氢能发展与应用展望

氢能发展与应用展望
氢能发展与应用展望

氢能发展和应用展望

【摘要】:当今世界开发新能源迫在眉睫,原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤,均属不可再生资源,地球上存量有限,而人类生存又时刻离不开能源,所以必须寻找新的能源。氢能作为可持续、清洁的能源而被广泛研究,是未来人类的理想能源之一,对整个世界经济的可持续发展具有重要的战略意义。氢能源在二十一世纪很有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源。本文主要介绍氢能源的特点,开发利用的情景展望和氢能源的发展分析。

【关键词】:氢能氢能制备氢能的贮存氢能的开发与利用氢能发展的展望

一、氢能的特点

作为能源,氢能具有无可比拟的潜在开发价值。氢是自然界最普遍存在的元素,它主要以化合物的形态储存于水中,而水是地球上最广泛的物质;除核燃料外,氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高;氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快;氢本身无毒,与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池,或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油,不需对现有的技术装备作重大的改造,现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,在能源工业中氢是极好的传热载体。

二、氢能制备方法

1、矿物燃料制氢

其方法主要为天然气水蒸气重整制氢和煤气化制氢。前者的制氢化学反应为:CH

4+2H

2

O=CO

2

+4H

2;

者的制取氢气的基本反应过程为:C+2H

2O=CO

2

+2H

2。

还可采用碳氢化合物部分氧化法来制氢、重油部分氧

化重整制氢。

2、电解水制氢

这种方法是基于如下的氢氧可逆反应:2H

2O=2H

2

+O

2,

制得氢气的纯度可达99.5~99.8%。但是用电

量很大,成本太高。

3、甲烷催化热分解制氢

近年来,甲烷因热分解制氢能避免CO

2

的排放,而成为人们研究的热点。该法主要优点在于制取高纯氢气的同时,制得更有经济价值、易于储存的固体碳,从而不向大气排放二氧化碳,减轻了温室效应,但生产成本不低。

4、生物制氢

生物制氢是利用微生物在常温、常压下以含氢元素物质(包括植物淀粉、纤维素、糖等有机物及水)为底物进行酶生化反应来制得氢气。产氢生物可分为两大类:光合生物和非光合生物。光合生物蓝细菌和绿藻可利用体内巧妙的光合结构转化太阳能为氢能,二者均可光裂解水产生氢气。非光合生物可降解大分子有机物而产氢,使其在生物转化可再生能源物质生产氢能。

三、氢能的贮存

1、高压气态储氢

高压钢瓶储氢就是一种常用的氢气储存方法。高压气态储氢是一种应用广泛、简便易行、技术相对成熟的储氢方式,而且成本低,充放氢速度快,在常温下就可进行。但其缺点是需要厚重的耐压容器,并要消耗较大的氢气压缩功,存在氢气易泄漏和容器爆破等不安伞因素。

2、低温液态储氢

若仅从质量和体积上考虑,液氢储存是一种极为理想的储氢方式。但是由于氢气液化要消耗很大的冷却能量,增加了储氢和用氧成本。常压贮存,如湿式气柜、地下储仓。

3、固态储氢

固态材料储氢是通过化学反应或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。

固态储氢材料包括可充氢化物(如金属氢化物一镍电池)、化学氢化物(如水解或热解储氢)、碳和其他高比表面积材料(主要以物理吸附为主)。

四、氢能的开发与应用

1、航天

早在上世纪,氢即用作A-2火箭液体推进剂。1970年美国”阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。目前科学家们正研究一种”固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料,又作为飞船的动力燃料,在飞行期间,飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉,飞船就能飞行更长的时间。

2、交通

在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年,目前已进人样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测,到2004年,欧洲生产的飞机将部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验,其进展证实,在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢,其安全性有足够保证。

3、民用

除了在汽车行业外,燃料电池发电系统在民用方面的应用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送,以及氢能空调、氢能冰箱等,有的已经实现,有的正在开发,有的尚在探索中。

4、其它以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等方面的应用外,在军事方面的应用也显得尤为重要,德国、美国均已开发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇,该类型潜艇具有续航能力强,隐蔽性好,无噪声等优点,受到各国的青睐。

五、氢能发展的展望

在精细有机合成工业中,氢气也是重要的合成原料之一;在合成氨工业中氢气是重要的原料之一;氢气还可以作为填充气在气象观测中应用;在分析测试中氢气可以做为标准气,在气相色谱中氢气可以作为载气。值得着重说明的是,近十几年发展起来的氢燃料电池可直接应用于航天航海和陆地交通运输,氢能作为未来最有前途的新能源地位已初见端倪。开发生物制氢技术关键在于如何选育到产氢性能优异、适合工程化处理的细菌,实现生物制氢技术的工业化。氢能是未来最有希望的清洁能源之一,氢能的发展和利用不失为我国缓解能源压力的一种好的方式。因此,我国很多必要制定目标明确的氢能技术路线图,并将开发氢能列入国家长期能源战略目标中来,以期能早日走入“氢能时代”。

随着我国经济实力的增强,国际社会要求我国减排化石燃料有害气体的压力会愈来愈重。目前,我国城市化进程加快,不少大,中型城市的大气污染,正在由单纯的煤烟型污染向煤烟型污染于机动车排气污染混合型的方向变化,具有继续加剧的趋势。我国汽车单车污染物排放是国际同类先进机动车的几倍,甚至近10倍,对大气的污染贡献率超过50%。因此,集中优势力量发展清洁高效的氢能源也许是我国抢先进入氢经济,摆脱百年来科技和战略落后,走可持续发展的最佳切入点。氢能是未来人类最理想的能源,氢能研究的舞台是广阔的,研究开发氢能将大有作为。

