
【计】 relay computer
【化】 relay
adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine
继电器计算机的详细释义
一、术语定义
继电器计算机(Relay Computer)指以电磁继电器为核心开关元件构建的早期计算机。其英文术语 "Relay Computer" 中:
此类计算机属于机电式计算机(Electromechanical Computer),区别于现代电子计算机。
二、工作原理与技术特征
逻辑实现
继电器通过"线圈通电→磁吸衔铁→触点闭合"的机械动作,实现二进制"0/1"状态切换。多个继电器组合可构建与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)等基础逻辑电路。例如:
运算与存储机制
性能局限
继电器机械动作延迟约10-20毫秒/次,导致计算速度远低于现代电子计算机(纳秒级),且存在触点磨损、功耗高、体积庞大等问题。
三、历史意义与代表机型
由IBM与哈佛大学联合研制,使用3,300个继电器,长15米、重5吨,每秒可完成3次加法运算。首次实现通用自动计算,用于曼哈顿计划弹道计算。
德国工程师康拉德·楚泽(Konrad Zuse)设计的Z3继电器计算机,为世界首台可编程计算机,使用2,600个继电器。
四、技术演进与遗产
继电器计算机在1940年代末被真空管计算机取代,但其贡献在于:
权威参考文献来源
继电器是一种利用电磁原理实现电路控制的电子器件,在计算机发展历史中曾扮演重要角色。以下是详细解释:
继电器由电磁铁、弹簧和触点组成。其核心原理是:通过输入小电流控制电磁铁产生磁力,驱动机械触点闭合或断开,从而实现对输出电路的通断控制。这种"以小控大"的特性使其成为自动控制系统的关键元件。
早期计算机实现逻辑运算
继电器通过组合可构成逻辑门电路。例如中的案例:两个继电器串联时,只有当两个输入信号同时存在(逻辑与)才会输出特定状态。这种特性被应用于1940年代的机电式计算机(如哈佛Mark I),通过数千个继电器实现二进制运算。
信号中继功能
在长距离信号传输中,继电器通过"接收弱信号→电磁驱动→输出增强信号"的机制,解决了电报时代信号衰减问题,这种中继原理后来延伸至早期计算机的信号传输系统。
电路控制核心
作为电子开关,继电器在早期计算机中承担着:
由于机械结构限制,继电器计算机存在响应速度慢(操作频率约10Hz)、体积庞大、可靠性低等缺陷。这促使了真空管和晶体管的出现,例如第一台全继电器计算机Z3的运算速度仅为0.8次/秒,而真空管计算机ENIAC的速度提升了千倍以上。
虽然已退出计算机核心部件领域,但继电器仍应用于:
注:继电器计算机特指使用电磁继电器作为核心逻辑元件的早期机电式计算机,属于计算机发展史上的过渡形态(1930-1940年代),后续被电子管计算机取代。
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