中国计算机发展史.docx

1、中国计算机发展史中 国 计 算 机 发 展 史开篇语: 从 1953 年 1 月我国成立第一个电子计算机科研小组到今天，我国计算机科研人员已走 过了近五十年艰苦奋斗、开拓进取的历程。从国外封锁条件下的仿制、跟踪、自主研制到改 革开放形势下的与狼共舞，同台竞争，从面向国防建设、为两弹一星做贡献到面向市场为 产业化提供技术源泉， 科研工作者为国家做出了不可磨灭的贡献， 树立一个又一个永载史册 的里程碑。一、华罗庚和我国第一个计算机科研小组 华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。早在 19471948 年，华老在美国普林斯顿高级研究院任访问研究员，和冯诺依曼 (JVon Neunan

2、n)、哥尔德斯坦(HHGoldstime)等人交往甚密。华老在数学上的造诣和 成就深受冯诺依曼等的赞誉。 当时， 冯诺依曼正在设计世界上第一台存储程序的通用电 子数字计算机，冯让华老参观他的实验室，并经常和华老讨论有关的学术问题。这时，华罗 庚教授的心里已经开始盘算着回国后也要在中国开展电子计算机的研制工作。 华罗庚教授 1950 年回国，1952 年在全国大学院系调整时，他从清华大学电机系物色了闵乃大、夏培肃和王传英三位科研人员在他任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组任务就是要设计和研制中国自己的电子计算机。 1956 年春，由毛泽东主席提议，在周恩来总理的领导下，国

3、家制定了发展我国科学的 12 年远景规划，把开创我国的计算技术事业等项目列为四大紧急措施之一。华罗庚教授担 任计算技术规划组组长。8 月，成立了由华罗庚教授为主任的科学院计算所筹建委员会，并 组织了计算机设计、 程序设计和计算机方法专业训练班， 并首次派出一批科技人员赴苏联实 习和考察。 同年， 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， 同时编写了我国第 一本电子计算机原理讲义。二、第一代电子管计算机研制(1958-1964 年) 我国的计算机制造工业起步于五十年代中期。1957 年下半年，在消化吸收的基础上正 式开始了计算机的研制工作，由中国科学院计算所和北京有线电厂（原 73

4、8 厂）共同承担。 在那个独特的历史年代里， 闵大可教授率队赴苏考察。 根据(前)苏联提供的 M-3 机设计图纸 经局部修改，在(前)苏联专家的指导下，中科院计算所等单位完成了我国第一台小型电脑。 1958 年 6 月，该电子计算机安装调试，8 月 1 日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一 台电子计算机诞生。为纪念这个日子，该机定名为八一型数字电子计算机。后改名为 103 型计算机(即 DJS-1 型)，共生产 36 台。103 机，字长 31 位，内存容量为 1024 字节，当时 运算速度只有每秒几十次，后来安装了自行研制的磁心存储器，运算速度提高到每秒 3000次。作为建国 10 周年

5、献礼，他们又研制成功我国第一台大型通用电脑 104 机。1958 年 5 月我国开始了第一台大型通用电子计算机(104 机)研制， 以(前)苏联当时正在研制的 -II 计算机为蓝本，在(前)苏联专家的指导帮助下，中科院计算所、四机部、七机部和部队 的科研人员与 738 厂密切配合， 1959 年国庆节前完成了研制任务。 于 该机共有 4200 个电子 管，4000 个晶体二极管，由 22 个机柜组成，它的字长 39 位，每秒运行 1 万次，1959 年建 国十周年前夕通过试运算，共生产 7 台。至此，中国的大地上有了第一台自己的通用电子计 算机,并且其主要技术指标均超过了当时日本计算机， 与同

6、期英国已开发的最快的计算机相比也毫不逊色。103 和 104 机都属第一代电子管计算机，它们的相继推出，标志着我国初生的电脑事业蹒跚起步， 并为我国解决了大量过去无法计算的经济和国防等领域的难题。 填补了我国计算 机技术的空白，是我国计算机工业发展史上第一个里程碑。在研制 104 机同时，夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于 1960 年 4 月研制成功一台大型通用电子计算机107 机。该机字长 32 位，内存容量为 1024 字节，有加减乘除等 16 条指令，主要用于弹道计算。 1964 年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机 119 机研制成功，平均浮点 运算速度每秒 5 万次，

