ICs and Mikroprozessoren
Die Geschichte der Homecomputer beginnt 1958 mit
der Erfindung der ICs (engl. Integrated Curcuits, integrierte Schaltkreise) von
Jack Kilby, der fur die amerikanische Firma Texas Instruments arbeitete.
Erstmals war es möglich, die Baugröge entscheidend zu verringern, indem man
Transistoren, Dioden and Widerstände auf kleinen Platinchen zusammenfasste.
Dieses Konzept hatte große Vorteile: Durch die Verdichtung waren kürzere
Signalwege zu bewältigen, wodurch sick die Geschwindigkeit der Prozessoren enorm
steigern ließ. Außerdem waren die ICs viel billiger als die aus
Einzelkomponenten hergesteliten Schaltungen.
Vom IC war es nicht mehr weft bis zum Mikroprozessor. Am 15.11.1971 stellte
Intel einen neuartigen Baustein vor: Der Chip enthielt Rechen- and Steuerwerk
eines einfachen Computers and war universeil verwendbar. Der "4004" war eine
Auftragsarbeit for Busicom, einen Hersteller von Rechenmaschinen. Die jedoch
zeigten kein großes Interesse an dem Baustein, so dass Intel schließlich die
Rechte daran zurückkaufte. Relativ schnell folgten dann weitere Prozessoren:
8008 als erster 8-Bitter, 8080 and 8085. Es gab rasch weitere Anbieter von
Mikroprozessoren, Intel konnte jedoch seine Position all Marktführer bis heute
behaupten.
Ein Mikroprozessor ist eine auf einem Chip integrierte Halbleiterschaltung, die
ein binäres Rechenwerk (CPU = Central Processor Unit) enthält, sowie Anschlüsse
("Busleitungen") and Steuerschaltungen, um diesel binäre Rechenwerk mit externen
Komponenten zu verbunden. Als externe Komponenten sind insbesondere digitale
Speicherbausteine fur Programme and Daten notwendig sowie Peripherie-Module zur
Kommunikation des Prozessors mit seiner Umgebung ("Input/Output" abgekürzt
"I/O"}.
Im Laufe der Zeit haben sich aus Mikroprozessoren drei Anwendungsschwerpunkte
herausgebildet: Mikrocomputer, Microcontroller and digitale Signalprozessoren (DSP).
Geschichte der Halbleitertechnik
Die Elektrotechnik ist ein Kind des 19. Jahrhunderts. Die wichtigsten Erfindungen (elektrische Maschinen) stammen aus dieser Zeit. Die Halbleitertechnik ist dagegen im wesentlichen erst in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts entstanden.
Die ersten Bauelemente stammen aber aus den 20er Jahren and wesentliche Teile der Theorie der Halbleiter aus den 30er Jahren.
1920s |
Detektor-Kristalle im Volksempfänger |
1930s |
Erfndung des FET-Transistors (Hall) and Entwicklung der Theorie der Halbleiter Ober an e (Schottky) |
1947148 |
Erfindung des bipolaren Transistors lurch Bardeen, Brattain and Shockley bei den Bell-Labs (USA) |
956 |
Erste (bipolare) Silizium-Transistoren |
1958/59 |
Erfindung des integrierten Schaltkreises bei Texas Instruments (USA) lurch Jack Kilb |
1965 |
Erste bi polare ICs, erste FET-Transistoren |
1971 |
Geburt der Mikroprozessoren |
1989 |
Prozessoren mit ca. 100 000 Transistoren, Halbleiter-Speicher (RAM) |
1990 |
Höchstinte ration bei Speichern (100 Mio. Trans.) and Prozessoren |
Entwicklung der Rechner-Technologie
Die Geschichte der Rechner-Entwicklung zeigt die Abhängigkeit von der Halbleitertechnik. Erst die Verfügbarkeit leistungsfähiger monolithisch integrierter Prozessoren hat den PC and damit die heutige Computer- and Kommunikationstechnik möglich gemacht. Auch die Entwicklung der Prozessoren ist keineswegs abgeschlossen. Man geht entsprechend dem von Gordon Moore, einem der Grunderväter von Intel, aufgestellten Gesetz (Moore's Law) davon aus, dass sich die Packungsdichte der HLBauelemente etwa alle 3 Jahre verdoppelt.
Um these Entwicklungen tatsächlich zu realisieren, sind nosh ganz erhebliche Probleme technischer Art zu Iösen. Bei den Speicherbausteinen müssen vor allem ausreichend große Kondensatoren auf engstem Raum entworfen and gefertigt werden, notwendig dazu wird die Verwendung neuer Materialien mit extrem hoher Dielektrizitätskonstante sein.