七、总结

当前,能源短缺越来越明显,于是发展新能源是世界各国迫切需要解决的重大科研项目。氢资源极其丰富,氢气燃烧放热多,产物无污染,且燃烧生成的水可继续制氢,循环使用,利用率高,产物水无腐蚀性,对设备无损耗。但是,由于目前制氢技术尚不成熟,氢气的生产成本过高,因此要获得数量巨大,价格低廉,环境友好型的氢,还有相当的难度。然而,随着科学技术的发展,我们有理由相信,当氢能源的使用成本降低到能与石油等常规能源一样或更低时,氢能的利用一定能够走进我们的生活,同时也让绿色化学走进我们的生活。绿色化学让生活更美好。

参考文献:

[1] 李方正新能源[M].北京:化学工业出版社,2007

[2] 丁福臣、易玉峰制氢储氢技术、北京:化学工业出版社,2006

[3] 毛宗强关注氢能源—21世纪最具发展潜力的能源、科技中国[J].2004

[2] 刘江华氢能源未来的绿色能源、现代化工[J]2006

[5] 朱仁无机化学[M].第五版.北京:高等教育出版社,2009

[6] 肖刚、常乐低碳经济与氢能开发武汉理工大学出版社,2011

计算机系统结构发展历程及未来展望

计算机系统结构发展历程及未来展望 一、计算机体系结构 什么是体系结构 经典的关于“计算机体系结构(computer Architecture)”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的,其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性” 。 按照计算机系统的多级层次结构,不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。一般来说,低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的,通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。计算机体系结构就是适当地组织在一起的一系列系统元素的集合,这些系统元素互相配合、相互协作,通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有:计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中,软件是程序、数据库和相关文档的集合,用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制;硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等);人员是硬件和软件的用户和操作者;数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合;文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息;过程是一系列步骤,它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。 体系结构原理 计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题,它和计算机组成、计算机实现是不同的概念。一种体系结构可能有多种组成,一种组成也可能有多种物理实现。 计算机系统结构的逻辑实现,包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机,以实现特定的系统结构,同时满足所希望达到的性能价格比。一般而言,计算机组成研究的范围包括:确定数据通路的宽度、确定各种操作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。计算机组成的物理实现。包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,器件、模块、插件、底板的划分与连接,专用器件的设计,信号传输技术,电源、冷却及装配等技术以及相关的制造工艺和技术。 主要研究内容 1·机内数据表示:硬件能直接辨识和操作的数据类型和格式 2·寻址方式:最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算 3·寄存器组织:操作寄存器、变址寄存器、控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则 4·指令系统:机器指令的操作类型、格式、指令间排序和控制机构 5·存储系统:最小编址单位、编址方式、主存容量、最大可编址空间 6·中断机构:中断类型、中断级别,以及中断响应方式等

电子封装技术发展现状及趋势

电子封装技术发展现状及趋势 摘要 电子封装技术是系统封装技术的重要内容,是系统封装技术的重要技术基础。它要求在最小影响电子芯片电气性能的同时对这些芯片提供保护、供电、冷却、并提供外部世界的电气与机械联系等。本文将从发展现状和未来发展趋势两个方面对当前电子封装技术加以阐述,使大家对封装技术的重要性及其意义有大致的了解。 引言 集成电路芯片一旦设计出来就包含了设计者所设计的一切功能,而不合适的封装会使其性能下降,除此之外,经过良好封装的集成电路芯片有许多好处,比如可对集成电路芯片加以保护、容易进行性能测试、容易传输、容易检修等。因此对各类集成电路芯片来说封装是必不可少的。现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代,芯片特征尺寸不断缩小,必然会促使集成电路的功能向着更高更强的方向发展,这就使得电子封装的设计和制造技术不断向前发展。近年来,封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一,各种封装方法层出不穷,实现了更高层次的封装集成。本文正是要从封装角度来介绍当前电子技术发展现状及趋势。

正文 近年来,我国的封装产业在不断地发展。一方面,境外半导体制造商以及封装代工业纷纷将其封装产能转移至中国,拉动了封装产业规模的迅速扩大;另一方面,国内芯片制造规模的不断扩大,也极大地推动封装产业的高速成长。但虽然如此,IC的产业规模与市场规模之比始终未超过20%,依旧是主要依靠进口来满足国内需求。因此,只有掌握先进的技术,不断扩大产业规模,将国内IC产业国际化、品牌化,才能使我国的IC产业逐渐走到世界前列。 新型封装材料与技术推动封装发展,其重点直接放在削减生产供应链的成本方面,创新性封装设计和制作技术的研发倍受关注,WLP 设计与TSV技术以及多芯片和芯片堆叠领域的新技术、关键技术产业化开发呈井喷式增长态势,推动高密度封测产业以前所未有的速度向着更长远的目标发展。 大体上说,电子封装表现出以下几种发展趋势:(1)电子封装将由有封装向少封装和无封装方向发展;(2)芯片直接贴装(DAC)技术,特别是其中的倒装焊(FCB)技术将成为电子封装的主流形式;(3)三维(3D)封装技术将成为实现电子整机系统功能的有效途径;(4)无源元件将逐步走向集成化;(5)系统级封装(SOP或SIP)将成为新世纪重点发展的微电子封装技术。一种典型的SOP——单级集成模块(SLIM)正被大力研发;(6)圆片级封装(WLP)技术将高速发展;(7)微电子机械系统(MEMS)和微光机电系统(MOEMS)正方兴未艾,它们都是微电子技术的拓展与延伸,是集成电子技术与精密