7、参加 119 机研制的科研人员约有 250 人，有十几个单位参与协作。我国第一代电子管计算机在原子弹(104 机)和氢弹(119 机)研制中发挥了作用。由于帝 国主义的封锁政策， 我国开始研制只能采取全部采用国产器材， 依靠自己的技术力量的技 术路线， 119 机花了五年才研制成功说明在当时条件下一切从头做起研制大型计算机是件相 当困难的事。我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。高技术往往首先在军事上得到应用， 但高技术的普及推广和产业的形成要借助大量 民用需求的拉动。 这一点被世界各国高技术发展历史所证明， 我国计算机产业发展历程也是如此。 在这期间

8、，1961 年，由南京大学徐家福、北京大学杨芙清等人撰写的程序设计一 书问世，这是一本我国早期有代表性的计算机高级语言通用教材。我国电子计算机研制起步比美国整整晚一代。当国际上致力于第二代计算机产品时 (19591964 年)，我们正在研制第一代电子管计算机。三、第二代晶体管计算机研制(1965-1972 年)我国在研制第一代电子管计算机的同时，已开始研制晶体管计算机。60 年代到 70 年代末在我国是一个特定的历史时期，西方大国对我国实行封锁，中苏关系恶化， 迫使我国的主要科研活动多以国防和军工产品的研制开发为主， 三年自然灾害以及 文化大革命的冲击，使我国的国民经济几近崩溃的边缘，但是我国

9、第一代计算机科研人员， 以“自力更生”为指导方针， 以军事应用为目标， 以研制大、 小型计算机为方向， 中、 在“从 零到一”的起点上实现了新的跨越。 1965 年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109 乙机)实际上从 1958 年起中科院计算所就开始酝酿启动。 在国外禁运条件下要造晶体管计算机， 必须先建立一个生产晶体管 的半导体厂(109 厂)。经过两年努力，109 厂就提供了机器所需的全部晶体管(109 乙机共用 2 万多支晶体管，3 万多支二极管)。对 109 乙机加以改进，两年后又推出 109 丙机，为用户 运行了 15 年，有效算题时间 10 万小时以上，在我国两弹试验中发挥

10、了重要作用，被用户誉 为“功勋机” 。我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。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 厂等五家工厂生产。1953 年，哈尔滨军事工程学院（国防科大前身）成立，陈庚大将任院长。慈云桂被任 命为海军工程系雷达教研室主任。1961 年，慈云桂随中国计算机代表团赴英国参加计算机 学术会议，走访了英国剑桥、曼彻斯特和牛津等著名大学。他敏锐地注意到国际上计算机发 展的主流方向已是全晶体管化， 当即给学院领导写信， 建议停止正在设计中的电子管通用数 字计算机，并

11、马不停蹄地收集资料，构思体系结构和基本逻辑电路。经过几年的精心设计和 辛勤劳动，于 1964 年末他们终于用国产半导体元器件研制成功我国第一台晶体管通用电子 计算机：441B/I。1965 年 2 月该机通过国家鉴定，连续运行 268 小时未发生任何故障，稳 定性达到当时的国际先进水平。1965 年末又研制成功 441B/II 型机。使我国计算机顺利进 入第二代，并为国防科技事业作出贡献。1966 年 1 月，慈云桂率计算机代表团赴英国参观学习，访问了英国的计算机公司和国 家物理实验室，以及牛津，剑桥等大学，历时个多月，考察了几十台晶体管计算机。慈云 桂又开始构思新的晶体管计算机体系结构和软件

12、系统。回国后正逢“文革”，他历尽磨难， 但出“牛棚”的第二天便拖着病弱不堪的身体来到实验室指导大家设计。1970 年初， 441B/III 型计算机问世， 这是我国第一台具有分时操作系统和汇编语言、 FORTRAN 语言及标 准程序库的计算机。441B 系列机在天津电子仪器厂共生产了 100 余台，及时装备到重点大专院校和科研院所，平均使用 10 年以上，是我国 60 年代中期至 70 年代中期的主流系列机型之一。某基地 的 441B/III 型机总运行时间达 48000 小时，出色地完成了许多重要任务。慈云桂他们研制 的计算机因而以技术先进和稳定可靠著称。我国的第二代晶体管计算机大部分是文化

13、大革命前夕研制的， 而那时国外在发展第三代中小规模集成电路计算机(19641972 年)，基本上已经晚了十年。我国第一、二代计算机 的系统软件大多是自己开发， 早期以前苏联的算子法为指导思想， 1962 年以后转到以 ALGOL 60 为基础的编译技术，开发了 BCY、BX119 等有影响的编译系统。但总的来讲，我国从研制 第一代计算机开始就有重硬件轻软件的倾向。四、第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80 年代初)1从第二代向第三代的过渡 我国第三代计算机的研制受到文化大革命的冲击。1965 年，中国开始了第三代计算机 的研制工作。1969 年为了支持石油勘探事业，北京大学承接

