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電晶體計算機

電晶體計算機，現在通常稱為第二代計算機，[1]是一種使用離散電晶體取代真空管的計算機。第一代電子計算機所使用的真空管會產生大量熱量，且體積龐大不可靠。第二代計算機出現在1950年代末及1960年代，其電路板都裝有獨立的電晶體和磁芯記憶體。這些機器一直到1960年代末以前都是主流設計，此後積體電路出現，引領了第三代計算機（英語：History of computing hardware (1960s–present)）的發展。

IBM 1620

歷史

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曼徹斯特大學的實驗型「曼徹斯特大學電晶體電腦（英語：Manchester_computers#Transistor_Computer）」於1953年11月啟用，人們普遍認為它是世界上第一台投入運作的電晶體計算機。「曼徹斯特大學電晶體電腦」有兩種版本，一種是於1953年投入運作的原型機，另一種是於1955年4月投入使用的完整版[2]。1953年版本的機器由STC製造，帶有92個點接觸電晶體和550個二極管，其計算機字（machine word）為48位。1955年版本的機器總共有200個點接觸電晶體和1300個點二極體，[3]其功耗為150瓦。早期幾批電晶體可靠性十分不足，1955年的平均無錯誤運行時間僅為1.5小時。另外，該計算機在其時脈產生器中也使用了少量的真空管，因此它不是第一台完全電晶體化的計算機。[4]

完整版電晶體計算機的設計隨後被曼徹斯特的大都會威格士公司（Metropolitan-Vickers）採用，該公司修改了所有電路，改用更可靠的雙極性晶體管。其產品版本稱作Metrovick 950，造於1956年，共生產了六台或七台，這些計算機「在公司內商用」或是[5]「供內部使用為主」。[3]

其他早期機器

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TRADIC

在1950年代中期，出現了一系列類似的機器。其中包括完成於1954年1月的貝爾實驗室的TRADIC，該機器採用了一個大功率輸出的真空管放大器來供應其1MHz時脈的功率。[6]

第一台完全電晶體化的計算機是Harwell CADET或是IBM 604的原型機。Harwell CADET於1955年2月啟用，但它只能以58kHz的速度緩慢運作[來源請求]。寶萊公司（Burroughs Corporation）則聲稱，其於1957年6月交付給美國空軍，位於卡納維拉爾角導彈靶場的SM-65 宇宙神（Atlas）洲際彈道飛彈/ THOR ABLE導航計算機（MOD 1）才是「世界上第一台可操作的電晶體計算機」[來源請求]。MIT的林肯實驗室也於1956年開始開發電晶體計算機「TX-0」。

還有許多的電晶體計算機也開始在日本（ETL Mark III，1956年7月）、加拿大（ DRTE計算機，1957年）和奧地利（Mailüfterl，1958年5月）運行，[7]這些分別是亞洲、加拿大和歐洲的第一台電晶體計算機。

首款商用全電晶體計算機

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1955年4月，[8]IBM發表了IBM 608電晶體計算機，該計算機於1957年12月首次發貨。[9] 因此，IBM和一些歷史學家認為IBM 608是第一款商業化的全固態計算機。[8][10][11][12] 在開發608之前是604全電晶體版本的實驗原型機，在1954年10月建造和展示，但未商業化。[9][11][13]

早期的商用全電晶體化大型計算機

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飛歌公司（Philco）的Transac型號「S-1000科學計算機」和「S-2000電子資料處理計算機」是早期商業生產的大型全電晶體計算機，它們於1957年發布，但直到1958年秋天以後才發售。飛歌的計算機名稱「 Transac」表示電晶體自動計算機。這兩種飛歌計算機型號都在其電路設計中使用了表面位障電晶體（surface-barrier transistor），這是世界上第一個用於高速計算機的高頻電晶體。[14][15][16] 表面位障電晶體由飛歌公司在1953年開發。[17]

1958年，RCA推出了第一台全電晶體計算機「RCA 501」。[18]

在義大利，好利獲得的第一台商用全電晶體計算機是「Olivetti Elea 9003」，自1959年起開始銷售。[19]

IBM公司

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在20世紀資料處理行業中大多處於主導地位的IBM，於1958年推出了其第一台商用電晶體計算機，即十進制機器IBM 7070。[20] 隨後在1959年推出了36位元科學機器IBM 7090、大受歡迎的IBM 1401（設計來取代打孔卡制表機）以及桌上型的IBM 1620 （可變長度十進制機器）。IBM 7000和IBM 1400系列在這些設計上包括許多變體，有著不同的資料格式、指令集，甚至不同的字符編碼，但都使用同一系列的電子模塊「IBM標準模塊系統（SMS）」來建造[21]

DEC

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TX-0的開發人員於1957年成立了DEC（數位設備公司），並從一開始就採用電晶體化的設計，早期的DEC產品包括PDP-1、PDP-6、PDP-7和早期的PDP-8s，而其中PDP-8s開啟了微電腦革命。自1968年的PDP-8I [22]開始，後來的PDP-8型號使用了積體電路的技術，成為了第三代計算機。

