“WANG”的風(fēng)采——60年代美國WANG 360分立元件科學(xué)可編程計算器拆機
這里拆機詳細介紹的是WANG 300系列的360科學(xué)可編程計算器,分為主機和鍵盤(pán)顯示單元兩個(gè)部分,中間用電纜連接。
輝光顯示,純分立元件,1966年美國生產(chǎn)的機器,距今50年了。
WANG 顯然是拼音的WANG,王安是著(zhù)名的美籍華人科學(xué)家、發(fā)明家和企業(yè)家。1940年畢業(yè)于交通大學(xué)電機工程專(zhuān)業(yè)。
王安是磁芯存儲發(fā)明的專(zhuān)利人,他改變了計算機發(fā)展的歷史,大名鼎鼎的IBM也是通過(guò)付給WANG一大筆專(zhuān)利費用,才能夠使用磁芯存儲器作為其計算機的核心內存。
當工程中計算對數需要查厚厚一本對數表時(shí),王安掌握了對數生成的核心專(zhuān)利,3塊電路板5次加減運算就可以實(shí)現任意數的對數,精度高達小數點(diǎn)后13位,速度超快。
王安用IBM這筆錢(qián)和對數專(zhuān)利進(jìn)軍了計算器,一展“WANG”者風(fēng)采。

也許你覺(jué)的WANG沒(méi)有HP SHARP IME等公司的計算器有名。
但在當時(shí),它可是超級牛掰的計算器,多用在專(zhuān)業(yè)的科研和工程領(lǐng)域。
要說(shuō)它有多牛,看一下數據就知道了。
當別人的計算器還是個(gè)大家伙時(shí),它的體積重量比別人一半還?。m然今天看來(lái)它的體積重量也很大);主機重22磅,約不到10公斤

當別人只能算加減乘除四種運算時(shí),它可以毫不費力的進(jìn)行開(kāi)方、平方、對數,指數和函數計算;

當別人算完一個(gè)9位數加9位數的加減法時(shí),它在同樣的時(shí)間內可以完成10位數乘或除10位數。
當別人用大量的邏輯電路完成開(kāi)方時(shí),它全部元器件的數量只是別人的四分之一;

當別人還在手工輸入數據時(shí),它已經(jīng)可以實(shí)現80步的程序編程了;
當別人還只能操作一臺主機進(jìn)行計算時(shí),它已經(jīng)可以供4個(gè)人同時(shí)使用一臺主機進(jìn)行計算了。

當別人的計算器還占用桌子大塊面積時(shí),它已經(jīng)實(shí)現了鍵盤(pán)顯示單元和主機的分離,桌子上只要電話(huà)大小的空間就可以了,
當別人的計算器想提升功能需要從新購買(mǎi)時(shí),它已經(jīng)做到了主機不用動(dòng),升級鍵盤(pán)就好了。這張展示的低端的鍵盤(pán),其實(shí)主機里都一樣,只是鍵盤(pán)更換,按鍵不同功能不同。

這一切全都發(fā)生在1965年,那時(shí)大多數的公司只能生產(chǎn)對數計算尺和機械計算器。
而且這一切的實(shí)現全部使用了分立元件,只有RCA的三極管、電阻、電容,沒(méi)有一片IC芯片。

說(shuō)了這么多,還是看看機器里面細節,照片獨此一家,約170張圖,看后點(diǎn)個(gè)收藏唄~
(注:部分圖片有藏友Gerard提供,再此感謝)
子程序控制板,計算器運算步驟的控制板,就像車(chē)輛段的調度員。


多角度欣賞一下
上面有兩個(gè)黑色膠帽的三極管,是卡圈,防止兩塊電路板碰在一起的作用。



鍵盤(pán)啟??刂瓢?,說(shuō)白了就是按鍵操作第一個(gè)要通過(guò)的就是它。


三極管感覺(jué)是鋁殼的,已經(jīng)氧化了,但50年了不影響使用




磁芯驅動(dòng)板,一共好幾塊一樣的










磁芯存儲板,做工漂亮,相當于內存,存儲操作數和計算結果的。










兩塊是計算器運算核心,
4位二進(jìn)制代進(jìn)位加法器
補碼生成電路 BCD譯碼器






501 板是這個(gè)計算器的核心 這樣板有三塊,分別是501 502 503


501 502 503 三塊板是這個(gè)計算器的核心

對數的生成完全依賴(lài)這三塊板,也是WANG計算器保密的重中之重。
雖然看著(zhù)簡(jiǎn)單,只是些二極管三極管組成的ROM矩陣。
目前沒(méi)有任何資料提供這三塊的板的說(shuō)明和電路圖。

但通過(guò)示波器和邏輯分析儀分析,這根本不是常規意義的ROM矩陣,實(shí)際是一個(gè)與門(mén)陣列。
一共12個(gè)端口注入信號,從8個(gè)端口生成信號,再從14個(gè)端口取動(dòng)態(tài)信號,最終生成輸出4位二進(jìn)制編碼的BCD信號。
也就是說(shuō),在不同的時(shí)間點(diǎn),同樣一個(gè)數字3,經(jīng)過(guò)這三個(gè)板,輸出是不一樣的,屬于動(dòng)態(tài)加密的范疇,也就是說(shuō)WANG把計算器的函數生成過(guò)程加了密,類(lèi)似二戰中德國的恩尼格瑪密碼機,當然沒(méi)有那么復雜。


