CPU里面是硅晶体---即沙子的提炼
工作原理:cPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上,用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此,从这个意义上说,CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言,晶体管就是微型电子开关,它们是构建CPU的基石,你可以把一个晶体管当作一个电灯开关,它们有个操作位,分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开,而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应!这样,计算机就具备了处理信息的能力。

但你不要以为,只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单,其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前,计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来,科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中,这样便创作出第一个集成电路,再后来才有了微处理器。

看到这里,你一定想知道,晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢?其实,所有电子设备都有自己的电路和开关,电子在电路中流动或断开,完全由开关来控制,如果你将开关设置为OFF,电子将停止流动,如果你再将其设置为ON,电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制,我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样,晶体管的ON状态用“1”来表示,而OFF状态则用“0”来表示,就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况,将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子,十进位中的1在二进位模式时也是“1”,2在二进位模式时是“10”,3是“11”,4是“100”,5是“101”,6是“110”等等,依此类推,这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值,也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制,晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能。
的产品(名称未定)
纳米生物学的应用
芯片里面的硅片是经过特殊化学加工处理的,所以在上面其实原本是绝缘体,光刻机就是把半导体印在上面刻上连线形成微型电路,这才是真正难的方面,因为硅片本身就是小小的毫米级别,要在毫米级别的硅片上面印上精密的微型电路,那可是要纳米级别的光刻机才可以,光刻机的重要性就把线路按照准确的设定印上去。
为什么那么细小的东西不会相互之间产生冲突甚至短路,其实不产生冲突是因为已经设计好了里面的链接,光刻机只要按照设定好的去印上去就不会出现冲突的现象,吃饭设计错误,或者没有按照设计的去印,为什么不会短路呢,除了原本设定的,剩下就是蚀刻机的功劳了,蚀刻机的作用是把光刻机印线路的一些附着在周围的多余的没用的残渣去除掉,防止微型电路因为多余的东西而导致出问题。
生物器件的特点是像遗传基因分子那样具有自我复制功能。这样一来,可以利用纳米加工技术,按照分子设计的方法合成、复制成各种用途的生命零件,例如具有生物智能、运算速度更快的生物计算机;利用生物零件可以组装具有特定功能的纳米生物机器人;生物零件与无机材料或晶体材料结合可以制成具有生命功能的纳米电路等。合成生物学的兴起,对细胞内基因调控网络与信号传导的人工设计与合成,导致了在体纳米生物技术的发展。
我们知道人体中红血球的重要功能之一是向身体的各个部分输送氧分子,因为如果身体的某些部分缺氧,那部分就会感到疲劳。画中的蓝色小球称为呼吸者,它们不仅具有比红血球携带氧分子多数百倍的功能,而且本身装有纳米计算机、纳米泵,可以根据需要将氧释放,同时将无用的二氧化碳带走。 科学家一直在研究微生物的机械本领并试图把它应用到纳米机械的设计中去。例如大肠杆菌等细菌的移动靠的是一种称为鞭毛马达的驱动机构。微生物的鞭毛马达虽然只有30至50纳米,但它的效率却极高。这种效率相当于只需百分之一马力就可以使体重60公斤的人像骑摩托车一样飞速前进。图4_4是画家笔下的一种纳米仿生术机器人。这种称为游荡者的纳米仿生物可以为人体传送药物,进行细胞修复等工作。


