Wie die „Chips“ dir den Alltag erleichtern

Vom „Awake!“-Korrespondenten in Großbritannien

DIE wissenschaftliche Bezeichnung lautet Mikroprozessor. „MIKROPROZESSOR? Was ist das?“ magst du mit Recht fragen. Und wie kann sich etwas, was die meisten Leute nicht einmal kennen, bedeutend auf mein tägliches Leben auswirken?

Immer mehr Menschen in der ganzen Welt verspüren die Auswirkungen der Mikroprozessoren. Die Industrie, die davon lebt, macht Milliardenumsätze.

Dieses Bauelement wird heute in so viele Produkte eingebaut, daß ein britischer Regierungssprecher sagte: „Es ist nicht sicher, ob Arbeitsplätze verlorengehen, wenn wir die Mikroelektronik zum Einsatz bringen. Es ist jedoch absolut sicher, daß Arbeitsplätze verlorengehen, wenn wir es nicht tun.“ Firmen oder Länder, die sich diese neue Technik nicht zunutze machen würden, könnten kaum konkurrenzfähige Produkte anbieten.

Aber was ist denn ein Mikroprozessor? Wie beeinflußt diese verhältnismäßig neue Technik, die als revolutionierend bezeichnet wird, unser Leben?

Der Mikroprozessor

Der typische Mikroprozessor besteht aus Silicium, einem der häufigsten Elemente der Erdkruste. Die Vorsilbe Mikro deutet schon an, daß es sich um ein sehr kleines Bauteil handelt. Mikroprozessoren haben gewöhnlich die Form eines Plättchens oder „Chips“, das aus Silicium besteht und etwa 6 mm² groß ist.

Doch die Winzigkeit des „Chips“ schmälert keineswegs seine Bedeutung. Es führt unzählige wesentliche Funktionen eines Computers aus. Ein moderner Mikroprozessor vereinigt in sich die wichtigsten Funktionen der unförmigen Computer, die es vor 25 Jahren gab. Man kann auf einem Chip Tausende von Schaltkreisen unterbringen, aber die Kapazität wird immer noch gesteigert. Ein solcher Schaltkreis — nicht größer als ein Nadelkopf — kann die Aufgaben mehrerer herkömmlicher Schaltkreise übernehmen.

Mikroprozessoren sind verhältnismäßig preiswert in der Herstellung. Das bedeutet, daß jetzt auch Geräte für den alltäglichen Gebrauch mit computerähnlichen Eigenschaften ausgerüstet werden können, die bislang teuren Computern vorbehalten waren.

Entwicklung

Die ersten Computer arbeiteten mit Röhren. Sie waren groß und teuer und schwierig herzustellen. Dann wurde 1948 der Transistor erfunden, der die Röhren ersetzte. Er war viel kleiner, zuverlässiger und billiger.

Anfangs wurden die Transistoren aus Germanium hergestellt. Innerhalb weniger Jahre trat jedoch das Silicium an die Stelle des Germaniums, und die Transistoren wurden leistungsfähiger. Das führte zum nächsten Schritt — zur „integrierten Halbleiterschaltung“, ein System, bei dem ein ganzer Schaltkreis mit seinen Schaltelementen (z. B. Transistoren) auf einem einzigen Plättchen oder „Chip“ aus Silicium untergebracht ist. Durch dieses Verfahren wurde die Miniaturisierung möglich.

Dann suchte man noch sehr kleine, energiesparende und doch umfassende elektronische Kontrolleinrichtungen für Satelliten und lenkbare Geschosse. Deshalb forschte man auf diesem Gebiet weiter — mit Erfolg. Konnte man 1963 auf einem Siliciumplättchen Schaltelemente unterbringen, die acht Transistoren entsprachen, waren es 1978 bereits eine viertel Million.

Anfang der 70er Jahre war die Miniaturisierung so weit fortgeschritten, daß man das Programm eines ganzen Computers auf wenigen winzigen „Chips“ unterbringen konnte. Die „Revolution“ des Mikroprozessors war angebrochen, und seither tun sich ständig neue Anwendungsbereiche auf.

Wie sie hergestellt werden

Die Herstellung von Mikroprozessoren ist eine äußerst mühselige Angelegenheit. Da sie so winzig sind, können sie schon durch ein Stäubchen ruiniert werden. Obwohl man die präzisesten Verfahren einsetzt, ist ein großer Teil der „Chips“ Ausschuß.

Der Herstellungsvorgang beginnt mit einer Scheibe reinen Siliciums, die etwa einen halben Millimeter dick ist und eine Kantenlänge von mehreren Zentimetern hat. Darauf werden mehrere hundert Mikroprozessoren gleichzeitig hergestellt, und später schneidet man sie auseinander.

Man fertigt ausgeklügelte Zeichnungen der Schaltkreise an, die in mehreren Schichten auf die „Chips“ geätzt werden sollen. Die Zeichnungen werden mit einem Computer auf ein Zehntausendstel ihrer Originalgröße verkleinert und dienen als Grundlage für eine Fotoschablone. Sie ist so etwas wie ein Negativ und wird dazu verwendet, die Schaltung in die Siliciumscheibe zu ätzen. Diese Schicht wird dann noch von weiteren Schichten überlagert.

Zuletzt werden die „Chips“ durch ein computergesteuertes Testgerät überprüft. Die guten werden in ein Kunststoffgehäuse eingeschmolzen und sind dann ein komplettes Bauelement.

Die Erfinder dieser erstaunlichen „Chips“ verdienen unsere Anerkennung. Doch Ehre gebührt vor allem dem Einen, der das menschliche Gehirn, die benötigten Materialien und die zugrundeliegenden Naturgesetze geschaffen hat. All diese schwierigeren Dinge hat ein weitaus größerer „Erfinder“, nämlich der Schöpfer, Jehova Gott, gemacht.

