日本的發(fā)展歷史
發(fā)布時間:2017-01-22 來源: 歷史回眸 點擊:
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,在中國已經(jīng)有非常豐富文化節(jié)記載時,日本仍然在科學文化上是一片空白,直到公元263年,也就是東漢末年和三國時期,中國的儒學、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。那時的日本時代年號稱“應(yīng)神朝”。在以后近1500年的時間里,日本的科技發(fā)展完全借鑒中國的,甚至照搬中國的,從造船術(shù)、指南針、紡織技術(shù)、醫(yī)學、天文歷法,甚至文字、詩詞歌賦等等,涉及面幾乎無處不觸及。直到中國在1840年遭受鴉片戰(zhàn)爭失敗,日本因此也開始被打破平靜。陸續(xù)受到西方列強的騷擾與入侵。但是,此時的日本幕府保守僵化,采用完全封閉與排斥對抗的方法對待一切西洋文化與船隊。在美國的佩里將軍帶領(lǐng)新式的用蒸氣作動力的海軍艦隊侵入日本,打開國門之前,其實西歐的荷蘭對日本已經(jīng)有一定的影響,而且荷蘭企圖搶先于美國,與日本締結(jié)通商條約,但是被當時保守頑固的幕府拒絕。不僅如此,日本當時還由政府頒布法令《禁止建造大船令》,與當時的中國一樣,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入,其理由居然是:“反正上托威福,區(qū)區(qū)夷人屆時將會怎樣?”(見上書,第299頁,《開國》)等到美國海軍將領(lǐng)佩里的艦隊大炮一響,整個日本政府都驚呆了,因此日本幕府不戰(zhàn)而屈服了。
二、正是因為這次屈服,日本因外力的壓迫,不得不尋求解救的辦法。此時由過去的排斥、打擊的蘭學,視蘭學為奇技淫巧的日本,開始解禁并大力擴大規(guī)模。特別值得一提的是,日本被迫開國以后,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,然后開辦種類學校,研究天文、地理、軍事、槍炮、長城學與機械學,學校向整個日本各個階層開放,然后大力翻譯天下,特別是西方有益的書籍,用官費出版發(fā)行向全日本公布。加強與荷蘭政府的密切合作,開辦荷蘭語學校,派出大量留學生去荷蘭學習,日本人學習外語的能力差,因此集中全國極少數(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,日本在受到美國船隊的入侵以后,其行為是非常積極主動的。日本教授杉本勛先生的解釋是,日本的武士精神比中國的農(nóng)耕士代夫,更能夠敏銳地感到威脅與力量的對比的差異。其實,日本早在明治維新前的十來年,就開始改革了,只是這個時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,于是一個以“尊王攘夷”為借口的政變開始了,而且進展非常順利。
三、日本還在幕府時期的1853年因受到美國艦隊的刺激,因此決定建設(shè)海軍,他們第一個學習對象是荷蘭,向荷蘭購買軍艦,并請求荷蘭派遣海軍教師,當時荷蘭國王贈送給日本的“辛賓號(SOENBING),并派了二十二名海軍教官到達長崎。這是日本第一艘以蒸氣為動力的近代科學艦只。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技術(shù)。先是學習駕駛蒸氣動力船,后是學習修理并且制造技術(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。但是由于當時建筑工程設(shè)備與技術(shù)上的限制,沒有成功。因為當時的日本“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)日本當時學習西洋的熱情首先是從各藩屬地,特別是長州、長崎、廣島等地的藩地開始,當時這些藩地分別稱佐賀藩、薩摩藩和長州藩。他們學習西洋技術(shù)遠遠走在夜幕的前面,為后來他們合力推翻幕府統(tǒng)治提供了科學技術(shù)上的保障。但是由于受到幕府的保守勢力的限制,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習的西洋文化,與中國的洋務(wù)運動也大不相同。杉本勛先生說:“幕府末期洋學并不像軍事科學和殖產(chǎn)興業(yè)技術(shù)那樣只限于科學技術(shù),其范圍從法律學、經(jīng)濟學、歷史學那樣的人文科學到哲學!保ǖ313頁)但是,為了應(yīng)對當時頑固的保守派,日本洋務(wù)改革派也曾提出過類似于中國的洋務(wù)領(lǐng)袖張之洞的“中學為體,西學為用”的提法,他們是由佐久間象山提出的“東洋道德西洋藝術(shù)”。因為幕府當時嚴禁西洋學說與技術(shù),即使局部地讓西洋學術(shù)進入,也必須嚴格審定,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,當時的日本的洋務(wù)改革派,只有采用這個折衷的辦法。但是目的仍然是為全盤接受西洋的一切思想文化技術(shù)。日本當時的“東洋道德西洋藝術(shù)”是一種權(quán)宜之計,因此是改革的起點,而中國的“中學為體,西學為用”,卻是洋務(wù)運動的指南,是終極的要求。或者說是高壓線。
