Új Szó - Vasárnap, 1980. január-június (12. évfolyam, 1-26. szám)
1980-03-02 / 9. szám
ft r t ► TUDOMÁNY TECHNIKA A NAGYFOKÚ INTEGRÁCIÓ AZ ELEKTRONIKÁBAN Sok olvasó számára már nem Ismeretlenek az alábbi betűcsoportok: SSI, MSI és LSI. Akik talán nem tudják, miről van szó, íme a magyarázat: az integrált áramkörök bonyolultsági fokát jelzik. Äz SSI (Single Scale Integration) a legegyszerűbb típusok jele, az MSI (Medium Scale Integration) a fcö- zépfokúaké, az LSI (Large Scale Integration) pedig ja „mini- óriások“ jele. Ez az utóbbi típus fejlődik a legdinamikusabban. Az előrejelzések szerint a 80as évek elején az LSI áramkörök a teljes digitális integrált áramkör-forgalom 50 százalékát teszik ki. Néihány bekezdésben így vázolhatjuk a fejlődést: — a 60-as évek közepén kialakult a MOS (Metal OXYD Semiconductor), azaz a fém- oxidos félvezető döntő fontosságú felületi folyamatainak az elmélete és a gyakorlata, valamint megoldódtak a szilí- cim-oxidrétegek gyártási problémái; — 1970-ben az amerikai INTEL cég piacra dobta az első MOS memóriát, ezzel megindult és később el is dőlt a verseny a ferrittárak és a félvezető memóriák között az utóbbi javára. — 1971-ben a INTEL cég japán megrendelésre egy tóikba helyezte él a komplett kaiku- látorvezérlő egységet. Ez a tok „csak“ 4 bites volt, de ez volt a mai CPU-nak (Central Processing Unit — központi vezérlő egység) azaz a mikroprocesszornak a prototípusa. Még ugyanabban az évben megjelent a nagyobb, 8 bites verzió is. Az Intel egyeduralma 2 évig tartott, azután megkezdődött az ádáz piaci harc, ami csak a vevőnek használt, mert az árak egyre lejjebb süllyedtek, míg a megbízhatóság egyre nagyobb lett. Az integráció fokának a növelése két úton érhető el: a morzsa (chip) méretének a -növelésével, vagy vékonyabb vonal raj zol ássál, tehát az elemsűrűség növelésével. Ez utóbbinak azonban technológiai nehézségei vannak. A gazdaságos maszkoló és maró eljárással ugyanis lehetetlen 4—5 mikronnál vékonyabb vonalaikat létrehozni, mivel az alámarás 0,5—1 mikron. A legújabb EBL ill. XRL (elektron ill. röntgensugaras) eljárással a vonalak vastagsága akár 1 mikron is lehet. 1973-ban jelent meg — Ismét csak az Intel cég kivitelezésében — a 8080-as mtkroprocesz- szor. Ennek a teljesítménye 78 utasítás, a ciklusidő 2 /xs. Ez akkora sikert aratott, hogy a teljesítménye még ma is mérce a mikroprocesszor-iparban. Ez a típus és későbbi változatai a felére csökkentették a mikronszámítógépet alkotó tokok számát. A további árcsökkenés paradox helyzetet hozott létre: A rohamléptekkel fejlődő mikroprocesszorok helyet követelnek maguknak az írógép- gyártásban is. A nemrégiben forgalomba hozott elektronikus írógép lehetővé teszi, hogy használója észrevegye és kijavítsa a gépelési hibákat, mielőtt a szöveg a papírra kerülne. A szöveg először a sortárolón jelenik meg, mint valamilyen világító képernyőn és a szükséges javítást könnyű elektronikus úton végrehajtani. A szöveg akkor kerül a papírra, amikor az írógép használója átkapcsol a -következő sorra. A gép tovább tárolja az előző sort és a beépített hibajavító segítségével a már legéa nyomtatott áramkörök tervezése és előállítása drágább lett, mint a beültetett alkatrészek ára. Ez arra késztette a gyártókat, hogy további tokokat vonjanak össze. Az Intel 8048- as például 1 kbyte kapacitású programmemóriát