数字技术的发展历程
一，引言
众所周知，如今人类已经进入了数字化时代。

在现代应用非常广泛的电子信息系统领域内，
处处离不开处理离散信息的数字电路。

如所有的数字计算机、先进的通信系统、工业控制系统、交通控制系统及洗衣机、电视机等，无一不在设计过程中用到电子技术。

数字技术发展的迅速，应用的广泛，令人瞩目。

二，数字技术
数字技术（Digital Technology），是一项与电子计算机相伴相生的科学技术，它是指借助一定的设备将各种信息，包括：图、文、声、像等，转化为电子计算机能识别的二进制数字“0”和“1”后进行运算、加工、存储、传送、传播、还原的技术。

由于在运算、存储等环节中要借助计算机对信息进行编码、压缩、解码等，因此也称为数码技术、计算机数字技术等。

数字技术也称数字控制技术。

三，数字技术的发展
数字技术的发展与模拟电路一样，经历了电子管，半导体分立器件到集成电路的过程。

1854年，英国数学家乔治布尔在他的杰出论文“思维规律的研究”一文中提出数字式电子系统中的信息用二元数--比特--表示，一比特可以被认为是“0”或者“1”两个常量中的一个，这种只有两个数字元素的运算系统被称为二元系统，这个理论以用二元数“1”表示真，“0”表示伪的概念为基础。

直到八十四年以后香农根据布尔代数提出了开关理论，布尔的理论才找到实际的应用。

1906年，美国的Lee De Forest发明了电子管。

在这之前造出数字电子计算机是不可能的。

这为电子计算机的发展奠定了基础。

1935年IBM 601 机，这是一台能在一秒内算出乘法的穿孔卡片计算机。

1939年11月美国John V.Atanasoff和他的学生Clifford Berry 完成了一台16位的加法器，这是第一台真空管计算机。

1939年Zuse和Schreyer开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机，并用继电器改进它的存储和计算单元。

1940年Schreyer利用真空管完成了一个10位的加法器，并使用了氖灯做存储装置。

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。

它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

实际上数字系统的历史可追溯到17世纪，1624年Blaise Pascal 设计了一台机械的数值加法器，在1671年，德国数学家Gorge Boole 发明了一台可进行乘法与除法的机器。

但在这之前的计算机，都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引进一些电学内容，却都是从属于机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。

1958年，第一块集成电路研制成功，这是在电子设计方法上变革的开始。

从60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。

随后发展到中规模逻辑器件；
70年代末，微处理器的出现，使数字模拟电路的性能产生质的飞跃。

数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。

逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路。

TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。

随着CMOS 工艺的发展,TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件所取代的趋势。

近年来可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活。

数字电路有很广泛的应用，这也是数字设计的重要性的体现，数字电路与数字电子技术广泛的应用于电视、雷达、通信、电子计算机、自动控制、航天等科学技术领域
20世纪30 年代，贝尔实验室的Claude Shannon 提出了现在用于数字逻辑设计的现代交换代数。

随着电子学的发展，从1947年半导体三极管的发明及真空管的诞生，到20世纪60年代集成电路的发明，都推动了数字逻辑和计算机的发展。

现代电子系统从1946年的计算机经典体系结构，20世纪70年代初英特尔设计出第一个微处理器，到现在最新一代的超级计算机，数字系统正以惊人的速度稳步发展。

仅仅针对计算机而言，发展至今已经经历以下四代：第一代（1946~1957年）是电子计算机，它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。

第二代（1958~1970年）是晶体管计算机。

1948年，美国贝尔实验室发明了晶体管，10年后晶体管取代了计算机中的电子管，诞生了晶体管计算机。

第三代（1963~1970年）是集成电路计算机。

随着半导体技术的发展，1958年夏，美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。

第四代（1971年~日前）是大规模集成电路计算机。

随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机发展进入了第四代。

交通控制系统也是数字技术应用的一典型范例。

交通灯是1920年问世的，早期的交通灯是用机电定时器控制。

后来用继电器和开关构成的控制器，根据道路上传感检测的信号进行控制。

现在的交通灯由计算机控制，可以将监测系统检测到的车辆流量信息送到系统计算机，经过计算后进行合理的时间分配。

如果某路口东西方向堵塞，则将该路口东西方向的绿灯自动延时，并将附近区域东西方向的红灯也自动地延时，堵塞接触后，信号灯恢复正常状态。

数字电路具有广阔的发展前景。

基于PC机的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，将有越来越多的厂家采用PC机作为前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题。

PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

远程通讯，远程诊断和维修将更加普，并向高速化和高精度化发展。

随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。

四，结语
随着信息化时代的发展，数字化的普及，将会有更多的数字产品问世，使人们的生活便捷化，丰富化，人性化。

数字化进程不仅是一个技术的革命，这是对大工业劳作方式社会的一种颠覆。

相信这些新产品的问世，新技术的开发，将
改变着人文的生产方式，生活方式，思维方式。

参考文献
1.美John F Wakerly 《数字设计：原理与实践》
2. 美D J 波拉特和阿帕德巴纳《数字技术导论》
3.杨秀英《数字技术基础》
4.康华光《电子技术基础数字部分》
5.德prof.gundolf s.freyermuth 《数字技术的发展历程》。