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《新编计算机科学概论》一0.4 我国计算机科学的发展

简介: 本节书摘来自华章出版社《新编计算机科学概论》一 书中的第0章,第0.4节,作者:刘艺 蔡敏,更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

0.4 我国计算机科学的发展

在人类文明的发展历史上,我国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,我国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹,这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。在计算每一个数学问题时,人们通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算一边不断地重新布棍。我国古代数学家祖冲之就是用算筹计算出圆周率在3.141 592 6和3.141 592 7之间,这一结果比西方早一千年。
珠算盘是我国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对我国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。
我国的发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车和提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,成为世界上最早的天文钟。
记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置,提花机原理对计算机程序控制的发展有过间接的影响。我国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼茨写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则,他认为世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。
经过漫长的沉寂,新中国成立后我国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。
1958年和1959年,我国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。20世纪60年代中期,我国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件;60年代后期,我国开始研究集成电路计算机;70年代,我国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,我国开始重点研制微型计算机系统并推广应用,在大型计算机特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展,建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。
龙芯一号CPU是神州龙芯公司推出的兼顾通用及嵌入式CPU特点的新一代32位CPU,它以中国科学院计算技术研究所研制的通用CPU为核心,由神州龙芯公司拥有知识产权。基于0.18微米CMOS工艺的龙芯一号32位微处理器的投片成功,并通过以SPEC CPU2000为代表的一批性能和功能测试程序的严格测试,标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破, 打破了我国长期依赖国外CPU产品的无“芯”历史,也标志着国产安全服务器CPU和通用的嵌入式微处理器产业化的开始。目前国产CPU还有北大众志的CPU、方舟CPU等。
经过多年的努力,我国在高性能计算系统领域取得突破。“天河一号”是我国首台千万亿次超级计算机系统,采用了2 048颗国产的飞腾FT-1000八核心处理器。2010年11月14日,国际TOP500组织在网站上公布了第36版全球超级计算机前500强排行榜,“天河一号”改进型排名世界第一,实现了我国自主研制超级计算机能力从百万亿次到千万亿次的跨越,使我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家。2012年6月18日,国际超级计算机组织公布的全球超级计算机500强名单中,美国国际商业机器公司(IBM)最新研制的超级计算机“红杉”(Sequoia)排名第一,“天河一号”排名全球第五,中国曙光公司研制的“星云”高性能计算机排名第十。
在计算机科学研究方面,我国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,我国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。

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