微电子导论论文--发展及历史

中国微电子技术发展现状及发展趋势 论文概要: 介绍了中国微电子技术的发展现状,并阐述对微电子技术发展趋势的展望。针对日前世界局势紧张,战争不断的状况,本文在最后浅析了微电子技术在未来轻兵器上的应用。 一.我国微电子技术发展状况 1956年7月,国务院科学专业化规划委员会正式成立,组织数百各科学家和技术专家编制了十二年(1965—1967年)科学技术远景规划,这个著名的《十二年规划》中,明确地把发展计算机技术、半导体技术、无线电电子学、自动化和遥感技术放到战略的重点上,我国半导体晶体管是1957年研制成功的,1960年开始形成生产;集成电路始于1962年,于1968年形成生产;大规模集成电路始于70年代初,80年代初形成生产。但是,同世界先进水平相比较,我们还存在较大的差距。在生产规模上,目前我国集成电路工业还没有实现高技术、低价格的工业化大生产,而国外的发展却很快,美国IBM 公司在日本的野洲工厂生产64K动态存贮器,1983年秋正式投产后,每日处理硅片几万片,月产量为上百万块电路,生产设备投资约8000万美元。日本三菱电机公司于1981年2月开始动土兴建工厂,1984年投产,计划生产64K动态存贮器,月产300万块,总投资约为1.2亿美元。 此外,在美国和日本,把半导体研究成果形成工业化生产的周期也比较短。在美国和日本,出现晶体观后,形成工业生产能力是3年;出现集成电路后形成工业生产能力是1—3年;出现大规模集成电路后形成工业生产能力是1—2年;出现超大规模集成电路后形成工业生产能力是4年。我国半导体集成电路工业长期以来也是停留在手工业和实验室的生产方式上。近几年引进了一些生产线,个别单位才开始有些改观,但与国外的差距还是相当大的。 从产品的产值和产量方面来看,目前,全世界半导体与微电子市场为美国和日本所垄断。这两国集成电路的产量约占体世界产量的百分之九十,早期是美国独占市场,而日本后起直追。1975年美国的半导体与集成电路的产值是66亿美元,分离器件产量为110多亿只,集成路为50多亿块;日本的半导体与集成电路的产值是30亿美元,分离器件产量为122亿只,集成电路为17亿块。1982年美国的半导体与集成电路的产值为75美元,分离器件产量为260多亿只,集成电路为90多亿块;日本的半导体与集成电路的产值为38亿美元,分离器件产量300多亿只,集成电路40多亿块。我国集成电路自1976年至1982年,产量一直在1200万块至3000万块之间波动,没有大幅度的提高,1982年我国半导体与集成电路的产值是0.75亿美元,产量为1313万块,相当于美国1965年和日本1968年的水平。(1965年美国的半导体与集成电路的产值是0.79亿美元,产量为950万块;1968年日本的半导体与集成电路的产值为0.47亿美元,产量为1988万块)。 在价格、成本、劳动生产率、成品率等方面,差距比几十倍还大得多,并且我国小规模集成电路的成品率比国外低1—3倍;中规模集成电路的成品率比国外低3—7倍。目前中、小规模集成电路成品率比日本1969年的水平还低。从经济效益和原材料消耗方面考虑,国外一般认为,进入工业生产的中、小规模集成电路成品率不应低于50%,大规模集成电路成品率不应低于30%。我国集成电路成品率的进一步提高,已迫在眉睫,这是使我国集成电路降低成本,进入工业化大生产、提高企业经济效益带有根本性的一环。从价格上来看,集成电路价格是当前我国集成电路工业中的重大问题,产品优质价廉,市场才有立足之地。我国半导体集成电路价格,长期以来,降价较缓慢,近两三年来,集成电路的平均价格为每块10元左右,这种价格水平均相当于美国和日本1965

