電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

電子學(xué)

電子學(xué)是一門以應(yīng)用為主要目的的科學(xué)和技術(shù)。

電子學(xué)是以電子運(yùn)動和電磁波及其相互作用的研究和利用為核心而發(fā)展起

來的。它作為新的信息作業(yè)手段獲得了蓬勃發(fā)展。

電子是基本粒子家族中的一個(gè)主要成員。電子的靜止質(zhì)量是9.10953X

10^-28克，為氫原子質(zhì)量的1/18360電子荷有1.602189X

10^-19庫侖的負(fù)電。宇宙間存在著電子的對立物---正電子，但它

的壽命很短，一般情況下是不存在的。質(zhì)子荷有與電子電荷絕對值相等的正電

荷，是氫原子質(zhì)量的主要構(gòu)成部分。在通常情況下，原子含有等量的電子和質(zhì)

子，對外不顯電性。但當(dāng)它俘獲或失去電子時(shí)對外顯現(xiàn)電性，稱為離子。離子

在電子學(xué)中也占有一定的位置，但遠(yuǎn)不如電子的應(yīng)用廣泛。電荷周圍伴有電場，

電場對電荷產(chǎn)生力的作用。電荷的運(yùn)動產(chǎn)生電流，電流周圍又伴有磁場，磁場

對磁體或電流產(chǎn)生力的作用。當(dāng)電流變化時(shí)，周圍的電場和磁場也會隨之發(fā)生

變化。這種變化以波的形態(tài)攜載能量以一定的速度向外傳播，這種波稱為KHTKH

電磁波KHT2O電流變化越快，所產(chǎn)生的電磁波波長越短，但傳播速度不變。

電磁波在真空中的傳播速度為每秒299792.46公里。電磁場和電磁波還能和帶

電粒子發(fā)生相互作用，產(chǎn)生能量變換。理論和實(shí)踐都證明，光波、X射線、丫

射線等都是電磁波，只是波長不同。電子和電磁波具有波、粒二象性；在電子

運(yùn)動速度極高和電磁波波長極短時(shí)，波、粒二象性十分顯著。

電子在真空、氣體、液體、固體和等離子體中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的許多物理現(xiàn)象，

電磁波在真空、氣體、液體、固體和等離子體中傳播時(shí)發(fā)生的許多物理效應(yīng)，

以及電子和電磁波的相互作用的物理規(guī)律，合起來構(gòu)成電子學(xué)的基礎(chǔ)研究的主

要內(nèi)容。電子學(xué)不僅致力于這些物理現(xiàn)象、物理效應(yīng)和物理規(guī)律的研究，尤其

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

致力于這些物理現(xiàn)象、物理效應(yīng)和物理規(guī)律的應(yīng)用。電子學(xué)作為科學(xué)技術(shù)的門

類之一具有十分鮮明的應(yīng)用目的性，這是電子學(xué)的重要特點(diǎn)之一。電子學(xué)是為

信息事業(yè)、能源事業(yè)和材料事業(yè)服務(wù)的。

信息作業(yè)的基本內(nèi)容可以概括為信息的采集、變換、傳輸、交換、存儲、

處理和再現(xiàn)等。電子學(xué)為當(dāng)代各種信息作業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段，如計(jì)算

機(jī)、KHTKU通信網(wǎng)KHT》、廣播電視網(wǎng)、KHTKU雷達(dá)KHT》、KHTKD遙感技

術(shù)RHTX等，極大地增強(qiáng)了人類的感官和大腦的作用，使現(xiàn)代人類社會的生產(chǎn)

活動、經(jīng)濟(jì)活動和社會活動的效率大大提高。電子學(xué)使人類跨入了信息社會的

新階段。

能源供給人類生產(chǎn)和生活以所需的動力。核能和太陽能正日益受到重視，

太陽能是可再生能源。據(jù)計(jì)算，太陽輻射到地球上的峰功率達(dá)一百幾十萬億千

瓦。用半導(dǎo)體制成的太陽電池是利用太陽能的重要手段。電子學(xué)在開發(fā)和利用

新舊能源方面，日益顯示其重要作用。一門新興分支學(xué)科——能電子學(xué)正在興

起。

材料是現(xiàn)代人類社會賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。電子學(xué)在改造現(xiàn)有材料、

