"Mainframe(大型机)"一词的起源与意外演变

“这篇文章深入探讨了“mainframe”一词的起源和演变。它最初指IBM 701计算机（1952年）中被称为“frames”的盒子，尤其是“main frame”。随着时间推移，该词的含义从计算机的一部分转变为一种计算机类型，即大型、复杂的计算机。”

"Mainframe"这个指代大型复杂计算机的术语从何而来？多数资料认为该词与早期计算机的机架结构相关，但具体细节却语焉不详。事实上，其历史渊源比人们想象的更加有趣且复杂。

根据我的研究，最早使用"main frame"术语的计算机是IBM 701（1952年）。该机型由多个被称为"frames（框架）"的机箱组成：包含两个电源机架、一个配电架、静电存储架、磁鼓架、磁带架，以及最重要的主框架。下图所示文档中展示的正是IBM 701的主框架结构。

该图示展示了IBM 701主框架如何通过开合设计接触内部电路结构。图片源自IBM《Type 701 EDPM电子数据处理机安装手册》（计算机历史博物馆馆藏档案）

"Mainframe"的语义经历了从计算机部件到计算机类型的重大转变：数十年间，该词指代的是计算机的物理机箱实体（与现代用法不同，这种"大型机"可能包含小型计算机甚至微型计算机），同时也是"中央处理器"的同义词。1970年代开始形成现代含义——专指用于交易处理或商业应用的高性能大型计算机，但这一新含义完全取代旧有语义竟耗费了数十年时间。本文将详细考证这些语义流变的历史脉络。

早期计算机与"main frame"的起源

早期计算机采用面板式结构、柜式封装、机架系统及设备舱位等多种安装与封装技术，这使得计算机的安装或迁移极为困难，往往需要动用起重机或拆除墙体。为突破这一困境，IBM 701计算机的设计团队创新性地开发出模块化封装方案：整机被拆解为可通过标准门框通行、适配常规电梯尺寸，并能通过普通卡车或航空设施运输的独立单元组件。这些单元由金属框架与覆盖面板构成，故被统称为"frame 框架"。各框架按功能命名，如电源框架、磁带框架等，而作为计算机核心的单元自然被命名为"main frame 主框架"。

在IBM 701的内部技术文档中，"主框架"（main frame）作为计算机核心机箱的专用术语频繁出现，与"电源框架"（power frame）、"磁芯框架"（core frame）等功能单元并列。例如，在系统原理图中，每个元件都标注了其所在的框架位置，其中"MF"即代表主框架（如右图所示）。但值得注意的是，IBM对外发布的701计算机资料中却采用了"单元"（units）而非"框架"来指代这些组件，形成技术术语的内外差异。

1950年代，除IBM 701外，部分早期计算机系统也使用过这一术语：

JOHNNIAC计算机项目进展报告（1952年8月8日）记载："JOHNNIAC主框架已就绪，可安装寄存器"，并计划于"10月在JOHNNIAC主框架内测试运算单元"；

1953年关于RAND计算机的文献提及"主框架已建造完成并完成部分线路布设"；

1955年东部计算机会议论文集将ERMA计算机的主体结构明确标注为"主框架"。

IBM 701操作员与控制台实景（图片源自美国国家海洋和大气管理局）

图中可见左侧移除外壳的主框架结构，中央为控制台，右侧带仪表盘的电源框架。该影像直观呈现了早期计算机系统的物理布局特征。

从弹道研究实验室（BRL）报告看"主框架"术语的演进
BRL实验室发布的美国计算机普查报告清晰展现了术语演变轨迹：

1955年报告显示当时多数计算机采用柜式或机架式结构，仅IBM 650、701、704三款机型使用"主框架"表述；

1961年报告中"主框架"已扩展至IBM 702/705/709/650 RAMAC、Univac FILE 0/FILE I、RCA 501、READIX及Teleregister Telefile等机型，表明该术语虽应用范围扩大，但仍主要作为IBM系产品的技术标签。

微型计算机物理机箱语境下的"主框架"概念

现代术语体系中，"大型机"（mainframe）与小型计算机或微型计算机存在明确区分。但在1980年代之前，"mainframe"一词亦可指代小型机或微型计算机的主体物理结构——例如"小型机主框架"并非指高性能小型机，而是单纯描述其主机箱部件。具体案例包括：

