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你知道吗? 计算机的内存曾经由女性们手工编织

 天选小丑 2020-02-14
我们在享受科技带来的便利与愉悦时,也该回首过往,向那些革命先驱们致敬。

科技发展日新月异,速度迅猛,早些年的那些计算机产品看起来好似某种远古物品一般,庞大得可笑。

我们在社交平台上经常能够看到这样的一张图片,一位工作人员正将一个有如碗柜大小的盒子搬到飞机的货舱上。图片中的盒子被标识为IBM 305 RAMAC,这是1957年开发的世界上第一个商用硬盘。别看它身躯庞大,但事实是其存储容量仅为 5 MB。

身躯庞大的IBM 305 RAMAC

在计算机发展的早期阶段,存储技术并没有突进性的飞跃,只能够容纳很少的字节容量(Byte)。

第二次世界大战期间研发出来的第一台电子计算机,主要用于帮助军方计算火炮射击台,它使用真空管来存储数据。

此后,一位名叫约翰·普雷珀·埃克(John Presper Eckert)的人发明了一种复杂的设备,该设备使用充满汞的玻璃管和石英晶体来存储多达几十万比特(bit)的数据,这一发明是对早期存储技术的巨大革新。

注:

计算机数据的基本存储单位为“位(bit)”,由'0'或'1'表示;常用存储单位为“字节(Byte)”,两者的等价关系为“1 Byte = 8 bits”。一部 64 GB的手机,即为 64 G Byte。

约翰·普雷珀·埃克(右)在介绍他的存储设备

在20世纪40年代后期,来自洛杉矶的业余发明家弗雷德瑞克·维埃赫(Frederick W.Viehe)申请了一种新型存储器的专利,该存储器使用微型变压器存储数据。

这一发明之后经哈佛的物理学家安·旺(An Wang)进行了实质性的改进。后来在20世纪50年代由杰伊·弗雷斯特(Jay Forrester)和杨·拉希曼(Jan A.Rajchman)在此基础上进行了进一步的改进,从而促进了磁芯存储器的发展。这项新的存储器技术正是第一代的非易失性存储器的雏形,此后的存储技术便是在此基础上进行一系列的发展革新的。

所谓的非易失性存储器,即在设备断电时也不会丢失数据。这一存储技术在初创之时便在美国海军的旋风计算机中用于实时的飞机追踪。

磁芯存储器由众多铁氧体材料制作的小型环圈组成,这些环圈材料串在导线上排成阵列。每个小环圈可以存储一个位(bit),每一位的值(0或1)由其磁通量的方向确定。穿过小型环圈中的导线既可以检测磁芯的磁化强度,也可以更改磁化强度,从而达到读取数据和写入数据的目的。

一个128 Byte大小的磁芯存储器模块

磁芯存储器局部细节

在冷战的前二十年,磁芯存储成为主导的存储技术,但是磁芯存储器的制造是一件精密的需要小心处理的工作。由于芯子很小,必须用放大镜配合稳定不抖的手才能将导线穿过。

随着技术的不断革新,纤芯也变得越来越小,制造工程师们甚至开玩笑说,新一代的纤芯是由上一代的纤芯冲出的孔制成的。

就像历史中任何有关编织或其他类似形式的纺织品制造工作都会分配给妇女,磁芯存储器的穿线工作也被委托给女性。

借助放大镜进行组装的女性们

在首次执行阿波罗任务期间,其中阿波罗制导计算机的软件就是采用手工编织到一个称为“芯绳存储器”的高密度存储器中,该存储器类似于磁芯存储器。

芯绳存储器外观

为了制造这些存储器,NASA(美国国家航空和宇宙航行局)聘请了当地纺织业以及沃尔瑟姆钟表公司中技术娴熟的女性,因为用针在磁芯周围穿引时需要十分精细的操作。

正在组装存储器的女性们

“芯绳存储器”又被大家戏谑地称为“LOL存储器”,这个“LOL”便是指代那些组装存储器的“小老太太们(Little Old Ladies)”。

她们的工作通常由被称为“芯绳之母”的男性们监督,另外很有意思的是,这些男性监督者的上司是一位名叫玛格丽特·汉密尔顿的女性。

玛格丽特·汉密尔顿站在一堆稿纸旁,这堆稿纸是她和她的小组成员们在设计阿波罗计划的导航软件时产生的

玛格丽特·汉密尔顿(Margaret Hamilton)是麻省理工学院仪器实验室的软件工程部主任,该实验室为NASA的阿波罗太空计划开发了机载飞行软件。汉密尔顿对阿波罗任务的主要贡献之一就是设计了一种处理计算机错误的方法。

阿波罗制导计算机

在20世纪60年代,很少有关于如何编写、记录和测试复杂软件的正式指南。讽刺的是,阿波罗软件没有任何错误,往往是人类自己出了差错。

在阿波罗11号着陆过程中,宇航员无意间打开了交会雷达开关,使计算机超载。汉密尔顿预见到了这样的紧急情况,并引入了错误检测和纠正机制,该机制使超载的月球模块计算机搁置不重要的任务,专注于操纵下降的发动机。

汉密尔顿后来写给阿波罗飞行计算机编程总监的话说:“如果计算机没有意识到这个问题并采取修复行动,我很怀疑阿波罗11号能否成功登月。”

如果没有这些革命先驱们的不懈努力,科技领域层出不穷的新技术就难以像如今发展这么迅速。最后通过几张图片回顾一下过往的那些岁月吧。

一名技术人员在波士顿郊区的雷神工厂编织芯绳

一位不知名的女性在将阿波罗制导计算机内存的接线组件穿线

一位不知名的女性在将阿波罗制导计算机内存的接线组件穿线。

一位技术人员将组成阿波罗制导计算机的微逻辑和磁芯存储器面板组装到其外壳中

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