日本的發(fā)展歷史
發(fā)布時(shí)間:2017-01-22 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
日本的發(fā)展歷史篇一:日本科技發(fā)展史
啟 示
一、日本的歷史上,在中國(guó)已經(jīng)有非常豐富文化節(jié)記載時(shí),日本仍然在科學(xué)文化上是一片空白,直到公元263年,也就是東漢末年和三國(guó)時(shí)期,中國(guó)的儒學(xué)、劉徽的《九章算術(shù)》,才傳入日本,這也是日本存有的最古的文化及數(shù)學(xué)。那時(shí)的日本時(shí)代年號(hào)稱“應(yīng)神朝”。在以后近1500年的時(shí)間里,日本的科技發(fā)展完全借鑒中國(guó)的,甚至照搬中國(guó)的,從造船術(shù)、指南針、紡織技術(shù)、醫(yī)學(xué)、天文歷法,甚至文字、詩詞歌賦等等,涉及面幾乎無處不觸及。直到中國(guó)在1840年遭受鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)失敗,日本因此也開始被打破平靜。陸續(xù)受到西方列強(qiáng)的騷擾與入侵。但是,此時(shí)的日本幕府保守僵化,采用完全封閉與排斥對(duì)抗的方法對(duì)待一切西洋文化與船隊(duì)。在美國(guó)的佩里將軍帶領(lǐng)新式的用蒸氣作動(dòng)力的海軍艦隊(duì)侵入日本,打開國(guó)門之前,其實(shí)西歐的荷蘭對(duì)日本已經(jīng)有一定的影響,而且荷蘭企圖搶先于美國(guó),與日本締結(jié)通商條約,但是被當(dāng)時(shí)保守頑固的幕府拒絕。不僅如此,日本當(dāng)時(shí)還由政府頒布法令《禁止建造大船令》,與當(dāng)時(shí)的中國(guó)一樣,視西洋文化為一種蠻夷文化,不值得重視。幕府拒絕一切歐洲文明的進(jìn)入,其理由居然是:“反正上托威福,區(qū)區(qū)夷人屆時(shí)將會(huì)怎樣?”(見上書,第299頁,《開國(guó)》)等到美國(guó)海軍將領(lǐng)佩里的艦隊(duì)大炮一響,整個(gè)日本政府都驚呆了,因此日本幕府不戰(zhàn)而屈服了。
二、正是因?yàn)檫@次屈服,日本因外力的壓迫,不得不尋求解救的辦法。此時(shí)由過去的排斥、打擊的蘭學(xué),視蘭學(xué)為奇技淫巧的日本,開始解禁并大力擴(kuò)大規(guī)模。特別值得一提的是,日本被迫開國(guó)以后,備感翻譯人才奇缺,因此開設(shè)翻譯局、開始培養(yǎng)自己的翻譯人才,然后開辦種類學(xué)校,研究天文、地理、軍事、槍炮、長(zhǎng)城學(xué)與機(jī)械學(xué),學(xué)校向整個(gè)日本各個(gè)階層開放,然后大力翻譯天下,特別是西方有益的書籍,用官費(fèi)出版發(fā)行向全日本公布。加強(qiáng)與荷蘭政府的密切合作,開辦荷蘭語學(xué)校,派出大量留學(xué)生去荷蘭學(xué)習(xí),日本人學(xué)習(xí)外語的能力差,因此集中全國(guó)極少數(shù)外語、專業(yè)的優(yōu)異分子,大量專門翻譯的工作。也就是說,日本在受到美國(guó)船隊(duì)的入侵以后,其行為是非常積極主動(dòng)的。日本教授杉本勛先生的解釋是,日本的武士精神比中國(guó)的農(nóng)耕士代夫,更能夠敏銳地感到威脅與力量的對(duì)比的差異。其實(shí),日本早在明治維新前的十來年,就開始改革了,只是這個(gè)時(shí)候的改革力度還不夠大,存在的問題還非常多,與日本武士感覺到的力量的需要相距還相差甚遠(yuǎn),于是一個(gè)以“尊王攘夷”為借口的政變開始了,而且進(jìn)展非常順利。
三、日本還在幕府時(shí)期的1853年因受到美國(guó)艦隊(duì)的刺激,因此決定建設(shè)海軍,他們第一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象是荷蘭,向荷蘭購買軍艦,并請(qǐng)求荷蘭派遣海軍教師,當(dāng)時(shí)荷蘭國(guó)王贈(zèng)送給日本的“辛賓號(hào)(SOENBING),并派了二十二名海軍教官到達(dá)長(zhǎng)崎。這是日本第一艘以蒸氣為動(dòng)力的近代科學(xué)艦只。有150馬力,載重量是720噸,裝備火炮6門。日本開始正式介入西洋科學(xué)技術(shù)。先是學(xué)習(xí)駕駛蒸氣動(dòng)力船,后是學(xué)習(xí)修理并且制造技術(shù)。然后興建造船所需要的鐵廠。最早招聘了荷蘭14名造船技術(shù)人員,目的在建70馬力的船只。但是由于當(dāng)時(shí)建筑工程設(shè)備與技術(shù)上的限制,沒有成功。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的日本“不用說西方建筑和土木工程技術(shù),就連水泥、磚、玻璃等材料都沒有!保ǖ307頁)日本當(dāng)時(shí)學(xué)習(xí)西洋的熱情首先是從各藩屬地,特別是長(zhǎng)州、長(zhǎng)崎、廣島等地的藩地開始,當(dāng)時(shí)這些藩地分別稱佐賀藩、薩摩藩和長(zhǎng)州藩。他們學(xué)習(xí)西洋技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在夜幕的前面,為后來他們合力推翻幕府統(tǒng)治提供了科學(xué)技術(shù)上的保障。但是由于受到幕府的保守勢(shì)力的限制,他們合力推翻幕府政府后,也就隨著保守落后的幕府政治的崩潰,為明治的大力發(fā)展掃清了政治制度上的障礙。