浅谈机械电子技术的未来发展趋势

浅谈机械电子技术的未来发展趋势 摘要:机械电子技术融合了机械、电子以及计算机等多方面的专业技术和知识,通过协调配合形成了机电一体化。在实际的工作中,利用计算机把集成控制、数 据检测分析以及数据处理等功能集中到轻便的机械配件中,这样一来解改善了传 统机械操作复杂笨重的缺点。另外应用电子技术还可以实现一部分自动化,使机 械能够在程序的控制下自动完成一些任务,这样可以高效率地完成批量生产,提 升生产配件的标准化,节省大量的人力与时间,促进了企业经济效益的提升,有 利于企业在市场中取得竞争优势。 关键词:机械电子技术;基本现状;发展趋势 1机械电子技术 机械电子技术也称之为机电一体化,是指在机械生产活动过程中运用的电机 技术,实现电子技术和机械生产的有效结合,对于提高生产效率和质量具有重要 意义。我国对于机械电子技术研究起步比较晚,只能够应用在狭小范围之内,但 是随着技术水平提升,机械电子技术获得了创新,覆盖范围在不断扩大,而且纳 入了多种学科,综合型的技术体系慢慢形成。在机械控制、操作以及动力系统等 方面获得大大提高,更加具体、全面分配电子技术功能,有利于促进机械设备结 构优化,提高资源利用率,创造出巨大经济效益。 2机械电子技术特征 相比较于传统机械,机械电子技术在设计产品的时候,会体现出灵活性的特点,而且操作起来非常快捷方便。同时要具有一定的创新性,可以满足多元化需求,不断拓展市场领域,获得更好的发展机遇。在自动化系统控制下,机械电子 技术只需要只需要按照规定就可以完成生产活动,过程中不会受到人为主观因素 影响,大大提高了产品质量。由此可见,机械电子技术功能是非常强大的,代表 着先进生产水平,可以适应发展的需求。 3机械电子技术的应用 3.1质量检测 科技发展有效提高了信息的流动性,并且也产生了大量高性能材料,此材料 逐渐代替传统工业材料,所以投入及重视程度在不断提高。设备机械化要满足现 代工业生产需求,传统根据人工检测技术已经无法满足科技高精度需求,所以目 前所发展的高精度设备就是机械电子技术的重要展现。 3.2农业方面 在信息化时代不断发展的过程中,农业发展进程要求有效实现现代化的进程,从而支撑国民经济的发展。农业现代化发展能够有效解决低效率、低品质及低产 量等问题,和其具有密切关系的农业机械具有重要的作用。利用现代化机械电子 信息技术融入,能够使农业机械效率得到提高,促进现代化农业的持续发展。 3.3电子产品 在机械生产过程中,为了使设备重量及体积得到降低,使部分零件通过电子 部件进行代替,以此使设备灵活性得到提高。电子产品制造中的机械微电子技术 相关全新的纳米技术能够精准掌握部件内部结构,并且还能够实现合理科学改造。 3.4工业制造 将微电子技术应用到产品制造中,使行业市场竞争力得到进一步的提高,从 而有效实现企业经济效益持续发展。比如,将微电子技术应用到汽车制造行业中,能够使防盗系统及监控系统性能得到进一步提高。在汽车电子引擎系统中使用微

现代交换技术的发展与趋势

现代网络交换技术的发展与趋势 系部:计算机工程系班级: 通信13-1 班学号: 2013232020 姓名:邝鑫鑫 日期:2015年11月15日

摘要 近年来,由于通信技术的不断发展,人们对新业务需求的增加,给通信事业的发展带来了新的挑战,当前迫切需要一个能够将语音、数据和图像融合在一起的网络。通信网络正在从电路交换向以软交换为核心的下一代网络演进。下一代网络NGN(Next Generation Network) 是一个综合性的开放网络,它以分组交换技术为基础,以软交换技术为核心。NGN 需要得到许多新技术的支持,关键技术是软交换技术、高速路由/ 交换技术、大容量光传送技术和宽带接入技术。随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起,2013 年12 月4 日下午,工业和信息化部向中国联通、中国电信、中国移动正式发放了第四代移动通信业务牌照TD-LTE),此举标志着中国电信产业正式进入了4G 时代,这将大大有利于下一代网络的发展,下一代网络的建设成为越来越重要的话题之一。本文探讨的是下一代网络的关键交换技术:软交换技术和光交换技术,及其所支持的下一代网络技术。 关键词】软交换光交换光纤通信下一代网络NGN

目录 一、下一代网络的关键交换技术 (1) 二、软交换 (4) 三、光交换 (8) 四、NPN 关键交换技术的发展前景...................................................................................... 1..3.. 五、参考文献 ................................................................................................................................... 1..4

微电子技术的发展历史与前景展望

微电子技术的发展历史与前景展望 姓名:张海洋班级:12电本一学号:1250720044 摘要:微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位,本文简要介绍微电子的发展史,并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词:微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体(主要是半导体)材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支,它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的科学,以实现电路的系统和集成为目的,实用性强。微电子产业是基础性产业,是信息产业的核心技术,它之所以发展得如此之快,除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外,还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代,在1883年,爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡,靠近灯丝,发现碳丝加热后,铜丝上有微弱的电流通过,这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现,证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值,1904年,他进一步发现,有热电极和冷电极两个电极的真空管,对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用,他把这种管子称为“热离子管”,并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此,晶体管就有了一个雏形。 在1947年,临近圣诞节的时候,在贝尔实验室内,一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起,世界上第一个晶体管就诞生了,由于晶体管有着比电子管更好的性能,所以在此后的10年内,晶体管飞速发展。 1958年,德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上,制出了世界上第一个集成电路(IC)。到1959年,就有人尝试着使用硅来制造集成电路,这个时期,实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年,也是在贝尔实验室,D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET,因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点,集成电路可以变得很小。至此,微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年,摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测:集成电路的芯片集成度将以四年翻两番,而成本却成比例的递减。在当时,这种预测看起来是不可思议,但是现在事实证明,摩尔的预测诗完全正确的。 接下来,就是Intel制造出了一系列的CPU芯片,将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出,微电子技术是当代发展最快的技术之一,是电子信息产业的基础和心脏。时至今日,微电子技术变得更加重要,无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业,都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中,微电子技术也是随处可见。在我国,已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业,微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注,其重要性也不言而喻,如今,微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志,微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

