一、摩尔定律是在什么前提下说出来的?故事背景是什么?
“摩尔定律”的“始作涌者”是戈顿·摩尔,大名鼎鼎的芯片制造厂商Intel公司的创始人之一。20世纪50年代末至用年代初半导体制造工业的高速发展,导致了“摩尔定律”的出台。
早在1959年,美国著名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓“光刻”技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。只要“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。
戈登·摩尔
1965年4月19日,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的发展趋势作出预言。据他推算,到1975年,在面积仅为四分之一平方英寸的单块硅芯片上,将有可能密集65000个元件。他是根据器件的复杂性(电路密度提高而价格降低)和时间之间的线性关系作出这一推断的,他的原话是这样说的:“最低元件价格下的理杂性每年大约增加一倍。可以确信,短期内这一增长率会继续保持。即便不是有所加快的话。而在更长时期内的增长率应是略有波动,尽管役有充分的理由来证明,这一增长率至少在未来十年内几乎维持为一个常数。”这就是后来被人称为“摩尔定律”的最初原型。
二、二十世纪的十大发明是什么?
在我们这个世纪有数百种科学发明,它们与我们的日常生活密切相关。它们改变了我们的世纪,改变了我们的生活。它们使我们的生活丰富多彩,舒适美满。美国《科学世界》杂志从众多的发明中,选出了改变二十世纪的十大发明:
1.拉链1883年,威特科姆·贾德森发明了拉链。世界上数百万人日常生活中使用的这件小玩艺儿在1883年芝加哥世界博览会首次展出时,并未引起人们的重视,1931年才开始传遍全球,广泛用于钱包、手提带、背包、衣裤等。
2.集成电路1946年,重30吨的美国第一台计算机里有18,000个真空管。目前,一台电脑就可担负起它的所有功能而且还多。真空管不断被更小更适用的晶体管所代替。电视机、收音机的体积和重量因此也减小了,电子设备的价格也大大下降。最终,集成电路会代替全部晶体管。
3.飞机飞机改变了二十世纪。人们可比以前旅行的更远更快、更容易、更舒适。在1880年,从美国纽约到洛杉矶乘最快的火车需3个月;乘最快的船绕道南美需6个月。今天乘飞机仅需6小时。
4.飞艇在飞机出现以前,飞艇是人类唯一的空中运输工具。
5.水中呼吸器在水中呼吸是古人的一种梦想。1942年,卡斯蒂龙和工程师埃米尔使古人的梦想变成了现实。他们发明了水中呼吸器。更重要的是他们发明了空气调节器。当潜水员下潜时,空气调节器可自动调整氧气的供给量。水中呼吸器为人类开发海洋做出了巨大贡献。空气调节器还将服务于人类开发外层空间。
6.石膏绷带在众多的发明中可能数它微不足道,但却相当重要。在1936年发明的石膏绷带初用于骨折整形。在此之前,人若折断一块骨头,就可能导致死亡。
7.尼龙100年前,差不多所有的衣料都是用植物纤维或动物皮毛由人工制成。1938年,美国人尼莫尔发明了尼龙。两年内降落伞开始用上尼龙布,女人们穿起了尼龙长统袜。今天,多数布料含有大量尼龙。尼龙被称为我们人类使用的数百种合成原料之祖。
8.火箭火箭被广泛用于气象探测、各类卫星及航天器的发射。1924年美国人罗伯特的小型火箭向空中仅射出220英尺。今天的火箭可把卫星发射到2.28万英里的高空。
9.电视1930年,21岁的法恩斯沃斯发明了一个电视系统。1931年7月21日世界上第一家电视广播台问世。目前,电视正在进一步普及和发展。
10.电冰箱1926年瑞典人普拉顿发明了第一台电冰箱,它是人类生活的好帮手。目前,与电视机一们,它已成为许多家庭电气化不可缺少的一部分。
三、按逻辑划分,计算机的发展可分为哪四个阶段
1.第一阶段 电子管计算机(1946~1957年)
主要特点是:
(1)采用电子管作为基本逻辑部件,体积大,耗电量大,寿命短,可靠性大, 成本高。
(2)采用电子射线管作为存储部件,容量很小, 后来外存储器使用了磁鼓存储信息,扩充了容量。
(3)输入输出装置落后,主要使用穿孔卡片,速度慢,容易出去使用十分不便。 (4)没有系统软件,只能用机器语言和汇编语言编程。
2.第二阶段 晶体管计算机 (1958~1964年)
主要特点是:
(1)采用晶体管制作基本逻辑部件,体积减小,重量减轻,能耗降低,成本下降,计算机的可靠性和运算速度均得到提高。
(2)普遍采用磁芯作为贮存器,采用磁盘/磁鼓作为外存储器。
(3)开始有了系统软件(监控程序),提出了操作系统概念,出现了高级语言。
3.第三阶段 集成电路计算机 (1965~1969年)
主要特点是:
(1)采用中,小规模集成电路制作各种逻辑部件,从而使计算机体积小,重量更轻,耗电更省,寿命更长,成本更低,运算速度有了更大的提高。
(2)采用半导体存储器作为主存,取代了原来的磁芯存储器,使存储器容量的存取速度有了大幅度的 提高,增加了系统的处理能力。
(3)系统软件有了很大发展, 出现了分时操作系统, 多用户可以共享计算机软硬件资源。
(4)在程序设计方面上采用了结构化程序设计,为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。
4.第四阶段 大规模、超大规模集成电路计算机 (1970年至今)