电子计算机的魔术

本世纪 40 年代，一场空前的浩劫降临到人类头上，第二次世界大战爆发了，虽然战争只持续了短短的几年，但是它带给人类的却是毁灭性的灾难。大战过后，满目疮痍，一片废墟。就在这片废墟上，一个将影响到人类未来生命的“电子计算机”诞生了。最早的电子计算机起源于战时急需的防空武器的研制。一个叫冯·诺伊曼的匈牙利人最先设计出了一个叫艾阿尼克的会自动运算的机器，这个占地几百平方米，重达几吨的怪物就是最早电子计算机的雏形。为了纪念冯·诺伊曼的贡献，电子计算机结构也叫诺伊曼结构。电子计算机产生以后，几乎影响了人类行为的每一个方面，当然也包括自动电话交换机在内。

我们知道，电子计算机由软件和硬件两大部分组成。软件也称程序， 是人向电子计算机发出的一系列指令的集合。它又包括两大部分，操作系统和应用软件，操作系统是有关硬件操作及维护管理的指令集合，应用软件是针对某一应用的指令集合。比如家庭教育的应用软件、财会系统的应用软件以及计算机游戏的应用软件等等，应用软件必须要得到操作系统的支持才能运行。硬件是具体的控制部件，凡是有形的物理实体如计算机内的主机板、显示器，磁盘驱动器以及键盘等等都是硬件。这些硬件中主机板是计算机的心脏，它负责其他硬件设备的控制，而在主机板中最重要的部件又是中央处理器 CPU（Central Processing Unit）， 所有的运算都在中央处理器中完成。在现代的微型计算机（简称微机） 中，中央处理器是一块只有几平方厘米大小的芯片。除中央处理器外， 主机板上还有一个重要部件，称之为存储器。存储器是为存储信息而设计的，目前使用的微机中，主机板上的存储器一般为几百万个字节，也就是说，它可以存储几百万个英文字母。

中央处理器如此之笨，它只能识别两种状态：“有”或是“没有”， 我们用“0”代表“没有”，用“1”代表“有”，也就是说中央处理器只识别 0 和 1 两个状态。而且它只会做四则运算中的加法（后来设计的中央处理器有的能做全部的四则运算，但仅此而已）。虽然它是如此之笨，但是它却有一种人类无法望其项背的能力。即，它判断 0 或 1 的速度极快，如目前使用的微机，一秒钟内，中央处理器就可以判断几千万次的 0 或 1。这就是说，“嘀嗒”一下之后，中央处理器已经判断了成千上万个状态的是是非非了。利用中央处理器这种超人的能力，当我们要求计算机执行某一操作时，就可用通过应用软件把我们要求计算机干的工作分解分解再分解，直到分解成上百万个、上千万个 0 和 1。分解的过程就是应用软件内容的过程，应用软件中的每一条指令实质上就是这种分解过程的一个步骤，分解完了以后，再通过操作系统，把分解出的 0

和 1 交给中央处理器执行。虽然有如此多的 0 和 1，但是中央处理器仍是

可以在一眨眼的时间内将这项工作做完，并把运算的结果显示出来或送回应用软件以等待下一步的指令。硬件和软件的这对“梦幻组合”就这样改变了我们的生活，使人们从日常琐碎的工作中解放出来。因为人们可以将要做的每一项工作都编制成一个应用软件，以后每次要执行什么工作就用到什么应用软件，剩下的工作就由计算机来完成了。

既然计算机有这般神奇的通天本领，那么，自动电话交换机的设计者们很自然地想到，能把软件和硬件技术引入到自动电话交换机的设计中吗？答案是肯定的。只要我们能将控制电话交换的过程用软件分解成一系列的 0 和 1，然后由硬件去判断这些 0 和 1，就可以完成电话呼叫的交换了。

自动交换机是一个庞大的实时自动控制系统。它的动作过程是按一定的功能顺序进行的，它的每一项功能也是由一定的逻辑步骤组成。因此，我们可以把交换机的各项功能编成程序，并存放在计算机的存储器中，当需要控制交换机动作时，只需启动执行这些程序将执行的结果输出即可。这样，原来完全用硬件构成的庞大复杂的交换机控制电路就可大为简化，其中大部分主要的功能电路可以用软件——即存储在存储器中的程序来代替，而剩下必须用硬件构成的部分也只是一些与通话回路等外部设备相联结的接口电路罢了。这种用存储程序方式构成控制系统的交换机，称作“存储程序控制交换机”。

从图中可得出结论：程控交换机实质上是计算机控制的交换机。世界上第一台程控交换机是 1965 年在美国诞生的。制造它的就是以电话的发明考贝尔命名的美国贝尔电话公司。

目前的程控交换机软件能将一次电话呼叫的控制过程分解为几千万个“1”和“0”的序列，而硬件执行这些“1”和“0”的操作序列只需 1

到 2 秒钟就足够了。所以，当你用程控电话打电话时，拨完号码以后，

稍等 1 到 2 秒钟，就可以听见对方电话的振铃声。这种程控交换机在可以预见的将来仍是电话通信的支柱。

当人们正在为第一台程控交换机的诞生而欢欣鼓舞的时候，一场革命正在酝酿之中。