System/360和混合電路

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1964年，IBM宣布推出System/360，這是涵蓋了廣泛功能和價格，且具有統一架構的計算機的集合，用以取代早前的計算機。IBM不願在1960年代初未成熟的單片積體電路（Monolithic IC）技術上冒風險，而是使用IBM固態邏輯技術 （SLT）模塊建造了S / 360系列。SLT可以將數個獨立的電晶體及二極體與沉積電阻（deposited resistors）及內聯線結構（interconnections）封裝在半平方英寸的模塊中，這大致與早期IBM標準模塊化系統卡的邏輯等效，但與單片積體電路製程不同，SLT模塊中的二極體和電晶體被獨立放置，並連接在每個模塊元件的末端。[21]

學校和業餘愛好者

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第一代計算機基本上是學校及希望建造專屬計算機的業餘愛好者無法企及，主要是因為建造計算機需要大量真空管，導致成本過高（雖然可承擔繼電器計算機計畫的成本[23]）。第四代（VLSI）基本上也遙不可及，因為大部分的設計工作都在積體電路封裝內（雖然後來也消除了這個障礙[24]）。因此最適合由學校和業餘愛好者承擔的計算機，也許是第二代計算機（電晶體）和第三代計算機（小型積體電路，SSI，英文全名為Small Scale Integration）的設計。[25]

參見

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參考資料

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  1. ^ Morleey, Deborah. Computers and Technology in a Changing Society. Thomson/Course Technology. 2004: 6 [Dec 29, 2017]. ISBN 9780619267674. （原始內容存檔於2021-04-22）. 
  2. ^ The Transistor Computer, Virtual Museum of Manchester Computing, [2018-03-23], （原始內容存檔於2015-09-30） 
  3. ^ 3.0 3.1 David P. Anderson, Tom Kilburn: A Pioneer of Computer Design, IEEE Annals of the History of Computing - Volume 31, Number 2, April–June 2009, p. 84
  4. ^ Cooke-Yarborough, E.H. Some early transistor applications in the UK.. Engineering Science & Education Journal (London, UK: IEE). June 1998, 7 (3): 100–106 [2009-06-07]. ISSN 0963-7346. doi:10.1049/esej:19980301. （原始內容存檔於2020-11-08）. 
  5. ^ 1953 - Transistorized Computers Emerge, Computer History Museum. [2020-08-13]. （原始內容存檔於2016-02-11）. 
  6. ^ Irvine, M. M. Early Digital Computers at Bell Telephone Laboratories (PDF). IEEE Annals of the History of Computing (London, UK: IEEE). 2001, 23 (3): 22–42 [2020-08-13]. doi:10.1109/85.948904. （原始內容 (PDF)存檔於2020-02-10）. 
  7. ^ Blackman, Nelson M. The state of digital computer technology in Europe. Communications of the ACM (ACM). June 1961, 4 (6): 256–265. doi:10.1145/366573.366596. 
  8. ^ 8.0 8.1 IBM Archives: IBM 608 calculator. [2020-08-13]. （原始內容存檔於2018-08-14）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Emerson W. Pugh, Building IBM: shaping an industry and its technology, MIT Press, 1995, ISBN 0-262-16147-8, p. 229-230
  10. ^ IBM Archives, 1955. [2020-08-13]. （原始內容存檔於2016-07-20）. 
  11. ^ 11.0 11.1 Emerson W. Pugh, Lyle R. Johnson, John H. Palmer, IBM's 360 and early 370 systems, MIT Press, 1991, ISBN 0-262-16123-0, p. 34
  12. ^ Jeremy M. Norman, From Gutenberg to the Internet: a sourcebook on the history of information technology, Volume 2, Norman Publishing, 2005, ISBN 0-930405-87-0, p. 86
  13. ^ David L. Boslaugh, When Computers Went to Sea: The Digitization of the United States Navy, Wiley, ISBN 0-471-47220-4, pg 156
  14. ^ Digital Computer Newsletter, Office of Naval Research (unclassified), April 1957, pages 7-8
  15. ^ Chicago Tribune, March 23, 1958, Article: "All Transistor Computer Put on Market by Philco", page A11
  16. ^ Saul Rosen. PHILCO: Some Recollections of the PHILCO TRANSAC S-2000 (報告). Jun 1991 [2020-08-13]. （原始內容存檔於2016-03-04）.  Here: page 2
  17. ^ Wall Street Journal, December 4, 1953, page 4, Article "Philco Claims Its Transistor Outperforms Others Now In Use"
  18. ^ "RCA announces the world's computer series," RCA advertisement, Datamation Jan 1965, p.8
  19. ^ Giuditta Parolini Olivetti Elea 9003: Between Scientific Research and Computer Business, retrieved 2010 June 15
  20. ^ Trucks, sheep and the IBM 7070, IBM. [2020-08-13]. （原始內容存檔於2018-09-26）. 
  21. ^ 21.0 21.1 Boyer, Chuck. The 360 Revolution (PDF). IBM. April 2004 [27 May 2018]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-11-30）.  引用錯誤：帶有name屬性「boyer」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  22. ^ PDP-8/I IC logic module. Computer History Museum. [2024年11月8日]. （原始內容存檔於2020-10-22）. 
  23. ^ A.B.Bolt (1966). We Built our own Computers, SMP Handbooks, UK; re-released in 2010 by Cambridge University Press, Cambridge, UK, ISBN 978-0-521-09378-1
  24. ^ C.Mead and L.Conway (1980). Introduction to VLSI Systems, Addison-Wesley, Reading, USA, ISBN 0-201-04358-0
  25. ^ A.Wilkinson (1968). Computer Models, Edward Arnold, UK, SBN 7131 1515 X
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