1976年,美國矽穀的天才人物、“金童”喬布斯和沃茲匹克這兩個年僅20歲的青年設計成功了“蘋果”微型機,為計算機進入家庭首開先河。隨後,又迅速以新產品“麗莎”投放市場。微型機獲得了巨大的發展。
1981年8月12日,國際商用機器公司(IBM)推出第一代個人電腦,它的銷售達到百萬台以上。世界計算機產業從此獲得迅猛發展。1981年,美國所使用的計算機隻有23萬台左右,到1991年,美國已擁有計算機5500萬台以上,全世界則有1.1億台以上。計算機的能力在不斷提高,大約每兩年提高1倍。僅僅10年的時間,個人電腦的運算速度就發展到為原來的20倍,內存儲能力為原來的64倍,磁盤存儲能力則提高了500倍。
應用集成電路
1964年4月7日,美國IBM公司同時在14個國家、全美63個城市宣告,世界上第一個采用集成電路的通用計算機係列IBM360係統研製成功,該係列有大、中、小型計算機,共6個型號,它兼顧了科學計算和事務處理兩方麵的應用,各種機器全都相互兼容,適用於各方麵的用戶,具有全方位的特點,正如羅盤有360度刻度一樣,所以取名為360。它的研製開發經費高達50億美元,是研製第一顆原子彈的曼哈頓計劃的2.5倍。
IBM360係統是最早使用集成電路元件的通用計算機係列,它開創了民用計算機使用集成電路的先例,計算機從此進入了集成電路時代。IBM360成為第三代計算機的裏程碑。
1958年,世界上第一個集成電路誕生時,隻包括一個晶體管,兩個電阻和一個電阻——電容網絡。
到20世紀70年代,在相當於拇指甲那樣大的約1平方厘米的芯片上,就可以集成上百萬個電子元件。因為它看起來隻是一塊小小的矽片,因此人們常把它稱為芯片。與晶體管相比,集成電路體積更小,功耗更低,可靠性更高,造價更低,因此得到迅速發展。
運算器
運算器包括算術邏輯單元(ALU)、累加器、標誌寄存器、寄存器組等。算術邏輯單元是運算器的主要部件,完成指令係統所規定的各種運算。標誌寄存器也稱程序狀態字寄存器,存放反映運算結果的各種特征,如有無進位、是否溢出等。寄存器組包括通用寄存器組和專用寄存器組。前者為C05內部的高速數據暫存器,後者包括程序計數器、堆棧指示器、變址寄存器等。
移動單個原子開關
國際商用機器公司(IBM)的研究人員在顯微實驗中發現,他們通過在兩個微型電極之間移動氣體元素氙的一個原子,能啟動和製止電流的流通。為製造這種原子開關,IBM的科研小組采用掃描隧道顯微鏡,使用一種級細的電子針“觸摸”一個物體表麵的原子,把一個氙原子置於兩個電極之間的位置。當氙原子位於鎳麵上時,電導就低,如果使該原子躍至掃描隧道顯微鏡頂端,電導就高,從而形成開關電流。隻要簡單地反向改變電壓脈衝的極性,就能使該原子朝兩個方向中的任一方向跳躍重複地觸動開關。
這一發現將會為未來在原子尺度上生產電子器件奠定基礎。科學家認為,這項研究工作開辟了製造原子大小的電子器件的前景,從而使未來一個直徑為12英寸的計算機矽磁盤上的原子集束,將具有儲存美國國會圖書館全部藏書內容的潛力。
印刷電路技術
印刷電路技術使電子設備的批量生產變得簡單易行,為電子產品的機械化、自動化生產奠定了基礎。50年代以來,包括通信設備在內的各種電子產品取得的大幅度進展都與采用印刷電路工藝密不可分。
隨著印刷電路製造水平的不斷提高,製作出的印刷電路可達到很高的精度,從而把電路板的生產製造推向一個嶄新的階段。在印刷行業進行製版時,通過拍攝可以將一幅很大的圖片縮小到一定的尺寸。在製造印刷電路時,同樣也可以把電子線路圖縮小製版,使之成為麵積很小、線路複雜而可靠性卻又很高的電子線路板。這種印刷電路板,對於線路複雜、可靠性要求很高的通信設備和計算機來說,是十分適用的。印刷電路技術的發展,為隨後集成電路的發明,奠定了必要的技術基礎。
印刷電路的發明
現在,通信產品、計算機和其他幾乎全部的電子產品,都使用了印刷電路。印刷電路技術的發展和完善,為改變世界麵貌的發明——集成電路的問世,創造了條件。
印刷電路是奧地利電氣工程師保·艾斯勒於20世紀30年代中期發明的,但直到40年代中期,印刷電路的作用才為世人所知。
在印刷行業,為了在紙上印刷出圖片,通常采用照相製版技術。即通過照相,把拍攝下來的圖片底版,蝕刻在銅版或鋅版上,用這種銅版或鋅版,就可印刷出許許多多的圖片來。
艾斯勒在製造電路板時,也采用與印刷業類似的製版方式進行嚐試。他先畫出電子線路圖,再把線路圖蝕刻在覆蓋有一層銅箔的絕緣板上,使不需要的銅箔被蝕刻掉,隻留下導通的線路。這樣,各個電子元件,就通過這塊板上銅箔所形成的電路相互連接起來了。這種印刷線路,既能提高電子產品的可靠性,又能大大提高生產效率,對開發電子新產品有極大的價值和潛力。