我国计算机的发展历程

陶建华1，刘瑞挺2，徐恪3，韩伟力4，张华平5，于剑6，田丰7，梁晓辉8

1.中国科学院自动化研究所，北京100190

2. 南开大学计算机与控制工程学院，天津300071

3. 清华大学计算机科学与技术系，北京100084

4. 复旦大学计算机科学技术学院，上海200433

5. 北京理工大学计算机学院，北京100081

6. 北京交通大学计算机与信息技术学院，北京100044

7. 中国科学院软件研究所，北京100190

8. 北京航空航天大学计算机学院，北京100191

摘 要 简要论述了20世纪50年代中期中国计算机事业起步以来的发展与学科建设。系统介绍了中国从早期的基于电子管第一代计算机、基于晶体管的第二代计算机、基于中小规模集成电路的第三代计算机，到基于微处理器的第四代计算机发展过程。中国自主研发的计算机为国防和科研事业做出了重要贡献，并且推动了计算机产业的发展。目前中国计算机在很多方向的研究上达到了世界前沿，部分计算机水平已达到国际领先。与此同时，中国计算机事业的发展呈现出多元化的趋势，与国外发达国家同步的形成了一系列新的学科，这些学科也获得了快速的发展，很多领域在技术研发或产业化上，达到甚至超越了同期国外水平。本文重点介绍了计算机网络、计算机安全、、人工智能、中文信息处理、图形图像处理、虚拟现实和人机交互等学科的发展。

关键词 计算机发展；电子管计算机；晶体管计算机；集成电路计算机；巨型机；学科发展

传统教育的，在教学中，教师往往片面地强调“计算机学科”教学，只是教授学生简单的计算机技能，了信息能力、信息素养、德育及情感教育，更谈不上信息技术与学科课程整合和学生学习的转变，严重偏离了新课程的教学理念。有些教师在实际教学中，往往片面地强调“计算机学科”教学，只是教授学生简单的计算机技能，忽视了信息能力、信息素养、德育及情感教育，更谈不上信息技术与学科课程整合和学生学习方式的转变，偏离了新课程的教学理念。由于传统教育方式的影响，在实际教学中，教师往往片面地强调“计算机学科”教学，只是教授学生简单的计算机技能，忽视了信息能力、信息素养、德育及情感教育，更谈不上信息技术与学科课程整合和学生学习方式的转变，严重偏离了新课程的教学理念。

1 中国计算机系统研制

1.1 电子管计算机的研制

中国计算机的研制起步于20世纪50 年代。与国外计算机发展历程相同，国内计算机的发展也经历了从早期的基于电子管、晶体管的第一代计算机，到基于中小规模集成电路的计算机，一直到基于超集成电路的计算机的过程。相对于国际上计算机研制的状况，国内计算机研制起步较晚，但是经过科研人员的艰苦努力，直至目前，中国计算机在很多方向的研究走在世界前沿，且部分研究已达到国际领先水平。

中国计算机事业在开创阶段，以“先集中、后分散”，“先仿制、后创新”的方针，迅速制成中国第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机。建立了一批科研院所，在一些高校设立了计算机，并且通过国产计算机的系列化，形成了初具规模、能够批量生产的计算机工业。

1952 年在全国大学院系调整时，华罗庚在中国科学院数学研究所（简称中科院数学所）内建立了中国第一个电子计算机科研小组，由闵乃大、夏培肃、王传英组成，华罗庚邀请闵乃大担任组长，开始了计算技术的探索。同年3月，由闵乃大执笔写出了中国第一个“电子计算机研究的设想和规划”。中国计算机的发展从华罗庚建立的第一个计算机科研小组开始拉开了序幕。

1953年4月，计算机科研小组提出制造一台电子管串行计算机的设想，其规模与当时美国、英国刚完成不久的EDVAC 和EDSAC 相当。1953 年12月，计算机小组工作分成了两部分：由夏培肃负责基本逻辑电路、运算器、控制器的设计，由吴几康负责存储器的设计。吴几康研制的宽带放大器，使微弱信号达到逻辑运算的电平，成功实现了存储功能。夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作，同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。