计算机的发展历史与未来展望

电子信息工程1班201207020122 杨若雯

计算机的发展历史与未来展望 杨若雯 电子信息工程1班 201207020122 摘要:无处不在、无所不能的电脑,已历经了50多个春华秋实。50余年在人类的历史长河中只是一瞬间,电脑却彻底改变了我们的生活。回顾电脑发展的历史,并依此上溯它的起源,真令人惊叹沧海桑田的巨变;历数电脑史上的英雄人物和跌宕起伏的发明故事,将给后人留下了长久的思索和启迪。 关键词:机械、电子、晶体管、集成电路计算机、第五代计算机 引言:计算的历史十分悠久,可以追溯到原始人用手指计算、石头计算或绳结计算,当文化越来越复杂、社会越来越进步,计算工具也在相应变化,现代计算机的出现就源于这种需求。而计算机无疑是人类历史上最伟大的发明之一。如果说,蒸汽机的发明导致了工业革命,使人类进入了工业社会,那么计算机的发明则导致了信息革命,使人类社会进入了信息社会。 世界上第一台电子计算机于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学,名叫ENIAC。60余年来,计算机及计算机科学与技术发展之迅猛是当初发明者所始料未及的,如今,“计算”已经无所不在,计算机及计算机技术已经深入生产、生活各个方面。而再从头回顾,我们会惊喜而又毫无意外地发现,其实这一切,都是人类文明史的必然产物,是长期的客观需求和技术准备的结果,那些令人惊艳的天才们与无数的专家们用毕生的精力创造了今天的一切——那么庞大迅捷的联系网与媒介,而我们这些站在巨人肩膀上的人,所要做的,就是在计算机的未来历史上,添上浓墨重彩的一笔。 计算机的史前时代 计算机的史前史至少可以追溯到我们祖先用手指或者石头绳结帮助计数的远古时代。数学的萌芽让公元前四五千年的苏美尔人开始了“数字化生存”的初次尝试,他们在发明楔形文字的同时,也在泥板上刻下了人类最早的数字符号。 随后,计算工具开始了快速的演变。中国古代的筹算发展成了算盘,这是人类经过加工制造出来的第一种计算工具,是我国古代发明创造的重要成就之一。而西方自17世纪初起,也开始出现了计算尺,至1957年,卡西欧公司制作了世界上第一台商用小型电子计算器。 机械式计算机 在电子计算机出现之前,从17世纪至19世纪长达两百多年的时间里,一批杰出的科学家相继进行了“机械计算机”的研究,这些计算机虽然构造简单、性能不够好,但其工作原理与现代计算机极为相似,为现代计算机的产生奠定了基础。 世界上第一台机械计算机的荣誉应归功于德国图宾根大学的教授威廉·契克卡德,他的发明早于1642年法国数学家、物理学家和思想家布莱斯·帕斯卡的加法机。1674年,德国伟大的数学家、因独立发明微积分而与牛顿齐名的戈特弗里德·莱布尼茨发明了乘法机。1805年,法国一位机械大师约瑟夫·杰卡德完成了法国纺织机械师贝斯莱·布乔关于“穿孔纸带”的构想,设计制造了“自动提花编织机”,这意味着程序控制思想的萌芽。1822年,被誉为“现代计算机的奠基人”的英国剑桥大学教授查尔斯·巴贝奇从杰卡德的“自动提花编织机”上获得灵感,制成了差分机,并提出了“分析机”的构想,为现代计算机的诞生奠定了理论基础。1873年,美国人弗兰克·鲍德温制造出手摇式计算机,这在电子计算器发明之前是办公室和家庭主要的计算装置。 从机械到电子的进程 机械式计算机采用的都是机械零件,利用机械转动原理工作,而在社会的发展中,电气控制技术逐渐取代了纯机械装置,这代表了计算机发展史上的一次重大飞跃,也标志着由机械计算机时代向电子计算机时代迈进。 1888年,美国统计专家赫尔曼·霍列瑞斯博士首次使用了穿孔卡技术的数据处理机器,

未来20年汽车电子技术发展趋势

收稿日期:2009-08-02 作者简介:高成(1937-),男,陕西人,教授级高工,主要从事汽车电子发展方向的评估和规划. 未来20年汽车电子技术发展趋势 高 成1,邱 浩2 (1. 深圳市航盛电子股份有限公司,广东 深圳; 2. 深圳职业技术学院 汽车与交通学院,广东 深圳 518055) 摘 要:安全性、节能、减排和舒适娱乐性是汽车电子未来发展的主要方向,全球各大汽车电子研发团队争相加大对这4个方面的研发力度.本文介绍了全球最具影响力的来自欧洲、美洲和亚洲的6个专业汽车电子研发公司的最新研究进展,主要集中在汽车安全、动力性、环保、车载通讯、信息娱乐、半导体技术和微控制器的开发上.分析结果表明,未来20年内汽车电子工业发展的重点将转移到第三世界国家,汽车性能的提高更多地依赖于电子技术的提升,电动汽车将不可阻挡地占据重要地位. 关键词:汽车电子;安全;环保;半导体 中图分类号:TK9;TN3 文献标识码:A 文章编号:1672-0318(2010)01-0033-07 在过去10年里,汽车工业发生了2个显著变化,一是增长的基点正在从经欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移[1].数据显示,2007-2012年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的89%;二是在市场成熟的欧美国家,汽车的性能的提高更多地依赖于电子技术.有研究表明,1989年至2010年,电子设备在整车制造成本所占比例,由16%增至40%以上.目前每部新车的IC 成本约在310美元左右,估计到2015年将增长到400美元左右.无论是市场重心向发展中国家转移,还是技术重心向电子技术倾斜,都将势必影响到汽车电子发展的方向[2].而且,其技术本身也将面临着来自性能、安全以及环保法规多方面的苛刻要求.今后10年,电子技术在汽车工业中扮演着多大的作用,它又应该如何承担起汽车电子化的重任?本文就全球一些专业的汽车主体厂商和零配件厂商进行专业分析,展望未来20年汽车电子方向的发展趋势. 1 德尔福:绿色、安全和通讯是 汽车电子的未来 德尔福通过对推动全世界新技术、产品和市 场发展的全球趋势全面的调查和研究,发现汽车电子行业的未来就是绿色性环保性、安全性和连通通讯. (1)环保型.全球汽车行业最主要的发展趋势就是倾向于发展高效燃料、低碳排放量的发动机[3].目前有许多选择方案,其一就是先进的柴油发动机和电子控制系统,在公路驾驶时,其燃料经济性比汽油发动机提高30%~40%;其二就是电动动力系统或混合动力汽车(HEV ).混合动力汽车技术应用有许多结构,但都涉及一个小型电池组、一个电子控制器及一个可以使汽车发动机在停车时自动关闭并在发动机自动重起前对汽车进行再次电动加速的电动机.混合动力汽车系统可以提高汽车的燃油经济性达30%~40%,并降低碳排放达60%.纯电动汽车的研发工作仍在继续,而且范围已拓展至电动汽车或插入式混合动力汽车.这些汽车采用更大的电池组,可以在纯电动驱动的情况下,行驶更长的距离.最后,供应商和汽车制造商正在开发气缸压力传感和均质充量压燃燃烧(HCCI )等系统,以在经济性和汽油发动机排放方面取得更大的进展.所有这些动力系统的创新技术都将在未来的5~15年里为全世界的汽车增加大量电子内容. (2)安全性.汽车电子发展的第二大趋势是安 2010年第1期 Journal of Shenzhen Polytechnic No.1, 2010 深圳职业技术学院学报

