文档介绍：(化学教育教学论文)浅谈化学与计算机的发展2007-10-510:06:00点击:278(化学教育教学论文)浅谈化学与计算机的发展苏慎福   在近代历史上,曾发生过三次产业革命,即始于十八世纪七十年代,以煤、炼铁、纺织工业和机械为特征的第一次产业革命,十九世纪四十年代开始,以蒸汽机,铁路和转炉炼钢为代表的第二次产业革命,从本世纪初开始,以电力,汽车和高分子为标志的第三次产业革命。现在,以微电子技术、生物工程、功能材料和航天技术等为代表的第四次产业革命,正在兴起。多次产业革命,都有“材料化学”作为支柱。试想,若不是化学家们攻克了炼钢、炼铁、绝缘材料和电子材料等的技术难点,那么蒸汽机、发电机、输电线路、电子管和集成电路等,用什么制造呢?   在第四次产业革命中,目前对人类社会影响最大的恐怕是电子计算机了。现在,不仅有每秒运算一亿次,十亿次和一百亿次的巨型机,而且还有比火柴盒小的微型机。第二次世界大战时,美国人计算机一条飞行时间只需要1分钟的导弹弹道,竟要三、四个人计算二十多小时,现在则不到一分钟就可以得到结果,而且精度提高了上千倍。在我国二十年前,不论是商店营业员,还是机关的财会人中,每天都得噼呖啪啦打算盘,如今它们大部分被小型计算机代替了。在发达国家,微型机的使用极为普遍。据报道,现在美国一半国民产值,与使用微型机有关。可见它的作用是多大了。   然而,当你步进计算机博物馆时就会知道,在短短的三十多年的时间里,计算机的制造技术发生多么大的变化。1943年,当美国总统罗斯福接受爱因斯坦的建议,决定进行***制造时,为了解决大量复杂的计算问题,经过剧烈的争论,最后他批准制造一台名叫爱尼卡的高速电子计算机。1945年,当它在宾夕法尼亚大学诞生的时候,竟有三十重、占地一百七十平方米,由一万八千只电子管组成,耗电一百四十千瓦,每秒运算五千次,存储量只有二十个十位数,而且经常需要更换电子管。当时,它算得上是个“一代天娇”,如今却成了人们嗤笑的庞然大物。因为它这样的性能,现在只有一个鸡蛋重、一张***牌大小的计算机就能完成了。时间这样短,为什么会有这样大的变化?   我们知道,现在的计算机都是采用“计算机之父”——冯·诺依曼所设计的结构制造的。全机由计算器、控制器、存贮器、输入和输出设备五部分组成。计算机之所以能小型化,轻量化,关键在于计算机各部分所使用的电子管、电阻、电容等元件器件不断地小型化的缘故。近三十年来,计算机的这些“细胞”先后五次年代,即由1945年第一代电子管——1954年第二代晶体管——1964年第三代集成电路——七十年代末的大规模集成电路,当年“爱尼卡”要七八个房间才能摆下它的身躯,如今则可躺在象于表那样大的“硅床”上了。所谓集成电路,就是在厚度只有八百至几千微米(1微米=10-6米)的硅片上,通过氧化、扩散等方法,沉积上不同类型的半导体薄膜,并用掩膜,光刻等技术,在每层半导体介质的薄膜上高密度地刻制不同的电子器件,构成各种功能电路。这种把许多电子元器件,如晶体管、电阻、电容等聚集在一起成集成电路,最早是1960年美国得克萨斯仪器公司和范恰得半导体公司制造出来的。现在,集成电路上的单个半导体器件的尺寸,已经缩小到20×20微米以下,它的体积只有电子管的一百多万分之一,晶体管的几万分之一,集成电路是计算机的“活细胞”,而硅片和制造集成电路过程中各工序所