DEC PDP-11（小型机经典机型）的技术文档中仍使用"mainframe"指代其核心机箱组件；

桌面级设备HP 2115A与Varian Data 620i的物理架构说明中同样存在"mainframe"表述；

1981年技术著作《小型与微型计算机》（Mini and Microcomputers）仍在讨论"小型机主框架"概念。

微型计算机也有 mainframe：《无线电电子学》杂志1978年封面（见上图）宣称"拥有您的个人电脑：极客专属Mainframes"。该刊1979年3月《个人计算机入门》文章明确表述："首要选择在于确定 mainframe 或计算机实际容置机箱"；技术发烧友杂志《BYTE》在1970年代至1980年代初仍使用"mainframe"指代微处理器机箱。值得注意的是，《BYTE》同一期内容中，"mainframe"既可指代IBM大型计算机系统，亦用于描述家用电脑主机箱，生动印证两种语义在过渡期的共存状态。

Main Frame 与 CPU 的语义融合

语言转喻机制推动"主框架"（main frame）实现了从物理机箱实体到功能核心单元的语义迁移。这一过程体现为：原指代计算机金属框架的术语，逐渐通过关联性指代框架内承载的核心运算部件——中央处理器（CPU）。

目前可考的最早语义转换实例见于1955年《数据处理系统综览》："中央处理器 CPU 存在多种称谓：算术与逻辑单元（原文拼写有误）、主框架、计算机本体等，但通常我们称其为中央处理器"。类似定义在1957年6月《无线电电子学》杂志第37页得到印证："算术运算由机器的运算单元执行，该部件有时也被称为'主框架'"。

美国农业部《自动数据处理术语表》（1960年）确立技术规范："MAIN FRAME —— 计算机系统的中央处理器，包含主存储器、运算单元及专用寄存器组"。值得指出的是，"专用寄存器组"这一表述实为长期沿用的技术误植。该定义在1962年政府版《自动数据处理术语表》中被引用并扩展，成为"政府行政部门官员与雇员权威参考标准"（如下图），后续更被牛津英语词典等重要文献收录19。

至1980年代初，将"主框架"（mainframe）等同于中央处理器的定义已显陈旧：IBM在《数据处理、通信与办公系统术语集》（1981）中明确指出"mainframe"作为'processing unit'（处理单元）的用法已被弃用；《美国国家信息处理系统词典》（1982）采取相似立场；《计算机与商业信息处理》（1983）则以更直白的方式断言："根据官方定义，'大型机'与'中央处理器'实为同义词——但现实中根本无人如此使用该词。"

Mainframe VS 外设

有些词典没有将 mainframe 定义为中央处理器，而是将 mainframe 与 “外围设备”（计算机的输入/输出设备）对立起来。例如，《IFIP-ICC 信息处理词汇》（1966 年）将 “中央处理器 ”和 “mainframe ”定义为 “自动数据处理系统中不被视为外围设备的部分”。计算机词典》（1982 年）的定义是：“mainframe--计算机的基本部分，即包含计算机系统中央处理器和控制元件的部分，与通常具有输入-输出或内存性质的外围设备或远程设备相对应”。

第二个原因是，mainframe 与外围设备的划分反映了计算机行业的构成，尤其是在 20 世纪 60 年代末和 70 年代。计算机系统由以 IBM 为首的少数几家公司制造。兼容的 I/O 设备和内存由许多其他公司制造，这些公司的销售价格低于 IBM。有关计算机行业的出版物需要方便的术语来描述这两个行业部门，因此经常使用 “大型机制造商 ”和 “外围设备制造商”。

Main Frame 还是 Mainframe？

一个有趣的语言变化是，“main frame”从两个独立的词变成了一个复合词：或者是带连字符 “main-frame”，或者是单词 “mainframe”。这表明 “main frame”从框架的一种变为 “主机” 的一个新概念。我找到的连字符 “main-frame ”最早出现在 1959 年的 IBM 信息检索系统会议上。同年，“mainframe ”作为一个非连词出现在 Datamation 中，提到了 NEAC2201 计算机的主机。1962 年，《IBM 7090 安装说明》提到了 “大型主机诊断和可靠性计划”。(奇怪的是，该文件还在多处使用了 “main frame”这两个词）。1962 年出版的《信息检索管理》一书讨论了文档查询需要花费多少计算机时间：“运行 100 个或更多机器问题可能需要 2 到 5 分钟的主机时间”。这表明，到 1962 年，“主机 ”在语义上已经转变为一个新词 “mainframe”。

