電子信息前沿技術(shù)

1、 未來的支柱產(chǎn)業(yè)：電子信息產(chǎn)業(yè)深究 計算機(jī)1304 張寧 學(xué)號：0121310870726 其實(shí)很早以前我就對這塊有很濃厚的興趣，小學(xué)時候看了很多這方面的課外書，考到武漢理工大學(xué)以后，圖書館里這方面的書更是數(shù)不勝數(shù)，于是我好幾周都在圖書管里看書。了解到許多這方面的歷史，還有對未來的發(fā)展預(yù)測。年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制成功中國第一臺模擬式電子計算機(jī)。年，中國第一臺計算機(jī)型通用數(shù)字電子計算機(jī)研制成功，運(yùn)行速度每秒次。年，中國研制成功型電子計算機(jī)，運(yùn)算速度每秒萬次。年，中國第一臺大型通用電子計算機(jī)型通用電子數(shù)字計算機(jī)研制成功。年，中國第一臺大型晶體管電子計算機(jī)機(jī)研制成功。年，全晶體管計算機(jī)研制成功。年，

2、中國第一臺百萬次集成電路計算機(jī)“”型操作系統(tǒng)編制完成。年，新型晶體管大型通用數(shù)字計算機(jī)誕生。年，北京大學(xué)承接研制百萬次集成電路數(shù)字電子計算機(jī)機(jī)。年，中國第一臺具有多道程序分時操作系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)匯編語言的計算機(jī)型全晶體管計算機(jī)研制成功。年，每秒運(yùn)算萬次的大型集成電路通用數(shù)字電子計算機(jī)研制成功。年，中國第一臺百萬次集成電路電子計算機(jī)研制成功。年，、等個機(jī)型先后研制成功。年，、機(jī)研制成功。年，中國第一臺微型計算機(jī)機(jī)研制成功。（注：該機(jī)由清華大學(xué)、安徽無線電廠等組成的聯(lián)合設(shè)計組于年開始研制）1969年，為支持石油勘探事業(yè)，北京大學(xué)承接了研制百萬次集成電路數(shù)字電子計算機(jī)的任務(wù)。這臺計算機(jī)在電子部備案時編號為

3、150，簡稱150機(jī)。當(dāng)時，來自數(shù)力系、物理系、地球物理系、無線電電子學(xué)系等一批年輕人和來自原四機(jī)部738廠、原石油部等單位的同志一起奔赴北大200號科研基地，走上了校辦工廠、廠辦專業(yè)，產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合的道路。 面對嚴(yán)重的技術(shù)封鎖，我們研制組手中連一本起碼的參考資料都沒有，也就是說，我們必須靠白手起家，獨(dú)立設(shè)計出每秒百萬次的大型計算機(jī)系統(tǒng)及多道運(yùn)行操作系統(tǒng)和編譯系統(tǒng)，任務(wù)之艱巨是可想而知的。由于石油勘探工作的需要，要求15O機(jī)的操作系統(tǒng)必須支持多任務(wù)同時工作，這種支持多任務(wù)并行工作的方式稱為“多道運(yùn)行”，既可以更有效地管理計算機(jī)軟硬件資源，又可以充分提高計算機(jī)的使用效率，當(dāng)然設(shè)計難度比起單

4、任務(wù)操作系統(tǒng)要復(fù)雜得多，加上沒有大型系統(tǒng)軟件的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，沒有現(xiàn)成的技術(shù)資料，我們只能從零做起。當(dāng)時操作系統(tǒng)研制組的成員除了我是30多歲，使用過計算機(jī)之外，其余的只有20多歲，對計算機(jī)和操作系統(tǒng)可以說是一無所知。年輕人具有初生牛犢不怕虎的精神，我們憑借著“一定要為祖國爭氣，為石油工業(yè)的發(fā)展盡一份力”的信念，開始向世界先進(jìn)技術(shù)挑戰(zhàn)。我們必須解決的難題是：把有關(guān)概念弄清楚，到底什么是操作系統(tǒng)？什么是多道運(yùn)行？又如何在一臺處理器上實(shí)現(xiàn)多道程序的“并行”執(zhí)行呢？由于計算機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計和計算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計是緊密相連的，因此首先要完成的是指令文本的設(shè)計，以及多道運(yùn)行操作系統(tǒng)的概念設(shè)計和邏輯框圖設(shè)計。經(jīng)過

