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Lo sviluppo della base di componenti elettronici
Nel 1898, nel settimanale illustrato The Journal of Newest Discoveries and Invention, fu pubblicato un articolo intitolato The Home Device of Wireless Wiring Experiments. Il trasmettitore era realizzato su una bobina Rumkorf e il ricevitore, in effetti, era molto simile a quello di A.S. Popova. Utilizzando il ricevitore e il trasmettitore descritti, è stato possibile trasmettere un segnale a una distanza massima di 25 m, che per quel tempo è stato un grande successo.
Già nel 1924 fu pubblicato il primo numero della rivista radioamatoriale. A metà del 1930, la rivista fu ribattezzata "Radio Front" e con questo nome fu pubblicata fino al luglio 1941. Durante gli anni della seconda guerra mondiale, la rivista, ovviamente, non fu pubblicata. Il primo numero del dopoguerra della rivista fu pubblicato nel gennaio del 1946. Fu da questo numero di gennaio che la rivista iniziò a chiamarsi Radio. La sua copertina è mostrata in figura.
La cosa più sorprendente di questo problema è che dopo i circuiti dei ricevitori del rivelatore viene fornita la marcatura a colori dei resistori, come lo è oggi! È vero, dice anche che questo è un nuovo marchio americano. In Russia, i resistori "a strisce" sono apparsi solo alla fine del ventesimo secolo, e anche allora all'interno di videoregistratori e televisori importati. Ma "il nostro" è riuscito a semiconduttori con codice colore: cercando di soddisfare le esigenze del settore della difesa, hanno classificato tutto in misura tale che è diventato semplicemente impossibile capire che tipo di transistor o diodo fosse. Questa marcatura a colori ha iniziato ad essere interamente pubblicata solo al momento, solo i transistor domestici hanno praticamente smesso di essere utilizzati.
Fig. 1. Copertina del primo numero della rivista Radio
Inizialmente, la rivista descriveva il design di ricevitori, trasmettitori e valvole amplificatori audio. Fin dai primi numeri, la rivista Radio ha pubblicato i dati di riferimento per i tubi elettronici e altri componenti radio. Si stavano anche decidendo da dove iniziare gli esperimenti radiofonici amatoriali: dallo studio della teoria o dalla raccolta immediata di un saldatore?
La base dell'elemento radio amatoriale
Un fatto storico interessante: quando non lo era ancora saldatore elettrico, poi la solita moneta da cinque copeck venne in soccorso. È stata affilata in un certo modo e rivettata su un filo di ferro con una maniglia di legno. Essendo riscaldato dalla fiamma di una lampada ad alcool, la moneta ha affrontato completamente la funzione di un saldatore. Ora, ovviamente, un consiglio del genere sembra semplicemente ridicolo, ma lo era!
Con una base di elementi moderna, che viene costantemente aggiornata con nuovi microcircuiti e transistor, non c'è semplicemente nulla a che fare con un tale "saldatore", perché in alcuni casi è necessario utilizzare un microscopio per riparare le apparecchiature elettroniche. Pertanto, la base elementale determina non solo il design dei dispositivi elettronici, ma anche quali strumenti verranno assemblati o riparati.
Molto semplicemente e chiaramente, lo sviluppo della base di elementi può essere tracciato su varie generazioni di computer, secondo la terminologia informatica moderna. Da quasi quarant'anni ormai, il mercato in crescita dei personal computer, come locomotiva, trascina dietro di sé la tecnologia al silicio, provocando la comparsa di sempre più componenti elettronici.
Computer elettromeccanici
Anche prima della creazione di computer, venivano utilizzati dispositivi informatici elettromeccanici - tabulazioni. Il primo tabulatore fu inventato nel 1890 da Hermann Hopperit negli Stati Uniti, per calcolare i risultati di un censimento. Le informazioni sono state inserite utilizzando schede perforate e i risultati dell'elaborazione sono stati emessi sotto forma di stampe su carta.
I tabulatori erano l'attrezzatura principale delle stazioni di conteggio delle macchine - MSS. In URSS, MSS è sopravvissuta fino agli anni settanta del ventesimo secolo, almeno come parte delle grandi imprese statali. L'obiettivo principale del Centro clienti era il libro paga.Fu da lì che apparvero i fogli di insediamento, che sono ancora chiamati "radici".
L'aspetto del tabulatore "moderno" è mostrato nella figura (il quadrato dal lato destro è il programma di lavoro digitato dai fili sul pannello patch). Il peso di tale tecnologia informatica ha raggiunto i 600 kg.
Fig. 2. Tab
Il "programma" è mostrato nella figura seguente. Fili colorati collegavano le prese, che dall'altra parte del pannello di textolite terminavano con contatti per il collegamento al tabulatore.