14、了研制百万次集成电路数字电 子计算机的任务，称为 150 机。1973 年 年初，由北京大学、北京有线电厂和燃化部等有关 单位共同研制成功中国第一台百万次集成电路电子计算机 150 机，该机字长数 48 位，每秒 运算 100 万次，主内存 130K。主要用于石油、地质、气象和军事部门。1974 年清华大学等单位联合设计，研制 DJS-130 小型计算机，8 月，第一台 DJS130机在北京无线电三厂试制成功，并通过鉴定。之后，131、132、135、140、152、153 等共 13 个机型先后研制成功， 31 个厂点生产， 近 产量近千台。 逐渐形成了我国第一种国产 DJS-100 系列机

15、。“DJS”即“电子计算机”的汉语拼音首字母.与以往不同的是，DJS-100 系列应用 范围不再用于军事领域， 而是在国民经济建设和军事建设中发挥了重要作用， 承担了科学计 算、数据处理、工业过程控制、数据采集、信息和事物处理等方面的工作。与此同时，以华北计算所为主要基地，组织全国 57 个单位联合进行 DJS-200 系列计算机设计，同时也设计开发 DJS-180 系列超级小型机。于 1976 年 12 月，由华北计算机技术研 究所、 西北电讯工程学院和西北工业大学联合设计， 南丰机械厂试制出第一台 DJS183 机， 又先后研制出 184、185、186 和 1804 共 5 个机型。后来

16、，我国又研制了 655 型（电子部 32 所）、151 机（国防科大）、1001中型集成电路计算机和每秒可运算500 万次的 HDS9 机（华东计算技术研究所）这标志着中国计算机行业已完成了从第二代向第三代的过渡。2DJS050 机：我国第一台微型计算机，揭开了中国微型计算机的发展历史 1977 年 4 月，安徽无线电厂、清华大学和四机部六所联合研制成功我国第一台微型计算机 DJS050 机。从此揭开了中国微型计算机的发展历史。同月， 第四机械工业部和中国科学院联合主持召开了全国微型计算机专业会议， 会议决 定以 Intel8080、 Motorola6800 两大芯片研制我国 DJS050

17、和 DJS060 两大系列微机产品。 1979 年，中国研制成功仿 8080 的 4 片微处理器和多片的 6800 微处理器，随后研制出单片的仿 8080 与 6800 微处理器，并以此为基础，研制出相应型号的微机 DJS050 系列及 060 系列 3银河亿次巨型机：我国第一台亿次计算机 在计算机世界， 如果我们把小型电子计算机比作地球的话， 那么大型计算机就是太阳系，一台巨型机则是银河系了。这就是，我国第一台巨型电子计算机，叫做“银河”的原因了。1978 年 3 月，科学的春天来临了。由邓小平同志亲自决断，研制亿次计算机的任务正 式交给了国防科大的前身长沙工学院计算机研究所，慈教授被任命为

18、技术总指挥和总设计 师。 经过五年的艰苦奋战，在极其简陋的条件下，慈云桂教授等电脑专家于 1983 年 12 月， 研制成功“银河 I 号”巨型计算机，运算速度达每秒 1 亿次。该机型共生产 3 台，分别安装 于石油、西部计算中心和高校计算机研究所。 银河亿次巨型计算机是我国自行研制的第一台亿次计算机系统。 该系统研制成功填补了国内巨型机的空白， 同时， 银河巨型机的诞生使我国成为世界上为数不多能研制巨型机 的国家之一。在我国计算机研究和制造领域中，银河巨型计算机的研制成功，为中国计算机 工业写下了最为辉煌的一页，成为中国计算机工业的骄傲。银河-I 巨型机是我国高速计算 机研制的一个重要里程碑

19、， 它标志着我国文革动乱时期与国外拉大的距离又缩小到 7 年左右 （银河-I 的参考机克雷-1 于 1976 年推出） 。 4记入史册的两件事 70 年代初，由于众所周知的原因，我国计算机工业的发展受到了很大影响。这一时期 的两件事对我国计算机应用起到了关键的作用。 7301 会议。根据周恩来总理关于广泛发展电子计算机应用的指示，1973 年元月第四机 械工业部在北京召开了电子计算机首次专业会议(即 7301 会议)， 总结了 60 年代我国计算 机研制都是为特定工程任务(主要是国防)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