对当前计算机发展的感想和展望

对当前计算机发展的感想和展望 自1946年第一台电子数字式查分机问世以来,计算机时代以迅猛的威势引领着时代的步伐。计算机,从体积当初占据好几间房间的庞然大物,经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个时代,逐步成为人们日常生活中必不可少的工具和重要内容。如今的计算机科学也方兴未艾,虽然近几年有所放缓,但它依然以积极的态势发展着。 计算机,如今俗称电脑,是一种能够按照事先设定的程序进行数据处理的现代化智能设备。在数代计算机科学家的改进下,它成为辅助人类生活的有效公具。计算机的应用主要在以下几个方面: 1.科学运算。这是计算机最基本的功能。 2.信息的处理。这里不仅包括了信息的收集和整理,还包含数据的分析和预测。 3.交流革命的有效平台。互联网的出现,使得计算机成为人们在虚拟信息世界的必须途径(包含手机网络)。其中,网络平台的构建和发展,使得人们之间的交流愈发紧密,信息的传播可以跨越时间和空间的阻碍,整个地球变成一块发热的集成电路板。所有人都被互联网或紧或松地联系在一起,我们的交流更加便利。 4.人工智能。作为计算机科学的一个分支,它主攻模拟、延伸和扩展人的智能,得到了社会的广泛关注。人们普遍会将其与机器人联系起来,而我更偏向于另外的观点,即人工智能是以人脑智能为模板的追求生活实用性的思维科学。在不久的将来,这种科学将运用于各种情况下的预先处理和决策,以及结果分析、任务执行。 5.其他辅助功能。数字化的时代已经来临,当我们的大多数行为可以具体量化的时候,计算机可以记录检测此类内容,在相应程序的指导下完成基本的辅助工作,如调控温差、光照,为我们开门关门,煮饭洗衣等等。 由此可见,计算机在我们生活中几乎无所不在,无所不能。但是,计算机以及它背后互联网的发展,或多或少都给我们带来了问题。 一是数据的大规模应用过程中造成的隐私泄露和信息安全问题。举例来说,随着电子商务的发展,我们的财产安全会在网络交易和非网络交易的各种场合受到考验。越来越多的黑客和不良企业试图发动各种攻击,实行形形色色的欺诈来牟取利益。同时,消费者一旦受到损失,就很难通过完备的法律途径追回钱财。尤其在我国,由于相关法律不完善,受害者难以有效地讨回自己名誉、财产及人身安全方面的损失。 二是在阅读思维方式方面造成的负面影响。就阅读而言,网络信息大多零碎化、片段化,不具有普通阅读的完备性。由于数量过于庞大,阅读内容的有效性和持久性实在让人怀疑。就思维方式而言,传统思维是线式的,即从一个想法过度到另一个想法。而互联网上的思维习惯是点式的。当我们点开一个网页,输入信息,将会有成千上万的相关或不相干内容出现在眼前,让人很快失去清晰的目标。思维从一个点到一个面,很快漂移,极易偏离原地。 三是虚拟世界对人们认知的影响。虚拟世界创造的与现实相违背的生活方式,吸引了很多人,尤其是在现实中不太顺心的人。这部分人中的少数人可能会对网络成瘾,失去对现实生活的热情。更有甚者,完全颠倒了虚拟和真实,在网络上完全不能自拔。 然而,反过来说,计算机的发展对人类的信息,阅读和认知都有积极的影响。正是因为我们的数据得到更好的管理,我们的阅读更加大众化,我们在网上就能看到各种需要的内容。于此同时,我们对世界的认知有了更加丰富的内容。总而言之,当今的计算机发展是非常有利的。 而关于计算机未来的走向,网上也是众说纷纭。普遍认为,计算机将向巨型化、微型化、智能化、泛功能化发展。巨型化,是指计算机的运算能力将大大提高。微型化,是指计算机在体积上还可以进一步缩减,同时可以将计算完全融入生活,在各个层次的计算将被主动完成。

