“這篇文章深入探討了“mainframe”一詞的起源和演變。它最初指IBM 701計算機（1952年）中被稱為“frames”的盒子，尤其是“main frame”。隨著時間推移，該詞的含義從計算機的一部分轉變?yōu)橐环N計算機類型，即大型、復雜的計算機。”

"Mainframe"這個指代大型復雜計算機的術語從何而來？多數資料認為該詞與早期計算機的機架結構相關，但具體細節(jié)卻語焉不詳。事實上，其歷史淵源比人們想象的更加有趣且復雜。

根據我的研究，最早使用"main frame"術語的計算機是IBM 701（1952年）。該機型由多個被稱為"frames（框架）"的機箱組成：包含兩個電源機架、一個配電架、靜電存儲架、磁鼓架、磁帶架，以及最重要的主框架。下圖所示文檔中展示的正是IBM 701的主框架結構。

該圖示展示了IBM 701主框架如何通過開合設計接觸內部電路結構。圖片源自IBM《Type 701 EDPM電子數據處理機安裝手冊》（計算機歷史博物館館藏檔案）

"Mainframe"的語義經歷了從計算機部件到計算機類型的重大轉變：數十年間，該詞指代的是計算機的物理機箱實體（與現代用法不同，這種"大型機"可能包含小型計算機甚至微型計算機），同時也是"中央處理器"的同義詞。1970年代開始形成現代含義——專指用于交易處理或商業(yè)應用的高性能大型計算機，但這一新含義完全取代舊有語義竟耗費了數十年時間。本文將詳細考證這些語義流變的歷史脈絡。

早期計算機與"main frame"的起源

早期計算機采用面板式結構、柜式封裝、機架系統及設備艙位等多種安裝與封裝技術，這使得計算機的安裝或遷移極為困難，往往需要動用起重機或拆除墻體。為突破這一困境，IBM 701計算機的設計團隊創(chuàng)新性地開發(fā)出模塊化封裝方案：整機被拆解為可通過標準門框通行、適配常規(guī)電梯尺寸，并能通過普通卡車或航空設施運輸的獨立單元組件。這些單元由金屬框架與覆蓋面板構成，故被統稱為"frame 框架"。各框架按功能命名，如電源框架、磁帶框架等，而作為計算機核心的單元自然被命名為"main frame 主框架"。

在IBM 701的內部技術文檔中，"主框架"（main frame）作為計算機核心機箱的專用術語頻繁出現，與"電源框架"（power frame）、"磁芯框架"（core frame）等功能單元并列。例如，在系統原理圖中，每個元件都標注了其所在的框架位置，其中"MF"即代表主框架（如右圖所示）。但值得注意的是，IBM對外發(fā)布的701計算機資料中卻采用了"單元"（units）而非"框架"來指代這些組件，形成技術術語的內外差異。

1950年代，除IBM 701外，部分早期計算機系統也使用過這一術語：

JOHNNIAC計算機項目進展報告（1952年8月8日）記載："JOHNNIAC主框架已就緒，可安裝寄存器"，并計劃于"10月在JOHNNIAC主框架內測試運算單元"；

1953年關于RAND計算機的文獻提及"主框架已建造完成并完成部分線路布設"；

1955年東部計算機會議論文集將ERMA計算機的主體結構明確標注為"主框架"。

IBM 701操作員與控制臺實景（圖片源自美國國家海洋和大氣管理局）

圖中可見左側移除外殼的主框架結構，中央為控制臺，右側帶儀表盤的電源框架。該影像直觀呈現了早期計算機系統的物理布局特征。

從彈道研究實驗室（BRL）報告看"主框架"術語的演進
BRL實驗室發(fā)布的美國計算機普查報告清晰展現了術語演變軌跡：

1955年報告顯示當時多數計算機采用柜式或機架式結構，僅IBM 650、701、704三款機型使用"主框架"表述；

1961年報告中"主框架"已擴展至IBM 702/705/709/650 RAMAC、Univac FILE 0/FILE I、RCA 501、READIX及Teleregister Telefile等機型，表明該術語雖應用范圍擴大，但仍主要作為IBM系產品的技術標簽。

微型計算機物理機箱語境下的"主框架"概念

現代術語體系中，"大型機"（mainframe）與小型計算機或微型計算機存在明確區(qū)分。但在1980年代之前，"mainframe"一詞亦可指代小型機或微型計算機的主體物理結構——例如"小型機主框架"并非指高性能小型機，而是單純描述其主機箱部件。具體案例包括：