五、日本越過“東洋道德西洋藝術(shù)”界線的辦法是在學習西方道德思想時,首先強調(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習。其次,隨著學習與體制上要求,特別是在開放日本以后,必須要學會與西洋各國打交道。這個時候需要大量的國際法知識,精通國際慣例,需要學會統(tǒng)計學、經(jīng)濟學、政治學知識。隨著實用的知識技術(shù)的深入與廣泛的學習,“隨著對洋學的理解之加深,懂得洋學和儒學思考方式不同,不能滿足于‘東洋道德西洋藝術(shù)’的學術(shù)觀。”(第314頁)而是開始全盤而整體地接受一種文化,因為他們深知,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。當時日本人是怎樣對待西洋文化呢?杉本勛先生找到當時當事人的回憶記錄說:“親切地接受外國人的教誨,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,懂得外國人這長處不只在于器械、軍制!保ㄍ蠒,第315頁)(原作者選自《大隈伯昔日譚》)如此想來,中國一百多年來的失敗與屈辱,完全在學習西洋時失敗的結(jié)局。而日本的發(fā)展,與富國強民卻完全得益于全面深刻廣泛地學習西方的各種文化,而不單單是學一點技術(shù)。這是中日最大的差別。
六、日本對待西方文化的態(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,特別是西方的科學與民主法治思想與制度時,基本上與中國一樣是采用了非理性的排斥的封閉態(tài)度。這個時候雖然也受西方科學文化的影響,但是其情形與后來是完全不同的。杉本勛先生說:“進入明治時期,日本科學界的情況就完全改變了。幕府末期以前,在中國傳統(tǒng)科學技術(shù)的基礎(chǔ)上,西方系統(tǒng)的科學在政治制約下像賊風一樣偷偷鉆進來。與此相反,在明治時期,近代科學毫不客氣地直接涌進來,科學界受到了文明開化暴風雨的洗禮。如各算、歷學、本草、中醫(yī)學那樣的傳統(tǒng)科學受此風一吹,完全枯萎,而被西方科學取而代之!保ǖ317頁)這一段描述很好概括了日本在明治之前與之后對待西方科學文明截然不同的態(tài)度。幕府時期很長一段時間里,對外來的西方科學文明是用《鎖國令》這樣的法律來規(guī)制進入的。即使進來之后,也是視為異端。這種進來后受到種種擠壓打擊仍然頑強地卻又以畏縮的形態(tài)生存于日本民間的西洋科學,杉本勛先生稱之為“日本科學”,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。這個時期,科學的發(fā)展無論在研究方法與研究對象上都與西方的科學文
明完全接軌,所以,這個時候日本科學改稱為:“日本的科學”。
七、日本洋學家、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。當時政府剛剛成立,人心不穩(wěn),思想迷茫。此時日本的洋學家、啟蒙思想家們所起的作用是不可低估的。日本當時最著名的洋學家、啟蒙思想家有這幾個: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!钡娜耍拖窀芍I吉這樣的有深厚而系統(tǒng)的西學功底的思想家。日本明治政府在啟蒙思想家的引導下,他們很快就確實了這樣的大政方針,達成了這樣的共識:“在嚴峻的國際環(huán)境中創(chuàng)建新國家必須抓住歐化主義。”(第318頁)從此開始了日本的“脫亞入歐”進程。因此,日本洋學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“他們的真正價值、存在意義產(chǎn)率先教導那些獨立于當時政治思想之外的、不熟悉世界形勢、尚未蒙受文明和科學恩惠的國民!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“洋學家們寫書不是以西方人為對象,而是面向一般日本人。”他們“作為時代的先知先覺者而意氣軒昂,思想中充滿著‘所謂科學就是人類進步的旗幟’這一主張。”(第319頁),他們不是在細枝未節(jié)上,也不是在技術(shù)上來向民眾講述科學,而是從“本質(zhì)上著眼于科學深處的近代思想并將它用通俗的語言表達出來,務(wù)使(變成)一般的民眾理解的東西,它與傳統(tǒng)的思考法及西方對事物的看法即自然觀不同。也就是說要把科學作為一種思想,特別作為啟蒙思想來把握!保ǖ319頁)這就是當時日本的洋學家們啟蒙的主要方式與主要目的。
