A digitális áramkörök fejlődése

Előszó

A tantárgyleírás szerint A digitális áramkörök fejlődése egy szabadon választható tantárgy, melynek célja a digitális áramkörök első változatainak, majd a fejlődés útjának a bemutatása, az eszközök és a technológia fejlődésének követése a mai megoldásokig.
A digitális áramkörök fejlődése jegyzet azoknak készült, akik a digitális technika, a mikroelektronika, a mikrovezérlők megismerése során eltűnődtek azon, hogyan alakulhattak ki ezek a csodálatos képességű áramkörök, milyen közbenső megoldásokon átjöttek létre a mai eszközök, s milyen további fejlődés várható ezen a területen.
A digitális áramkörök fogalmát igen szélesen fogjuk értelmezni, minden olyan technikai megvalósítást ide értünk, melynek az a célja, hogy digitális jeleket kezeljen. Ez azt jelenti, hogy az elektromos megvalósítások elődjeit, az elektromechanikus készülékeket, de még a mechanikus megoldásokat is át fogjuk tekinteni. Ez azonban egyben azt is jelenti, hogy nem lehet ennek a fejlődési útnak minden állomását teljes részletességgel feldolgozni, arra a terjedelmi korlátok nem adnak lehetőséget. Hiszen egy-egy témakör önmagában is megérdemelne egy teljes kötetet!
A digitális áramkörök fejlődése jegyzet arra vállalkozik, hogy mozaikokat mutasson be ebből a fejlődésből, olyan jól kiválasztott mozaikokat, melyek lehetővé teszik a folyamat megértését, a fejlődési irányok, trendek felfedezését. Néhol még azt is megengedem magamnak, hogy analóg megoldásokat is bemutassak, elsősorban olyan esetekben, ha azok a digitális eszközök előfutárainak tekinthetők. Ugyanakkor nincs lehetőségem a gondolkodás szabályrendszerével, a formális logikával foglalkozni, bár ez a tudományterület (mellyel már az ókori görög tudósok is foglalkoztak) nyilvánvalóan előfutára a logikai műveleteknek. Nem részletezem pl. a villamos áramkörök elemi ismereteit sem. A jegyzet írásakor a középfokú általános műveltséget tételeztem fel az olvasókról, erre az alapra építettem fel a tananyagot. A digitális áramkörök tervezési ismereteire nem lesz szükség a jegyzet tartalmának megértéséhez, de ha az olvasó ismeri ezeket a tervezési tudnivalókat, az megkönnyíti a továbbiak megértését.
A jegyzet írása közben számos különféle cél lebegett a szemem előtt. Elsősorban a fejlődés állomásait kívántam bemutatni, de nem titkolt célom a digitális áramkörök alapfogalmainak folyamatos ismétlése, az újabb és újabb megoldások segítségével az alapismeretek mélyebb megértésének elérése. Megkísérlem bemutatni a fejlődés különféle mozgatórugóit, a sürgető igények és a technikai lehetőségek jelentőségét, az emberi ambíció szerepét, az anyagi háttér fontosságát.
A fejlődéstörténet során nemcsak technikai eszközök jelennek majd meg, hanem néhány zseniális elme is, kutatók, feltalálók, mérnökök, akik az ötletektől a megoldásokig sokszor igen keservesen tudtak csak eljutni. Több esetben a szereplők rövid életrajzát is tartalmazza a jegyzet, különösen akkor, ha az életút maga is tanulságokkal szolgálhat az olvasók számára. Azt is megfigyelhetjük majd, hogy a feltalálói cím és a szabadalmaztatás mennyire összekapcsolódnak, a polgári táradalom eme jogi intézménye képes a feltalálói címtől utólag megfosztani valakit, vagy akár évtizednyi távolságból utólag elismerni valakit feltalálóként.
Érdekes lesz megfigyelni, hogy egyes tényezők a fejlődési folyamat során miért maradnak sokáig változatlanok (pl. ötven éven át a digitális elektronika alapanyaga, a Si), mások miért változnak esetleg néha csak a változás kedvéért is (az eszközök mérete, működési sebessége pl.).
A bemutatásra kerülő digitális megoldások különféle jelhordozókat alkalmaznak, találkozunk majd mechanikus jelekkel, pneumatikus és fényjelekkel is, de a történet nagyobb része a villamos jelhordozókra vonatkozik.
A digitális áramkörök fejlődése más technikatörténeti eseménysoroktól természetesen nem független. Szóba kerül majd az adatfeldolgozás, a hírközlés története is, és igen sok eseményre fogok hivatkozni a számítógépek történetéből is. A számítógépek esetében természetesen témánk szempontjából a ma kissé elhanyagoltabb oldal, a hardver az izgalmas.
Bár a számítógépek és a digitális áramkörök fejlődése szorosan kapcsolódik egymáshoz, azért ez két külön történet! Igaz, hogy az első digitális eszközöket a korai számológépekként fogjuk tettenérni, de az elektromechanikus áramkörökkel már nemcsak számítógépeket, hanem telefonközpontokat, ipari vezérlőegységeket, kibernetikai eszközöket is építettek. Vissza