Wir sprachen über die Bestimmungen zur Bereitstellung von Notstromsystemen, die Generatoren und Batteriebänke enthalten (siehe Computerhistorie – Redundanz). Sie können wahrscheinlich verstehen, dass wir hier über so viel Macht sprechen.
Strom bedeutet Wärme, und in der anspruchsvollen Welt der Computer kann übermäßige Wärme alle möglichen Probleme verursachen. Die Hersteller hatten sehr enge Toleranzen für Betriebstemperatur und Luftfeuchtigkeit.
In den frühen Tagen der Vakuumröhren waren elektronische Schaltkreise hitzebeständiger. Die meisten Komponenten konnten für den Betrieb bei hohen Temperaturen ausgelegt werden. Beispielsweise kann ein Widerstand, der heute für eine Viertel-Watt-Verlustleistung in einer Schaltung ausgelegt ist, durch einen 10-Watt-Widerstand mit dem gleichen Wert im Röhrendesign ersetzt werden und den gleichen Effekt in der Schaltung haben. Natürlich ist der 10-Watt-Widerstand physikalisch viel größer, aber der Raum war nicht so kritisch wie in heutigen Schaltungen.
Die Probleme der Wärmeerzeugung waren jedoch im Vakuumröhrencomputer sehr offensichtlich. Die Vakuumröhre erwärmt die Kathode, um Elektronen zu emittieren. Die Anode ist positiv geladen, während die Kathode negativ geladen ist.
Aufgrund der Spannungsdifferenz von Hunderten von Volt werden Elektronen von der Anode angezogen und können im Vakuum frei fließen. Dieser Fluss wird durch ein oder mehrere Gitter zwischen Kathode und Anode reguliert. Das Gitter hat im Vergleich zur Kathode eine leicht negative Vorspannung und kann moduliert oder modifiziert werden, um den Elektronenfluss und damit den Strom zu steuern.
Beispielsweise kann in einem Verstärker eine Triode (eine Röhre mit drei Elektroden, eine Anode, eine Kathode und ein Gitter) hergestellt werden, indem ein Signal angelegt wird, das sich möglicherweise von einer Vinylscheibe auf das Gitter ändert. Kleine Variationen in der Amplitude oder Größe werden in dem durch die Röhre fließenden Strom verstärkt, der normalerweise über einen Widerstand in der Anodenschaltung gemessen wird.
Aber wir haben getaucht! Gehen Sie zurück zum Computer. In Computern mit Vakuumröhren wurden sie häufig als mit dem Binärsystem kompatibles Öffnen oder Schließen (0 oder 1) verwendet. Dies wurde leicht erreicht, indem eine negative Spannung an die Kathode angelegt wurde, um die Röhre zu schließen, oder eine positivere Spannung, um sie einzuschalten. Diese Anordnung funktioniert gut in Schaltungen wie Flip-Flops und deren Ableitungen.
Aufgrund der großen Anzahl der erforderlichen Schaltkreise waren die Kühlprobleme jedoch immens, da jedes Rohr Wärme für seinen Betrieb erzeugt. Die Raumklimatisierung war Standard, ebenso große Gebläse und Lüfter um die Rohre. Flüssigkeitskühlung wurde ebenfalls verwendet.
Als in den 1960er Jahren Transistoren auf den Markt kamen, wurde pro Stromkreis weniger Wärme erzeugt. Mit der neuen Festkörpertechnologie sind jedoch neue Anforderungen an anspruchsvollere Designs und Kapazitäten entstanden. Die Anzahl der einzelnen Schaltkreise hat sich verdoppelt.
Hinzu kam eine enge Toleranz für Temperaturänderungen. Normalerweise kann ein Transistor, der auch als Schalter verwendet wird, öffnen, wenn er überhitzt ist, wenn er geschlossen werden muss, was zu Chaos im System führt.
Ein Transistor war zu dieser Zeit kein vollständig vorhersehbares Gerät. Sie würden sich innerhalb der Toleranzen wie erforderlich verhalten und wurden dafür individuell ausgewählt. Ein Problem kann auftreten, wenn es nahe an der Toleranzgrenze liegt und sich an einer physikalisch empfindlichen Stelle im Stromkreis oder in der Maschine befindet. Die Raumklimatisierung ist sehr wichtig geworden.
In Abschnitt 2 werden wir uns die Bedingungen im Computerraum ansehen.
No Comments