参数计算机:50年代的日本计算机,不使用晶体管或真空管
专用日期 2025/11/27 奉献编号 291 位置 日本东京 IEEE区域 10 IEEE分区 东京 成就日期范围 1954 标题 参数计算机,1954 引用 参数计算机是一种使用铁氧体核心和参量振荡的逻辑元件,由东京大学的后藤荣一于1954年发明。4200个参数计算机元件被应用于PC-1,这是日本第一台由大学建造的存储程序计算机,1958年成为当时国家最快的计算机。参数计算机低廉的成本和电气稳定性塑造了日本早期的计算机发展和科学研究,并培养了该国第一代计算机工程师。里程碑铭牌地点的街道地址和GPS坐标 东京大学理学院大楼1的科学画廊一层(底层)。地址:日本东京文京区本郷7-3-1 113-0033,GPS坐标:35.7137465,139.7608399 科学画廊,东京大学理学院大楼1的一层(底层)。地址:日本东京文京区本郷7-3-1 113-0033,GPS坐标:35.7137465,139.7608399 铭牌物理位置的详细信息 它放置在所谓“科学画廊”的墙上,那里展示了许多与科学相关的展品。详见:https://www.s.u-tokyo.ac.jp/en/gallery/ 铭牌地点如何保护/保障 访客可以无需安检地进入科学画廊。 工作的历史意义 名称引用的理由 后藤荣一:参数技术和早期计算机的先驱。后藤荣一(1931–2005),日本科学家,1954年作为研究生发明了参数计算机,并主导了PC-1的开发,PC-1是日本大学第一台完全可编程的存储程序计算机,采用了这一技术,于1958年完成。他的创新催化了日本战后计算机产业的发展,增强了科学研究和工业能力,在技术复苏的关键时期发挥了重要作用。 参数计算机的发明 1954年,后藤荣一发明了参数计算机,这是一种利用两个铁氧体核心的非线性参量振荡的逻辑设备[9, 16, P1–P2]。与当时流行的真空管和早期晶体管电路不同,参数计算机提供了卓越的稳定性,所需的维护比短寿命的真空管少得多,且成本显著低于真空管和新兴晶体管。其简单性和可靠性使其成为计算机设计的理想基础。早期应用展示了其在故障容错方面优于竞争技术,例如相对寿命短的真空管、速度较慢的电机继电器以及不稳定的点接触晶体管。由于希望在东京大学高桥实验室有限的预算内构建一台电子计算机,后藤与他的导师高桥进行了深入的探索,寻找经济实惠的解决方案;因而,参数计算机成为突破,奠定了日本战后计算机发展的关键基础。 PC-1参数计算机的发展 1957年,后藤荣一主导了PC-1的开发,这是一台由4200个参数计算机驱动的开创性的完全可编程存储程序计算机[4–9, 11]。PC-1于1958年3月26日开始运行。代表了战后日本计算机领域的重大进展,PC-1的稳定性优于新出现的基于晶体管的系统,并且具备经过充分研究和设计的指令集,这些指令集是通过研究像EDSAC这样的机器打造的([12]电子数字计算机程序的准备,M.V. Wilkes等,1951年),由后藤、高桥及团队其他成员共同完成。参数计算机内在的稳定性和多输入能力使得逻辑电路设计可靠简洁,以快速算术电路为例,利用进位选择机制,可以以O(log(N))逻辑步骤处理进位传播,其中N是位长度,充分利用了多数逻辑,并在1959年实现了中断功能——这在同类中属于最早的,促进了主程序与I/O处理之间的多任务处理。与当时复杂、维护要求高的真空管计算机(真空管的寿命相对较短,因此每天需要更换几个真空管以保持运行)相比,PC-1以更少的组件、高可靠性、低功耗和卓越的故障容错性,在大学实验室环境中确保了持续的运行。 图片1 后藤荣一与PC-1参数计算机(来源:日本信息处理学会) 图片2 后藤荣一调整参数计算机PC-1的内存部分(来源:日本信息处理学会) PC-1在1958年3月投入运营后,广泛应用于许多科学研究者,在日本计算机行业和科学界产生了深远的影响。
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