就這一點我們得到的啟示是:第一,思想啟蒙,學習西方一定要得到政府力量與體制的支持,才會有民間的效果。否則啟蒙思想家的命運就會很悲慘,而且愚民得不到改變,反而會被愚民愚行所吞淹。
第二,學習西方一定不能僅僅局限于細枝末節(jié)與科學技術(shù)層面和知識層面,而要深入到思想層面,把科學引導到思想文化與方法的層次,讓人來認識,從而逐漸滲透到人們的工作、生活中去,化成社會風俗。
第三,引入西方文化必然要有一個啟蒙過程,特別是思想啟蒙過程。啟蒙階段就是虛心學習的過程,要以完全虔誠的態(tài)度來對待自己不明白的東西,啟蒙思想家不以世界先進自居,而是滿足于以通俗的語言來全面介紹西方的思想。也就是強調(diào)常識、常理、常用方法對一個落后國家的重要性。
第四,堅定不移地學習西方文化,并且達到完全掌握,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,要通過保持長久的開放政策,讓人逐漸認識。啟蒙思想家只是一個過渡時期,他們只是翻譯、介紹者,但是遠還稱不上是專業(yè)人員。其目的是要讓真正的科學登上舞臺。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:日本的計算機發(fā)展史
日本的計算機發(fā)展史
原著:山田昭彥 編譯:王立群
摘要:電子計算機從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發(fā)展電子管計算機,隨后開始了參變管式和晶體管式計算機的發(fā)展。從1960年代后半葉以來使用集成電路的大型計算機得到了發(fā)展,產(chǎn)品走向了市場,而于此并行的是小型、廉價的工作用辦公計算機和科學技術(shù)用的小型計算機也產(chǎn)品化,出現(xiàn)了計算機在中小企業(yè)普及的現(xiàn)象。進而,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人計算機,計算機開始在家庭普及。關(guān)于科學技術(shù)用的超級計算機,從1980年代前半葉,日本的制造商進入市場,開始了產(chǎn)品的推出,日美之間的開發(fā)競爭得以持續(xù)。
隨著這些通用型計算機的發(fā)展,以游戲機為代表的嵌入式專用計算機系統(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算機的高性能產(chǎn)品出現(xiàn)。
本文的構(gòu)成:本文中,對日本的計算機發(fā)展史,以從黎明期經(jīng)過大型計算機到個人計算機的歷史順序及家用游戲機的歷史這兩方面進行敘述。
1、 計算機的發(fā)展史
1-1、 黎明期的計算機(第一代、第二代)
在日本,戰(zhàn)前及戰(zhàn)時,機械式計算機、電子機械式計算機等計算機械和邏輯計算機的研究開發(fā)在進行著,而電子數(shù)字式計算機在戰(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算機幾乎并行地得到了發(fā)展。
關(guān)于機械式計算機,在明治時代矢頭良一發(fā)明出與算盤相同的以2-5進制作為輸入手段的手動桌式計算器“自動算盤”,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造的機械式計算器的機械式桌上計算器。之后命名為“虎式”計算器,因為比外國產(chǎn)品廉價得以廣泛發(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把開關(guān)理論發(fā)展到了理論代數(shù)和理論數(shù)學。駒宮安男把該理論應(yīng)用到電子計算電路理論上并在1952年開發(fā)出了繼電器式計算機(ETL Mark Ⅰ)、在1955年開發(fā)出ETL Mark Ⅱ。東京大學的山下英男在戰(zhàn)時進一步研究了統(tǒng)計機,在1948年應(yīng)用繼電器和度數(shù)計開發(fā)出了山下式畫線統(tǒng)計機,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算機的商用機型(FACOM-100)。
(1)、電子管計算機