在计算机初始阶段，中国主要是学习苏联的计算机技术进行仿造。1956年，政府决定把计算机纳入到即将制订的科学发展长期规划中。在12年科学技术发展远景规划中，把开创中国的计算技术事业等项目列为四大紧急措施之一。任务的大体进度是，从1957年起，着重解决快速通用数字计算机的设计与制造，并在此基础上掌握制造各种电子计算机的基本技术。

1956年6月，中国科学院计算技术研究所（简称中科院计算所）筹备委员会成立。筹备委员会确立了立足国内“先仿制，后自行设计”的原则，引进了苏联的M-3和БЭCM-II两台计算机图纸资料，通过对这两台计算机进行仿制与改进工作的实践，建立了中国自己的计算机科研队伍、工业生产队伍、应用队伍和管理队伍。筹备委员会按照规划中提出的“先集中，后分散”的组建原则，以中国科学院（简称中科院）为主，集中了当时第二机械工业部十局（后来的四机部）、军委总参三部、国防五院（后来的七机部）和高等院校几方面的科技力量，通过这种大协作的方式组织国内自己的力量进行生产和调试，并于1958年8月和1959年9月分别研制成功中国第一台小型电子管数字计算机（103 计算机）和第一台大型通用电子管数字计算机（104 计算机）。这两种电子管计算机的相继推出，为中国解决了大量过去无法计算的经济和国防等领域的难题，填补了中国计算机技术的空白，成为中国计算机事业起步阶段的重要里程碑。

计算技术人才是计算机可持续发展的一个先决条件。为了培养人才，中科院计算所筹备委员会在国内实行训练班计划，主要是面向全国抽调高校在学的三、四年级学生来北京，开办计算机训练班和计算数学训练班，简称机器班和数学班。1957—1959 年，清华大学、哈尔滨军事工程学院、北京大学和中国科技大学等一批高等院校先后开设了电子计算机或计算数学。

随着103 和104 计算机的研制成功，中国在自行设计的电子管计算机的研制上，也取得了积极进展，陆续研制了107、红旗等一批电子管计算机。其中107型计算机源于1953年4月中科院数学所计算机科研小组提出的制造一台串行电子管计算机的设想。它对过去在近代物理所设计的计算机进行了修改，将示波管存储器改为磁心存储器。107计算机除为教学服务外，还接受了潮汐预报计算、原子反应堆射线能量分布计算等任务。

随着国内计算机研究的进展，中国也针对国防需求研制了一批计算机，其中比较典型的有国防科学技术工业委员会（简称国防科工委）下达任务制造的119型计算机。119机是国防科工委参照美国的SAGE即“地面防空系统”，提出研发中国自己的类似系统。该机是基于晶体管进行设计，但由于当时国产晶体管还不能立即供应，因此先用电子管完成了109甲机（后来被称为119机）。在119机上还建立了中国自行设计的编译系统。119 机是一台大型通用数字电子管计算机，用于中国第一颗氢弹研制的计算任务、全国首次大油田实际资料动态预报的计算任务等。

总体而言，中国第一代电子计算机研制的主要推动力是军事应用，民用计算机的需求还不很强烈。这一时期的计算机主要用于科学计算和国防。其中104机和119机分别在原和氢弹研制中发挥了重要作用。在这个阶段，中国分别研制了几十台计算机，包括高性能通用计算机、各种专用计算机以及各种配套设备，提供给国防部门使用，使得中国在计算机的国产化上掌握了重要的技术能力。

1.2 晶体管计算机的研制

中国在研制第一代电子管计算机的同时，已开始研制第二代晶体管计算机，晶体管计算机研制的主要障碍是中国当时半导体器件不能满足计算机技术的要求，晶体管的工作寿命短和不稳定是两大主要问题。1962年5月，军事工程学院（简称哈军工，现为国防科技大学）研制出了“隔离-阻塞振荡器”，解决了晶体管性能不稳的问题，为当时晶体管计算机的研制提供了条件。