5、反復(fù)分析、提煉，經(jīng)過多少個不眠之夜，一稿、二稿、三稿，直至最后定稿，終于拿出了全部的指令文本設(shè)計方案和操作系統(tǒng)的邏輯設(shè)計框圖。由于軟件的不可見性和邏輯結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很難確定其正確性。于是我們設(shè)計了一種模擬審查的檢測方式，將所有的邏輯框圖都懸掛在墻壁四周，進(jìn)行模擬運(yùn)行，操作系統(tǒng)研制組的每個成員都扮演一個“角色”，如：內(nèi)存管理、設(shè)備管理、中斷處理、調(diào)度等，并反復(fù)模擬程序的運(yùn)行過程。經(jīng)過這樣認(rèn)真地檢查，既確保了邏輯框圖設(shè)計的準(zhǔn)確性，而且又使每個設(shè)計者掌握了全局，加深了對自己所承擔(dān)設(shè)計部分的理解。功夫不負(fù)有心人，在大家的努力工作下，150機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計方案終于定稿。緊接著我們又在機(jī)器條件和編程環(huán)境相

6、當(dāng)差的條件下，畫出全套的程序流程圖，用機(jī)器語言（手編指令）編寫了全部軟件。 當(dāng)我們完成了操作系統(tǒng)的編程后，15O機(jī)硬件系統(tǒng)還沒有組裝及完成聯(lián)調(diào)，如何使軟件的調(diào)試和硬件的組裝調(diào)試并行，以爭取寶貴的時間，是我們遇到的又一難題。當(dāng)時國內(nèi)也沒有一臺計算機(jī)能調(diào)試150機(jī)這樣的大型操作系統(tǒng)。為此，我們提出新的解決方案，即用小馬拉大車的辦法，用低檔次的108乙機(jī)配上模擬程序形成虛擬機(jī)，來調(diào)試高檔次的150 機(jī)軟件系統(tǒng)。雖然應(yīng)用這一方案，會加大我們的工作量，但它是一種新技術(shù)的嘗試，既有挑戰(zhàn)性，又可以加快150機(jī)整體的研制速度，于是我們毅然采取了這一方案。1971年夏初，我們軟件組全班人馬來到大慶油田，利用油田

7、的1O8乙機(jī)作為150機(jī)的虛擬機(jī)，調(diào)試15O機(jī)的操作系統(tǒng)軟件。經(jīng)過日夜苦戰(zhàn)，只用了23天的時間，就完成了操作系統(tǒng)全部分調(diào)工作，并作了模擬聯(lián)調(diào)。這一成功，保證了系統(tǒng)軟件設(shè)計與硬件制造同步，同時又以系統(tǒng)軟件的調(diào)試推動了硬件系統(tǒng)的調(diào)試。 當(dāng)我們在150機(jī)上把全部系統(tǒng)軟件連通之后，150 機(jī)里傳出清晰、嘹亮的東方紅樂曲聲，它向世界宣告中國第一臺百萬次集成電路數(shù)字電子計算機(jī)研制成功！中國第一個多道運(yùn)行操作系統(tǒng)研制成功！ 它同時向世界宣告，中國人有能力研制開發(fā)具有自主版權(quán)的系統(tǒng)軟件。 由于在15O計算機(jī)系統(tǒng)的研制開發(fā)過程中，堅(jiān)持了產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合，堅(jiān)持了技術(shù)創(chuàng)新，取得了首臺國產(chǎn)百萬次計算機(jī)、多道運(yùn)行操