és 64 kbyte- os adatmemóriát tartalmaz a központi egységgel együtt. Az egyetlen hátrányuk ezeknek a MOS áramköröknek, hogy kissé lassúak, ezt a tervezőik különböző eljárásokkal igyekeznek megszüntetni. Ilyenek a Schott- ky TTL 111. az ECL technológiával készült ún. bitszeletelt (bit-slice) mikroprocesszorok. Ezeknél a nagyobb mikroprocesszorok kisebb, 2 vagy négy bites elemekből kapcsolódnak össze (persze már a gyárban 1 tokba). A mikroszámítógép-rendszer költségének jelentős része a software-költség. A legtöbb egységhez kapható olyan ROM memória (csak olvasható memória), amelyben néhány alapművelet és egy-két egyszerű program található. így a mikroszámítógép alkalmas a gépkódban írt lyukszalag olvasására. A gépkódban való programozás azonban eléggé nehézkes, ezért a gyártók külön böző összeállító (assembler) programokkal segítenek. Legújabban megjelentek a magas szintű nyelveket fordító ún. compilerek. A magas színtű nyelveken a programozás nagyon egyszerű. A használt programnyelvek a PL/M, a BASIC, a FORTRAN valamint a nagyon terjedő PASCAL. E magas szintű nyelvek -közös nagy hátránya, hogy meglehetősen na-gy helyet foglalnak el a számítógépek memóriájában, ebből aztán az következik, hogy az ilyen nyelvvel dolgozó számi tógépek meglehetősen bonyolultak, és egyszerűbb -nyelvvel dolgozó társaiknál nagyobbak. A magas szintű nyelvekkel dolgozó számítógépek lassúbbak is, és ráadásul külön periférikus memóriaegységekkel dolgoznak, ami jelentős többletköltséggel jár. A mikroprocesszor használata azonban nem korlátozódik kizárólag -a számítógépben való felhasználásra, hanem minden digitális logikai áramkörben felhasználható, amelyek eddig SSI ill. MSI áramkörökkel épültek fel. A mikroprocesszor felhasználási -területei nagy vonalakban a következők: — folyamatszabályozás, gépvezérlés, — forgalomirányítás, — elektronikus pénztárgépek, terminálok, — gépjárműipar, — háztartási gépek, — digitális műszertechnika. Valamennyi ágazatban a mikroprocesszor kisebb méreteket, egyszerűbb kezelést, bonyolultabb és ezzel pontosabb mérési folyamatot, önkorrekciót és sokpelt szöveg is viszonylag köny- nyen kijavítható. A javítás után az elektronikus írógép gombnyomásra visszaáll a már leírt Elektronikus / / / írógép szöveg végére — lehet folytatni a gépelést. A beépített memória, amely a gép kikapcsolásakor is megmarad, összesen 800 írásjelnyl utasítást őrizhet: szabványos szövegrészeket, címeket stb. Önműködóen megoldja a sorok kai nagyobb megbízhatóságot eredményez. Mindezek a vívmányok azonban a tervezőktől ás a jövendő felhasználóktól igen -nagy megfontolást követelnek meg, mert az ilyen berendezések később egyáltalán nem, va-gy csak nagyon nagy ráfordítással alakíthatók át. Annak ellenére, hogy egy mikroprocesszor vezérelte egység képes nagyon bonyolult feladatok megoldására, ami nagyon sok tervező fantáziáját szabadítja fel, s az így tervezett berendezés sokszor sokkal többet tud, mint amire szükség van, jó volna néha ezt a kis csodabogarat is korlátok közé zárni. Nagyon gyakran fordul elő, hogy a nagyon bonyolult és drága mindenttudó kis szerkezetek nagyrészben kihasználatlanul foglalják a helyet, mert a kezelő személyzet vagy a munkaszervezés nincs a feladat magaslatán. Ilyen esetekben a befektetés inkább kár, mint haszon, és okosabb, azaz több lett volna a kevés is, ha azt ügyesen