四、即使是日本幕府未期學(xué)習(xí)的西洋文化,與中國(guó)的洋務(wù)運(yùn)動(dòng)也大不相同。杉本勛先生說:“幕府末期洋學(xué)并不像軍事科學(xué)和殖產(chǎn)興業(yè)技術(shù)那樣只限于科學(xué)技術(shù),其范圍從法律學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、歷史學(xué)那樣的人文科學(xué)到哲學(xué)!保ǖ313頁)但是,為了應(yīng)對(duì)當(dāng)時(shí)頑固的保守派,日本洋務(wù)改革派也曾提出過類似于中國(guó)的洋務(wù)領(lǐng)袖張之洞的“中學(xué)為體,西學(xué)為用”的提法,他們是由佐久間象山提出的“東洋道德西洋藝術(shù)”。因?yàn)槟桓?dāng)時(shí)嚴(yán)禁西洋學(xué)說與技術(shù),即使局部地讓西洋學(xué)術(shù)進(jìn)入,也必須嚴(yán)格審定,凡所有的翻譯出來的書籍,在出版之前都要交給幕府檢查審定,才可以出版。所以,當(dāng)時(shí)的日本的洋務(wù)改革派,只有采用這個(gè)折衷的辦法。但是目的仍然是為全盤接受西洋的一切思想文化技術(shù)。日本當(dāng)時(shí)的“東洋道德西洋藝術(shù)”是一種權(quán)宜之計(jì),因此是改革的起點(diǎn),而中國(guó)的“中學(xué)為體,西學(xué)為用”,卻是洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的指南,是終極的要求;蛘哒f是高壓線。
五、日本越過“東洋道德西洋藝術(shù)”界線的辦法是在學(xué)習(xí)西方道德思想時(shí),首先強(qiáng)調(diào)指出西洋與日本相通的地方,也就是說所謂的“東洋道德”其實(shí)在西方也一樣存在。因此不必太介意這是東洋的還是西洋的。因此趁機(jī)把西洋思想道德包裝成日本古已有之的東西全面深入地學(xué)習(xí)。其次,隨著學(xué)習(xí)與體制上要求,特別是在開放日本以后,必須要學(xué)會(huì)與西洋各國(guó)打交道。這個(gè)時(shí)候需要大量的國(guó)際法知識(shí),精通國(guó)際慣例,需要學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)知識(shí)。隨著實(shí)用的知識(shí)技術(shù)的深入與廣泛的學(xué)習(xí),“隨著對(duì)洋學(xué)的理解之加深,懂得洋學(xué)和儒學(xué)思考方式不同,不能滿足于‘東洋道德西洋藝術(shù)’的學(xué)術(shù)觀!保ǖ314頁)而是開始全盤而整體地接受一種文化,因?yàn)樗麄兩钪,一種文化如果不是像大樹一樣連根拔起移植,那么是無法存活的。當(dāng)時(shí)日本人是怎樣對(duì)待西洋文化呢?杉本勛先生找到當(dāng)時(shí)當(dāng)事人的回憶記錄說:“親切地接受外國(guó)人的教誨,輸入關(guān)于地理、制度、歷史及其他事物的各種書籍,及至一讀,始知彼國(guó)亦有君臣、政府其制度法律井然齊備。至于其他宗教文物,亦覺有足取之處。于是舊來想像全破,懂得外國(guó)人這長(zhǎng)處不只在于器械、軍制!保ㄍ蠒,第315頁)(原作者選自《大隈伯昔日譚》)如此想來,中國(guó)一百多年來的失敗與屈辱,完全在學(xué)習(xí)西洋時(shí)失敗的結(jié)局。而日本的發(fā)展,與富國(guó)強(qiáng)民卻完全得益于全面深刻廣泛地學(xué)習(xí)西方的各種文化,而不單單是學(xué)一點(diǎn)技術(shù)。這是中日最大的差別。
六、日本對(duì)待西方文化的態(tài)度。日本在明治政府之前由于接受并吸收保守的中國(guó)儒家文化,并且視為正統(tǒng),所以,在遇到西方文化,特別是西方的科學(xué)與民主法治思想與制度時(shí),基本上與中國(guó)一樣是采用了非理性的排斥的封閉態(tài)度。這個(gè)時(shí)候雖然也受西方科學(xué)文化的影響,但是其情形與后來是完全不同的。杉本勛先生說:“進(jìn)入明治時(shí)期,日本科學(xué)界的情況就完全改變了。幕府末期以前,在中國(guó)傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上,西方系統(tǒng)的科學(xué)在政治制約下像賊風(fēng)一樣偷偷鉆進(jìn)來。與此相反,在明治時(shí)期,近代科學(xué)毫不客氣地直接涌進(jìn)來,科學(xué)界受到了文明開化暴風(fēng)雨的洗禮。如各算、歷學(xué)、本草、中醫(yī)學(xué)那樣的傳統(tǒng)科學(xué)受此風(fēng)一吹,完全枯萎,而被西方科學(xué)取而代之。”(第317頁)這一段描述很好概括了日本在明治之前與之后對(duì)待西方科學(xué)文明截然不同的態(tài)度。幕府時(shí)期很長(zhǎng)一段時(shí)間里,對(duì)外來的西方科學(xué)文明是用《鎖國(guó)令》這樣的法律來規(guī)制進(jìn)入的。即使進(jìn)來之后,也是視為異端。這種進(jìn)來后受到種種擠壓打擊仍然頑強(qiáng)地卻又以畏縮的形態(tài)生存于日本民間的西洋科學(xué),杉本勛先生稱之為“日本科學(xué)”,有別于明治以后在排除了壓制條件后,可以自由發(fā)展的各種洋學(xué)。這個(gè)時(shí)期,科學(xué)的發(fā)展無論在研究方法與研究對(duì)象上都與西方的科學(xué)文
明完全接軌,所以,這個(gè)時(shí)候日本科學(xué)改稱為:“日本的科學(xué)”。
