水银延迟线的工作原理

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用什么作为主存器、什么作为辅存器，都是摆在工程师面前的必须要解决的难题。当时，除了真空管还是真空管，所以存储器也只能是用真空管（电子管）来实现的。以真空管是否导通代表 “1” 或 “0” ，也就是说代表一位的数据。十个真空管可串接成一环形电路，假设该十个真空管中仅第五真空管导通，则表示其储存的数值为 5。但问题是，真空管自身无法完成数据的存储功能，因为真空管自身没有记忆功能，输入端的信号撤出后，真空管的通、断状态将会改变。
将一块石头掷入水中，形成波浪，波头经过一段时间才能传播到远方某处，水银延迟线的工作原理就是这样。1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫齐利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-1使用了水银延迟线存储装置。UNIVAC-1使用的水银延迟线是一根直径10mm、长150cm的管子，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，不过，要实现存储功能，还需要一些额外的电路：经调制的脉冲信号从管子的一端进入，960ms后从管子的另一端输出，由变换器接收后，经检测、放大、整形和再生，重新反馈到发送端。一个延迟线电路称作一个通道（channel），每个通道可存储10个91位的字，差不多1000个脉冲，UNIVAC系统中共有100个这样的通道。为了让存储系统稳定工作，水银的温度需要保持在40℃左右，因此要将水银管置于一个类似混凝土搅拌机的容器中，容器中设置有加热器用来加热水银管。