8、作系統(tǒng)和高級語言編譯系統(tǒng)等系統(tǒng)軟件產(chǎn)品的研制成功，150計算機(jī)系統(tǒng)的投產(chǎn)使用，也促使我國石油勘探首次實(shí)現(xiàn)了勘探數(shù)據(jù)的數(shù)字比處理和計算機(jī)管理，被譽(yù)為“石油勘探領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理的第一次數(shù)字化革命”。之后，我們又生產(chǎn)了多臺150機(jī)，它們分別為我國的氣象數(shù)據(jù)處理，國防科研等做出了重大貢獻(xiàn)。1978年，即150機(jī)研制成功后的第 5年，150計算機(jī)系統(tǒng)榮獲全國科學(xué)大會獎。在總結(jié)150機(jī)多道運(yùn)行操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上撰寫的管理程序一書，也成為高校計算機(jī)系的教材，為培養(yǎng)人才做出了貢獻(xiàn)。這是中國的歷史上不可磨滅的光輝，展望未來，我覺得以下一些技術(shù)會有很大的發(fā)展空間：1、基于“云計算”的物聯(lián)網(wǎng)：云計算革命性的提升了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)

9、據(jù)管理層的運(yùn)算能力，使得物聯(lián)網(wǎng)的“智能”和“泛在”兩大核心特點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用廣度和深度會迎來根本性的提升，使整個產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤妫?2、互聯(lián)網(wǎng)智能終端：3G 網(wǎng)絡(luò)基本建成、三網(wǎng)融合縱深推進(jìn)的背景下，智能終端(智能手機(jī)、平板電腦、GPS等)將迎來爆發(fā)拐點(diǎn)，就如同高速公路已鋪好，汽車銷量將大幅增長。而智能終端產(chǎn)業(yè)具有人力、工藝密集型，管理要求高，產(chǎn)業(yè)集群效益顯著的特點(diǎn)，我國具有長期優(yōu)勢，并且在產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)已經(jīng)占有重要地位。 3、功率半導(dǎo)體器件和被動器件：七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中的三項(xiàng)，即新能源、新能源汽車、節(jié)能減排，都以此為物質(zhì)基礎(chǔ)和關(guān)鍵組件。該行業(yè)在我國的發(fā)展底子較好，擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，如果下游需求啟動，作為和

10、國外主要差距的工藝問題可望解決。而下游的新能源汽車、動車等是國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，關(guān)鍵器件的國產(chǎn)化只是時間問題。 4、發(fā)光二極管LED：照明是社會用電第二大戶，LED 照明是節(jié)能減排的重要、現(xiàn)實(shí)途徑。目前該產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟、成本降低、政策支持，而我國在襯底、芯片、封裝、應(yīng)用、設(shè)備等各方面都已初步具備了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，因此極具發(fā)展前景。1、物聯(lián)網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)人(物)流的廣泛聯(lián)系和智能控制，值得關(guān)注的四大子主題有：安防、電子標(biāo)簽、移動支付、EMV 遷移。對應(yīng)標(biāo)的有：大華股份(安防)、大立科技(紅外安防，軍品)、長電科技(先進(jìn)封裝)、恒寶股份(移動支付、EMV 遷移)、遠(yuǎn)望谷(電子標(biāo)簽與芯片)。2、互聯(lián)網(wǎng)智能終端：推薦在國際一線終端品牌產(chǎn)業(yè)鏈中占有穩(wěn)固地位的專業(yè)公司：智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的勁勝股份(精密結(jié)構(gòu)件)、長盈精密(電磁屏蔽件、連接器)、信維通信(天線)、順絡(luò)電子(片感與LTCC)；平板電腦產(chǎn)業(yè)鏈的萊寶高科(中大觸摸屏)、立訊精密(連接器)。 3、功率半導(dǎo)體和電容等被動器件：士蘭微、東光微電(高壓晶體管)、江海股份(高壓、大功率