從1940年代后半葉,大阪大學、富士寫真膠卷(現(xiàn)在的富士膠卷)和東京大學先后開始了電子管計算機的研究開發(fā)。大阪大學工學部精密工學科的城憲三從戰(zhàn)時開始就進行著計算機械的研究和教育,而在1946年2月從Newsweek上得知美國完成了ENIAC之后,就立即著手電子計算機的研究工作,牧之內(nèi)三郎和安井祐使用電子管在1950年試制了ENIAC型的十進制計算裝置。隨后開始了以EDSAC為模型的程序內(nèi)儲式二進制電子管計算機的開發(fā)。從1948年開始接受來自文部省每年數(shù)萬元的科學研究經(jīng)費,1953年為80萬日元,1954年為30萬日元。后者充當了講座的經(jīng)常費而繼續(xù)進行著開發(fā),在1959年左右其基本的功能確立并接近完成,但是因為決定引入晶體管計算機的商用機型而終止了開發(fā)。該機使用1500個電子管、四千個二極管、固定玻璃后延線記憶器1024條,并且時鐘主頻為1MHz,加法運算時間為40微秒,這在當時來講是高速計算機。城憲三和牧之內(nèi)合著的《計算機械》一書在1953年出版,是當時該領(lǐng)域唯一的關(guān)于計算機的專業(yè)書籍。
富士寫真膠卷的岡崎文次研究【科學朝日】1948年8月號刊載的IBM-SSEC(Selective
Sequence Electronic Calculator)(可選順序電子計算器)報道后,認識到計算機開發(fā)的可能性。在公司內(nèi)部提出【關(guān)于相機鏡頭設(shè)計的自動方法】的研究報告,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算機的開發(fā)工作。從1952年12月開始著手制作,幾乎獨自地于1956年3月完成了日本最早的計算機-FUJIC。FUJIC是采用2進制并行式、3地址的計算機,使用了電子管1700個、水銀后延線256條(一條33位)的存儲裝置。時鐘主頻為30kHz,加法運算為0.1ms,乘法運算為1.6ms?梢詽M足對相機鏡頭設(shè)計的必要性能。FUJIC除了公司內(nèi)部鏡頭設(shè)計業(yè)務(wù)之外,也進行外部委托的計算業(yè)務(wù)。
1951年,在東京大學以山下英男為代表的研究人員得到了日本文部省的科學研究費,開始了【電子計算機的研究】,在當時,已經(jīng)開始了計算機研究工作的東京芝浦電器(現(xiàn)在的東芝)也參加了這項研究。在第二年即1952年,得到1011萬日元的研究費用后,與東芝一起開始了電子管計算機(TAC)的開發(fā)。1953年,校方的研究費用投入進來。TAC在EDSAC的基礎(chǔ)上增加變址寄存器和
浮點數(shù)運算機制,使用電子管7000個、二極管3000個,并且使用了512條(35位/條)的陰極射線管存儲裝置,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,但是東京大學的村田健郎、中澤喜一郎(當時的大學生)等人經(jīng)過努力在1959年完成了研究工作。該機的時鐘主頻為330kHz、加法運算時間為0.48ms、乘法運算時間為5.04ms(固定小數(shù)點)。在日本,開發(fā)的電子管計算機只有上述三臺,沒有進行商品化,也沒有繼續(xù)進行第二代計算機的技術(shù)開發(fā),但是這種電子管計算機的開發(fā)在啟蒙及教學方面所起的作用非常大。
(2)、參變管式計算機
電子管因其可信性、發(fā)熱量和體積大等方面的原因,作為計算機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,東京大學理學部的后藤英一(當時的大學生)發(fā)明了新的理論元件——參變管,它僅由被動元件——線圈和電容器構(gòu)成,可信度高而且價格便宜,所以東京大學、電器通信研究所和東北大學(與日本電器一起)等開始了采用參變管的計算機研究開發(fā)。電器通信研究所的MUSASINO-1(M-1)在1957年3月運行,成為最早的參變管計算機。它是采用Illiac Ⅰ結(jié)構(gòu)的二進制并行式計算機,使用了參變管5400個,磁芯存儲器256條(每條40位)。東京大學開發(fā)出來的PC-1計算機在1958年3月完成,它采用了與EDSAC類似的結(jié)構(gòu),二進制并行式,使用了參變管4300個,磁芯存儲器256條。
在日立中央研究所為公司內(nèi)部計算使用在1957年12月開發(fā)了HIPAC MK-1,并最早進行了產(chǎn)品化。日本電器、富士通信(現(xiàn)在的富士通)、沖電器工業(yè)、日本電子測器、光電制作所也相繼地產(chǎn)品化了參變管計算機。另外,大井電器制造出了參變管臺式電子計算機。 參變管在可信度方面優(yōu)越,但是在運算速度、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行,在1960年代前半葉,參變管計算機的開發(fā)中止。只有日本電器的超小型系列參變管計算機因辦公用、小型且廉價而大量銷售,到1970年后半葉不斷地開發(fā)和銷售,它成為后來辦公計算機的原型。
