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显示器的演变过程 发表评论(0) 编辑词条

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我们知道,1946年ENIAC计算机诞生时,是没有显示器的。人们在操作这台由电子管构成的庞然大物时,通过一台光电阅读机将记录在穿孔卡片上数据读入计算机,计算的结果则利用打孔机在卡片上打出的一些小孔,就表示输出的数据。

穿孔卡片派生出的穿孔纸带

1951年,在美国麻省理工学院(MIT)研制的旋风I号Whirlwind I)计算机中首次使用了一台CRT器件,这是一个圆形的CRT,看上去像一台示波器


电脑操作者背后的那排电气柜上有个圆形的屏幕,那就是CRT静电存储管

有人认为,这就是最早的CRT显示器。其实,刚开始时,旋风计算机中使用CRT器件的目的并不是显示,而是用来存储数据的,当时人们叫它存储管(memory tube)。虽然在存储管屏幕上也能看到显示的内容,但既不是文字,也不是图形,而是一些看不懂的点(dot)——亮的点和不亮的点。

Dot pattern on the screen of  Williams memory tube

存储管是英国曼彻斯特大学的科学家威廉Freddie C. Williams)于1948年设计成功,因此也称作威廉管。较有代表性的应用是IBM706存储管,它被用以IBM 701军用计算机中。这台计算机共使用了72个IBM706,可存储10,240 bit的数据,存取速度为12ms,这个速度在当时是很快的,非常适合用作随机存取存储器。因此,静电存储管取代了此前水银延迟线,成为最佳的存储设备。

IBM 706静电存储管

水银延迟线是有史以来最早应用于电子计算机中的内存装置。1951年3月,由ENIAC的主要设计者莫齐利埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-1就使用了这样的存储装置。UNIVAC-1中的水银延迟线是一些直径10mm、长150cm的管子,管子内部充满水银,两端各有一个转换器分别进行电-声转换和声-电转换,这样,脉冲信号从管子的一端进入,转换成超声波,960ms后超声波到达管子的另一端,然后再转换成电信号输出。

水银延迟线存储装置

静电存储管虽然速度比水银延迟线要快,但它也有缺点:对环境的要求比较苛刻,机房必须保持黑暗,否则光照会导致存储出错。所以,没过多久,静电存储管又被华人科学家王安发明的磁芯存储器取代了。50年代初到70年初集成电路技术成熟之前长达20年的时间里,磁芯存储器在计算机的主存储器领域一直占居着统治地位。也正是在磁芯存储器获得广泛应用之后,才有了我们今天耳熟能详的RAM这个词。

 IBM 制作的磁芯存储器,1958

回到显示器这个话题上来。在上个世纪的50年代,苏联首先爆炸了世界上第一颗原子弹,使得冷战日趋加剧,美国空军跑到麻省理工学院(MIT)求援,并许以每年100万美元的巨额研制经费。MIT林肯实验室的科学家承接这项任务,在Whirlwind(旋风)计算机上开发成功一套SAGE空中防御系统。这个系统的最大特色是,研究人员开发出了基于CRT存储管的光笔控制系统,操作者可以通过光笔在屏幕上指点与机器交互。这样,CRT存储管摇身一变,成为人机交互的界面,就像今天的触摸屏一样。

通过光笔操作旋风计算机

1962年,DEC公司推出的PDP-1小型机中也配置了圆形屏幕的CRT显示器,为感谢林肯实验室的帮助,赠送了一台给MIT。

带有圆形屏幕的DEC PDP-1小型机

有了这台小型计算机,MIT的大学生格拉兹S.Graetz)等人在它上面编制出了世界上第一款电脑游戏——SpaceWar空间大战)。在今天看来,这款游戏确实不乍地,但它却意外地成了测试显示器性能的工具,对推动显示技术的进步起了积极作用。

点击看大图

在小型机上玩空间大战游戏,两个人利用激光互射对方的太空船。

也就在这一年,MIT林肯室验室的Ivan.E.Sutherland发表了一篇题为《Sketchpad:一个人机通信的图形系统》的博士论文,文章首次使用了“Computer Graphics”这个术语来描述人机交互的技术,开辟了一个新的学科——计算机图形学,并且把计算机显示技术引入了快速发展的轨道。

Sutherland博士在Whirlwind实现的文字和图形

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