七、日本洋學(xué)家、啟蒙思想家的作用。日本明治政府成立的初始階段,處于混亂的關(guān)頭,出現(xiàn)了“日本向何處去?”的現(xiàn)象。當(dāng)時(shí)政府剛剛成立,人心不穩(wěn),思想迷茫。此時(shí)日本的洋學(xué)家、啟蒙思想家們所起的作用是不可低估的。日本當(dāng)時(shí)最著名的洋學(xué)家、啟蒙思想家有這幾個(gè):福澤諭吉、柳河春三、小幡篤次郞、麻布弼吉、田中大介。在崇洋的人中,又分成一些專事介紹西洋“吃牛肉、打電話之類膚淺知識(shí)!钡娜耍拖窀芍I吉這樣的有深厚而系統(tǒng)的西學(xué)功底的思想家。日本明治政府在啟蒙思想家的引導(dǎo)下,他們很快就確實(shí)了這樣的大政方針,達(dá)成了這樣的共識(shí):“在嚴(yán)峻的國(guó)際環(huán)境中創(chuàng)建新國(guó)家必須抓住歐化主義!保ǖ318頁)從此開始了日本的“脫亞入歐”進(jìn)程。因此,日本洋學(xué)家們也得到明治政府的大力支持。他們出入朝野,開辦現(xiàn)代學(xué)校,翻譯大量西洋書籍,打通體制與民間之間的界限。一方面順從明治政府的體制,得到體制力量的支持;另一方面“他們的真正價(jià)值、存在意義產(chǎn)率先教導(dǎo)那些獨(dú)立于當(dāng)時(shí)政治思想之外的、不熟悉世界形勢(shì)、尚未蒙受文明和科學(xué)恩惠的國(guó)民!彼裕偟膩碚f啟蒙思想家們主要是活躍在民間,特別是那些未得到現(xiàn)代文明開化的民間。
這些“洋學(xué)家們寫書不是以西方人為對(duì)象,而是面向一般日本人!彼麄儭白鳛闀r(shí)代的先知先覺者而意氣軒昂,思想中充滿著‘所謂科學(xué)就是人類進(jìn)步的旗幟’這一主張!保ǖ319頁),他們不是在細(xì)枝未節(jié)上,也不是在技術(shù)上來向民眾講述科學(xué),而是從“本質(zhì)上著眼于科學(xué)深處的近代思想并將它用通俗的語言表達(dá)出來,務(wù)使(變成)一般的民眾理解的東西,它與傳統(tǒng)的思考法及西方對(duì)事物的看法即自然觀不同。也就是說要把科學(xué)作為一種思想,特別作為啟蒙思想來把握。”(第319頁)這就是當(dāng)時(shí)日本的洋學(xué)家們啟蒙的主要方式與主要目的。
就這一點(diǎn)我們得到的啟示是:第一,思想啟蒙,學(xué)習(xí)西方一定要得到政府力量與體制的支持,才會(huì)有民間的效果。否則啟蒙思想家的命運(yùn)就會(huì)很悲慘,而且愚民得不到改變,反而會(huì)被愚民愚行所吞淹。
第二,學(xué)習(xí)西方一定不能僅僅局限于細(xì)枝末節(jié)與科學(xué)技術(shù)層面和知識(shí)層面,而要深入到思想層面,把科學(xué)引導(dǎo)到思想文化與方法的層次,讓人來認(rèn)識(shí),從而逐漸滲透到人們的工作、生活中去,化成社會(huì)風(fēng)俗。
第三,引入西方文化必然要有一個(gè)啟蒙過程,特別是思想啟蒙過程。啟蒙階段就是虛心學(xué)習(xí)的過程,要以完全虔誠的態(tài)度來對(duì)待自己不明白的東西,啟蒙思想家不以世界先進(jìn)自居,而是滿足于以通俗的語言來全面介紹西方的思想。也就是強(qiáng)調(diào)常識(shí)、常理、常用方法對(duì)一個(gè)落后國(guó)家的重要性。
第四,堅(jiān)定不移地學(xué)習(xí)西方文化,并且達(dá)到完全掌握,化民成俗的程度,創(chuàng)造自然容易出現(xiàn)。
第五,保守僵化的東西要通過政府體制的力量,要通過保持長(zhǎng)久的開放政策,讓人逐漸認(rèn)識(shí)。啟蒙思想家只是一個(gè)過渡時(shí)期,他們只是翻譯、介紹者,但是遠(yuǎn)還稱不上是專業(yè)人員。其目的是要讓真正的科學(xué)登上舞臺(tái)。這一啟蒙的任務(wù)才算完成。
日本的發(fā)展歷史篇二:日本的質(zhì)量管理發(fā)展歷程
日本的發(fā)展歷史篇三:日本的計(jì)算機(jī)發(fā)展史
日本的計(jì)算機(jī)發(fā)展史
原著:山田昭彥 編譯:王立群
摘要:電子計(jì)算機(jī)從1940年代上半葉在歐美開始了發(fā)展,而在日本,到了戰(zhàn)后才開始首先在大學(xué)發(fā)展電子管計(jì)算機(jī),隨后開始了參變管式和晶體管式計(jì)算機(jī)的發(fā)展。從1960年代后半葉以來使用集成電路的大型計(jì)算機(jī)得到了發(fā)展,產(chǎn)品走向了市場(chǎng),而于此并行的是小型、廉價(jià)的工作用辦公計(jì)算機(jī)和科學(xué)技術(shù)用的小型計(jì)算機(jī)也產(chǎn)品化,出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)在中小企業(yè)普及的現(xiàn)象。進(jìn)而,隨著微處理器的誕生,在1970年代后半葉產(chǎn)生了可以處理日語的個(gè)人計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)開始在家庭普及。關(guān)于科學(xué)技術(shù)用的超級(jí)計(jì)算機(jī),從1980年代前半葉,日本的制造商進(jìn)入市場(chǎng),開始了產(chǎn)品的推出,日美之間的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)得以持續(xù)。
隨著這些通用型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,以游戲機(jī)為代表的嵌入式專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也不斷地開發(fā)出了高性能的產(chǎn)品,在圖形化性能方面超過通用型計(jì)算機(jī)的高性能產(chǎn)品出現(xiàn)。
本文的構(gòu)成:本文中,對(duì)日本的計(jì)算機(jī)發(fā)展史,以從黎明期經(jīng)過大型計(jì)算機(jī)到個(gè)人計(jì)算機(jī)的歷史順序及家用游戲機(jī)的歷史這兩方面進(jìn)行敘述。
1、 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史