微型计算机的兴起以及 “mainframe”如何成为一类计算机

到目前为止，我已经介绍了 “mainframe”是如何从计算机中的一个物理框架开始，进而概括为对中央处理器的描述。但是，“mainframe”是如何从计算机的一部分变为一类计算机的呢？这是一个渐进的过程，主要发生在 20 世纪 70 年代中期，因为微型计算机和小型计算机的兴起，使得人们需要一个词来描述大型计算机。

尽管微型计算机、小型机和大型机现在被视为不同的类别，但最初的情况并非如此。例如，1966 年的一份计算机购买指南将从桌面大小到 70,000 平方英尺的计算机归为一类。然而，大约在 1968 年，“微型计算机 ”一词诞生了，用来描述小型计算机。据说，英国 DEC 公司的负责人受迷你裙和迷你小汽车的启发，创造了这一术语。

20 世纪 70 年代，“大型机” 逐渐成为有别于 “微型计算机 ”的一个独立类别。早期的一个例子是 Datamation (1970)，其中描述了各种规模的系统： “大型机、微型计算机、数据记录器、转换器、阅读器和分拣机、终端"。1972 年，颇具影响力的商业报告《EDP》首次将大型机与微型计算机区分开来。微型计算机与大型机之间的界限颇具争议，《区分微型机、大型机和微型机、微型机或大型机？Confusion persists》（1981 年）等文章试图澄清这一问题。

随着微处理器的发展，计算机开始被分为大型机、微型机或小型机。例如，1975 年《计算机世界》的一篇文章讨论了微型计算机如何与微型计算机和大型机竞争。亚当-奥斯本（Adam Osborne）的《微型计算机导论》（1977 年）按价格、功率和尺寸将计算机分为大型机、小型机和微型机。他指出了不同类别之间的大量重叠，并回避了具体的定义，他说：“微型计算机就是微型计算机，大型机就是大型机，因为制造商就是这么称呼它的”。

20 世纪 80 年代末，计算机行业词典开始将 mainframe 定义为大型计算机，并经常明确将其与微型计算机或微机进行对比。到 1990 年，这些词典还提到了大型机的联网功能。

IBM 对“大型机”标签的接纳

尽管 IBM 现在几乎成了 “大型机” 的代名词，但多年来 IBM 在市场营销中一直避免使用该词，而更喜欢使用 “通用计算机” 等术语。IBM 在《计算机系统规划》（1962 年）一书中多次提到 “通用计算机”和 “大型计算机”，但从未使用过 “mainframe”一词。System/370 的发布（1970 年）讨论的是 “中型和大型系统”。System/32 简介（1977 年）说：“System/32 是一种通用计算机......”。1982 年发布的 3084（IBM 当时最强大的计算机）称其为 “大型处理器”，而非大型机。

20 世纪 80 年代中期，IBM 开始使用 “mainframe” 作为营销术语。例如，《3270 PC 指南》（1986 年）提到了 “IBM 大型计算机”。IBM 9370 信息系统宣传册（约 1986 年）称，该系统 “旨在提供大型机功能”。IBM 的 3090 处理器宣传册（1987 年）称其为 “先进的通用计算机”，但也提到了 “大型计算机”。390 系统小册子（约 1990 年）讨论了 “进入大型机级别”。1990 年发布的 ES/9000 称其为 “公司有史以来功能最强大的大型机系统”。

到 2000 年，IBM 热情地采用了大型机的标签：z900 公告中六次使用了 “mainframe 大型机 ”一词，称其为 “重塑的大型机”。2003 年，IBM 公布了 “大型机宪章”，阐述了 IBM 的 “大型机价值观 ”和 “大型机战略”。现在，IBM 将 “大型机 ”这一名称追溯到 1959 年。

