Miten ”sirut” helpottavat elämääsi

Herätkää!-lehden Englannin-kirjeenvaihtajalta

SEN virallinen nimi on mikroprosessori. ”MIKROPROSESSORI? Mikä se on?” voit syystä kysyä. Ja miten jokin sellainen, mitä useimmat eivät edes tunne, voi vaikuttaa suuresti arkielämään?

Sen vaikutukset tuntuvat kuitenkin yhä useampien ihmisten elämässä kautta maailman. Itse asiassa mikroprosessorien valmistus on nykyään miljardien markkojen arvoinen teollisuudenala!

Tätä tekniikkaa käytetään nykyään niin monissa tuotteissa, että eräs Englannin hallituksen edustaja on sanonut: ”Ei ole varmaa, menetämmekö työpaikkoja, jos sovellamme mikroelektroniikkaa. Mutta menetämme aivan varmasti työpaikkoja, jos emme sovella sitä.” Ilman tätä uutta tekniikkaa jonkin yhtiön tai jopa maan olisi vaikeaa kilpailla sellaisten yhtiöiden tai maitten tuotteiden kanssa, jotka käyttävät sitä hyväkseen.

Mutta mikä mikroprosessori oikeastaan on? Miten tämä suhteellisen uusi teknologia, jota on sanottu ”vallankumoukseksi”, on vaikuttanut elämäämme?

Mikroprosessori

Tyypillinen mikroprosessori valmistetaan piistä, yhdestä maankuoren yleisimmästä alkuaineesta. Ja etuliite mikro, joka tarkoittaa erittäin pientä, antaa jo vihjeen mikroprosessorin koosta. Mikroprosessori on tavallisesti vain noin 6 x 6 millimetrin kokoinen piistä tehty levy tai siru!

Kuitenkin sen koko antaa väärän käsityksen sen merkityksestä. Tälle pienelle sirulle on mahdutettu monet tietokoneen tärkeistä toiminnoista! Yhdessä ainoassa nykyisistä mikroprosessoreista on niin paljon kytkentöjä, että niillä voidaan hoitaa useimmat 25 vuoden takaisten kömpelöiden tietokoneiden tärkeistä tehtävistä. Yhdelle sirulle voidaan sovittaa tuhansia virtapiirejä, ja niiden suorituskyky paranee jatkuvasti. Yksi tällainen nuppineulanpään kokoinen virtapiiri voi todellisuudessa tehdä monien tavanomaisten virtapiirien työn.

Mikroprosessorien valmistus on suhteellisen halpaa. Tämä merkitsee sitä, että valtavan monenlaisiin arkisiin tuotteisiin voidaan sijoittaa sellaisia tietokonemaisia toimintoja, jotka aiemmin olivat mahdollisia vain kalliille tietokoneille.

Sen historia

Ensimmäisten tietokoneiden avainkomponentteja olivat putket. Ne olivat suuria, kalliita ja hankalia valmistaa. Mutta vuonna 1948 keksittiin transistori, joka korvasi putket. Se oli paljon pienempi, luotettavampi ja halvempi.

Aluksi transistorien valmistuksessa käytettiin germaniumia. Mutta muutamassa vuodessa pii korvasi germaniumin ja teki transistoreista tehokkaampia. Se johti seuraavaan, ’integroitujen puolijohdepiirien’ vaiheeseen, tekniikkaan, jossa kokonaisia virtapiirejä avainkomponentteineen (kuten esimerkiksi transistoreineen) valmistetaan yhdelle piistä tehdylle levylle eli sirulle. Tämä menetelmä mahdollisti pienentämisen.

Sen jälkeen avaruustutkimus ja armeija ovat tarvinneet erittäin pieniä, kevyitä, energiaa säästäviä ja silti monimutkaisia elektronisia ohjauslaitteita satelliitteihinsa ja ohjuksiinsa. Niinpä tutkimustyö sai tällaisen suunnan. Siinä onnistuttiin. Kun vuonna 1963 yksi piisiru vastasi kahdeksaa transistoria, niin vuonna 1978 yksi siru vastasi neljännesmiljoonaa transistoria!