1-1、 黎明期的計(jì)算機(jī)(第一代、第二代)
在日本,戰(zhàn)前及戰(zhàn)時(shí),機(jī)械式計(jì)算機(jī)、電子機(jī)械式計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)械和邏輯計(jì)算機(jī)的研究開發(fā)在進(jìn)行著,而電子數(shù)字式計(jì)算機(jī)在戰(zhàn)后也開始了開發(fā)。從1940年代后半葉,繼電器式、電子管式、參變管式和晶體管式計(jì)算機(jī)幾乎并行地得到了發(fā)展。
關(guān)于機(jī)械式計(jì)算機(jī),在明治時(shí)代矢頭良一發(fā)明出與算盤相同的以2-5進(jìn)制作為輸入手段的手動(dòng)桌式計(jì)算器“自動(dòng)算盤”,在1903年獲得專利權(quán)并開始生產(chǎn)、銷售。在1923年,大本寅治郎銷售了改良至德國(guó)造的機(jī)械式計(jì)算器的機(jī)械式桌上計(jì)算器。之后命名為“虎式”計(jì)算器,因?yàn)楸韧鈬?guó)產(chǎn)品廉價(jià)得以廣泛發(fā)展,生產(chǎn)到1960年。
在1930年代,日本電器的中島章、榛澤正男發(fā)表了開關(guān)理論,而電器試驗(yàn)所(后來的電子技術(shù)綜合研究所,現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所)的大橋干一和后藤以紀(jì)把開關(guān)理論發(fā)展到了理論代數(shù)和理論數(shù)學(xué)。駒宮安男把該理論應(yīng)用到電子計(jì)算電路理論上并在1952年開發(fā)出了繼電器式計(jì)算機(jī)(ETL Mark Ⅰ)、在1955年開發(fā)出ETL Mark Ⅱ。東京大學(xué)的山下英男在戰(zhàn)時(shí)進(jìn)一步研究了統(tǒng)計(jì)機(jī),在1948年應(yīng)用繼電器和度數(shù)計(jì)開發(fā)出了山下式畫線統(tǒng)計(jì)機(jī),而在之后由企業(yè)商品化。在1954年由富士通完成了繼電器式計(jì)算機(jī)的商用機(jī)型(FACOM-100)。
(1)、電子管計(jì)算機(jī)
從1940年代后半葉,大阪大學(xué)、富士寫真膠卷(現(xiàn)在的富士膠卷)和東京大學(xué)先后開始了電子管計(jì)算機(jī)的研究開發(fā)。大阪大學(xué)工學(xué)部精密工學(xué)科的城憲三從戰(zhàn)時(shí)開始就進(jìn)行著計(jì)算機(jī)械的研究和教育,而在1946年2月從Newsweek上得知美國(guó)完成了ENIAC之后,就立即著手電子計(jì)算機(jī)的研究工作,牧之內(nèi)三郎和安井祐使用電子管在1950年試制了ENIAC型的十進(jìn)制計(jì)算裝置。隨后開始了以EDSAC為模型的程序內(nèi)儲(chǔ)式二進(jìn)制電子管計(jì)算機(jī)的開發(fā)。從1948年開始接受來自文部省每年數(shù)萬元的科學(xué)研究經(jīng)費(fèi),1953年為80萬日元,1954年為30萬日元。后者充當(dāng)了講座的經(jīng)常費(fèi)而繼續(xù)進(jìn)行著開發(fā),在1959年左右其基本的功能確立并接近完成,但是因?yàn)闆Q定引入晶體管計(jì)算機(jī)的商用機(jī)型而終止了開發(fā)。該機(jī)使用1500個(gè)電子管、四千個(gè)二極管、固定玻璃后延線記憶器1024條,并且時(shí)鐘主頻為1MHz,加法運(yùn)算時(shí)間為40微秒,這在當(dāng)時(shí)來講是高速計(jì)算機(jī)。城憲三和牧之內(nèi)合著的《計(jì)算機(jī)械》一書在1953年出版,是當(dāng)時(shí)該領(lǐng)域唯一的關(guān)于計(jì)算機(jī)的專業(yè)書籍。
富士寫真膠卷的岡崎文次研究【科學(xué)朝日】1948年8月號(hào)刊載的IBM-SSEC(Selective
Sequence Electronic Calculator)(可選順序電子計(jì)算器)報(bào)道后,認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)開發(fā)的可能性。在公司內(nèi)部提出【關(guān)于相機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)的自動(dòng)方法】的研究報(bào)告,在1949年3月獲得公司研究預(yù)算20萬日元開始了電子管計(jì)算機(jī)的開發(fā)工作。從1952年12月開始著手制作,幾乎獨(dú)自地于1956年3月完成了日本最早的計(jì)算機(jī)-FUJIC。FUJIC是采用2進(jìn)制并行式、3地址的計(jì)算機(jī),使用了電子管1700個(gè)、水銀后延線256條(一條33位)的存儲(chǔ)裝置。時(shí)鐘主頻為30kHz,加法運(yùn)算為0.1ms,乘法運(yùn)算為1.6ms?梢詽M足對(duì)相機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)的必要性能。FUJIC除了公司內(nèi)部鏡頭設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)之外,也進(jìn)行外部委托的計(jì)算業(yè)務(wù)。
1951年,在東京大學(xué)以山下英男為代表的研究人員得到了日本文部省的科學(xué)研究費(fèi),開始了【電子計(jì)算機(jī)的研究】,在當(dāng)時(shí),已經(jīng)開始了計(jì)算機(jī)研究工作的東京芝浦電器(現(xiàn)在的東芝)也參加了這項(xiàng)研究。在第二年即1952年,得到1011萬日元的研究費(fèi)用后,與東芝一起開始了電子管計(jì)算機(jī)(TAC)的開發(fā)。1953年,校方的研究費(fèi)用投入進(jìn)來。TAC在EDSAC的基礎(chǔ)上增加變址寄存器和
浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算機(jī)制,使用電子管7000個(gè)、二極管3000個(gè),并且使用了512條(35位/條)的陰極射線管存儲(chǔ)裝置,該裝置應(yīng)用陰極射線管16根。研究的途中并不順利,東芝在1956年從共同研究中退出,但是東京大學(xué)的村田健郎、中澤喜一郎(當(dāng)時(shí)的大學(xué)生)等人經(jīng)過努力在1959年完成了研究工作。該機(jī)的時(shí)鐘主頻為330kHz、加法運(yùn)算時(shí)間為0.48ms、乘法運(yùn)算時(shí)間為5.04ms(固定小數(shù)點(diǎn))。在日本,開發(fā)的電子管計(jì)算機(jī)只有上述三臺(tái),沒有進(jìn)行商品化,也沒有繼續(xù)進(jìn)行第二代計(jì)算機(jī)的技術(shù)開發(fā),但是這種電子管計(jì)算機(jī)的開發(fā)在啟蒙及教學(xué)方面所起的作用非常大。
(2)、參變管式計(jì)算機(jī)
電子管因其可信性、發(fā)熱量和體積大等方面的原因,作為計(jì)算機(jī)的元件存在很多問題,因此一直在尋求著電子管的替代品。在1954年,東京大學(xué)理學(xué)部的后藤英一(當(dāng)時(shí)的大學(xué)生)發(fā)明了新的理論元件——參變管,它僅由被動(dòng)元件——線圈和電容器構(gòu)成,可信度高而且價(jià)格便宜,所以東京大學(xué)、電器通信研究所和東北大學(xué)(與日本電器一起)等開始了采用參變管的計(jì)算機(jī)研究開發(fā)。電器通信研究所的MUSASINO-1(M-1)在1957年3月運(yùn)行,成為最早的參變管計(jì)算機(jī)。它是采用Illiac Ⅰ結(jié)構(gòu)的二進(jìn)制并行式計(jì)算機(jī),使用了參變管5400個(gè),磁芯存儲(chǔ)器256條(每條40位)。東京大學(xué)開發(fā)出來的PC-1計(jì)算機(jī)在1958年3月完成,它采用了與EDSAC類似的結(jié)構(gòu),二進(jìn)制并行式,使用了參變管4300個(gè),磁芯存儲(chǔ)器256條。
在日立中央研究所為公司內(nèi)部計(jì)算使用在1957年12月開發(fā)了HIPAC MK-1,并最早進(jìn)行了產(chǎn)品化。日本電器、富士通信(現(xiàn)在的富士通)、沖電器工業(yè)、日本電子測(cè)器、光電制作所也相繼地產(chǎn)品化了參變管計(jì)算機(jī)。另外,大井電器制造出了參變管臺(tái)式電子計(jì)算機(jī)。 參變管在可信度方面優(yōu)越,但是在運(yùn)算速度、耗電量方面與晶體管相比是不利的。因此,隨著晶體管可信度的提高,更換為晶體管的過程一直在進(jìn)行,在1960年代前半葉,參變管計(jì)算機(jī)的開發(fā)中止。只有日本電器的超小型系列參變管計(jì)算機(jī)因辦公用、小型且廉價(jià)而大量銷售,到1970年后半葉不斷地開發(fā)和銷售,它成為后來辦公計(jì)算機(jī)的原型。
(3)、晶體管式計(jì)算機(jī)
1956年7月,在電氣試驗(yàn)所以和田弘為部長(zhǎng)的電子部成立,開始了晶體管式計(jì)算機(jī)ETL Mark Ⅲ的開發(fā)工作。當(dāng)初計(jì)劃用水銀后延線電路制造存儲(chǔ)裝置,而其后改為易于處理的光學(xué)玻璃超聲波后延線,金石研究所進(jìn)行這方面的開發(fā),使用四根512位的存儲(chǔ)元件。東京通信工業(yè)(現(xiàn)在的索尼公司)應(yīng)用了點(diǎn)接觸型的晶體管。結(jié)構(gòu)是類似于EDSAC的二進(jìn)制串行方式,采用了在基本電路中用一根晶體管就可以構(gòu)成觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)型。時(shí)鐘脈沖為1MHz,實(shí)現(xiàn)了加法運(yùn)算560微秒的速度。當(dāng)時(shí)點(diǎn)接觸式晶體管的可信性較低,但據(jù)文獻(xiàn)記載因?yàn)椴捎貌褰臃绞,在短時(shí)間就可以完成。
隨著ETL Mark Ⅲ的開發(fā),為了提高可信度而采用的接合型晶體管的ETL Mark Ⅳ的研
發(fā)開始了。接合型因?yàn)閯?dòng)作速度不快,所以設(shè)置180kHz的時(shí)鐘脈沖。存儲(chǔ)裝置采用磁鼓,其機(jī)械部件由北辰電機(jī)(現(xiàn)在的橫河電機(jī))制造,磁性部分由東京通信工業(yè)制造,制作出運(yùn)行速度18000rpm、存儲(chǔ)容量24000位的設(shè)備。在Mark Ⅳ中,采用了十進(jìn)制,用4位并行、6位數(shù)串行(BCD碼)進(jìn)行處理。使用晶體管470根、二極管4600根,在1957年11月完成。
隨后,以ETL Mark Ⅳ為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品化在日本電器、日立制作所、松下電器產(chǎn)業(yè)、北辰電機(jī)等公司相繼地進(jìn)行下來。Mark Ⅳ因?yàn)椴捎檬M(jìn)制方式,所以各個(gè)公司的產(chǎn)品也作為辦公用計(jì)算機(jī)而大量地銷售出去。日本電器的NEAC2201在1958年8月開始上市,成為最早的晶體管商用機(jī)。之后日立制作所的HITAC301也在1959年4月完成。這些設(shè)備被安裝在于1958年11月開辦的日本電子工業(yè)振興協(xié)會(huì)的計(jì)算中心中。在電氣試驗(yàn)所擴(kuò)充了ETL Mark Ⅳ的功能,使得具有1k磁芯存儲(chǔ)裝置的ETL Mark Ⅳ A型在1959年完成。另外,供公司內(nèi)部用戶使用的ETL Mark Ⅴ也開發(fā)出來,日立制作所把該機(jī)命名為HITAC 102而商品化。京都大學(xué)的矢島修三等人改良該機(jī)型開發(fā)出KDC-1。
