随机存取存储器的诞生

英国的曼彻斯特“宝贝”是第一台用于存储程序的电子数字计算机。

无论是在网飞上看电影、玩电子游戏，还是单纯地浏览数码照片，你的电脑都会定期进入内存获取指令。没有随机存取存储器（RAM），今天的计算机甚至无法启动。

多年来，存储器一直由真空管、充满水银的玻璃管以及（最后出现的）半导体组成。

不过第一批计算机根本没有任何可重新编程的存储器。英国曼彻斯特的科学与工业博物馆表示，直到20世纪40年代末，每次机器需要改变任务时，都必须对其进行物理重新编程和重新布线。

曼彻斯特小型实验机是第一台能够在读/写存储器中存储指令和数据的电子数字计算机，它被称为曼彻斯特“宝贝”。1948年6月，它成功地从存储器中运行了程序。

计算机先驱弗雷德里克•C.威廉姆斯（Frederic C.Williams）、汤姆•基尔伯恩（Tom Kilburn）和杰夫•托蒂尔（Geoff Totill）在曼彻斯特大学研发制造了这台机器及其存储系统——威廉姆斯-基尔伯恩管。

曼彻斯特大学威廉希尔官方网站 史讲师詹姆斯•萨姆纳（James Sumner）在接受《曼彻斯特晚报》采访时表示：“‘宝贝’的能力十分有限，但它是电子存储程序计算的首次实际演示，当今几乎所有的计算机都使用了这种快速灵活的存储方法。”

“宝贝”如何记住信息

第二次世界大战后，为了打造能够在存储器中执行多种任务的计算机，全球各地的研究小组都展开了研究。英国工程师威廉姆斯便是其中一名研究者，他是一位雷达先驱，在英国马尔文电信研究所（TRE）工作。

威廉姆斯在雷达系统和电子研究领域有着令人印象深刻的背景。他帮助开发了“敌我识别”系统，该系统可使用雷达脉冲在战争期间识别盟军飞机。

由于专业知识过硬，1945年，马尔文电信研究所委托威廉姆斯编辑一系列雷达威廉希尔官方网站 书籍并为书籍供稿。作为研究的一部分内容，他前往位于新泽西州默里希尔的贝尔实验室了解其正在进行的工作，即如何从阴极射线管（CRT）上的雷达轨迹中去除地面回波。威廉姆斯想到的办法是使用两台阴极射线管，通过在两台阴极射线管之间来回传递雷达轨迹以对其进行存储。

威廉姆斯回到马尔文电信研究所并开始研究这个想法，他意识到，通过这样的方法也可以只用一台阴极射线管来存储数字数据。马尔文电信研究所的学术主任基尔伯恩也加入了威廉姆斯的研究。

阴极射线管可以使用电子枪将聚焦的电子束射向荧光屏。荧光粉被电子束射中时会发光；最终，荧光会消失，直到再次被电子束击中。

为存储数字数据，威廉姆斯和基尔伯恩使用了更强大的电子束。当电子束撞击屏幕时，它会将几个电子撞到一边，短暂地产生一个带正电的斑点，这个斑点被负电光环包围。读取数据则涉及写入面板上的每个数据点，并对附近金属板中产生的电流模式进行解码，解码取决于之前是否在该点写入了内容。

维基工程和威廉希尔官方网站 史上关于“宝贝”的一个条目显示，随着时间的推移，电子的电荷会发生逃逸（正如电视屏幕上的荧光粉不再发光），并且不允许继续存储数据。为了保持电荷不消失，电子束必须反复读取荧光体上存储的数据，重新生成相关的电荷图。当今计算机的动态随机存取存储器（DRAM）也使用了这样的刷新过程。

1946年，两人展示了可实现1位存储的设备。此设备如今被称为威廉姆斯-基尔伯恩管，有时简称为威廉姆斯管。

同样在1946年，威廉姆斯加入了曼彻斯特大学并担任电工系主任。马尔文电信研究所临时派遣基尔伯恩去那里与他一起工作，两人在大学的计算机实验室继续开展研究。一年后，威廉姆斯招募了计算机科学家托蒂尔加入团队。1947年，他们使用威廉姆斯-基尔伯恩管成功实现了2048位存储。

打造原型

为测试威廉姆斯-基尔伯恩管的可靠性，1948年，在计算机实验室创始人马克斯•纽曼和计算机科学家艾伦•图灵的指导下，基尔伯恩和托蒂尔打造了一台小型实验机。他们花了6个月的时间，使用了二战时期密码破译机器的多余零部件。曼彻斯特“宝贝”由此诞生。

“宝贝”长5米、高2米、重约1吨，占据了实验室大楼的一整间房。这台计算机由金属架、上百个阀门和真空管以及一组垂直安装的手动开关组成。用户可通过开关一点一点地将程序输入内存，并可直接从威廉姆斯-基尔伯恩管的表面读取输出。

1948年6月21日，“宝贝”运行了第一个程序。该程序由基尔伯恩编写，包含了17条指令，用于查找整数的最大因子。“宝贝”在53分钟内进行了350万次计算后得出了正确答案。

截至1953年，全球有17个开创性计算机设计团队采用了威廉姆斯-基尔伯恩的随机存取存储器威廉希尔官方网站 。

2022年6月，IEEE将“宝贝”列入IEEE里程碑事件以表纪念。IEEE英国和爱尔兰分会赞助了这项提名。里程碑计划由IEEE历史中心管理并得到了捐助者的支持，用以表彰世界各地杰出的威廉希尔官方网站 发展。