DEC PDP-11（小型機經典機型）的技術文檔中仍使用"mainframe"指代其核心機箱組件；

桌面級設備HP 2115A與Varian Data 620i的物理架構說明中同樣存在"mainframe"表述；

1981年技術著作《小型與微型計算機》（Mini and Microcomputers）仍在討論"小型機主框架"概念。

微型計算機也有 mainframe：《無線電電子學》雜志1978年封面（見上圖）宣稱"擁有您的個人電腦：極客專屬Mainframes"。該刊1979年3月《個人計算機入門》文章明確表述："首要選擇在于確定 mainframe 或計算機實際容置機箱"；技術發(fā)燒友雜志《BYTE》在1970年代至1980年代初仍使用"mainframe"指代微處理器機箱。值得注意的是，《BYTE》同一期內容中，"mainframe"既可指代IBM大型計算機系統，亦用于描述家用電腦主機箱，生動印證兩種語義在過渡期的共存狀態(tài)。

Main Frame 與 CPU 的語義融合

語言轉喻機制推動"主框架"（main frame）實現了從物理機箱實體到功能核心單元的語義遷移。這一過程體現為：原指代計算機金屬框架的術語，逐漸通過關聯性指代框架內承載的核心運算部件——中央處理器（CPU）。

目前可考的最早語義轉換實例見于1955年《數據處理系統綜覽》："中央處理器 CPU 存在多種稱謂：算術與邏輯單元（原文拼寫有誤）、主框架、計算機本體等，但通常我們稱其為中央處理器"。類似定義在1957年6月《無線電電子學》雜志第37頁得到印證："算術運算由機器的運算單元執(zhí)行，該部件有時也被稱為'主框架'"。

美國農業(yè)部《自動數據處理術語表》（1960年）確立技術規(guī)范："MAIN FRAME —— 計算機系統的中央處理器，包含主存儲器、運算單元及專用寄存器組"。值得指出的是，"專用寄存器組"這一表述實為長期沿用的技術誤植。該定義在1962年政府版《自動數據處理術語表》中被引用并擴展，成為"政府行政部門官員與雇員權威參考標準"（如下圖），后續(xù)更被牛津英語詞典等重要文獻收錄19。

至1980年代初，將"主框架"（mainframe）等同于中央處理器的定義已顯陳舊：IBM在《數據處理、通信與辦公系統術語集》（1981）中明確指出"mainframe"作為'processing unit'（處理單元）的用法已被棄用；《美國國家信息處理系統詞典》（1982）采取相似立場；《計算機與商業(yè)信息處理》（1983）則以更直白的方式斷言："根據官方定義，'大型機'與'中央處理器'實為同義詞——但現實中根本無人如此使用該詞。"

Mainframe VS 外設

有些詞典沒有將 mainframe 定義為中央處理器，而是將 mainframe 與 “外圍設備”（計算機的輸入/輸出設備）對立起來。例如，《IFIP-ICC 信息處理詞匯》（1966 年）將 “中央處理器 ”和 “mainframe ”定義為 “自動數據處理系統中不被視為外圍設備的部分”。計算機詞典》（1982 年）的定義是：“mainframe--計算機的基本部分，即包含計算機系統中央處理器和控制元件的部分，與通常具有輸入-輸出或內存性質的外圍設備或遠程設備相對應”。

第二個原因是，mainframe 與外圍設備的劃分反映了計算機行業(yè)的構成，尤其是在 20 世紀 60 年代末和 70 年代。計算機系統由以 IBM 為首的少數幾家公司制造。兼容的 I/O 設備和內存由許多其他公司制造，這些公司的銷售價格低于 IBM。有關計算機行業(yè)的出版物需要方便的術語來描述這兩個行業(yè)部門，因此經常使用 “大型機制造商 ”和 “外圍設備制造商”。

Main Frame 還是 Mainframe？

一個有趣的語言變化是，“main frame”從兩個獨立的詞變成了一個復合詞：或者是帶連字符 “main-frame”，或者是單詞 “mainframe”。這表明 “main frame”從框架的一種變?yōu)?“主機” 的一個新概念。我找到的連字符 “main-frame ”最早出現在 1959 年的 IBM 信息檢索系統會議上。同年，“mainframe ”作為一個非連詞出現在 Datamation 中，提到了 NEAC2201 計算機的主機。1962 年，《IBM 7090 安裝說明》提到了 “大型主機診斷和可靠性計劃”。(奇怪的是，該文件還在多處使用了 “main frame”這兩個詞）。1962 年出版的《信息檢索管理》一書討論了文檔查詢需要花費多少計算機時間：“運行 100 個或更多機器問題可能需要 2 到 5 分鐘的主機時間”。這表明，到 1962 年，“主機 ”在語義上已經轉變?yōu)橐粋€新詞 “mainframe”。