日立制作所在1963年9月開發(fā)出科學(xué)計(jì)算用的大型計(jì)算機(jī)HITAC5020,接受了來自京都大學(xué)以及電器通信研究所和東京大學(xué)的訂貨。這是應(yīng)用18MHz高速時(shí)鐘主頻的串行型計(jì)算機(jī),之后開發(fā)了串并行化的高檔機(jī)HITAC5020E。
國(guó)鐵的穗坂衛(wèi)等人在日立制作所的幫助下開發(fā)出了列車座位預(yù)約系統(tǒng)MARS-1,從1960年2月開始運(yùn)行。它是世界上最早的列車座位預(yù)約系統(tǒng)。MARS-1把使用晶體管制作的靜態(tài)觸發(fā)器作為基本電路,采用由磁鼓制作的后延寄存器,為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理采用了不存儲(chǔ)程序的有線邏輯方式。之后,在1964年1月完成了MARS-101型,這種預(yù)約座位的綠色窗口在全國(guó)范圍內(nèi)展開,開始了列車座位的預(yù)約業(yè)務(wù)。在這其中開發(fā)并使用了帶有第三代——功能分布方式的通用計(jì)算機(jī)。
(4)、國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的振興
通商產(chǎn)業(yè)。ìF(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省)非常關(guān)注計(jì)算機(jī)的國(guó)產(chǎn)化,于1955年4月在電波技術(shù)協(xié)會(huì)成立了以制造商為委員的電子計(jì)算機(jī)調(diào)查委員會(huì),在該委員會(huì)中有關(guān)國(guó)內(nèi)外的計(jì)算機(jī)技術(shù)以通產(chǎn)省的資金補(bǔ)助為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)查。更近一步地,該委員會(huì)決定東芝、日本電氣、日立制作所、北辰電機(jī)、富士通、三菱電機(jī)、沖電氣和黑澤通信機(jī)公司分擔(dān)開發(fā)超越IMB650型的計(jì)算機(jī),各公司的開發(fā)工作隨即開始了。通產(chǎn)省為了謀求電子工業(yè)、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的振興,在1957年6月制定了電子工業(yè)振興臨時(shí)措施法(電振法),按照該法的宗旨在1958年4月以制造商為會(huì)員的日本電子工業(yè)振興協(xié)會(huì)成立。電子計(jì)算機(jī)調(diào)查委員會(huì)移到了電子協(xié)(前述的電子工業(yè)振興協(xié)會(huì)),但是分擔(dān)開發(fā)的系統(tǒng)還沒有達(dá)成協(xié)議。
1-2、主機(jī)(第三代)
(1)、國(guó)產(chǎn)主機(jī)的開發(fā)
在1964年,IBM開發(fā)出系統(tǒng)360(system360),計(jì)算機(jī)進(jìn)入到第三代發(fā)展時(shí)期。在第三代計(jì)算機(jī)中全面采用了微程序方式,1961年京都大學(xué)和東芝合作試制了日本國(guó)最早的微程序方式計(jì)算機(jī)(KT先驅(qū)者)。1964年,富士通、沖電氣和日本電氣公司在通產(chǎn)省補(bǔ)助金的基礎(chǔ)上共同開發(fā)出大型計(jì)算機(jī)FONTAC,納入了電子協(xié)之內(nèi)。
根據(jù)這些成果和與美國(guó)的計(jì)算機(jī)制造商的技術(shù)合作,日本國(guó)也研發(fā)出了第三代新系列計(jì)算機(jī),與美國(guó)的IBM系統(tǒng)360抗衡。日本電氣與美國(guó)公司合作在1965年5月研發(fā)出NEAC 2200系列,日立制作所和RCA合作在1965年9月研發(fā)出HITAC 8000系列。富士通公司沒有進(jìn)行合作把FONTAC的成果應(yīng)用到大模式中研發(fā)出FACOM 230系列。東芝公司以KT先驅(qū)者為基礎(chǔ)開發(fā)出TOSBAC 3400系列并使其系列化。之后和GE公司進(jìn)行技術(shù)合作研發(fā)出TOSBAC 5400系列。三菱電機(jī)與TRW進(jìn)行技術(shù)合作研發(fā)出MELCOM-3100系列,并與XDS(Xerox Data Systems)進(jìn)行技術(shù)合作研發(fā)出MELCOM 7000系列。沖電氣工業(yè)公司研
發(fā)中小型的OKIMINITAC系列機(jī),與通用公司合并的公司進(jìn)行了通用機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。日本電氣在1966年10月研發(fā)出日本國(guó)最早的全面IC化的NEAC 2200 series model 500型計(jì)算機(jī),而日立制作所沒有依賴技術(shù)合作以獨(dú)立的技術(shù)研發(fā)出微程序控制的HITAC 8500型計(jì)算機(jī)。富士通公司在1968年3月研發(fā)出全面采用TTL IC技術(shù)的大型機(jī)FACOM 230/60,其一號(hào)機(jī)納入到了京都大學(xué)。
