
【計】 relay computer
【化】 relay
adding machine; calculating machine; calculator
【計】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【經】 calculating machine
繼電器計算機的詳細釋義
一、術語定義
繼電器計算機(Relay Computer)指以電磁繼電器為核心開關元件構建的早期計算機。其英文術語 "Relay Computer" 中:
此類計算機屬于機電式計算機(Electromechanical Computer),區别于現代電子計算機。
二、工作原理與技術特征
邏輯實現
繼電器通過"線圈通電→磁吸銜鐵→觸點閉合"的機械動作,實現二進制"0/1"狀态切換。多個繼電器組合可構建與門(AND)、或門(OR)、非門(NOT)等基礎邏輯電路。例如:
運算與存儲機制
性能局限
繼電器機械動作延遲約10-20毫秒/次,導緻計算速度遠低于現代電子計算機(納秒級),且存在觸點磨損、功耗高、體積龐大等問題。
三、曆史意義與代表機型
由IBM與哈佛大學聯合研制,使用3,300個繼電器,長15米、重5噸,每秒可完成3次加法運算。首次實現通用自動計算,用于曼哈頓計劃彈道計算。
德國工程師康拉德·楚澤(Konrad Zuse)設計的Z3繼電器計算機,為世界首台可編程計算機,使用2,600個繼電器。
四、技術演進與遺産
繼電器計算機在1940年代末被真空管計算機取代,但其貢獻在于:
權威參考文獻來源
繼電器是一種利用電磁原理實現電路控制的電子器件,在計算機發展曆史中曾扮演重要角色。以下是詳細解釋:
繼電器由電磁鐵、彈簧和觸點組成。其核心原理是:通過輸入小電流控制電磁鐵産生磁力,驅動機械觸點閉合或斷開,從而實現對輸出電路的通斷控制。這種"以小控大"的特性使其成為自動控制系統的關鍵元件。
早期計算機實現邏輯運算
繼電器通過組合可構成邏輯門電路。例如中的案例:兩個繼電器串聯時,隻有當兩個輸入信號同時存在(邏輯與)才會輸出特定狀态。這種特性被應用于1940年代的機電式計算機(如哈佛Mark I),通過數千個繼電器實現二進制運算。
信號中繼功能
在長距離信號傳輸中,繼電器通過"接收弱信號→電磁驅動→輸出增強信號"的機制,解決了電報時代信號衰減問題,這種中繼原理後來延伸至早期計算機的信號傳輸系統。
電路控制核心
作為電子開關,繼電器在早期計算機中承擔着:
由于機械結構限制,繼電器計算機存在響應速度慢(操作頻率約10Hz)、體積龐大、可靠性低等缺陷。這促使了真空管和晶體管的出現,例如第一台全繼電器計算機Z3的運算速度僅為0.8次/秒,而真空管計算機ENIAC的速度提升了千倍以上。
雖然已退出計算機核心部件領域,但繼電器仍應用于:
注:繼電器計算機特指使用電磁繼電器作為核心邏輯元件的早期機電式計算機,屬于計算機發展史上的過渡形态(1930-1940年代),後續被電子管計算機取代。
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