微电子技术的发展

什么是集成电路和微电子学 集成电路(Integrated Circuit,简称IC):一半导体单晶片作为基片,采用平面工艺,将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统。 微电子技术 微电子是研究电子在半导体和集成电路中的物理现象、物理规律,病致力于这些物理现象、物理规律的应用,包括器件物理、器件结构、材料制备、集成工艺、电路与系统设计、自动测试以及封装、组装等一系列的理论和技术问题。微电子学研究的对象除了集成电路以外,还包括集成电子器件、集成超导器件等。 集成电路的优点:体积小、重量轻;功耗小、成本低;速度快、可靠性高; 微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向; 衡量微电子技术进步的标志要在三个方面:一是缩小芯片器件结构的尺寸,即缩小加工线条的宽度;而是增加芯片中所包含的元器件的数量,即扩大集成规模;三是开拓有针对性的设计应用。 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明;到1958年前后已研究成功一这种组件为基础的混合组件; 1958年美国的杰克基尔比发明了第一个锗集成电路。1960年3月基尔比所在的德州仪器公司宣布了第一个集成电路产品,即多谐振荡器的诞生,它可用作二进制计数器、移位寄存器。它包括2个晶体管、4个二极管、6个电阻和4个电容,封装在0.25英寸*0.12英寸的管壳内,厚度为0.03英寸。这一发明具有划时代的意义,它掀开了半导体科学与技术史上全新的篇章。 1960年宣布发明了能实际应用的金属氧化物—半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor ,MOSFET)。 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路; 由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点,70年代,微电子技术进入了MOS电路时代;随着集成密度日益提高,集成电路正向集成系统发展,电路的设计也日益复杂、费事和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助,较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 微电子发展状态与趋势 微电子也就是集成电路,它是电子信息科学与技术的一门前沿学科。中国科学院王阳元院士曾经这样评价:微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。在世界上,美国把微电子视为他们的战略性产业,日本则把它摆到了“电子立国”的高度。可以毫不夸张地说,微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。 在我国,电子信息产业已成为国民经济的支柱性产业,作为支撑信息产业的微电子技术,近年来在我国出现、崛起并以突飞猛进的速度发展起来。微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。 1.微电子发展状态 1956年五校在北大联合创建半导体专业:北京大学、南京大学、复旦大学、

浅谈我对微电子的认识

[键入公司名称] 浅谈我对微电子的认识 [键入文档副标题] X [选取日期] [在此处键入文档摘要。摘要通常为文档内容的简短概括。在此处键入文档摘要。摘要通常为文档内容的简短概括。]

我是电子信息科学与技术专业的学生,考虑到微电子对我们专业知识学习的重要性,我怀着极大的热情报了《微电子入门》这门选修课。希望通过这门课的学习,使我对微电子有更深入的认识,以便为以后的专业课学习打下基础。 微电子是一门新兴产业,它的发展关系着国计民生。它不仅应用于科学领域,也被广泛应用于国防、航天、民生等领域。它的广泛应用,使人们的生活更见方便。现代人的生活越来越离不开电子。因此,对电子的了解显得十分重要。微电子作为电子科学的一个分支,也发挥着日益重要的作用。通过几周的学习,我对微电子有了初步的认识。 首先,我了解了微电子的发展史,1947年晶体管的发明,后来又结合印刷电路组装使电子电路在小型化的方面前进了一大步。到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件。集成电路的主要工艺技术,是在50年代后半期硅平面晶体管技术和更早的金属真空涂膜学技术基础上发展起来的。1964年出现了磁双极型集成电路产品。 1962年生产出晶体管——晶体管理逻辑电路和发射极藉合逻辑电路。MOS集成电路出现。由于MOS电路在高度集成方面的优点和集成电路对电子技术的影响,集成电路发展越来越快。 70年代,微电子技术进入了以大规模集成电路为中心的新阶段。随着集成密度日益提高,集成电路正向集成系统发展,电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助,较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。70年代以来,集成电路利用计算机的设计有很大的进展。制版的计算机辅助设计、器件模拟、电路模拟、逻辑模拟、布局布线的计算辅助设计等程序,都先后研究成功,并发展成为包括校核、优化等算法在内的混合计算机辅助设计,乃至整套设备的计算机辅助设计系统。 微电子技术是随着集成电路,尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺

计算机发展历程与趋势

计算机的发展历程与趋势 注: 参考相关资料《计算机应用基础教程——Windows7 Office 2010》 百度百科,维基百科,网上相关图片,希望老师可以认真批阅, 如有错误地方希望指导更正。

一、计算机的发展历程 我 们现在的社会越来越离不开电脑,各种社会人员,总是 时不时的打开电脑。在我们感受计算机带给我们的方便时候,我们也更要了解计算机的历程,下面就一一地介绍我们的先辈如何通过努力将我们带进一个信息数字化的时代。 1946年2月,美国宾夕法尼亚大学诞生了一台被称为ENIAC的庞然大物,从此便开启了计算机时代的大门。从此计算机技术已经成为20世纪发展最快的一门学科,尤其是微型计算机的出现和计算机网络的发展,使计算机的应用渗透到社会的各个领域,有力地推动了信息社会的发展。一直以为,人们都以计算机物理器件的变革作为标志,故而把计算机的发展分为四代。 1.第一代(1946—1958年);电子管计算机时代