国内武邮院与华中科技大学合作成功地研制开发了在光网络中的关键器件--半导体光放大器，并很快实现了产品化，成为继alcatel公司之后能够批量供应国际市场应用于光开关的半导体光放大器的供货商，这标志着我国自行研制的应变量子阱器件迈出了商品化生产的关键一步。led 芯片（包括衬底材料）： 不同颜色的led芯片、更高的发光量子效率的大功率芯片、更高的发光量子效率的大功率led 芯片、短波长led芯片（宽禁带半导体：ic设计与产品、ic设计工具及服务、芯片制造、封装测试、半导体与、半导体材料、集成电路应用与解决方案、半导体分立器件、半导体光电器件、功率器件、传感器件、ic分销、物联网、智慧城市、智能家居、便携终端、汽车电子、led、健康医疗等ic应用类。

作为moore定律驱动下成功企业的典范inter预计2001年推出1亿个晶体管的微处理器，可存储1万亿亿的二进制数据，那么就可以制作成功dna计算机、手写输入）外，为此，纳米计算机的成功研制已有一些鼓舞人心的消息、电动机和各种处理器都放在一个硅芯片上而构成一个系统。尤其适合于工业现场的温度监测和控制，抗干扰能力强，能适应恶劣的工业环境，工作稳定可靠 3、高速机车轴温测试系统 测试方案 检测计算机系统的选择 工业控制计算机 功能强大、运算速度快、编程方便（采用高级计算机语言）、通用性强 体积较大，价格也较高，常用于参量类型和数目较多、要求运算速度快、显示界面复杂的监测和控制任务 arm板计算机 功能和运算速度介于工业控制计算机与单片计算机之间，比工业控制计算机低，但比单片计算机高出许多 体积比工业控制计算机小许多，但比单片计算机大。1957年，美国研制成功了全部使用晶体管的计算机，第二代计算机诞生了。

在晶体管计算机研制时期，中国计算机研制进入高速追赶国际先进水平的阶段。全国各界都在进行学习、研制，特别是中国工业部门在第二代晶体管计算机研制与生产中已发挥重要作用。如华北计算所先后研制成功108机、108乙机（DJS-6）、121机（DJS-21）和320机（DJS-6），并在738厂等5家工厂生产，其中108乙机参加了中国发射第一颗人造地球卫星的任务等。这一时期，中国的计算机制造水平逐渐成熟，稳定性得到极大提高，器件损坏和耗电量均大大降低。

中国的第二代晶体管计算机大部分是20世纪70年代以前研制的，中国第一、二代计算机的系统软件大多是自己开发，早期以苏联的算子法为指导思想，1962年以后转到以ALGOL60为基础的编译技术，开发了BCY、BX119等编译系统。但总体而言，中国第一代和第二代计算机主要侧重于硬件的研发。

1.3 集成电路计算机的研制

早期计算机通常由于体积庞然，多在部门（如国防领域）使用。集成电路计算机是继电子管计算机、晶体管计算机之后的第三代电子计算机。由于它采用了集成电路，因而具有体积小、存储容量大、计算速度快、性能稳定可靠以及耗电量少等优点。从第一代电子管计算机到第三代小规模集成电路计算机，计算机尺寸在不断缩小，稳定性在提高，计算速度在加快，价格也不断降低，日益走进普通市场。国际上，1964年4月7日IBM发布了360系统，它解决了计算机产业发展一系列难题：模块化、系列化、标准化、兼容性、扩展性、可升级性。这也成了中国计算机走过的发展道路。1968年7月至1971年5月中科院计算所研制成功中国第一台小规模集成电路通用数字电子计算机111 机。1976 年11 月，中科院计算所研制成功了大型通用集成电路通用数字电子计算机013机。

根据中国关于广泛发展电子计算机应用的规划，1973 年元月第四机械工业部在北京召开了“电子计算机首次会议”（即7301会议），总结了20世纪60年代中国计算机研制都是为特定工程任务服务，不能形成批量生产的教训，决定放弃单纯追求提高运算速度的技术政策，确定了发展系列机的方针，提出联合研制小、中、大3个系列计算机的任务，以中小型机为主，着力普及和运用。7301会议在中国计算机发展史上具有重要意义，确定了把发展系列机作为当前发展方向。会议结束后，四机部立即着手组织DJS-100 系列和DJS-200系列计算机的研制工作。由于这次会议，直接导致了20世纪70年代中期到80年代初中国计算机工业的初步形成。

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