Niinpä 1970-luvun alkupuolella pienennysmenetelmät olivat kehittyneet siinä määrin, että kokonainen tietokone voitiin sijoittaa vain muutamalle pienen pienelle sirulle. Mikroprosessorien vallankumous oli alkanut, ja näille siruille on sen jälkeen noussut esiin käyttötarkoituksia kuin sieniä sateella.

Niiden valmistus

Mikroprosessorien valmistus on äärimmäisen huolellista. Siru on niin pieni, että yksi ainoa pölyhiukkanen voi turmella sen. Siksi mitä tarkimmista työmenetelmistä huolimatta suuri osa valmiista siruista on ”susia”.

Valmistus alkaa siten, että otetaan noin puoli millimetriä paksu ja useita senttimetrejä leveä puhdas piilevy. Sille tehdään samanaikaisesti monta sataa mikroprosessoria, jotka myöhemmin erotetaan toisistaan.

Sirulle kerroksittain syövytettävistä kytkennöistä tehdään taidokkaat rakennepiirustukset. Tietokone pienentää ne kymmenenteentuhannenteen osaansa alkuperäisestä koostaan, minkä jälkeen niistä tehdään valotusmaski. Se muistuttaa hieman negatiivia, ja sitä käytetään virtapiirikuvioitten syövyttämiseksi piilevyn pintaan. Muut kerrokset tehdään piille samalla tavalla.

Valmiit sirut tarkastetaan tietokoneen avulla niiden käyttökelpoisuuden varmistamiseksi. Sen jälkeen hyväksytyt sirut saavat suojakuoren, ja ne ovat käyttövalmiita.

Keksijöille kuuluu tietenkin kunnia näistä hämmästyttävistä siruista. Mutta kunnia kuuluu myös Hänelle, joka teki ihmisaivot, käytetyt materiaalit ja tarpeelliset luonnonlait. Kaiken tämän vaikeamman on aikaansaanut paljon suurempi ”keksijä”, Luoja, Jehova Jumala.

Tämän päivän käyttötarkoitukset vaikuttavat elämäämme

Mikroprosessorien vallankumouksen ansiosta meillä on nyt taskulaskimia, digitaalikelloja, televisiopelejä ja askartelutietokoneita. Mikroprosessoreja voi olla myös hyvin monissa muissa tuotteissa, kuten esimerkiksi pesukoneissa, uuneissa, keittiön yleiskoneissa, kameroissa, puhelimissa ja autoissa. Ne mahdollistavat automaattisia valvontajärjestelmiä, jotka korvaavat vähemmän luotettavat mekaaniset valvontajärjestelmät.

Nämä ”minitietokoneet” voivat hoitaa monia tehtäviä kotona. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi puhelinnumeroitten, henkilötietojen, laskujen maksamista koskevien muistuttimien, ruoanvalmistusohjeiden ja monien muiden tietojen tallentamiseen. Kaikki ne voidaan saada nähtäväksi napin painalluksella tai suusanallisella käskyllä.

Muuan valmistaja on markkinoinut ”ensimmäistä elektroniaivoilla varustettua ompelukonetta”. Sen sijaan että ompelija joutuisi tekemään käsin monia konstikkaita asetuksia, hän vain painaa tässä koneessa oikeita nappuloita, ja se tekee monia mutkikkaita ompeleita. Esimerkiksi taitoa vaativa napinreiän teko tulee helpoksi, sillä nappi vain pannaan koneessa olevaan pitimeen, ja kone hoitaa itse loput!

Kaupat ovat muuttuneet huomattavasti muutamassa vuodessa. Olet ehkä huomannut, että uudet kassakoneet ovat melko monimutkaisia laitteita. Jos kone toiminnaltaan muistuttaa sähkölaskinta, silloin siinä käytetään mikroprosessoria. Samalla kun se laskee yhteen laskuasi, se voi merkitä muistiin sen, millaisia tuotteita ostat, niin että syntyy automaattisesti luettelo niistä tarvikkeista, joita kauppa joutuu tilaamaan lisää. Ja jos maksat luottokortilla, se voidaan automaattisesti tarkistaa pankkisi kanssa.