(3)、晶體管式計算機
1956年7月,在電氣試驗所以和田弘為部長的電子部成立,開始了晶體管式計算機ETL Mark Ⅲ的開發(fā)工作。當初計劃用水銀后延線電路制造存儲裝置,而其后改為易于處理的光學玻璃超聲波后延線,金石研究所進行這方面的開發(fā),使用四根512位的存儲元件。東京通信工業(yè)(現(xiàn)在的索尼公司)應(yīng)用了點接觸型的晶體管。結(jié)構(gòu)是類似于EDSAC的二進制串行方式,采用了在基本電路中用一根晶體管就可以構(gòu)成觸發(fā)器的動態(tài)型。時鐘脈沖為1MHz,實現(xiàn)了加法運算560微秒的速度。當時點接觸式晶體管的可信性較低,但據(jù)文獻記載因為采用插接方式,在短時間就可以完成。
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。接合型因為動作速度不快,所以設(shè)置180kHz的時鐘脈沖。存儲裝置采用磁鼓,其機械部件由北辰電機(現(xiàn)在的橫河電機)制造,磁性部分由東京通信工業(yè)制造,制作出運行速度18000rpm、存儲容量24000位的設(shè)備。在Mark Ⅳ中,采用了十進制,用4位并行、6位數(shù)串行(BCD碼)進行處理。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)的計算機產(chǎn)品化在日本電器、日立制作所、松下電器產(chǎn)業(yè)、北辰電機等公司相繼地進行下來。Mark Ⅳ因為采用十進制方式,所以各個公司的產(chǎn)品也作為辦公用計算機而大量地銷售出去。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。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)會的計算中心中。在電氣試驗所擴充了ETL Mark Ⅳ的功能,使得具有1k磁芯存儲裝置的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,日立制作所把該機命名為HITAC 102而商品化。京都大學的矢島修三等人改良該機型開發(fā)出KDC-1。
日立制作所在1963年9月開發(fā)出科學計算用的大型計算機HITAC5020,接受了來自京都大學以及電器通信研究所和東京大學的訂貨。這是應(yīng)用18MHz高速時鐘主頻的串行型計算機,之后開發(fā)了串并行化的高檔機HITAC5020E。
國鐵的穗坂衛(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,為了實現(xiàn)實時處理采用了不存儲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算機。
(4)、國產(chǎn)計算機產(chǎn)業(yè)的振興
通商產(chǎn)業(yè)省(現(xiàn)在的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。┓浅jP(guān)注計算機的國產(chǎn)化,于1955年4月在電波技術(shù)協(xié)會成立了以制造商為委員的電子計算機調(diào)查委員會,在該委員會中有關(guān)國內(nèi)外的計算機技術(shù)以通產(chǎn)省的資金補助為基礎(chǔ)進行調(diào)查。更近一步地,該委員會決定東芝、日本電氣、日立制作所、北辰電機、富士通、三菱電機、沖電氣和黑澤通信機公司分擔開發(fā)超越IMB650型的計算機,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)、計算機產(chǎn)業(yè)的振興,在1957年6月制定了電子工業(yè)振興臨時措施法(電振法),按照該法的宗旨在1958年4月以制造商為會員的日本電子工業(yè)振興協(xié)會成立。電子計算機調(diào)查委員會移到了電子協(xié)(前述的電子工業(yè)振興協(xié)會),但是分擔開發(fā)的系統(tǒng)還沒有達成協(xié)議。
1-2、主機(第三代)
(1)、國產(chǎn)主機的開發(fā)
