1.1.1　数字逻辑电路的发展史

数字逻辑电路伴随着计算机一起共同经历了几个时代：

1.早期的继电器逻辑运算电路

贝尔实验室第一部二进制加法器（1937年）和后来的复数运算器（1940年），都是采用继电器逻辑（RelayLogic）来实现的，如图1-1所示。图1-1（a）是早期继电器逻辑运算电路的实物外形图，图1-1（b）是图1-1（a）所示外形图的继电器触点开关电路。

图1-1　早期的继电器逻辑

2.由电子真空管构成的逻辑运算电路

20世纪40年代出现了电子真空管，因此就有电子真空管构成的逻辑运算电路。电子真空管及其构成的计算机如图1-2所示。该计算机使用了18800个电子真空管，占地457m2，质量约为30t，功率约为160kW，每秒可以完成5000次加法运算，或385次乘法运算，或40次除法运算，或3次开方运算。该计算机开始用来计算导弹的弹道，后来也用于天气预测、原子能计算等。

图1-2　电子真空管及其构成的计算机

3.晶体管和场效应管构成的逻辑运算电路

20世纪50年代出现了晶体管，如图1-3所示。20世纪60年代TTL（Transistor-TransistorLogic）逻辑出现。随后，集成电路（Integrated Circuit，IC）出现，包括小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）等。

20世纪60年代，MOS场效应管（Metal-Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，MOSFET）出现。从20世纪80年代开始，MOS电路开始逐步取代由晶体管构成的TTL电路，现在，CMOS（Complementary MOS，CMOS）占据了世界IC市场的绝大部分。2000年，Pentium 4计算机的CPU约有4200万个晶体管，如图1-4所示。

图1-3　双极型晶体管

图1-4　Pentium4CPU

由此可见，数字逻辑电路的发展依赖于电子元器件的发展，而电子计算机的发展又依赖于数字逻辑电路的发展，所以电子计算机的发展史也就是数字逻辑电路的发展史，二者密不可分。