更强的计算能力

 20 世纪初，当时的早期计算设备都针对特定用途 。比如 制表机，大大推进了政府和企业。它们帮助, 甚至代替了人工。

然而人类社会的规模  在以前所未有的速度增长，20世纪上半叶，世界人口几乎翻倍一战动员7千万人，二战1亿多人。全球贸易和运输更加紧密，工程和科学的复杂度也达到新高，我们甚至开始考虑登陆其他行星。复杂度的增高导致数据量暴增，人们需要更多自动化 更强的计算能力。很快，柜子大小的计算机变成房间大小，维护费用高 而且容易出错，而正是这些机器 为未来的创新打下基础。

 

继电器

最大的机电计算机之一是 哈佛马克一号，IBM 在 1944 完成建造，给二战同盟国建造的。它有76万5千个组件，300万个连接点和500英里长的导线。为了保持内部机械装置同步，它有一个50英尺的传动轴，由一个 5 马力的电机驱动。这台机器最早的用途之一 是给"曼哈顿计划"跑模拟，这台机器的大脑是"继电器"，继电器是：用电控制的机械开关，继电器里，有根"控制线路"，控制电路是开还是关，"控制线路" 连着一个线圈。当电流流过线圈，线圈产生电磁场，吸引金属臂，从而闭合电路。你可以把继电器想成水龙头，把控制线路想成水龙头把，打开水龙头，水会流出来,关闭水龙头，水就没有了。继电器是一样的，只不过控制的是电子 ，而不是水。

这个控制电路可以连到其他电路，比如马达，马达让计数齿轮 +1，就像上集中 Hollerith 的制表机一样，不幸的是，继电器内的机械臂有质量，因此无法快速开关。

 

继电器的问题

1940 年代一个好的继电器 1 秒能翻转 50 次，看起来好像很快，但还不够快，不足以解决复杂的大问题，哈佛马克一号，1 秒能做 3 次加法或减法运算，一次乘法要花 6 秒，除法要花 15 秒，更复杂的操作 比如三角函数，可能要一分钟以上，除了速度慢，另一个限制是齿轮磨损。任何会动的机械都会随时间磨损，有些部件会完全损坏，有些则是变黏，变慢，变得不可靠。并且随着继电器数量增加，故障概率也会增加。哈佛马克一号有大约 3500 个继电器，哪怕假设继电器的使用寿命是 10 年。也意味着平均每天得换一个故障继电器！这个问题很严重，因为有些重要运算要运行好几天，而且还有更多其他问题要考虑。

 

"bug" 的来源

这些巨大，黑色，温暖的机器也会吸引昆虫，1947年9月，哈佛马克2型的操作员从故障继电器中，拔出一只死虫，Grace Hopper（这位我们以后还会提到）曾说："从那时起，每当电脑出了问题，我们就说它出了 bug（虫子）"，这就是术语 "bug" 的来源。

显然，如果想进一步提高计算能力我们需要更快更可靠的东西，来替代继电器，幸运的是，替代品已经存在了！我们将在下一节讲。