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为什么电子计算机要采用集成电路

十万个为什么 | admin发表于2023年03月26日 | 492个浏览

为什么电子计算机要采用集成电路

1989年11月17日，国内第一台小巨型电子计算机——NS1000小巨型机，由北京信通集团和北京大学计算机系合作研制成功。这台新问世的小巨型机具备以前巨型计算机的运算速度和部分功能，而体积只有巨型机的1%。那么，怎么会这么小呢？原来，它是由集成电路制作而成的。现在，就来了解一下为什么要采用集成电路来制造电子计算机！

袖珍式电子计算器，只有香烟盒那样大小，用几节小型电池供电，就能进行加、减、乘、除、开方等多种运算。一架中型或大型的多功能电子计算机，也只有几个大衣橱那样大，用上几十瓦或几百瓦电就能进行运算。

1946年，美国发明的第一架电子计算机，是个庞然大物。它有几万只电子管，要一幢大楼才能安装得下。同时，还需要几百千瓦的电力才能进行运算！每工作几小时就得停工，进行维修。

为什么现代电子计算机这么小巧、省电、可靠，而第一代电子管电子计算机那么笨重、耗电、易坏呢？

这是由于科学家经过二十多年的不懈努力，发展了微电子学，制造出集成电路的结果。集成电路以它优异的性能，使电子计算机的性能大大提高，体积大大减小，因而被称为电子工业皇冠上的一颗灿烂的明珠。

集成电路可以将计算机所需的“单元电路”，集成在一块很小的硅片上，这种“单元电路”，一般有200～300个元器件。普通用晶体管、电阻等单个元器件装成的电子计算机，最简单的也要上万个元器件。如用集成电路，只需几个到几十个就行了。倘若采用超大规模集成电路制造电子计算器，它的元器件都可以做在一片分币大小的硅片上，那么整架机器只有一支自来水笔那样大小。无疑，集成电路可使电子计算器或计算机的体积和重量缩小到几十分之一，甚至几百分之一、几千分之一。

另外，一架大型计算机要用几十万甚至几百万个单个元器件，焊接起来不但费劲，而且质量也很难保证。例如，一架半导体收音机，有个地方脱焊了，会出现突然不响，但用手敲敲又能响一阵子的现象。半导体收音机还好办，因它的元件少，排除故障较容易，而大型计算机的焊点多达几百万个，脱焊的机会必定多了，只要有一个焊点脱焊，机器马上会失灵，排除故障非常困难。采用集成电路，可大大减少元件数量，从而减少机器因脱焊而造成的失灵，提高了电子计算器或计算机的可靠性。

其次，随着集成电路加工工艺的逐渐成熟，产品的合格率也较高，它的成本比用单个元件焊接起来的电路要低得多。

从以上几点，已足够说明电子计算机所以要采用集成电路的道理。现在，不仅各种类型的电子计算器或计算机采用集成电路，在工业自动化控制仪表上也已大量使用集成电路。特别是运载火箭和人造卫星的电气仪表上，更普遍采用集成电路，因为它可减轻火箭和人造卫星的重量，从而大大节约火箭的珍贵燃料。

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