3.3 从机械计算机到电子计算机

　　1940前开发的控制器都是基于机械、气动或电气技术的专用模拟计算机。当电子技术取代了机械技术时，就出现了突破。运算放大器的发明是该突破的关键(Lovell, 1948; Holst, 1982; Philbrick, 1948; Ragazzini, Randall, & Russell, 1947)。通过对运算放大器提供输入和反馈阻抗有可能创造一个能够对信号做加法和积分的元件。加入乘法器和函数发生器使得开发用于实现控制系统的强大计算装置成为可能。

　　电子模拟计算机相比电气-机械装置有明显的优势，特别对于机载设备，重量轻是非常重要的。运算放大器也被用来建立通用的模拟计算机。因为他们并行工作，所以运算速度非常快。甚至可能重复操作运行这些计算机，以至于参数变化的影响瞬时可见。可以求解的微分方程数目等于积分器的数目，一些大型装置拥有超过100个积分器。这些计算机用可拆卸的插线板进行编程。如果有代数环，即一个闭合回路没有积分器，振荡问题就会出现。

　　模拟计算机变成了科研院所以及电气、航空航天和化工企业的流行工具。这种计算机通常由人员齐备、专注于硬件并辅助编程的计算中心运行。也有能够放在桌面上的更小的模拟计算机。一些研究机构建立了自己的系统，而且大学也得到了模拟计算机。

　　模拟计算机使得模拟大型系统成为可能。首次有可能使用数学模型来探索在大范围操作条件下的系统行为。模拟计算机也能用于将实际物理器件和仿真结合的半实物仿真。模拟计算变成了一个学术课题(Howe, 1961; Lundberg, 2005)。

　　数字计算随着ENIAC的诞生而出现，ENIAC是在1940年中期由宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院的Mauchly和Eckert研发的。之后Mauchly和Eckert离开大学，成立了Univac公司。第一台计算机Univac701在1951问世。一年后，IBM宣布IBM 701研制成功。随后几家公司也进入计算机业务，但到1960年IBM完全主导了该产业。

　　1944年，MIT的伺服控制实验室获得了一项美国海军合同，该合同的目的是开发用于海军轰炸机训练的通用模拟器。最初该模拟器试图基于模拟计算，但是受到涌现的新技术启发，该项目转向数字计算。这台计算机依照该项目的名字命名为“旋风”(Redmond & Smith, 1980)。该项目改变了几次方向。在20世纪50年代初它被用在SAGE工程中，在这里旋风成为实时计算的早期例子。为了SAGE项目中的可行性研究，它和雷达站建立了连接。旋风被设计成一台拥有2K存储器的16位机。当进行存储器试验时，Forrester在1949年尝试了磁芯，两年后安装了磁芯存储器 (Forrester, 1951)。 Forrester和其他成员把变成标准的内存技术申请了为期20年的专利。Ken Olsen在旋风团队作为学生致力于磁芯存储器工作。后来他搬到林肯实验室制造TR-0，TR-0是旋风的晶体管化版本。在1957年，他创办了数字化设备（DEC）公司。数字化设备的PDP1计算机诞生于1959年，它是首次成功使用长字符串的小型机(Ceruzzi, 2003)。

（TT译）