计算机科学速成 - 2

电子计算机

继电器 > 真空管 > 晶体管

继电器，一秒最多50此开关
bug出现；
1904年热电子管出现，第一个真空管。
“巨人一号”计算机在英国布莱切利园问世，首次大规模使用真空管。

硅谷的典故：很多晶体和半导体都是在这里做的。
肖克利半导体》仙童半导体》英特尔。

新

进入20世纪后，伴随着工业革命及两次世界大战。全球工业制造力及交通，航天等的全面发展，生产力大大提升，生产力对计算力提出了更高的要求。

机械继电器的终结

IBM在1944年，制作了哈佛 Mark1号。这是最大的机电计算机之一，主要用来给“曼哈顿计划”跑模拟。

机械继电器，有根“控制线路”，控制电路是开还是关。“控制线路”连着一个线圈，当电流流过线圈，线圈产生电磁场，吸引金属臂，从而闭合电路。

继电器缺点

• 运算速度慢；
• 由于是机械的，磨损很大；
• 当机器变大，故障率也随之升高；

真空管

1904年，英国物理学家“约翰·安布罗斯·弗莱明”开发了“热电子管”，第一个真空管问世。
其中一个电极可以加热，从而发射电子；另一个电极会吸引电子。但只有带正电才行。电流只能单向流动的电子部件叫“二极管”。
1906年，美国发明家“李·德富雷斯特”在“弗莱明热电子管”设计的两极之间，加入了第三个“控制”电极。向“控制”电极施加正电荷，会允许电子流动；如果施加负电荷，它会阻止电子流动。通过控制线路，就能断开或闭合电路。通过电路控制不仅损耗小，而且速度快。这正是“三极真空管”，在电子设备的基础部件上，持续了进半个世纪。

1946年，在宾夕法尼亚大学John Mauchly和J.Presper Eckert设计的ENIAC是第一个真正通过、可编程、电子计算机。

晶体管的诞生

1947年，贝尔实验室科学家：John Bardeen，Walter Brattain，Willian Shockley发明了晶体管，IBM很快全面转向晶体管；
晶体管的物理学相当复杂，牵扯到量子力学。

晶体管就像“继电器”和“真空管”是一个开关，可以用控制线路控制开或关。它有两个电极，电极间有一种材料隔开它们，这种材料有时导电有时不导电，俗称“半导体”。控制线连到一个“门”电极，通过改变“门”的电荷，来控制半导体材料的导电性。

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