1948年是计算机发展的一个有趣时期。几十年来，企业一直使用打孔卡设备，通过机电设备进行加法和排序。现在，这些机电继电器和计数轮被用于构建如哈佛马克一号（1944年）和IBM的SSEC（1948年）这样占据整个房间的通用计算机。但缓慢的机电机制已经开始变得过时。第二次世界大战促进了电子学和用于无线电、雷达和导航的电子管的发展。电子技术正被用于大型电子计算机中，如巨人机（1943年）和ENIAC（1946年）。首台存储程序计算机曼彻斯特宝宝于1948年完成。IBM 604电子计算打孔机位于521型打孔机/读卡机后面。照片来自IBM。注意604侧面和521前面的面板，用于插入插头板。在这些技术进步的背景下，IBM推出了604型电子计算打孔机。这个系统似乎是一种倒退：它不是计算机，而是一种可编程计算器，执行固定的一组操作。然而，它的体积比计算机小得多，约为双门冰箱的大小，价格也便宜：每月租金为550美元，企业和大学都能承担。由于它使用电子管，因此比机电设备强大得多；可以在不到一秒的时间内执行60次操作，包括乘法和除法。因此，IBM 604迅速流行，共生产了超过5600台。此外，IBM在604中获得的电子经验，为其在1950年代电子管计算机的成功奠定了基础。604的一个创新是可插拔模块，它将电子管及其相关电路结合在一起，如下所示。绝缘手柄用于在计算器中拆卸和安装模块。模块底部的九个插针插入604中的插座，插座通过背板布线连接。电子管也插在插座中，因此可以迅速更换故障的电子管。右侧，电阻器和电容器安装在模块中的绝缘基片上。IBM 604电子计算打孔机中的可插拔电子管模块。604使用了几种不同类型的模块。此模块具有一种称为电流开关的特殊类型的电子管——触发管。我将此模块放入电路并给它供电。下面的视频显示模块控制一个灯泡。第一个按钮将一个小信号发送到模块（中心），打开模块并点亮灯泡。正如我将在下面解释的，触发管会保持开启直到其电源被切断，而我用第二个按钮切断了电源。可插拔模块看起来似乎微不足道，但它们是一个重要的创新。之前，电子管设备通常是从金属底盘构建的，在顶部安装电子管，其它组件（如电阻器和电容器）则安装在底下。IBM开发了一种不同的方法：可插拔模块，每个模块中容纳电子管及其相关组件。这些专利模块具有高密度，因为它们在三维空间中堆放组件。此外，通过使用一小组标准化的模块，这些模块可以批量生产，计算机可以在生产线上组装。维护和维修被简化；可以更换模块以找到故障模块，然后用备件替换。由于这些模块的重要性，IBM在604的广告中突出展示了它们。IBM在后来的电子管计算机中使用了电子管模块，在高端700系列计算机中使用了较大的八管模块。IBM 604的广告，突出了可插拔模块。来自《时代》杂志，1952年3月31日，第65页。点击该图像（或其它任何图像）查看更大版本。电子管与触发管IBM 604使用约1250个电子管。虽然电子管有许多不同类型，但典型的一种是三极管。三极管类似于晶体管：一个小的输入信号被放大，以控制更大的电流。在晶体管中，控制信号施加到栅极，控制源极和漏极之间的电流。在三极管中，控制信号施加到栅极，控制阴极和阳极之间的电流。上面的图显示了电子管的构造。加热器是一个丝状物，很类似于白炽灯泡，能够将阴极加热到约750摄氏度。在这个高温下，阴极发射电子。当在阳极上施加一个大正电压（比如100伏）时，带负电荷的电子会被吸引。阴极到阳极的电子流动引起了电子管中的电流流动。电流由栅极控制：如果在栅极上施加一个小的负电压，它会排斥负电子，阻止它们到达阳极，并阻碍电子管中的电流。触发管与电子管相似，只是它带有少量的氙气。