從1970年代,計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入三代半時(shí)期,在IBM system 370中采用了LSI(大規(guī)模集成電路)。另外,改變?yōu)榇判,集成電路也被?yīng)用到了存儲(chǔ)器中,而且開始應(yīng)用假想存儲(chǔ)方式。在日本伴隨著新產(chǎn)品系列開發(fā)補(bǔ)助金制度的開始,計(jì)算機(jī)制造商系列化為富士通-日立制作所、日本電氣-東芝、三菱電機(jī)-沖電氣這三個(gè)系統(tǒng),在各自的集團(tuán)中分別開發(fā)了M系列、ACOS系列、COSMO系列。M系列在1974年11月研發(fā)出M180和M190這兩種型號(hào),在1975年5月研發(fā)出M160和M170型。M190和M160為富士通擔(dān)當(dāng),M170和M180由日立制作所擔(dān)當(dāng)。M190采用了100個(gè)“門/芯片”的LSI,是全面LSI化的世界上最早的主機(jī),在1975年11月展出。1978年,M系列的最高檔機(jī)M200由富士通發(fā)布,繼之日立制作所發(fā)布了M200H型計(jì)算機(jī)。繼1979年IBM 4300發(fā)布之后,日本電氣研發(fā)出了可抗衡IBM4331的性價(jià)比優(yōu)秀的小型機(jī)ACOS 250。另外,從1976年開始,超大規(guī)模集成電路研發(fā)補(bǔ)助金支付給了日立制作所·富士通·三菱以及日本電氣·東芝這兩個(gè)集團(tuán),進(jìn)行了硬件技術(shù)力量的強(qiáng)化。結(jié)果是高性能的LSI、VLSI被開發(fā)出來,實(shí)現(xiàn)了主機(jī)能力的強(qiáng)化,開始了向歐美國(guó)家的輸出。在與IBM交換機(jī)的研發(fā)過程中,產(chǎn)生了和IBM的糾紛。
進(jìn)入1980年,日本電氣研發(fā)出ACOS series system 1000這種最高檔機(jī),到第二年,日立制作所強(qiáng)化此前的系列研發(fā)出M200系列,富士通研發(fā)出M300系列。為了進(jìn)一步強(qiáng)化性能,謀求多處理器系統(tǒng),在1985年研發(fā)出的日本電氣ACOS 1500系統(tǒng)、日立制作所M-680H以及富士通的產(chǎn)品都采用了4CPU構(gòu)架,并增加了擴(kuò)展內(nèi)存。在1980年代推進(jìn)了計(jì)算設(shè)備的小型化,隨著主機(jī)市場(chǎng)的收縮,其價(jià)格迅速地下降。在1990年日立制作所、日本電氣和富士通分別研發(fā)出了M-880、ACOS 3800和M-1800型計(jì)算機(jī),進(jìn)一步強(qiáng)化了最高檔模型的性能,在1994年低耗電量的CMOS技術(shù)應(yīng)用到了超大型機(jī)上,IBM和日本電氣分別研發(fā)出390-9672系列和并行ACOS series PX 7800。富士通在第二年研發(fā)出CMOS大型服務(wù)器GS 8000 series。日立制作所開發(fā)ECL和CMOS混載技術(shù)并采用該技術(shù)在1995年上市了高端服務(wù)器MP5800,并在1999年研發(fā)出進(jìn)一步強(qiáng)化功能的MP6000。CMOS處理器的性能迅速上升,自2000年以來主機(jī)全部采用了CMOS處理器。
(2)、通產(chǎn)省大型項(xiàng)目
為了提高日本國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)到與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的水平,通產(chǎn)省投入約100億日元的開發(fā)費(fèi),在通產(chǎn)省、電子技術(shù)綜合研究所的指導(dǎo)下從1966年開始的五年計(jì)劃中實(shí)施了開發(fā)超高性能電子計(jì)算機(jī)的國(guó)家項(xiàng)目。該項(xiàng)目以1970年為期以實(shí)現(xiàn)可比肩世界最高水平的超高性能計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)。主機(jī)和理論電路所用的LSI由日立制作所承擔(dān),NMOS LSI內(nèi)存由日本電氣承擔(dān),在1972年完成了任務(wù)。該機(jī)采用了32位假想尋址方式、多處理器方式、緩沖存儲(chǔ)控制方式和混合式超高速LSI,實(shí)際安裝了周期時(shí)間60ns、16k字節(jié)的緩存存儲(chǔ)器。該成果被應(yīng)用到日立制作所的HITAC8700/8800的研發(fā)上。此外在這之后應(yīng)用LSI內(nèi)存和微處理器的NMOS LSI基礎(chǔ)技術(shù)由該項(xiàng)目所確立。
(3)、電電公司的DIPS項(xiàng)目
電電公司的電氣通信研究和通產(chǎn)省的電氣試驗(yàn)所一起在日本國(guó)計(jì)算機(jī)的黎明期起到了指導(dǎo)性的作用,并且在參變管計(jì)算機(jī)M-1、電話費(fèi)計(jì)算用的計(jì)算器CM-100的開發(fā)之后轉(zhuǎn)移到了電子交換機(jī)的研究上。到第三代技術(shù)來臨之際,隨著數(shù)據(jù)通訊的被認(rèn)可,從1967年計(jì)劃開發(fā)數(shù)據(jù)通訊用大型計(jì)算機(jī),從1969年開始和日本電氣、富士通、日立制作所一起進(jìn)行DIPS(Dendenkosha Information Processing System)項(xiàng)目的開發(fā)。在相同的構(gòu)架下研發(fā)DISP-1、
11/10、11/5、11/5E、11/5X系列,而且拓展到應(yīng)用超LSI技術(shù)的V系列。在1991年末,DISP的運(yùn)行系統(tǒng)達(dá)到了1500系統(tǒng)。到1992年,經(jīng)過25年的進(jìn)程,該項(xiàng)目終結(jié)。