在1964年,IBM開發(fā)出系統(tǒng)360(system360),計算機進入到第三代發(fā)展時期。在第三代計算機中全面采用了微程序方式,1961年京都大學和東芝合作試制了日本國最早的微程序方式計算機(KT先驅(qū)者)。1964年,富士通、沖電氣和日本電氣公司在通產(chǎn)省補助金的基礎(chǔ)上共同開發(fā)出大型計算機FONTAC,納入了電子協(xié)之內(nèi)。
根據(jù)這些成果和與美國的計算機制造商的技術(shù)合作,日本國也研發(fā)出了第三代新系列計算機,與美國的IBM系統(tǒng)360抗衡。日本電氣與美國公司合作在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公司進行技術(shù)合作研發(fā)出TOSBAC 5400系列。三菱電機與TRW進行技術(shù)合作研發(fā)出MELCOM-3100系列,并與XDS(Xerox Data Systems)進行技術(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,與通用公司合并的公司進行了通用機的國產(chǎn)化。日本電氣在1966年10月研發(fā)出日本國最早的全面IC化的NEAC 2200 series model 500型計算機,而日立制作所沒有依賴技術(shù)合作以獨立的技術(shù)研發(fā)出微程序控制的HITAC 8500型計算機。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FACOM 230/60,其一號機納入到了京都大學。
從1970年代,計算機的發(fā)展進入三代半時期,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)用到了存儲器中,而且開始應(yīng)用假想存儲方式。在日本伴隨著新產(chǎn)品系列開發(fā)補助金制度的開始,計算機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-沖電氣這三個系統(tǒng),在各自的集團中分別開發(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,在1975年5月研發(fā)出M160和M170型。M190和M160為富士通擔當,M170和M180由日立制作所擔當。M190采用了100個“門/芯片”的LSI,是全面LSI化的世界上最早的主機,在1975年11月展出。1978年,M系列的最高檔機M200由富士通發(fā)布,繼之日立制作所發(fā)布了M200H型計算機。繼1979年IBM 4300發(fā)布之后,日本電氣研發(fā)出了可抗衡IBM4331的性價比優(yōu)秀的小型機ACOS 250。另外,從1976年開始,超大規(guī)模集成電路研發(fā)補助金支付給了日立制作所·富士通·三菱以及日本電氣·東芝這兩個集團,進行了硬件技術(shù)力量的強化。結(jié)果是高性能的LSI、VLSI被開發(fā)出來,實現(xiàn)了主機能力的強化,開始了向歐美國家的輸出。在與IBM交換機的研發(fā)過程中,產(chǎn)生了和IBM的糾紛。
進入1980年,日本電氣研發(fā)出ACOS series system 1000這種最高檔機,到第二年,日立制作所強化此前的系列研發(fā)出M200系列,富士通研發(fā)出M300系列。為了進一步強化性能,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,并增加了擴展內(nèi)存。在1980年代推進了計算設(shè)備的小型化,隨著主機市場的收縮,其價格迅速地下降。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型計算機,進一步強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)出進一步強化功能的MP6000。CMOS處理器的性能迅速上升,自2000年以來主機全部采用了CMOS處理器。
(2)、通產(chǎn)省大型項目
為了提高日本國的計算機技術(shù)到與國際競爭的水平,通產(chǎn)省投入約100億日元的開發(fā)費,在通產(chǎn)省、電子技術(shù)綜合研究所的指導下從1966年開始的五年計劃中實施了開發(fā)超高性能電子計算機的國家項目。該項目以1970年為期以實現(xiàn)可比肩世界最高水平的超高性能計算機的實現(xiàn)為目標。主機和理論電路所用的LSI由日立制作所承擔,NMOS LSI內(nèi)存由日本電氣承擔,在1972年完成了任務(wù)。該機采用了32位假想尋址方式、多處理器方式、緩沖存儲控制方式和混合式超高速LSI,實際安裝了周期時間60ns、16k字節(jié)的緩存存儲器。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)由該項目所確立。