Fig. 3. Pannello della scheda Patch
Nel 1939, negli Stati Uniti, per ordine dell'esercito, IBM sviluppò il computer Mark 1. La sua base elementare era costituita da relè elettromeccanici. Ha completato l'aggiunta di due numeri in 0,3 secondi e la moltiplicazione in 3. Il segno 1 è stato progettato per calcolare le tabelle balistiche. Il computer Mark 1 conteneva circa 750 mila pezzi, il cui collegamento richiedeva 800 km di fili. Le sue dimensioni: altezza 2,5 m, lunghezza 17 m.
Generazioni di computer e base di elementi
La prima generazione di computer è stata costruita su tubi elettronici. Nel Regno Unito, nel 1943, fu creato il computer Colossus. È vero, era altamente specializzato, il suo scopo era quello di decifrare i codici tedeschi elencando diverse opzioni. Il dispositivo conteneva 2000 lampade, mentre la velocità era di 500 caratteri al secondo.
Il primo computer a tubo universale è ENIAC, creato nel 1946 negli Stati Uniti per ordine dei militari. Le dimensioni di questo computer sono davvero impressionanti: 25 m di lunghezza e quasi 6 m di altezza. La macchina conteneva 17.000 tubi di elettroni ed eseguiva circa 300 operazioni di moltiplicazione al secondo, che è molto più della macchina a relè Mark 1. Il consumo di energia era di circa 150 kW. Utilizzando calcoli al computer, l'ENIAC ha dimostrato la possibilità teorica di creare una bomba all'idrogeno.
Nell'Unione Sovietica nel periodo dal 1948 al 1952, fu sviluppato anche lo sviluppo di computer a valvole, come negli Stati Uniti, utilizzati principalmente dai militari. Uno dei migliori computer a valvole di fabbricazione sovietica dovrebbe essere riconosciuto come le macchine della serie BESM (grande macchina calcolatrice elettronica). In totale, sei modelli BESM-1 ... BESM-2 (tubo) BESM-3 ... BESM-6 erano già realizzati con transistor. Al momento della creazione, ogni modello di questa serie era il migliore al mondo nella classe dei computer universali.
La seconda generazione di computer 1955-1970
La base elementale della seconda generazione era transistor e diodi semiconduttori. Rispetto ai computer a valvole, i computer a transistor erano più piccoli, anche il consumo di energia era molto più basso. Le prestazioni dei computer di seconda generazione hanno raggiunto fino a mezzo milione di operazioni al secondo, sono comparsi dispositivi di memoria esterni su supporti magnetici: sono stati creati nastri magnetici e tamburi magnetici, linguaggi algoritmici e sistemi operativi.
La terza generazione di computer 1965 - 1980
Per la terza generazione, i microcircuiti di piccolo e medio grado di integrazione sono stati usati come base di elementi - fino a diverse decine di elementi a semiconduttore erano contenuti in un alloggiamento. Prima di tutto, lo erano microcircuiti della serie K155, K133. La velocità di tali computer ha raggiunto 1 milione di operazioni al secondo, sono comparsi terminali video alfanumerici monocromatici (teletipi e macchine da scrivere speciali sono stati utilizzati nelle macchine di seconda generazione).
L'ulteriore sviluppo della base degli elementi ha portato alla creazione di microcircuiti di integrazione grande (LSI) e ultra-grande (VLSI). In un caso di tali microcircuiti contiene diverse centinaia di elementi. Questi microcircuiti in URSS erano rappresentati dalla serie K580.
Computer di quarta generazione 1980 - Presente
Questa generazione è nata grazie alla creazione da parte di Intel di un microprocessore nel 1971, che è stato semplicemente rivoluzionario. Il chip Intel 4004 con una dimensione di cristallo di 3,2 * 4,2 mm, conteneva 2300 transistor e aveva una frequenza di clock di 108 KHz. La sua potenza di calcolo era equivalente al computer ENIAC. Sulla base di questo dispositivo, è stato creato un nuovo tipo di microcomputer.I primi personal computer (PC) furono rilasciati nel 1976 da Apple, ma nel 1980 IBM prese il comando creando il proprio PC IBM, la cui architettura è diventata lo standard internazionale per PC professionali. Gli attuali processori Core i7 di seconda generazione di Intel contengono oltre un miliardo di strutture di transistor.
Fig. 4. Mekroprouessor intel
microcontrollori
Una storia sullo sviluppo dei componenti elettronici dell'elettronica radio sarebbe incompleta se non per menzionare microcontrollori così popolare ora nei progetti radio amatoriali. Secondo la vecchia terminologia, erano chiamati microcomputer a chip singolo.