20、制小、中、大三个系列 计算机的任务，以中小型机为主，着力普及和运用。 7301 会议在我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 70 年代中到 80 年代初我国计算机工业的初步形成。 748 工程。1974 年 8 月，四机部召开了计算机工作会议，在会上四机部、一机部、中国 科学院、新华社、国家出版事业管理局联合提出“关于研制汉字信息处理工程”的建议，命 名为“748 工程” ，并通过国家计委批准立项。 748 工程，即汉字信息处理系统，整个工程

21、包 括：汉字通信、汉字情报检索和汉字精密照排。1974 年被列入国家发展规划。 748 工程小组研制成功了精密型汉字印刷照排系统方正系统和华光系统。这是在 1979 年 7 月 27 日，中国人首次利用自己研发的汉字照排系统输出了报纸样张，这意味着我 国自行设计的计算机激光汉字编辑排版系统主体工程研制成功。1985 年 5 月，激光照排 型机通过国家级鉴定，成为我国第一个实用照排系统，获得 1986 年日内瓦国际发明展览会 金牌、1997 年国家科技进步一等奖。这项具有革命性的新技术被中国计算机界称为是“中 国告别铅与火的技术革命”，748 工程科研集体也被称之为“当代毕升”，其中计算机专家

22、王选院士更是功不可沫。目前，国产照排系统占领我国报纸编辑排版市场的 99，并且出 口海外。 748 工程小组同时也研制成功了微型机汉字操作系统、 汉字数据库系统、 汉字工具软件、 汉字全文检索系统以及汉字输入、输出设备，形成了汉字信息处理产业。到今天，这一产业 仍然是中国计算机产业发展史上最灿烂的一页。五、第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80 年代中期至今) 1中国微机产业的高速发展 和国外一样， 我国第四代计算机研制也是从微机开始的。 这个时期已十改革开放几年后了，全国上下起了翻天覆地的变化。同时改革开放的热潮也把正在重振雄风的中国电脑业， 一下子推向了市场竞争的最前沿。虽然早在 1

23、977 年，清华大学等单位就研制出我国第一台 微型电脑 DJS050，但由于技术落后，微处理器（CPU） 用 31 块集成电路拼装而成，一直没 能大批生产。 1980 年初我国不少单位也开始采用 Z80，X86 和 M6800 芯片研制微机。1984 年，国家计 算机工业总局副局长王之，委派卢明等一批青年技术专家在原电子工业部六所、738 厂、中 国计算机服务公司的共同支持下开发出与 IBM PC 兼容的“长城 0520CH”微型计算机。并由 13 家工厂生产，首次产量突破万台，标志着中国微型计算机事业从科研迈入了产业化的进 程，是中国计算机产业跨入市场的第一步。这台电脑，不仅是我国第一台商品

24、化个人电脑， 而且还催生了一个新兴的电脑产业，中国微机产业的高速发展从此开始。王之、卢明等人率先“下海”组建长城电脑公司，批量生产长城 0520CH，年产量很快 超过万台，为普及电脑立下了汗马功劳；在今后的时间里，长城更是在我国的微机发展中起 到了决定的作用，连续创下了多个第一。1987 年，第一台国产的 286 微机长城 286 正 式推出；1988 年，第一台国产 386 微机长城 386 推出；1990 年，长城 486 计算机问世。现今中国电脑业的龙头老大联想也是在那个时期发展起来的。 1984 年，中国电脑的发源地，也组建了一家“中科院计算所公司”，这就是后来更名 为“联想”的企业集

25、团。 “联想”领头人柳传志带领 11 名员工艰苦创业， 从生产汉卡开始， 继而转向研制高质量的个人电脑，步步紧跟着电脑更新换代的世界潮流联想 386、联想 486， 直到发展为奔腾系列的联想电脑产品。 1995 年 5 月 6 日这看似平常的一天， 联想第 100 万台电脑下线；第二年，联想电脑击败了国外品牌机的竞争，稳居国内市场第一名。在长城、联想的带动下，神州大地涌现出一大批电脑制造企业，四通、方正、同创、实 达、浪潮，春潮涌动，百轲争流，成为带动中国电脑业发展的龙头。2高性能计算机的发展 1992 年国防科大研究成功银河-II（周兴铭慈云桂的学生，慈云桂于 1990 年去世） 通用并行巨

