电子技术发展史
电子技术是19年底,20世纪初开始发展的新技术。它在20世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为现代科学技术发展的重要标志。
第一代电子产品以电子管为核心(1904),体积大,功耗大,寿命短(灯丝寿命)。
第一台电子计算机重30吨,用了18000个电子管,耗电25千瓦。
第一个半导体晶体管诞生于20世纪40年代末。特点:体积小、重量轻、省电、寿命长。
第一个集成电路于20世纪50年代末问世。特点:一个小小的硅片上集成了很多晶体管,更省电,有利于电子产品的小型化。
随后,集成电路从小规模集成电路发展到大规模和超大规模集成电路,从而使电子产品向高效率、低功耗、高精度、高稳定性和智能化方向发展。
因为电子计算机发展的四个阶段可以充分说明电子技术发展的四个阶段的特点,下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点:
世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功,命名为ENIAC(电子数值积分器和计算器)。这台计算机用了18800个电子管,占地170平方米,重30吨,耗电140千瓦,造价40多万美元。它是一个既昂贵又耗电的“怪物”。由于它使用电子电路进行算术运算、逻辑运算和存储信息,大大提高了运算速度。ENIAC每秒可以加减5000次,将计算轨迹的时间缩短到30秒。起初是专门用于弹道计算,后来几经改进成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从1946年2月到最后断电的1955年2月,ENIAC服役了9年。尽管ENIAC仍然有许多弱点,但它仍然是人类计算工具发展史上不朽的里程碑。它的成功为提高运算速度开辟了极其广阔的可能性。它的出现标志着电子计算机时代的到来。此后,电子计算机在解放人类智能的道路上突飞猛进。与第一次工业革命中的蒸汽机相比,电子计算机在人类社会中的作用更加重要。
在ENIAC问世以来的短短四十多年里,电子计算机的发展极其迅速。迄今为止,其发展大致经历了以下四代:
第一代(1946?1957)是一台电子计算机。它的基本电子元件是电子管。内部存储器使用水银延迟线,外部存储器主要使用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制,运算速度只有每秒几千到几万个基本运算,记忆容量也只有几千字。编程语言处于最低级,主要用二进制机器语言编程,后期用汇编语言编程。所以第一代电脑体积大,耗电多,速度慢,成本高,使用不方便;主要限于一些军事和科研部门进行科学计算。
第二代(1958?1970)是晶体管电脑。1948年,贝尔实验室发明了晶体管。10年后,晶体管取代了计算机中的电子管,晶体管计算机诞生了。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管,内部存储器使用大量磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比,晶体管计算机具有体积小、功耗低、成本低、逻辑功能强、使用方便、可靠性高等优点。
第三代(1963?1970)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展,1958年夏天,德州公司做出了第一个半导体集成电路。集成电路是由几十个或几百个电子元件集中在几平方毫米的基板上组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路。磁芯存储器进一步发展,使用性能更好的半导体存储器,运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路,第三代计算机的性能有了很大的提高:体积缩小了,价格降低了,功能增强了,可靠性大大提高了。
第四代(1971年?前几天)是大规模集成电路计算机。随着集成了几千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现,电子计算机的发展进入了第四代。第四代计算机的基本部件是大规模集成电路,甚至是超大规模集成电路。高集成度的半导体存储器取代磁芯存储器,运算速度可以达到每秒百万次甚至上亿次基本运算。
电子元器件是一个电子电路(系统)最基本的单元:电路的正常运行(合理的功能)是从各个器件的正常工作开始的。
电子元器件在电子技术的发展中起着关键作用:元器件的发展促进了技术创新,新技术的发展又进一步对元器件的发展提出了新的要求和空间。
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