微型計算機的興起以及 “mainframe”如何成為一類計算機

到目前為止，我已經介紹了 “mainframe”是如何從計算機中的一個物理框架開始，進而概括為對中央處理器的描述。但是，“mainframe”是如何從計算機的一部分變?yōu)橐活愑嬎銠C的呢？這是一個漸進的過程，主要發(fā)生在 20 世紀 70 年代中期，因為微型計算機和小型計算機的興起，使得人們需要一個詞來描述大型計算機。

盡管微型計算機、小型機和大型機現在被視為不同的類別，但最初的情況并非如此。例如，1966 年的一份計算機購買指南將從桌面大小到 70,000 平方英尺的計算機歸為一類。然而，大約在 1968 年，“微型計算機 ”一詞誕生了，用來描述小型計算機。據說，英國 DEC 公司的負責人受迷你裙和迷你小汽車的啟發(fā)，創(chuàng)造了這一術語。

20 世紀 70 年代，“大型機” 逐漸成為有別于 “微型計算機 ”的一個獨立類別。早期的一個例子是 Datamation (1970)，其中描述了各種規(guī)模的系統： “大型機、微型計算機、數據記錄器、轉換器、閱讀器和分揀機、終端"。1972 年，頗具影響力的商業(yè)報告《EDP》首次將大型機與微型計算機區(qū)分開來。微型計算機與大型機之間的界限頗具爭議，《區(qū)分微型機、大型機和微型機、微型機或大型機？Confusion persists》（1981 年）等文章試圖澄清這一問題。

隨著微處理器的發(fā)展，計算機開始被分為大型機、微型機或小型機。例如，1975 年《計算機世界》的一篇文章討論了微型計算機如何與微型計算機和大型機競爭。亞當-奧斯本（Adam Osborne）的《微型計算機導論》（1977 年）按價格、功率和尺寸將計算機分為大型機、小型機和微型機。他指出了不同類別之間的大量重疊，并回避了具體的定義，他說：“微型計算機就是微型計算機，大型機就是大型機，因為制造商就是這么稱呼它的”。

20 世紀 80 年代末，計算機行業(yè)詞典開始將 mainframe 定義為大型計算機，并經常明確將其與微型計算機或微機進行對比。到 1990 年，這些詞典還提到了大型機的聯網功能。

IBM 對“大型機”標簽的接納

盡管 IBM 現在幾乎成了 “大型機” 的代名詞，但多年來 IBM 在市場營銷中一直避免使用該詞，而更喜歡使用 “通用計算機” 等術語。IBM 在《計算機系統規(guī)劃》（1962 年）一書中多次提到 “通用計算機”和 “大型計算機”，但從未使用過 “mainframe”一詞。System/370 的發(fā)布（1970 年）討論的是 “中型和大型系統”。System/32 簡介（1977 年）說：“System/32 是一種通用計算機......”。1982 年發(fā)布的 3084（IBM 當時最強大的計算機）稱其為 “大型處理器”，而非大型機。

20 世紀 80 年代中期，IBM 開始使用 “mainframe” 作為營銷術語。例如，《3270 PC 指南》（1986 年）提到了 “IBM 大型計算機”。IBM 9370 信息系統宣傳冊（約 1986 年）稱，該系統 “旨在提供大型機功能”。IBM 的 3090 處理器宣傳冊（1987 年）稱其為 “先進的通用計算機”，但也提到了 “大型計算機”。390 系統小冊子（約 1990 年）討論了 “進入大型機級別”。1990 年發(fā)布的 ES/9000 稱其為 “公司有史以來功能最強大的大型機系統”。

到 2000 年，IBM 熱情地采用了大型機的標簽：z900 公告中六次使用了 “mainframe 大型機 ”一詞，稱其為 “重塑的大型機”。2003 年，IBM 公布了 “大型機憲章”，闡述了 IBM 的 “大型機價值觀 ”和 “大型機戰(zhàn)略”。現在，IBM 將 “大型機 ”這一名稱追溯到 1959 年。