大型机与普通大众

多年来，“大型机” 一直是一个相对生僻的计算机术语，但到了 20 世纪 80 年代，它开始广为流传。下面的 Google Ngram 图表显示了 “微型计算机”、“小型计算机 ”和 “大型机” 在书籍中的流行程度。“微型计算机” 和 “小型计算机” 的流行大致反映了这两类计算机的发展。令人意想不到的是，尽管大型机是最早的计算机，但 “mainframe” 一词的流行却晚于其他类型的计算机。

词典中的定义

我研究了许多旧词典，以了解 “mainframe” 一词何时出现以及如何定义。概括地说，“mainframe” 于 20 世纪 70 年代末开始出现在字典中，最初的定义是将大型机与外围设备或中央处理器对立起来。到了 20 世纪 80 年代，该定义逐渐转变为现代定义，将大型机定义为大型、快速且通常是集中式的系统。这些定义比业界的用法晚了大约十年，业界在 20 世纪 70 年代就已改用现代定义。

该词没有出现在较早的词典中，如《兰登书屋大学词典》（1968 年）和《梅里亚姆-韦伯斯特词典》（1974 年）。我能找到的最早定义是在《韦伯斯特国际词典》（1976 年）的补编中： “计算机，特别是计算机本身及其机柜，有别于与之相连的外围设备"。韦氏新大学词典》（1976 年、1980 年）中也有类似的定义。

基于 CPU 的定义出现在《兰登书屋大学词典》（1980 年）中： “计算机中包含中央控制和运算单元的设备，负责基本的控制和计算功能。也称中央处理单元"。兰登书屋词典》（1978 年，1988 年印刷）与此类似。《美国传统词典》（1982 年、1985 年）将中央处理器和外设方法结合起来： “mainframe。计算机的中央处理单元，不包括外围设备和远程设备"。

作为大型计算机的现代定义与旧定义同时出现在《韦伯斯特第九版新大学词典》（1983 年版）中： “mainframe（1964 年）：带有机柜和内部电路的计算机；也指可同时处理多项任务的大型快速计算机"。《新梅里亚姆-韦伯斯特词典》（1989 年）中只出现了现代定义： 《韦伯斯特未删节英语词典》（1989 年）中只有现代定义：“大型快速计算机”： “大型机：一种大型高速计算机，其存储容量大于微型计算机，通常作为小型计算机系统的中央单元。[MAIN + FRAME]"。Random House Webster's College Dictionary》（1991 年）和《Random House College Dictionary》（2001 年）也有类似的定义。

牛津英语词典》是主要的历史词典，因此看看它的观点很有意思。1989 年的《牛津英语词典》给出了历史定义，并将 mainframe 定义为 “任何大型或通用计算机，尤其是支持众多外围设备或附属计算机的计算机”。从 1964 年到 1984 年，OED 共提供了 7 个历史范例；最早的范例是 1964 年的《霍尼韦尔词汇》。它引用了 1970 年的《计算机词典》，该词典称，该词 “最初是指中央处理器的主框架，算术单元和相关逻辑电路安装在该框架上，但现在通俗地用来指中央处理器本身”。OED 还引用了惠普公司 1974 年的一则广告，其中使用了 “mainframe” 一词，但我认为这是一个错误，因为两者的用法完全不同。

百科全书

查阅百科全书可以发现，“mainframe”一词是在 20 世纪 80 年代初开始出现在有关计算机的讨论中的，晚于词典。20 世纪 80 年代初，许多百科全书都侧重于大型计算机，而没有使用 “mainframe” 一词，例如《简明科学百科全书》（1980 年）和《世界图书》（1980 年）。在开始讨论微型计算机的同时，“大型机” 一词开始出现在《不列颠年鉴》（1980 年）和《世界年鉴》（1981 年）等增刊中。很快，百科全书也开始使用 “大型机”一词，如《Funk & Wagnalls 百科全书》（1983 年）、《Encyclopedia Americana》（1983 年）和《World Book》（1984 年）。到了 1986 年，甚至连《Doubleday 儿童年鉴》也出现了 “大型计算机”。

报纸

我查阅了旧报纸，以追踪 “mainframe”一词的使用情况。下图显示了 “mainframe”在报纸中的使用情况。曲线显示，在 20 世纪 80 年代，“mainframe” 一词的使用率呈上升趋势，而到了 20 世纪 90 年代末，其使用率则急剧下降。报纸上的曲线图与上面的书籍曲线图基本吻合，不过报纸上的曲线图在 20 世纪 90 年代末的下降幅度要大得多。也许大型机不再是新闻，但人们仍然在写关于大型机的书。

