书城科普改变世界的101个发明
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第27章 微处理器

微处理器,又叫电子数据处理机。它的体积很小,甚至只有普通打火机那么大,可它的本领并不小,一台中档的微处理器每秒钟可以完成lO万次运算,约是世界第一台“ENIAC”电子计算机的20倍。它被广泛地应用于电子游戏机、电子表、个人电脑、微波炉等。

有人认为,1946年诞生的“ENIAC”,揭开了电子计算机发展史上的新纪元,是电子计算机发展史上的第一次革命;微处理器的出现,使电子计算机的应用领域得到拓宽,是电子计算发展上的第二次革命。

有趣的是,“ENIAC”占地170平方米,重达30多吨,装用了1.8万个电子管,微处理器的体积还不及“ENIAC”身上的一个电子管,它的重量也很小。这两者一大一小,一重一轻,反差极大。微处理器是美国科学家特曼尔·霍夫卡发明的。1937年,霍夫卡出生在美国的纽约州。他的家里有着浓厚的科学气氛,可谓书香门第。在这种氛围中,霍夫卡养成了良好的学风。他的叔叔是一位化学工程师,很赏识霍夫卡的钻研精神。他曾送给霍夫卡一套化学实验设备,霍夫卡常常用实验设备做一些小实验,从中他领略了科学探索的无限乐趣。从此,也迷上了发明。

1962年,霍夫卡在斯坦福大学获得博士学位。数年之后,他又应聘担任英特尔公司研究部经理。他的工作任务是研究新的金属氧化物半导体存贮芯片,同时也接受其他公司委托的研制任务。

1969年6月,日本一家电子制造公司委托霍夫卡设计一种新型计算机芯片,他们打算用这些芯片装备新式计算机。就在同时,日本的技术人员也提出了一套设计方案,霍夫卡看了直摇头:“太复杂了,应当简单些。”

霍夫卡决定撇开日本人的设计方案,另起炉灶。可是,要设计出一个理想的方案,谈何容易。霍夫卡没日没夜地工作,超负荷的工作,使他的身体受到了伤害,可他顾不得这些。一天深夜,连续工作了10多个小时的霍夫卡,凝视着墙上写着的贝尔的格言:“有时需要避开常走的大道,潜入森林,这样你肯定就会发现前所未见的东西。”霍夫卡看着看着,陷入了沉思之中。

这时,一个念头忽然从他脑海里闪过:在一个存贮芯片的复杂内部结构中,存贮一个控制程序。沿着这一思路,利用当时的半导体工业先进技术,霍夫卡在芯片上装上了中央处理器,于是就出现了微处理器。霍夫卡将两块存贮芯片附到这种微处理器上,一块芯片用来向中央处理器输入和输出数据,另一个芯片提供驱动中央处理器的程序。这样,就制成了一台雏形的通用计算机。

霍夫卡高兴万分,他立即将研制成功微处理器的消息告诉日本人。可令他感到失望的是,日本人对这个不感兴趣。

这时,霍夫卡面临着一个选择:是继续研究下去,还是中断研究?

好在英特尔公司的主要人物——集成电路的发明人之一诺伊斯坚决支持霍夫卡的工作。他在一个学术会议上预言:不久的将来,将会出现一种装在芯片上的小计算机。

在诺伊斯的大力支持下,霍夫卡顺利地进行微处理器进一步的研制工作。

1971年1月,霍夫卡研制出了一种能运转的微处理器。它是一个大规模集成电器的半导体芯片,长不足0.43厘米,宽不足0.32厘米,只有指甲盖般大小。但在它上面装有2250个微型化的晶体管,它的计算能力与“ENIAC”不相上下。它标志着微处理器正式诞生。

霍夫卡的发明,轰动了整个计算机界。他曾被著名的英国《经济学家》杂志称为第二次世界大战以来最有影响的七位科学家之一,还有人称霍夫卡为“天才”。

霍夫卡幽默地说:“我哪是什么‘天才’呀,我流出的汗水,恐怕连微处理器也计算不出来。”