26、型机，峰值速度达每秒 4 亿次浮点运算(相当于每秒 10 亿次基本运算操作)，银 河-II 是共享主存储器的四处理机向量机， 其向量中央处理机是采用中小规模集成电路自行 设计的，总体上达到 80 年代中后期国际先进水平。 从 90 年代初开始，国际上采用主流的微处理机芯片研制高性能并行计算机已成为一种 发展趋势。经过 10 多年努力，我国已面临对外开放的大好形势，与 6070 年代相比，研制 计算机的条件已有很大改变。 根据国家 863 计划的部署， 国家智能计算机研究开发中心经过 分析，采取了符合技术发展趋势、有所为有所不为的技术路线，以较少的人力与资金投入和 较短的设计开发周期，于 199

27、3 年研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机，这是国内首 次以基于超大规模集成电路的通用微处理器芯片和标准 UNIX 操作系统设计开发的并行计算 机并推向了市场。 曙光一号并行机的创新实践探索了一条在改革开放条件下研制高性能计算 机的路子。 沿着这一技术路线，1995 年国家智能机中心又推出了国内第一台具有大规模并行处理 机(MPP)结构的并行机曙光 1000(含 36 个处理机)，峰值速度每秒 25 亿次浮点运算，实际运 算速度上了每秒 10 亿次浮点运算这一高性能台阶。曙光 1000 与美国 Intel 公司 1990 年推 出的大规模并行机体系结构与实现技术相近，与国外的差距缩小到 5

28、年左右。 1997 年国防科大研制成功银河-III（周兴铭）百亿次并行巨型计算机系统，采用可扩 展分布共享存储并行处理体系结构， 130 多个处理结点组成， 由 峰值性能为每秒 130 亿次浮 点运算，系统综合技术达到 90 年代中期国际先进水平。 近几年来国外大力发展具有高扩展性与高可用性的机群系统(Cluster)，这已成为高性 能计算机的主流发展趋势。 国家智能机中心与曙光公司于 1997 至 1999 年先后在市场上推出 具有机群结构的曙光 1000A，曙光 2000-I，曙光 2000-II 超级服务器，峰值计算速度已突破 每秒 1000 亿次浮点运算，机器规模已超过 160 个处理

29、机，2000 年将推出每秒浮点运算速度 3000 亿次的曙光 3000 超级服务器。在超级服务器的研制中，技术突破的重点集中在高速互 连和易于管理、 具有单一系统映象的机群操作系统和方便用户使用的编程及运行环境。 曙光 机群超级服务器的起步比国际上同类产品(如 IBM RS6000SP 系列)晚 34 年， 但目前已能做 到与 IBM 同步推出新产品，在市场上具有较强竞争力。 1999 年 9 月，神威由国家并行计算机工程技术研究中心牵头研制成功并投入运行。 江泽民亲笔题名神威。在我国国民经济伴着 21 世纪的曙光蓬勃发展的今天，神威以我国 前所未有的优越品质和高超性能， 为促进科学技术和国民

30、经济的发展提供了强有力的智力支 持和动力源泉。 神威高性能主要表现在， 它是一种可缩放大规模并行计算机系统， 其峰值运算速度可高达每秒 3840 亿浮点结果， 位居当今全世界已投入商业运行的前 500 位高性能计算机的第 48 位。其主要技术指标和性能达到国际先进水平，使我国成为继美国、日本之后，世界上第三 个具备研制高性能计算机能力的国家。 结束语: 综观 40 多年来我国高性能通用计算机的研制历程，从 103 机到曙光机，走过了一段不 平凡的历程。总的来讲，除了文革动乱时期外，我们的研制水平与国外的差距在逐步缩小。 下表列出每一代(其中第四代又分为几种典型体系结构)国内外标志性计算机推出的

31、时间， 其 中国外的代表性机器为 ENIAC，IBM 7090，IBM 360，CRAY-1，Intel Paragon，IBM SP-2， 国内的代表性计算机为 103，109 乙，150，银河-I，曙光 1000，曙光 2000。 在计算机研制方面我国与发达国家的差距主要不是推出同类型机器比国外晚几年， 而是 在于以下两点： (1) 原始创新少， 我们推出的计算机绝大多数都是参照国外机器做一些改进， 几乎还没有一种被用户广泛接受的体系结构由我们自己创新发展出来。 (2) 研制成果的商品 化、产业化落后于发达国家。除了微机取得了令人自豪的产业化业绩外(但自主知识产权不 多)，工作站以上的高性能计算机的产业化道路还在摸索之中。