大型機與普通大眾

多年來，“大型機” 一直是一個相對生僻的計算機術語，但到了 20 世紀 80 年代，它開始廣為流傳。下面的 Google Ngram 圖表顯示了 “微型計算機”、“小型計算機 ”和 “大型機” 在書籍中的流行程度。“微型計算機” 和 “小型計算機” 的流行大致反映了這兩類計算機的發(fā)展。令人意想不到的是，盡管大型機是最早的計算機，但 “mainframe” 一詞的流行卻晚于其他類型的計算機。

詞典中的定義

我研究了許多舊詞典，以了解 “mainframe” 一詞何時出現以及如何定義。概括地說，“mainframe” 于 20 世紀 70 年代末開始出現在字典中，最初的定義是將大型機與外圍設備或中央處理器對立起來。到了 20 世紀 80 年代，該定義逐漸轉變?yōu)楝F代定義，將大型機定義為大型、快速且通常是集中式的系統。這些定義比業(yè)界的用法晚了大約十年，業(yè)界在 20 世紀 70 年代就已改用現代定義。

該詞沒有出現在較早的詞典中，如《蘭登書屋大學詞典》（1968 年）和《梅里亞姆-韋伯斯特詞典》（1974 年）。我能找到的最早定義是在《韋伯斯特國際詞典》（1976 年）的補編中： “計算機，特別是計算機本身及其機柜，有別于與之相連的外圍設備"。韋氏新大學詞典》（1976 年、1980 年）中也有類似的定義。

基于 CPU 的定義出現在《蘭登書屋大學詞典》（1980 年）中： “計算機中包含中央控制和運算單元的設備，負責基本的控制和計算功能。也稱中央處理單元"。蘭登書屋詞典》（1978 年，1988 年印刷）與此類似?！睹绹鴤鹘y詞典》（1982 年、1985 年）將中央處理器和外設方法結合起來： “mainframe。計算機的中央處理單元，不包括外圍設備和遠程設備"。

作為大型計算機的現代定義與舊定義同時出現在《韋伯斯特第九版新大學詞典》（1983 年版）中： “mainframe（1964 年）：帶有機柜和內部電路的計算機；也指可同時處理多項任務的大型快速計算機"?！缎旅防飦喣?韋伯斯特詞典》（1989 年）中只出現了現代定義： 《韋伯斯特未刪節(jié)英語詞典》（1989 年）中只有現代定義：“大型快速計算機”： “大型機：一種大型高速計算機，其存儲容量大于微型計算機，通常作為小型計算機系統的中央單元。[MAIN + FRAME]"。Random House Webster's College Dictionary》（1991 年）和《Random House College Dictionary》（2001 年）也有類似的定義。

牛津英語詞典》是主要的歷史詞典，因此看看它的觀點很有意思。1989 年的《牛津英語詞典》給出了歷史定義，并將 mainframe 定義為 “任何大型或通用計算機，尤其是支持眾多外圍設備或附屬計算機的計算機”。從 1964 年到 1984 年，OED 共提供了 7 個歷史范例；最早的范例是 1964 年的《霍尼韋爾詞匯》。它引用了 1970 年的《計算機詞典》，該詞典稱，該詞 “最初是指中央處理器的主框架，算術單元和相關邏輯電路安裝在該框架上，但現在通俗地用來指中央處理器本身”。OED 還引用了惠普公司 1974 年的一則廣告，其中使用了 “mainframe” 一詞，但我認為這是一個錯誤，因為兩者的用法完全不同。

百科全書

查閱百科全書可以發(fā)現，“mainframe”一詞是在 20 世紀 80 年代初開始出現在有關計算機的討論中的，晚于詞典。20 世紀 80 年代初，許多百科全書都側重于大型計算機，而沒有使用 “mainframe” 一詞，例如《簡明科學百科全書》（1980 年）和《世界圖書》（1980 年）。在開始討論微型計算機的同時，“大型機” 一詞開始出現在《不列顛年鑒》（1980 年）和《世界年鑒》（1981 年）等增刊中。很快，百科全書也開始使用 “大型機”一詞，如《Funk & Wagnalls 百科全書》（1983 年）、《Encyclopedia Americana》（1983 年）和《World Book》（1984 年）。到了 1986 年，甚至連《Doubleday 兒童年鑒》也出現了 “大型計算機”。

報紙

我查閱了舊報紙，以追蹤 “mainframe”一詞的使用情況。下圖顯示了 “mainframe”在報紙中的使用情況。曲線顯示，在 20 世紀 80 年代，“mainframe” 一詞的使用率呈上升趨勢，而到了 20 世紀 90 年代末，其使用率則急劇下降。報紙上的曲線圖與上面的書籍曲線圖基本吻合，不過報紙上的曲線圖在 20 世紀 90 年代末的下降幅度要大得多。也許大型機不再是新聞，但人們仍然在寫關于大型機的書。

