¿Cómo explicaría la evolución desde el tubo de vacío hasta el microprocesador mediante analogía?

Los tubos de vacío fueron los primeros componentes electrónicos activos. Los componentes no activos son inductores, condensadores y resistencias. La acción del dispositivo más simple se llama Diodo, o un interruptor de corriente unidireccional. Otro dispositivo es un triodo, un dispositivo de amplificación. Hay otros tipos, como tetrodes y pentodes. La electrónica se basaba principalmente en tubos de vacío y era completamente analógica, desde 1907 hasta mediados de la década de 1960. El mundo de la electrónica analógica fue fundamental para desarrollar el mundo en el que vivimos, mucho antes de llegar a la era del microprocesador: incluía todo, desde el receptor de radio, tanto onda larga, onda media, onda corta y VHF. También incluía transmisión de radio. Incluye transmisión y recepción de televisión. Incluye RADAR y SONAR y muchos también incluye aviónica que se utilizó en aviones. Los sistemas de orientación no llegaron hasta mucho más tarde. Como puede ver, el mundo de la electrónica analógica fue bastante significativo. Hasta finales de la década de 1950, toda la electrónica (que era casi completamente analógica) se realizó utilizando una técnica llamada cableado punto a punto. Las placas de circuito grabadas aún no existían. Los componentes fueron cableados a mano, siguiendo un diagrama de cableado y un esquema.
Cuando llegamos a fines de la década de 1960, se inventó un dispositivo llamado transistor, que usaba germanio o silicio. Aunque ya sabíamos acerca de los diodos semiconductores desde los primeros días de las radios de cristal de 1907, la idea de un dispositivo de tres elementos no existió hasta fines de la década de 1960 y comenzó a usarse con mayor intensidad en la década de 1970. Al mismo tiempo, cuando el transistor se convirtió en rey, la idea de una placa de circuito grabada, con restos de cables colocados químicamente, se convirtió en un lugar común. El transistor ofrece la ventaja de un tamaño muy pequeño, muy bajo peso y muy baja potencia, lo que permite que las radios del transistor funcionen con baterías y no necesiten conectarse a la línea de A / C. Aunque existía un equipo de tubo alimentado por baterías, era voluminoso, no era una aplicación común. La pérdida de un elemento calentador significaba que no se desperdicia energía al alimentar un circuito de filamento como un componente clave para el funcionamiento del tubo de vacío. A medida que avanzaba la ciencia de los transistores, progresamos de transistores a mosfets (Transistores de efecto de campo) y finalmente pudimos combinar transistores en lo que se llamó un “amplificador operacional”. Alcanzamos un alto grado de compacidad y colocamos muchos dispositivos en una pequeña placa de circuito, a través de transistores y la capacidad de grabar y no conectar a mano las placas de circuito. Hubo una idea de una computadora basada en tubo de vacío, por favor vea este enlace:
http://web.archive.org/web/20080 …

A medida que nos acercamos a la década de 1980, la idea de la frecuencia sobre el muestreo se hizo posible y comenzamos a reemplazar los reproductores fonográficos, que son puramente analógicos, con CD. La idea es muestrear al menos el doble de la frecuencia de audio más alta y hacer una conversión de analógico a digital y luego volver, para reproducir el sonido digitalmente, que anteriormente solo se producía a través de técnicas analógicas. Al mismo tiempo, ya se estaban utilizando circuitos TTL basados ​​en transistores, circuitos de temporización y circuitos osciladores, junto con la recepción de radio FM PLL (Phase Lock Loop) porque comenzamos a conectar los mundos analógico y digital en muchos de los dispositivos que tradicionalmente consideramos término análogo. Por ejemplo, con los transistores y los diseños de circuitos altamente compactos, podríamos empacar cientos de transistores en una sola onda de silicio y crear un circuito sintonizador de TV completo con un solo chip. Podríamos crear un amplificador de audio completo, usando un solo chip (como el LM 386, por ejemplo). De repente, la idea de empacar cientos, y eventualmente, miles de transistores en una sola onda de silicio, usando un láser grabado, no una placa de circuito grabada químicamente se convierte en la “norma”.
Logramos un alto grado de miniaturización del circuito y pudimos crear televisores completos solo con unos pocos chips: un sintonizador, un amplificador de video y un amplificador de audio completos podrían ser un chip, y un circuito oscilador controlado por cristal podría ser otro chip. A medida que aprendimos a presionar más y más transistores en una sola oblea de silicio, en un chip, adaptamos las mismas técnicas y a fines de la década de 1980, estábamos jugando con las puertas AND, XOR y OR y los bloques de construcción primitivos de lo que más tarde se convirtió en el primer microprocesador: el IBM 8086 a 4.7 Mhz. Entonces desarrollamos nuestra habilidad en el mundo analógico y luego aplicamos esa habilidad a lo que estaba emergiendo: el mundo digital.
A fines de la década de 1980 teníamos el IBM 8086, seguido rápidamente por 1992 por el 8088, el llamado XT. Rápidamente después de tener el 16 bit, y no el 8 bit, 80286 y eventualmente, el 80386 y el 80386SX y eventualmente combinamos el Coprocesador Match (80837) y la CPU (80386) en un solo chip llamado 80486. En 1997, Teníamos un Pentium I de 60 Mhz, y a 60 Mhz competía con máquinas 80486 de 100 Mhz. A finales de los 90, alrededor de 1998–1999 teníamos el Pentium II, luego el Pentium III y, finalmente, el Pentium IV. Todos los procesadores modernos derivan del Pentium … que se deriva del 8088 XT.
Así que ahí lo tienes: 1907–1965: tubos. 1970: Transistores: amplificadores operacionales de 1980 y cientos de transistores en un chip de silicio y finales de 1980 y principios de 1990: miles, en lugar de cientos, de tansistores en una sola oblea de silicio.
¡Este fue un momento muy, muy interesante!

La mejor manera de explicar la evolución de la electrónica es a través de la ley de Moore , que simplemente establece que la densidad de los circuitos electrónicos se duplica cada año.

Ahora, por analogías, este artículo de revisión Moore_Law cita un par de ejemplos interesantes:

Gordon Moore cita en broma que si se hiciera un progreso similar en las tecnologías de transporte, como los viajes aéreos, un avión comercial moderno costaría $ 500, circundaría la tierra en 20 minutos y solo usaría cinco galones de combustible. Sin embargo, solo puede ser del tamaño de una caja de zapatos

Carver Mead sugiere que el almacenamiento magnético, específicamente la tecnología de unidades de disco, ha seguido un camino de escala similar al de los semiconductores. Cita que los discos duros de PC en particular han evolucionado de una capacidad de megabytes (millones de bytes) a gigabytes (mil millones de bytes) en aproximadamente una década. Esta mejora de capacidad de mil veces se acerca a la extrapolación original de Moore.