуатацию в любой точке мира. Существовало две версии Транзисторного Компьютера: прототип, введенный в эксплуатацию в 1953 году, и полноразмерная версия, введенная в эксплуатацию в апреле 1955 года.53 машина имела 92 точечных транзистора и 550 диодов производства НТЦ. У него было 48-битное машинное слово. ^[1] Машина 1955 года имела в общей сложности 200 точечных транзисторов и 1300 точечных диодов, ^[1] , что приводило к потребляемой мощности 150 Вт. С ранними партиями транзисторов были серьезные проблемы с надежностью, и среднее время безошибочной работы в 1955 году составляло всего 1,5 часа. Компьютер также использовал небольшое количество ламп в своем тактовом генераторе, так что это был не первый полностью транзисторный автомат. ^[2]

Конструкция полноразмерного транзисторного компьютера была впоследствии принята манчестерской фирмой Metropolitan-Vickers, которая заменила все схемы на более надежные типы переходных транзисторов. ^[1] Серийная версия была известна как Metrovick 950 и была построена с 1956 года в количестве шести ^[1] или семи машин ^[3] , которые «использовались в коммерческих целях внутри компании» ^{[3 ]} или «в основном для внутреннего пользования». ^[1]

Другие ранние машины[]

В Японии ETL Mark III начал разрабатываться как транзисторный компьютер в 1954 году, ^[4] и был завершен в 1956 году. В Канаде компьютер DRTE был завершен в 1957. В Австрии Mailüfterl был завершен в мае 1958 года.

[5] ETL Mark III и DRTE были первыми транзисторными компьютерами в Азии и континентальной Европе соответственно.

Первый транзисторный компьютер с хранимой в памяти программой[]

В Японии ETL Mark III начал разрабатываться как транзисторный компьютер в 1954, ^[4] и был завершен в 1956 году. Он был создан Электротехнической лабораторией, проектирование было завершено в марте 1956 года, изготовление – в апреле, а эксплуатация началась в июле. ^{[6] [5]} Это был первый компьютер с хранимой программой на транзисторах, ^{[6] [7] [8]} , в котором использовалась память с ультразвуковой линией задержки. ^[6]

Это был также первый транзисторный компьютер в Азии.

Преемник ETL Mark III, ETL Mark IV, начал разработку в 1956 и был завершен в 1957 году. В нем использовалась высокоскоростная память на магнитных барабанах. ^{[9] [8]} Модифицированная версия, ETL Mark IV A, была представлена ​​в 1958 году как полностью транзисторный компьютер с памятью на магнитных сердечниках и индексным регистром. ^{[8] [10]}

Школы и любители[]

Компьютеры первого поколения были в значительной степени недоступны для школ и любителей, которые хотели построить свои собственные, в основном из-за стоимости большого количества электронных ламп. требуется (хотя компьютерные проекты на основе ретрансляции были предприняты ^[11] ). Четвертое поколение (СБИС) также было в значительной степени недосягаемо из-за того, что большая часть проектных работ находилась внутри корпуса интегральной схемы (хотя и этот барьер был позже снят ^[12] ). Таким образом, проектирование компьютеров второго и третьего поколения (транзисторы и SSI), пожалуй, лучше всего подходило для занятий в школах и любителей. ^[13]

См. также[]

• Список транзисторных компьютеров

Список литературы []

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3 1.4} Дэвид П. Андерсон, Том Килбурн: «Проект компьютера , Ieeeee», Tom Kilburn: Pioneer of Pioneer of Computer Design , Ieeeeee Eneeee of Tom of The Compured of the Pioneer of Computer Design , Ieeeeeee of Tom of the Compured of the Pioneer of Computer Design . , номер 2, апрель – июнь 2009 г., с. 84
2. ↑ Кук-Ярборо, Э.Х. (июнь 1998 г.). «Некоторые ранние применения транзисторов в Великобритании». Журнал инженерного и естественнонаучного образования (Лондон, Великобритания: IEE) 7 (3): 100–106. Ошибка: указан неверный DOI. ISSN 0963-7346. http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=00689507. Проверено 7 июня 2009 г. .
3. ↑ ^{3.0 3.1} 1953 – Появление компьютеров на транзисторах, Музей истории компьютеров
4. ↑ ^{4. 0 4.1} Мартин Франсман (1993), Рынок и не только: сотрудничество и конкуренция в области информационных технологий , стр. 19, Cambridge University Press
5. ↑ ^{5,0 5,1} Блэкман, Нельсон М. (июнь 1961 г.). «Состояние цифровых компьютерных технологий в Европе». Связь ACM (ACM) 4 (6): 256–265. Ошибка: указан неверный DOI. http://portal.acm.org/citation.cfm?id=366573.366596. Проверено 7 июня 2009 г. .
6. ↑ ^{6.0 6.1 6.2} Ранние компьютеры, Общество обработки информации Японии
7. ↑ 【Электротехническая лаборатория】 Транзисторный компьютер ETL Mark III, Японское общество обработки информации
8. ↑ ^{8.0 8.1 8.2} Ранние компьютеры: краткая история, Общество обработки информации Японии
9. ↑ 【Электротехническая лаборатория】 Транзисторный компьютер ETL Mark IV, Японское общество обработки информации
10. ↑ 【Электротехническая лаборатория】 ETL Mark IV Транзисторный компьютер, Японское общество обработки информации
11. ↑ A.