最早出現在報紙上的是招聘員工的分類廣告，例如，1960 年《舊金山觀察家報》刊登的一則招聘廣告，招聘 “監(jiān)視和控制電子計算機主機運行......以及操作外圍設備...... ”的人員，以及 1966 年《費城問詢報》刊登的一則招聘廣告，招聘 “擁有數字計算機Bkgrnd [原文如此]（外圍設備或主機）的男性 ”。

到 1970 年，“mainframe”開始出現在新聞報道中，例如 “沒有mainframe，計算機就無法工作”。到 1971 年，“mainframe 中央處理器 ”和“‘mainframe’計算機制造商 ”等短語的使用有所增加。1972 年，出現了 “mainframe 或中央處理單元是任何計算機的核心，負責所有計算”等用法。1975 年的一篇文章解釋說：“‘mainframe’是業(yè)界對計算機本身的稱呼，與之相對的是打印機等相關設備，它們被稱為‘外圍設備’”。到 1980 年，微型計算機和小型計算機開始出現： “所有硬件類別--大型機、小型機、微型機和終端機。”大型機和微型機開始被關聯起來"。

到 1985 年，mainframe 已不僅僅是中央處理器，而是一種計算機類型： “如今，要給'大型機'下定義都很困難。一種定義是，它的電子大腦是一個中央處理器（CPU），可以同時處理至少 32 位的信息......"。......更好的區(qū)別是，大型機有許多處理器，因此可以同時處理多項工作"。文章還討論了 “微型機對大型機的挑戰(zhàn)”，并提出 "購買大型機，而不是微型機？

到 1990 年，對大型機的描述變得華麗起來： “在玻璃幕墻房間里工作的巨大機器“、”為企業(yè)承擔全部計算負荷的大型燃燒器“、”龐然大物般的數據運算機“、”直到 20 世紀 80 年代一直主導計算的房間大小的機器“、”構成許多數據處理中心核心的巨型工作母機“、”但并不是原始的中央處理能力使大型機成為大型機。大型計算機的價格要高得多，因為它們擁有復雜得多的輸入/輸出系統"。

結論

在對檔案文件進行廣泛搜索后，我發(fā)現 “mainframe” 一詞的使用可追溯到 1952 年，比以前報道的時間要早得多。特別是，在 IBM 701 計算機中引入框架包裝后，“mainframe” 一詞就被用于該計算機和后來的計算機。該詞的含義多種多樣，多年來一直相當模糊。20 世紀 70 年代中期，該詞開始用于描述大型計算機，這基本上就是它的現代含義。20 世紀 80 年代，該詞脫離了計算機行業(yè)，出現在字典、百科全書和報紙上。在 20 世紀 90 年代達到頂峰后，該詞的使用率有所下降（與大型計算機的衰落同步），但該詞和大型計算機都繼續(xù)存在。

有兩個因素促使 “mainframe” 一詞在 20 世紀 80 年代流行起來，其目前的含義是大型計算機。首先，“微型計算機”和 “小型計算機” 這兩個術語導致了語言上的壓力，要求為大型計算機設立一個平行的術語。例如，商業(yè)媒體需要一個詞來描述 IBM 和其他大型計算機制造商。雖然 “服務器” 是現代術語，但 “大型機” 在當時很容易就能勝任這一角色，而且與 “微型計算機”和 “小型機” 非常相稱。

其次，直到 20 世紀 80 年代，“計算機” 的原型都是大型主機，典型的是 IBM。但隨著 20 世紀 80 年代初數百萬臺家用電腦的銷售，“計算機” 的原型轉向了小型機。但是，隨著 20 世紀 80 年代初數百萬臺家用電腦的售出，“電腦 ”的原型逐漸轉向小型機。換句話說，如果你在 20 世紀 70 年代談論大型計算機，你可以說 “計算機”，人們會認為你指的是大型機。但如果你在 20 世紀 80 年代說 “計算機”，你就需要澄清它是否是大型計算機。

mainframe 這個詞已經有近 75 年的歷史，在此期間，計算機和這個詞都經歷了巨大的變化。“大型機之死” 的說法已經流傳了 30 多年，但大型機仍然屹立不倒。誰知道再過 75 年，“mainframe” 還會有什么意義呢？

原文轉載自：https://www.righto.com/2025/02/origin-of-mainframe-term.html經翻譯及校對。