1-3、超級(jí)計(jì)算機(jī)
在美國(guó),從1960年代開始與主機(jī)開發(fā)并行,一直進(jìn)行著用于科學(xué)技術(shù)計(jì)算的高性能超級(jí)計(jì)算機(jī)的開發(fā)。在日本于1977年富士通研發(fā)矢量處理器FACOM 230-75APU并納入到航空宇宙技術(shù)研究所(從2003年整合到宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)JAXA中)。繼之,日立制作所、日本電氣、三菱電機(jī)相繼把在通用大型計(jì)算機(jī)中組合矢量處理功能的整合型陣列處理器商品化。
(1)、矢量型超級(jí)計(jì)算機(jī)的開發(fā)
自1982年以來,日本的富士通、日立制作所、日本電氣真正地加入到了超級(jí)計(jì)算機(jī)市場(chǎng),研發(fā)出了富士通的VP系列(VP-100/200)、日立制作所的S-810系列、日本電氣的SX系列(SX-1/2)矢量型超級(jí)計(jì)算機(jī)。在1983年研發(fā)出的SX-2在世界上最早實(shí)現(xiàn)了實(shí)用型程控1GFLOPS。這些設(shè)備都采用了和CRAY-1相同的矢量寄存方式,并在單處理器上裝有多條總線,具備使矢量寄存器容量和存儲(chǔ)器容量增大等的強(qiáng)大硬件設(shè)備。并且使其具有和各自公司的主機(jī)的互換性,考慮到了主機(jī)用戶容易使用超級(jí)計(jì)算機(jī)的條件。作為它們的后繼機(jī),日立制作所在1987年研發(fā)出S-820,富士通在1988年研發(fā)出VP-2000,日本電氣在1989年研發(fā)出SX-3。
航空宇宙技術(shù)研究所(航技研)在1993年2月和富士通共同開發(fā)了數(shù)值風(fēng)洞(Numerical Wind Tunnel:NWT)。采用了以縱橫開關(guān)結(jié)合166臺(tái)PE的分散存儲(chǔ)型并行矢量計(jì)算機(jī)方式。在CPU芯片上使用了BiCMOS、ECL和GaAs三種類型的元件。峰值性能達(dá)到了280GFLOPS的世界最高速度,保持這項(xiàng)最高紀(jì)錄到1995年。
在1993年,日立制作所研發(fā)出雙極最大四并行共用存儲(chǔ)型矢量處理器S-3800,富士通使用和航技研共同開發(fā)的NWT技術(shù)研發(fā)出分散存儲(chǔ)高并行(最大222)矢量計(jì)算機(jī)VPP-300。并且在1995年,把 VPP-500進(jìn)行了CMOS化,推出了并行度為16的VPP-300,在1996年推出了并行度為512的高檔機(jī)VPP-700。日本電氣在1995年推出CMOS芯片達(dá)到32位,可以共用內(nèi)存,最大并行度為512的矢量處理器SX-4,并在1998年推出了其后繼機(jī)SX-5。在2001年研發(fā)出單一芯片化矢量處理器的SX-6(最大1024PE)。
在宇宙開發(fā)事業(yè)集團(tuán)、日本原子能研究所和海洋科學(xué)技術(shù)中心研發(fā)出了模擬地球溫暖化和厄爾尼諾現(xiàn)象這種全球規(guī)模環(huán)境變化的地球模擬器。其制造方為日本電氣,安置在了海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)內(nèi)的地球模擬中心。超并行矢量型超級(jí)計(jì)算機(jī)在2002年2月完成,峰值達(dá)到40Tflops,以Linpack縱橫開關(guān)方式達(dá)到35.86TFLOPS,是當(dāng)時(shí)的世界最高紀(jì)錄,維持兩年半時(shí)間的世界第一位。一節(jié)由8個(gè)處理器構(gòu)成,總共640節(jié),5120個(gè)處理器。每節(jié)具有16GB的共用內(nèi)存,主存儲(chǔ)總?cè)萘繛?0TB。節(jié)間由一段縱橫開關(guān)結(jié)合,在并行處理中實(shí)現(xiàn)了標(biāo)量能力。在2009年3月更新為新的系統(tǒng)(日本電氣SX-9/E)。
(2)、并行型超級(jí)計(jì)算機(jī)
在美國(guó),從1980年代開始陸續(xù)進(jìn)行了標(biāo)量型高并行、超并行超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)。在日本國(guó)富士通于1992年研發(fā)出了16~1024PE的標(biāo)量并行型超級(jí)計(jì)算機(jī)AP-1000,并在1996年研發(fā)出了應(yīng)用Ultra-Sparc的4~1024節(jié)的AP-3000。日本電氣在1993年、1994年和1997年相繼開發(fā)了Cenju-2、Cenju-3(VR4400SC,最大256PE)和Cenju-4(VR10000,最大1024PE)。日立制作所在1994年研發(fā)出了8-124PE的SR-2001。筑波大學(xué)在日立制作所的協(xié)作下,在1996年9月完成了峰值性能為614GFLOPS的分散存儲(chǔ)型超并行超級(jí)計(jì)算機(jī)CP-PACS。由2048臺(tái)運(yùn)算單元和128臺(tái)I/O單元以3次方結(jié)合網(wǎng)組合而成。在1996年9月達(dá)到368.2GFLOPS的世界最高紀(jì)錄,在同年11月成為世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)列表的第一位。 日立制作所以CP-PACS技術(shù)為基礎(chǔ),分別在1996年、1998年和2000年推出了RISC基
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