választották volna iki. Figyelembe kell azt is venni, hogy egy ilyen szerkezet puszta raktározása nagyon drága, mert a berendezés erkölcsi elöregedése néhány rövid év -alatt bekövetkezik. Gz főleg -abban nyilvánul meg, hogy a néhány éves szerkezetekbe már csak nehezen, vagy egyáltalán nem szerezhetők be pótalkatrészek (azt mondani sem kell, hogy egy ilyen berendezés nemcsak magából a mikroprocesszorból áll, hanem rengeteg egyéb érzékelőből, konnektorokból, stb. Figyelembe kell venni például a korrózió hatását is a konnektorokra. Ilyen esetekben aztán nagyon gyakran fordul elő, hogy a szerkezet javíthatatlanul -kerül leszerelésre. Aki ezeket a tényeket nem veszi figyelembe, annak egy- egy mikroprocesszoros berendezés nagyon sokba kerül, és ezzel a népgazdaságnak nagyon nagy károkat lehet okozni. Ezeket a kérdéseket nem lehet adminisztrációs előírásokkal (pl. az amortizációs idő meghosszabbításával) megoldani, az egyetlen megoldás az, hogy a modem gépet a lehető legrövidebb időn belül üzembe kell helyezni, és a munkát úgy kell megszervezni, hogy a gép ára a lehető legrövidebb időn belül megtérüljön. Ez időn túli üzemeltetés ugyan nagyon gazdaságos, de csak bizonyos ideig, mert a fejlődés gyorsan halad tovább, -és a nem nagyon öreg gép bizony lassan, de biztosan 'ki fog „lógni“ a sorból, és a termelési eredmények, ismét elmaradnak a kívánt színvonaltól. E problémák azonban csakis -nagyon gyors és jól időzített beruházásokkal orvosolhatók. Ezt kellene mindenütt a szem előtt tartani. * T. J. (A Technika alapján) kizárását is: a gépelt szöveg olyan egyenletesen elrendezett, akárcsak a nyomtatványoké. Jelentős időmegtakarításhoz lehet jutni a táblázatok, nyomtatványok kitöltésekor: a gép önműködően elhelyezi az egyes szövegrészeket a kívánt rubrikába, azután rááll a következő rovatra. A betűket tartalmazó gömbfej egyetlen kézmozdulattal kicserélhető, a fontos szövegrészeket félkövér vagy fekete alapon negatív írással is ki lehet emelni. Nem utolsó előny, hogy az elektronikus billentyűzet a szokásosnál halkabban működik és jóval nagyobb sebességet lehet vele elérni. (delta) OVEGSZERŰ FÉMEK A fémek általában kristályos elemek vagy ötvözetek, amelyek szabad elektronjaik segítségével jól vezetik az áramot és a hót is. Az üveg viszont leggyakrabban szilíciumból, oxigénből, alumíniumból és bőrből épül fel, amorf szerkezetű — ezért jó szigetelő. Tulajdonságainak legtöbbjét az alkotó elemei közötti kovalens kötésnek köszönheti, valamint annak, hogy az amorf szerkezetben az atomok nem helyezkednek el szabályos térközben és meghatározott térbeli elrendezésben. A legutóbbi idóben végzett kutatások azonban arra utalnak, hogy a szilárd anyag e két állapota közötti elválasztó vonal áthidalható, ami egyben érdekes gyakorlati következményeket is von maga után. Elméletileg az amorf .halmazállapotú fém nem új dolog, hiszen az latomo-k -a fémolvadékokban is véletlenszerűen helyezkednek el. Lassú hűtés esetén azonban az olvadóik újra kristályszerkezetbe rendeződik. Nem ilyen a helyzet, ha a hűtés sebessége percenként 106 fok. ilyenkor ugyanis egyes fémeket sikerült az olvadék amorf szerkezetét megőrizve lehűteni. Az így kapott üveg állapotú fém az eredeti -olvadáspontjának feléig -emelkedő hőmérséklet hatására is stabil marad és ne-m következik be újrakrlstályosodás. És mivel atomjiai nem