最早出现在报纸上的是招聘员工的分类广告，例如，1960 年《旧金山观察家报》刊登的一则招聘广告，招聘 “监视和控制电子计算机主机运行......以及操作外围设备...... ”的人员，以及 1966 年《费城问询报》刊登的一则招聘广告，招聘 “拥有数字计算机Bkgrnd [原文如此]（外围设备或主机）的男性 ”。

到 1970 年，“mainframe”开始出现在新闻报道中，例如 “没有mainframe，计算机就无法工作”。到 1971 年，“mainframe 中央处理器 ”和“‘mainframe’计算机制造商 ”等短语的使用有所增加。1972 年，出现了 “mainframe 或中央处理单元是任何计算机的核心，负责所有计算”等用法。1975 年的一篇文章解释说：“‘mainframe’是业界对计算机本身的称呼，与之相对的是打印机等相关设备，它们被称为‘外围设备’”。到 1980 年，微型计算机和小型计算机开始出现： “所有硬件类别--大型机、小型机、微型机和终端机。”大型机和微型机开始被关联起来"。

到 1985 年，mainframe 已不仅仅是中央处理器，而是一种计算机类型： “如今，要给'大型机'下定义都很困难。一种定义是，它的电子大脑是一个中央处理器（CPU），可以同时处理至少 32 位的信息......"。......更好的区别是，大型机有许多处理器，因此可以同时处理多项工作"。文章还讨论了 “微型机对大型机的挑战”，并提出 "购买大型机，而不是微型机？

到 1990 年，对大型机的描述变得华丽起来： “在玻璃幕墙房间里工作的巨大机器“、”为企业承担全部计算负荷的大型燃烧器“、”庞然大物般的数据运算机“、”直到 20 世纪 80 年代一直主导计算的房间大小的机器“、”构成许多数据处理中心核心的巨型工作母机“、”但并不是原始的中央处理能力使大型机成为大型机。大型计算机的价格要高得多，因为它们拥有复杂得多的输入/输出系统"。

结论

在对档案文件进行广泛搜索后，我发现 “mainframe” 一词的使用可追溯到 1952 年，比以前报道的时间要早得多。特别是，在 IBM 701 计算机中引入框架包装后，“mainframe” 一词就被用于该计算机和后来的计算机。该词的含义多种多样，多年来一直相当模糊。20 世纪 70 年代中期，该词开始用于描述大型计算机，这基本上就是它的现代含义。20 世纪 80 年代，该词脱离了计算机行业，出现在字典、百科全书和报纸上。在 20 世纪 90 年代达到顶峰后，该词的使用率有所下降（与大型计算机的衰落同步），但该词和大型计算机都继续存在。

有两个因素促使 “mainframe” 一词在 20 世纪 80 年代流行起来，其目前的含义是大型计算机。首先，“微型计算机”和 “小型计算机” 这两个术语导致了语言上的压力，要求为大型计算机设立一个平行的术语。例如，商业媒体需要一个词来描述 IBM 和其他大型计算机制造商。虽然 “服务器” 是现代术语，但 “大型机” 在当时很容易就能胜任这一角色，而且与 “微型计算机”和 “小型机” 非常相称。

其次，直到 20 世纪 80 年代，“计算机” 的原型都是大型主机，典型的是 IBM。但随着 20 世纪 80 年代初数百万台家用电脑的销售，“计算机” 的原型转向了小型机。但是，随着 20 世纪 80 年代初数百万台家用电脑的售出，“电脑 ”的原型逐渐转向小型机。换句话说，如果你在 20 世纪 70 年代谈论大型计算机，你可以说 “计算机”，人们会认为你指的是大型机。但如果你在 20 世纪 80 年代说 “计算机”，你就需要澄清它是否是大型计算机。

mainframe 这个词已经有近 75 年的历史，在此期间，计算机和这个词都经历了巨大的变化。“大型机之死” 的说法已经流传了 30 多年，但大型机仍然屹立不倒。谁知道再过 75 年，“mainframe” 还会有什么意义呢？

原文转载自：https://www.righto.com/2025/02/origin-of-mainframe-term.html经翻译及校对。