Vielfältige Auswirkungen auf unseren Alltag

Aufgrund der Revolution des Mikroprozessors gibt es heute Taschenrechner, Digitaluhren, Fernsehspiele und Hobbycomputer. Mikroprozessoren findet man auch in einer Unzahl anderer Produkte, wie zum Beispiel in Waschmaschinen, Herden, Mixern, Kameras, Telefonapparaten und Autos. Sie ermöglichen automatische Steuerungsfunktionen, die weniger zuverlässige mechanische Steuerungseinrichtungen ersetzt haben.

Diese „Minicomputer“ können uns zu Hause viele Arbeiten erleichtern. Man kann sie einsetzen, um Informationen zu speichern, zum Beispiel Telefonnummern, persönliche Berichte, Rezepte und Erinnerungen an Zahlungsverpflichtungen. All diese Daten können auf Knopfdruck oder durch einen mündlichen Befehl abgerufen werden.

Ein Hersteller hat „die erste Nähmaschine mit Elektronengehirn“ auf den Markt gebracht. Die Näherin muß nun nicht mehr viele komplizierte Einstellungen von Hand vornehmen, sondern braucht nur die richtigen Knöpfe zu drücken, und die Maschine führt verschiedene komplizierte Stiche von selbst aus. Das Nähen eines Knopflochs beispielsweise wird zum Kinderspiel: Man legt nur einen Knopf in die Haltevorrichtung der Maschine, und den Rest besorgt sie selbst.

Seit einigen Jahren ist in Läden eine neue Generation von Registrierkassen vertreten. Wenn du an der Kasse eine Anzeige siehst, die der eines elektronischen Taschenrechners ähnelt, dann weißt du, daß sie mit einem Mikroprozessor arbeitet. Sie kann nicht nur die Preise addieren, sondern auch die Art der gekauften Artikel notieren, so daß nebenbei eine Liste der Waren entsteht, die wieder auf Lager genommen werden müssen. Falls du mit einem Scheck zahlst, kann automatisch über eine Computerverbindung zu deiner Bank überprüft werden, ob er gedeckt ist.

Eine amerikanische Zeitschrift sagte voraus, daß in Büroräumen eines Tages „Schreibtischcomputer genauso verbreitet sein werden wie Schreibmaschinen“. Sie werden Daten speichern, die die einzelnen Mitarbeiter für ihre Arbeit brauchen und werden wesentlich einfacher zu handhaben sein als umfangreiche Karteien, Register und Nachschlagewerke.

Das Maschinenschreiben kann von Computern übernommen werden, in denen häufig wiederkehrende Formulierungen gespeichert sind. Viele Firmen senden ihren Kunden Briefe, in denen gewisse Standardabsätze vorkommen. Man könnte sie in einem solchen Computer speichern und je nach Bedarf ausdrucken lassen. Er kann auch die Zeilenlänge festlegen, die Textanordnung gestalten und sogar einfache Rechtschreibfehler korrigieren. Er kann auch den Text umgestalten und noch andere Änderungen vornehmen. Zwei oder drei solche Computer können die Arbeit mehrerer Schreibkräfte übernehmen.

In Fabriken ist die Automatisierung bereits weit fortgeschritten. Das Problem bestand früher darin, daß man nicht wußte, wie man einer Maschine die komplizierten Arbeitsgänge eingeben soll, die einem menschlichen Maschinenarbeiter keinerlei Schwierigkeiten bereiten. Mikroprozessoren haben dieses Problem überwunden und werden zur Steuerung von „Maschinenrobotern“ eingesetzt.

Ähnliche Neuentwicklungen werden in der Landwirtschaft eingeführt. Zum Beispiel könnte ein Traktor ohne Fahrer ununterbrochen Tag und Nacht Äcker pflügen.

Einige Bedenken

Diese neue elektronische Hilfe erleichtert immer mehr Aufgaben des Alltags und löst sie wirkungsvoller. Sie befreit den Menschen von vielen langweiligen und gefährlichen Arbeiten und von körperlicher Anstrengung. Außerdem bringt sie eine Zeitersparnis.

Die Einsparung körperlicher Anstrengung und die Erweiterung der Freizeit können aber von zweifelhaftem Nutzen sein. Wenn man die Zeit unweise — nur um dem Vergnügen nachzujagen — nutzt, wird dadurch nicht unbedingt das Leben bereichert. Es kann das Gegenteil — einen Rückgang des Niveaus — bewirken. Wenn nun jegliche körperliche Arbeit von Maschinen übernommen wird, kann unsere körperliche Gesundheit Schaden nehmen.

Von technischen Errungenschaften kann man nur dann weisen Gebrauch machen, wenn in Verbindung mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen auch geistige Werte berücksichtigt werden. Das muß Hand in Hand gehen mit einer selbstlosen Sorge um den Mitmenschen und einer größeren Wertschätzung für unseren Schöpfer, da alles Gute nur dadurch möglich ist, weil er uns das Leben und die Fähigkeit gegeben hat, es zu verbessern.

[Herausgestellter Text auf Seite 23]

Nicht nur den Erfindern dieser erstaunlichen „Chips“ gebührt Anerkennung, sondern auch unserem Schöpfer, der uns die Fähigkeit vermittelt hat, solche Dinge herzustellen.

[Bild auf Seite 21]

Dieser Ausschnitt aus einem mehr als 100fach vergrößerten „Chip“ zeigt den komplizierten Aufbau.

[Bilder auf Seite 22]

Winzige „Chips“ von nur 6 Quadratmillimeter Größe „verrichten ihren Dienst“ in einer Unzahl von Produkten.