Un microprocessore, memoria di programma e RAM, porte di input / output sono combinati in un case multi-pin. Per calcolare gli intervalli di tempo, i microcontrollori dispongono di timer, molti modelli hanno ingressi analogici, che consente di fare a meno dei dispositivi ADC esterni. I controller con un modulo PWM (PWM) sono utilizzati nei circuiti di saldatrici a inverter e azionamenti regolabili di motori elettrici asincroni. Esistono persino controller con un canale radio incorporato, che consente la connessione wireless.
Il primo microcontrollore della famiglia MCS-48 di Intel 8048 è stato rilasciato nel 1976. Aveva 27 linee I / O, un timer a otto bit, memoria dati e memoria programma e, naturalmente, un microprocessore. Attualmente, questi microcontrollori sono diventati storia.
Vedi questo argomento: Programmazione del microcontrollore per principianti
8051 controller
Nel 1980 nacque la famiglia Intel 8051 (MCS-51). L'architettura di questa famiglia si è rivelata così efficace che i microcontrollori di questa famiglia sono ancora utilizzati oggi. Naturalmente, durante questo periodo, varie aziende (circa una dozzina) hanno sviluppato molti modelli di questa famiglia. Un fatto interessante: il sistema di istruzione a microprocessore non è mai cambiato sin dal suo inizio, il che non ha impedito lo sviluppo di nuovi modelli di microcontrollori. Nel tempo, l'MCS-51 lascia il posto a nuove famiglie.
Uno di questi è diventato Microcontrollori PIC Microchip. La loro popolarità è stata causata, prima di tutto, da porti convenienti, convenienti, ad alta velocità. Pertanto, i PIC MK sono diventati i migliori quando si desidera creare un sistema di controllo economico e abbastanza semplice.
L'enorme popolarità dei microcontrollori tra i prosciutti è causata non solo dal basso prezzo di questi microcircuiti, ma anche dal fatto che per creare un nuovo dispositivo, è sufficiente scrivere semplicemente un altro programma su MK. Quindi, anche senza modificare nulla nel circuito, è possibile, ad esempio, creare un orologio o un timer multicanale da un frequenzimetro.
Computer di quinta generazione
In effetti, la lotta per la sua creazione tra le aziende è iniziata nel 1981. La quinta generazione di computer dovrebbe apparire come un cervello umano controllato dalla voce. La creazione di tale intelligenza artificiale richiederà lo sviluppo di tecnologie completamente diverse, soluzioni tecniche completamente diverse e la creazione di una base elementale completamente nuova. Enormi sforzi in questo senso sono stati fatti dal Giappone, ma il risultato non è stato ancora raggiunto. Anche gli Stati Uniti non vogliono rimanere indietro rispetto al Giappone - IBM conduce anche ricerche in questo settore. Ma i risultati speciali non sono ancora visibili.
Fig. 5. Microprocessore moderno
Elettronica di consumo
Come accennato in precedenza, il mercato in rapida crescita e in crescita dei PC è diventato la locomotiva per lo sviluppo dell'elettronica. Grazie a questo, i moderni elettrodomestici assomigliano a un computer specializzato. TV, cinema di casa, lettori DVD hanno parametri operativi tali che vent'anni fa era semplicemente impossibile immaginare.
Anche lavatrici, frigoriferi, semplici ghirlanda di Capodanno controllato da microcontrollori. Giocattoli moderni per bambini che cantano e parlano made in China, anche con controllo a microcontrollore.A proposito, un fatto sorprendente: negli anni sessanta del ventesimo secolo, i cinesi non potevano nemmeno lanciare la produzione di ricevitori di rivelatori, e ora quasi tutta l'elettronica è prodotta in Cina.
Nell'industria, anche qualsiasi moderno dispositivo di controllo di processo tecnologico, anche se non molto complesso, si basa su microcontrollori e, di norma, ha un'interfaccia per il collegamento a un PC. Tale interfaccia sono, ad esempio, contatori elettrici elettroniciche ti consente di usarli nei sistemi di misurazione automatica.
L'affidabilità dei moderni componenti elettronici è piuttosto elevata. Tuttavia, non è raro che qualsiasi apparecchiatura elettronica diventi inutilizzabile o necessiti di riparazione. il caso di guasto di apparecchiature elettroniche domestiche non è sempre possibile portare il dispositivo difettoso in un'officina specializzata, non è solo ovunque si trovino. Quindi i radioamatori vengono in soccorso, riparando le attrezzature nelle loro officine domestiche.
Le qualifiche di tali padroni di casa, di regola, sono molto alte, perché viene riparata una vasta gamma di apparecchiature elettroniche: dai semplici campanelli ai sistemi di televisione satellitare. L'organizzazione e l'organizzazione di tali seminari a casa saranno discusse nel prossimo articolo.
Boris Aladyshkin
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