kovalens, hanem nagy tér-közű fémes kötéssel -kapcsolódnak egymáshoz, az anya-g -továbbra is formálható és viszonylag jő elektromos vezető marad. A gyors hűtéssel előállított különleges fém üveg jellege röntgendiffrakoiós módszerrel meg is mérhető. Egy fémben vagy bármely más kristályos anyagban az egyes atamsíkok a -köztük -levő távolság és a röntgensugarak hullámhosszának függvényében e sugarakat szelektíven verik vissza, és ez a jelenség -függ az atomok konkrét elhelyezkedésétől, ami szóródási csúcsok formájában jut kifejezésre. Egy ideális amorf anyagban az atomok -véletlenszerű elhelyezkedése miatt ilyen csúcsok nem figyelhetők meg — diffúz szórásképet kapunk. Ami az olvadék gyors lehűlését illeti, kezdetben reaktív -gáz gyors befúva-tásával próbálkoztak, de ez hab- szerűvé tette az anyagot. Az Allied Chemicals által nemrég kidolgozott módszer szerint viszont az olvadékot két, egymással szemben forgó hűtött dobra juttatva kezelik. Ezzel az eljárással -rúdainyag előállítása esetén az öntés, a kovácsolás, a meleghengerl-és, a húzás és a hldeghen-gerlés fázisát kihagyva, állítólag 80 százalékos energiamegtakarítás -érhető el. Az áramot vezető fémüvegek plasztikusak. Egy szilí- clumrúd például 2 százalékosnál is kisebb hajlí-tás esetén -már törik, -míg egy ugyanilyen -for-májú, de gyors- hűtéssel előállított társa még 50 százalékos hajmásnál is ép marad. A különleges fém-üvegek talán legértékesebb tulajdonsága, hogy mechanikai keménységük mágneses „lágysággal“ párosul. Feltehetőleg ez homogén szerkezetüknek és annak köszönhető, hogy nincsenek bennük a mágneses doménék mozgását gátló elemek; így a külső mágneses tér könnyen forgatni és rendezni tudja a dom-éneket. Ez a „lágy“ ferromágnesség az inverz és impulzus átalakítókban, mágnesfe-jekben és a mágneses memóriákban különösen fontos. Egyes üvegekben a külső mágnesség hatására bekövetkező lineáris méretváltozás oly nagy mértékű, hogy esetleg átalakítók és késleltető vonalaik Is készíthetők belőlük. Ezeket az anyagokat -különösen érdekessé teszi az a körülmény, -hagy új területeket nyithatnak az alapanyagok fejlesztésében, és nemcsak kutatási szempontból érdekes tulajdonságokat, hanem a technológusok által ki is aknázható előnyöket nyújthatnak. Nemrég az Allied Chemicals bejelentette, hogy kutatót két- és háromkomponensü fómüvegeket fedeztek fel, beríllium, cirkónium és titán -bázison. Azt állítják, hogy ezek a könnyű, nem vas jellegű alkotórészekből készített üvegek ideális szerkezeti anyagok, szilárdak és tartósak, s egyikük — Be4oTisoCrio — ellenállását mágnesség hatására sem változtatja, és az ellenállás hőfüggése is negatív. Műszaki élet A prágai CKD szakágazati vállalathoz tartozó Blanskoi Jifí Dimitrov Művekben 29 millió koronás beruházással kibővítették a vállalati számítóközpontot, amelyhez egy ESZER-rendszerhez tartozó, szovjet gyártmányú EC 1033-as számítógép, egy közepes teljesítményű IBM 3B0/20-as számftógép és több perifériaberendezés tartozik. A számítóközpontot az öntödei és gépipari termelés operatív tervezésére, a gazdasági és statisztikai nyilvántartás elvégzésére és az alkalmazott automatikus irányítási rendszer tökéletesítésére haználják ki, 2,5-ös műszakban. A felvételen jan Törnek mérnök és Milan Hladil a mágnesszalagos memóriák vezérlőegységét kezelik (A CSTK felvétele) 19H. III. 2. 16 ÚJ SZÚ
