计算机的故事-继往开来的集成电路计算机

从上篇说到,1964年,IBM宣布推出划时代的System/360,这是涵盖了广泛功能和价格,且具有统一架构的计算机的集合,用以取代早前的计算机。正式终结了第二代计算机也就是晶体管计算机。System/360为啥这么强大,因为他的电子部件用的是全新的集成电路。System/360系列也是IBM公司的大型豪赌,用上了全公司的热情。


到了研发成功那一天,IBM推出了令人难以置信的150种新产品:6款计算机、44种外设,包括磁带驱动器、磁盘驱动器、打印机和控制单元,还承诺会提供使一切协同运行所必需的软件。媒体资料包足足1英寸厚,描述所有机器、部件、软件及安装和操作的手册超过了50纵尺。


System/360的核心功能当然是兼容性。一个日益庞大的数据中心可以安装一台小型360计算机,然后升级到更庞大的计算机,无需重写软件或更换外设。一旦人们熟悉了系统,就不必再学习更多内容来升级系统。选择360这个名称是表示360度这个概念,即涵盖一切。

那么何为集成电路

集成电路,英文为Integrated Circuit,缩写为IC;顾名思义,就是把一定数量的常用电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及这些元件之间的连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。作为20世纪50年代后期到60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。

根据一个芯片上集成的微电子器件的数量,集成电路可以分为以下几类:

小型集成电路(SSI英文全名为Small Scale Integration)逻辑门10个以下或 晶体管100个以下。

中型集成电路(MSI英文全名为Medium Scale Integration)逻辑门11~100个或 晶体管101~1k个。

大规模集成电路(LSI英文全名为Large Scale Integration)逻辑门101~1k个或 晶体管1,001~10k个。

超大规模集成电路(VLSI英文全名为Very large scale integration)逻辑门1,001~10k个或 晶体管10,001~100k个。

极大规模集成电路(ULSI英文全名为Ultra Large Scale Integration)逻辑门10,001~1M个或 晶体管100,001~10M个。

GSI(英文全名为Giga Scale Integration)逻辑门1,000,001个以上或晶体管10,000,001个以上。


1958年,美国德州仪器的工程师Jack Kilby发明了集成电路(IC),将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。更多的元件集成到单一的半导体芯片上,计算机变得更小,功耗更低,速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统,使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。1964年—1972年的计算机叫集成电路计算机。

此后,集成电路的发展为微型计算机的出现和发展奠定了基础。1971年,Intel公司研制成功世界上第一款微处理器4004,基于微处理器的微型计算机时代从此开始。1975年1月,美国MITS公司推出了首台通用型Altair 8800计算机,它采用了Intel 8080微处理器,是世界上第一台微型计算机。

典型的第三代集成电路计算机有:IBM 360、PDP11、NOVA1200等。


NOVA1200

Nova计算机是美国数据通用公司(Data General Corporation)研制的十六位字长的通用微型计算机,它适合于科学,通讯和控制等方面的应用。为了适合不同用户的需要该机可以有若干种组合方式。整机大量采用了中面积集成和大面积集成电路,具有较高的可靠性和较高的性价比。随后,美国数据通用公司改进了Nova计算机。

PDP计算机就是上篇说到的DEC(数位设备公司)的产品,他们从PDP8开始进度了集成电路计算机的时代。而PDP-11为迪吉多电脑于1970到1980年代所销售的一系列16位元迷你电脑。PDP-11是迪吉多电脑的PDP-8系列的后续机种。PDP-11有着许多创新的特色,而且比起其前代机种更容易撰写程式。当32位元的后续扩充机型VAX-11推出时,PDP-11已经广受程式设计师的喜爱。这两个机型后续的市场,则多由IBM PC、苹果二号与升阳电脑的工作站电脑等个人电脑所取代。


由于集成电路发展循迅速。各大厂商很快就进入了超大规模集成电路计算机的时代,那么敬请期待下篇-第四代计算机。

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