计算机发展史和数字电路

从1946年第一台真正意义上的电子计算机ENIAC面世至今，计算机的硬件技术已经发展到了第四代。

第一代电子管计算机：逻辑元件采用真空电子管，体积大，可靠性差，成本高昂，为日后计算机的发展奠定了基础；
第二代晶体管计算机：逻辑元件采用晶体管，电子线路的结构得以优化改善，大大提高了计算机使用寿命，减小功耗；
第三代集成电路数字机：逻辑元件采用中小型规模的集成电路板，速度大幅提高，性能更强，计算机正式迈入图像和文字处理；
第四代大规模集成电路：逻辑元件采用大规模和超大规模的集成电路，性能巨幅提升，成本降低，计算机开始走进千家万户，也是当下我们主要使用的计算机类型。

根据功能和结构的不同，集成电路可以分成三种：模拟电路，数字电路，数/模混合电路。由于模拟电路不稳定，且抗干扰能力较差，而数/模混合还不太成熟，目前我们主要使用的集成电路板都是由数字电路搭建的。

所谓数字电路，就是用数学信号完成对数字量进程数值运算和逻辑运算的电路，其基本电学原理，都与模拟电路相同。在理解了什么是数字电路后，我们再来看场效应管。

场效应管简称为MOS，是一类金属-氧化物构成的半导体。蓝色部分是场效应管的主体部分，平时处于是绝缘的，此时源级（Source）和漏级（Drain)的电流不能从中间流过。当栅极（Gate）有电压时，一部分蓝色区域变成导体，源级和漏级就被打通了。

于是我们只要通过是否给栅极电压，就能实现电路导通与否，就好比我们去开关灯一样。需要注意的是，场效应管看上去和模拟电路中的PN结二极管有些类似，都是实现对电流的控制，但两者有着本质的区别：场效应管是电压控制元件，二极管是电流控制元件，MOS不会出现击穿情况，在安全性上要比二极管高得多。

在理解了什么是烧录和MOS的作用后，我们就可以设计电路，来实现算数与逻辑的运算了。

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