因為加密和專(zhuān)利保護,WANG在60年代成功的占領(lǐng)了高端計算器市場(chǎng)的大部分份額,當他的競爭對手還在費盡心力研發(fā)出可以開(kāi)方的機器時(shí),他已經(jīng)能一鍵快速計算出各種三種函數。
當他的對手研發(fā)出一樣功能的機器時(shí),他的速度又比別人快上好多。
這種局面直到HP 9100的出現被打破,從WANG跳槽的高級管理人員加入了HP,也幫助HP實(shí)現了函數核心算法的突破,雖然WANG提起了復雜的專(zhuān)利訴訟,但HP的專(zhuān)利律師笑到了最后。


這也是為什么HP 9100的核心原型機推出前會(huì )單獨為WANG公司的王安提前展示,說(shuō)白了,就是讓你看看,看,我可沒(méi)有用的技術(shù)啊。
WANG公司也沒(méi)有示弱,在隨后的WANG 700系列中又扳回一城。
眼見(jiàn)為實(shí)這是國產(chǎn)老資料中介紹三款可編程機器中,WANG的計算速度和性能那還是杠杠的,比對手HP 9100快了4倍。



計算器邏輯控制微碼ROM板,實(shí)現加減乘除的微操作








每一塊板子都帶著(zhù)WANG公司的標志和編號檢測標志等




用途是多用戶(hù),也就是一帶四時(shí)的控制磁芯分時(shí)操作用的,用的是碼分多址方式


多路信號選通板,配合磁芯讀寫(xiě)操作的,因為磁芯只要讀后數據就沒(méi)有了,需要重新寫(xiě)入


觸發(fā)器板,控制邏輯轉向用的,比如,溢出判斷,全零判斷,最高位為1判斷等。


這些板子都是按模塊設計的,在300系列全系列機器重通用,維護保養非常方便。
如果機器壞了,通過(guò)更換相應的板子即可。并登記在貼紙上,做到有據可查。



這些電路板按照編號,插在對應的插座上

這些構成了計算器的主機,主機需要110V電壓供電,通過(guò)保險管進(jìn)入變壓器,穩壓電路





電路的連接使用插針繞線(xiàn)的方式,比較特殊,也是早期比較難得的型號
密密麻麻,看的只膈應,密集恐懼癥的慎入,呵


每個(gè)都帶了編號


后期的機器就改成電路板了

信號通過(guò)編程辮子一樣的線(xiàn)纜傳送到全機,復雜無(wú)比


鍵盤(pán)通過(guò)主機上類(lèi)似打印機接口的電纜進(jìn)行連接,這臺機器的電纜足有4米長(cháng),因此,主機可拉到房間角落放置,節省了空間。

鍵盤(pán)自己沒(méi)有總的電源開(kāi)關(guān),同主機公用一個(gè)開(kāi)關(guān)。只有關(guān)掉主機電源,鍵盤(pán)才沒(méi)電,否則即使不亮也是加電的。

下面詳細介紹鍵盤(pán)

鍵盤(pán)按鍵各角度,很精致的玻璃殼鍵盤(pán),里面是印刷的按鍵編碼










鍵盤(pán)背面,是白色的小圓卡盤(pán),觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān),操控計算器運作




按鍵詳細拆解,結構很簡(jiǎn)單






鍵盤(pán)電路板
左上角4個(gè)就是SIN COS等四個(gè)函數的按鍵。



漂亮的微動(dòng)開(kāi)關(guān)



鍵盤(pán)電路板背面

兩個(gè)插座一個(gè)連接支持電路 一個(gè)連接輝光管

漂亮的輝光管

左邊第一位里面看到像干字一樣的是負號“-”和正號“+”
后面幾位都是數字輝光管,每一個(gè)里面都0-9十個(gè)數字金屬框架,用來(lái)顯示需要顯示的數字,下邊每個(gè)圓柱一樣的玻璃管子是類(lèi)似氖泡發(fā)光的小數點(diǎn),用來(lái)指示小數點(diǎn)的位置。

不同角度欣賞一下,做工感覺(jué)不錯。



驅動(dòng)電路是高壓三極管 插頭是接到剛才鍵盤(pán)上的插座里,用來(lái)連接兩者。



管子背面的漆字很可惜,本來(lái)是完整的,結果清潔時(shí),只用水龍頭沖了一下,就掉了好多漆,筆劃都殘缺了,好傷心。

背面線(xiàn)做工一般,有些雜亂,呵




核心編程控制主板
它告訴計算器執行什么操作,實(shí)現復雜程序運算用的


驅動(dòng)電路

連接到鍵盤(pán)的插座

電路板背面



密密麻麻的二極管組成程序微碼電路板








一共4塊插到剛才的藍色插座上

輝光管上的弧形透光擋片和卡件




全金屬框架,非常結實(shí),這里要說(shuō)明一下,wang的300系列計算器鍵盤(pán)部分造成生產(chǎn)的都是金屬框架,整個(gè)重6公斤,后期生產(chǎn)的就改成塑料外殼了,但造型一模一樣,不過(guò)重量只有1.7公斤,如果你購買(mǎi)時(shí)區分版本這個(gè)重量是最簡(jiǎn)單的方法,百試百靈,呵。






附可編程讀卡紙和讀卡器照片,因正在維護,只有貨到拆機的照片了,見(jiàn)諒了
死沉死沉的一個(gè)鐵家伙。








寫(xiě)了這么多,就到這里吧,希望喜歡計算器的朋友可以喜歡它,呵。


(全文完)
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作者:hualazi789
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