Toimistoissa ”kirjoituspöydän kokoiset tietokoneet tulevat lähes yhtä jokapäiväisiksi kuin kirjoituskoneet”, ennustaa aikakauslehti Scientific American. Niihin tallennetaan yksityiskohtia sellaisista tiedoista, joita kukin tarvitsee työssään, ja niitä on paljon helpompi käsitellä kuin kömpelöitä arkistoja, kirjanpitomappeja ja hakuteoksia.

Sanojenkäsittelylaitteet ovat konekirjoitukseen sovellettua siruteknologiaa. Ne hoitavat useita toistuvan luonteisia konekirjoitustehtäviä. Monet liikeyritykset lähettävät asiakkailleen kirjeitä, jotka usein koostuvat vakiokappaleista. Sanojenkäsittelylaitteeseen tallennetaan tällaisia peruskappaleita, joita se kirjoittaa koneella automaattisesti. Se voi myös valvoa rivien pituutta ja tekstin asettelua ja jopa korjata yksinkertaisia kirjoitusvirheitä. Jos teksti täytyy muokata uudelleen, sanojenkäsittelylaite tekee sen ja ottaa huomioon muitakin muutoksia. Pari kolme tällaista laitetta voi tehdä vielä useamman konekirjoittajan työn.

Tehtaat ovat jo melko pitkälle automatisoituja. Aiemmin ongelmana oli se, että koneelle ei osattu opettaa niitä monimutkaisia liikkeitä, jotka luontuvat helposti työtä tekevältä ihmiseltä. Tämä ongelma on voitettu suureksi osaksi mikroprosessoreilla, ja niillä ohjataan robottien käsivarsia.

Samoja periaatteita sovelletaan maataloustöihin niin että esimerkiksi kyntäminen voidaan suorittaa traktorilla, jossa ei ole kuljettajaa ja joka tekee työtä lakkaamatta yötä päivää.

Huolen aineita

Tämä uusi elektroninen apuväline tekee yhä useammat ihmisen tehtävistä helpommiksi ja yhä tehokkaammin. Se on auttanut pääsemään eroon monista ikävystyttävistä ja vaarallisista töistä, vapauttanut ihmisiä raatamisesta ja säästänyt heille aikaa.

Kuitenkin sillä, että ihmiset vapautuvat ruumiillisista ponnisteluista ja saavat enemmän aikaa, voi olla sekä hyvät että huonot puolensa. Jos aika käytetään epäviisaasti vain nautintojen tavoitteluun, se ei välttämättä kohenna ihmisen elämää. Se voi päinvastoin rappeuttaa sitä. Ja se, että koneet tekevät liian paljon ruumiillisesta työstämme, voi osoittautua turmiolliseksi terveydellemme.

Jotta teknisiä saavutuksia voitaisiin käyttää viisaasti, tieto tulee tasapainottaa hengellisten arvojen arvostuksella. Sen tulee käydä käsi kädessä lähimmäistä kohtaan omattavan epäitsekkään kiinnostuksen ja suuremman Tekijäämme kohdistuvan tietoisuuden kanssa, sillä kaikki hyvä on lähtöisin siitä, että hän on antanut meille elämän ja kyvyn kohentaa sitä.

[Huomioteksti s. 23]

Kunnia ei kuulu vain näiden hämmästyttävien sirujen keksijöille vaan myös Luojallemme, joka antaa ainutlaatuisen kyvyn niiden tuottamiseen

[Kuva s. 21]

Yli sata kertaa suurennetusta sirun osasta näkyy, miten monimutkainen se on

[Kuvat s. 22]

Pienen pienen 6 x 6 millimetrin kokoisen sirun ansiosta meillä on esimerkiksi näitä tuotteita