第一代计算机的部元件使用 的是电子管。世界上第一台电子 数字积分式计算机--埃尼克 (ENIAC)在美国宾夕法尼亚大 学莫尔学院诞生。ENIAC犹如一 个庞然大物,它重达30吨,占 地170平方米,装18000个电 子管, 但其运算速度比当时最好的机电式计算机快1000倍。1949年,第一台存储程序计算机--EDSAC在剑桥大学投入运行,NIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管,因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。本阶段,计算机软件尚处于初始发展期,符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。

电力电子技术的发展方向

电力电子技术的发展与创新 1 概述 电力电子学(Power Electronics)这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年,美国的W. Newell用一个倒三角形(如图)对电力电子学进行了描述,认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术,又大多是为应用强电的工业服务的,故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料,最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电论基础,根据器件的特点和电能转换的要求,又开发出许多电能转换电路。力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路,根据应用对象的不同,组成了各种用途的整机,称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。 从几十年的发展来看,半导体器件确实起了推动电子技术发展的作用。晶闸管等电力半导体器件扮演了电力电子发展中的主要角色。进入70年代,晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品。普通晶闸管不能自关断的半控型器件,被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展,是电力电子技术的又一次飞跃,先后研制出GTR、GTO、功率MOS FET等自关断全控型第二代电力电子器件。这些年来的经验表明:当某种关键的半导体器件诞生后,往往会引起电子技术的一个飞跃。可以看到,以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件,开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展,这又是一个飞跃。而进入90年代,电力电子器件正朝着复杂化、标准模块化、智能化、功率集成的方向发展,以此为基础形成了电力电子技术的理论研究,器件开发研制,应用的高新技术领域,在国际上竞争颇激烈。 目前,电力电子技术的应用已从机械、石化、纺织、冶金、电力、铁路、航空、航海等领域,进一步扩展到汽车、现代通信、家用电器、医疗设备、灯光照明等领域。进入21世纪,随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现,特别是与微电子(计算机与信息)技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。 2 电力电子器件发展回顾

(完整版)微电子技术发展现状与趋势

本文由jschen63贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述;微电子发展历史及特点;微电子前沿技术;微电子技术在军事中的应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 2 2010-11-26 北京理工大学微电子所 3 工艺流程图 厚膜、深刻蚀、次数少多次重复 去除 刻刻蚀 牺牲层,释放结构 多 工艺 工工艺 2010-11-26 工 5 微电子技术概述 微电子技术是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和;微电子学是一门发展极为迅速的学科,高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向;衡量微电子技术进步的标志要在三个方面:一是缩小芯片中器件结构的尺寸,即缩小加工线条的宽度;二是增加芯片中所包含的元器件的数量,即扩大集成规模;三是开拓有针对性的设计应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 6 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明;到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件; 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路;由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点,70 年代,微电子技术进入了MOS电路时代;随着集成密度日益提高,集成电路正向集成系统发展,电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助,较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 7 微电子技术的发展特点 超高速:从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起,到2003年Intel推出的奔腾4处理器(包含5500 万个晶体管)和512Mb DRAM(包含超过5亿个晶体管),集成电路年平均增长率达到45%;辐射面广:集成电路的快速发展,极大的影响了社会的方方面面,因此微电子产业被列为支柱产业。

电子技术发展历程

电子技术发展历程 术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管,它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点,很快地被各国应用起来,在很大范围内取代了电子管。五十年代末期,世界上出现了第一块集成电路,它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上,使电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路,从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。由于,电子计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性,所以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,取名ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)。这台计算机使用了18800个电子管,占地170平方米,重达30吨,耗电140千瓦,价格40多万美元,是一个昂贵耗电的"庞然大物"。由于它采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息,从而就大大提高了运算速度。ENIAC每秒可进行5000次加法和减法运算,把计算一条弹道的时间短为30秒。它最初被专门用于弹道运算,后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从1946年2月交付使用,到1955年10月最后切断电源,ENIAC服役长达9年。尽管ENIAC还有许多弱点,但是在人类计算工具发展史上,它仍然是一座不朽的里程碑。它的成功,开辟了提高运算速度的极其广阔的可能性。它的问世,表明电子计算机时代的到来。从此,电子计算机在解放人类智力的道路上,突飞猛进的发展。电子计算机在人类社会所起的作用,与第一次工业革命中蒸汽机相比,是有过之而无不及的。ENIAC问世以来的短短的四十多年中,电子计算机的发展异常迅速。迄今为止,它的发展大致已经了下列四代: 第一代(1946~1957年)是电子计算机,它的基本电子元件是电子管,内存储器采用水银延迟线,外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制,运算速度只是每秒几千次~几万次基本运算,内存容量仅几千个字。程序语言处于最低阶段,主要使用二进制表示的机器语言编程,后阶段采用汇编语言进行程序设计。因此,第一代计算机体积大,耗电多,速度低,造价高,使用不便;主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年,美国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,诞生了晶体管计算机。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管,内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比,晶体管计算机体积小,耗电少,成本低,逻辑功能强,使用方便,可靠性高。 第三代(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展,1958年夏,美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的基片,集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。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,并开始采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,第三代计算机各方面性能都有了极大提高:体积缩小,价格降低,功能增强,可靠性大大提高。 第四代(1971年~日前)是大规模集成电路计算机。随着集成了上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,电子计算机发展进入了第四代。第四代计算机的基本元件是大规模集成电路,甚至超大规模集成电路,集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器,运算速度可达每秒几百万次甚至上亿次基本运算。 (一)电子管(1883年到1904年电子管问世)

相关文档
最新文档