(3)、電電公司的DIPS項目
電電公司的電氣通信研究和通產(chǎn)省的電氣試驗所一起在日本國計算機的黎明期起到了指導性的作用,并且在參變管計算機M-1、電話費計算用的計算器CM-100的開發(fā)之后轉(zhuǎn)移到了電子交換機的研究上。到第三代技術(shù)來臨之際,隨著數(shù)據(jù)通訊的被認可,從1967年計劃開發(fā)數(shù)據(jù)通訊用大型計算機,從1969年開始和日本電氣、富士通、日立制作所一起進行DIPS(Dendenkosha Information Processing System)項目的開發(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的運行系統(tǒng)達到了1500系統(tǒng)。到1992年,經(jīng)過25年的進程,該項目終結(jié)。
1-3、超級計算機
在美國,從1960年代開始與主機開發(fā)并行,一直進行著用于科學技術(shù)計算的高性能超級計算機的開發(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)機構(gòu)JAXA中)。繼之,日立制作所、日本電氣、三菱電機相繼把在通用大型計算機中組合矢量處理功能的整合型陣列處理器商品化。
(1)、矢量型超級計算機的開發(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計算機市場,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)矢量型超級計算機。在1983年研發(fā)出的SX-2在世界上最早實現(xiàn)了實用型程控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器容量增大等的強大硬件設(shè)備。并且使其具有和各自公司的主機的互換性,考慮到了主機用戶容易使用超級計算機的條件。作為它們的后繼機,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)值風洞(Numerical Wind Tunnel:NWT)。采用了以縱橫開關(guān)結(jié)合166臺PE的分散存儲型并行矢量計算機方式。在CPU芯片上使用了BiCMOS、ECL和GaAs三種類型的元件。峰值性能達到了280GFLOPS的世界最高速度,保持這項最高紀錄到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)出分散存儲高并行(最大222)矢量計算機VPP-300。并且在1995年,把 VPP-500進行了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VPP-700。日本電氣在1995年推出CMOS芯片達到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、日本原子能研究所和海洋科學技術(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)機構(gòu)內(nèi)的地球模擬中心。超并行矢量型超級計算機在2002年2月完成,峰值達到40Tflops,以Linpack縱橫開關(guān)方式達到35.86TFLOPS,是當時的世界最高紀錄,維持兩年半時間的世界第一位。一節(jié)由8個處理器構(gòu)成,總共640節(jié),5120個處理器。每節(jié)具有16GB的共用內(nèi)存,主存儲總?cè)萘繛?0TB。節(jié)間由一段縱橫開關(guān)結(jié)合,在并行處理中實現(xiàn)了標量能力。在2009年3月更新為新的系統(tǒng)(日本電氣SX-9/E)。
(2)、并行型超級計算機
在美國,從1980年代開始陸續(xù)進行了標量型高并行、超并行超級計算機的研發(fā)。在日本國富士通于1992年研發(fā)出了16~1024PE的標量并行型超級計算機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的分散存儲型超并行超級計算機CP-PACS。由2048臺運算單元和128臺I/O單元以3次方結(jié)合網(wǎng)組合而成。在1996年9月達到368.2GFLOPS的世界最高紀錄,在同年11月成為世界超級計算機500強列表的第一位。 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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