創(chuàng)造新型材料、進(jìn)行材料分析和材料加工作業(yè)中，同樣也發(fā)揮著重要作用，并

且往往是通過電子技術(shù)改變能態(tài)而實(shí)現(xiàn)的。

經(jīng)歷了約一個(gè)世紀(jì)不停息的開拓和發(fā)展，現(xiàn)代的電子學(xué)已發(fā)展成為當(dāng)代最

引人注目的專業(yè)和學(xué)科之一。

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電子學(xué)的歷史

電子學(xué)誕生迄今只有100年左右的歷史，它是在早期的電磁學(xué)和電工學(xué)的

基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

在電子學(xué)誕生之前，人類對于電磁現(xiàn)象的研究已相當(dāng)深入。一系列物理定

律已經(jīng)確立，如庫侖定律、安培定律、歐姆定律、楞次定律、法拉第電磁感

應(yīng)定律等。英國KHTKXJ.C.麥克斯韋KHT1集以往電磁學(xué)研究之大成，建立

了電磁學(xué)的完整理論一麥克斯韋方程，并從理論上預(yù)言了電磁波的存在。與

此同時(shí)?，人們對電磁學(xué)的利用也達(dá)到了一定的水平，有線電報(bào)和有線電話已相

繼發(fā)明，并且有了橫貫美洲大陸的電報(bào)、電話線路和橫跨大西洋的海底電纜。

美國KHTK3T.A.愛迪生KHT2發(fā)明了白熾燈。所有這些，都為電子學(xué)的誕生

準(zhǔn)備了充足的條件。

標(biāo)志著電子學(xué)誕生的兩個(gè)重大的歷史事件，是愛辿生效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和關(guān)于電

磁波存在的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。1883年，愛辿生在致力于延長碳絲白熾燈的壽命時(shí)，意

外地發(fā)現(xiàn)了在燈絲與加有正電壓的電極間有電流流過，電極為負(fù)時(shí)則無電流，

這就是愛迪生效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了后來電子管的發(fā)明。

1887年，德國KHTK2H.R.赫茲KHT3進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他用火花隙激勵(lì)

一個(gè)環(huán)狀天線，用另一個(gè)帶縫隙的環(huán)狀天線接收，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于電磁波

存在的預(yù)言，這一重要的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致了后來無線電報(bào)的發(fā)明。

電子學(xué)在發(fā)展過程中取得了許多有重大意義的成就。

<fdntsize="4"fhce="宋體"><B>無線電報(bào)<小></命111:>還在電子學(xué)誕生以

前，美國KHTK2S.莫爾斯KHT2就于1837年發(fā)明并建成了電報(bào)線路，赫茲

的實(shí)驗(yàn)則架起了一座從“有線”通向“無線”的橋梁。1895年，意大利KHTK3

G.馬可尼KHTX在赫茲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上成功地進(jìn)行了2.5公里距離的無線電報(bào)傳

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送實(shí)驗(yàn)。1896年，俄國KHTK3A.C.波波夫KHT』也獨(dú)立地進(jìn)行了約250米

距離的類似試驗(yàn)，他傳送的第一份電文就是“赫茲”。此后數(shù)年，馬可尼在英國

進(jìn)行了一系列卓有成效的工作，使得無線電報(bào)的傳送距離不斷延伸。1899年，

跨越英吉利海峽的試驗(yàn)成功；1901年，跨越大西洋的3200公里距離的試驗(yàn)成

功。馬可尼以其在無線電報(bào)的發(fā)展以及由此開創(chuàng)的無線電通信事業(yè)上的成就，

獲得了1909年的諾貝爾獎金物理學(xué)獎。

無線電報(bào)的發(fā)明，是人類利用電磁波的第一個(gè)巨大成就，電子學(xué)從此開始

了一個(gè)研究和利用電磁波的極其興旺的時(shí)期。

電子管

愛辿生雖然發(fā)現(xiàn)了熱電子發(fā)射效應(yīng)（即愛迪生效應(yīng)），但他并未意識到這一

效應(yīng)的意義，而且對它的機(jī)理也不清楚。1897年，英國KHTKWJ.J.湯姆遜KHT』

揭示出形成愛迪生效應(yīng)的荷電粒子是電子，愛迪生效應(yīng)乃是一種熱電子發(fā)射現(xiàn)

象。1904年，英國RHTK]J.A.弗萊明KHTU第一個(gè)把愛辿生效應(yīng)付諸實(shí)用，

發(fā)明了二極電子管。二極電子管的發(fā)明為無線電報(bào)接收提供了一種靈敏可靠的

檢波器。1906年，美國KHTK3L.德福雷斯特KHT3發(fā)明具有放大能力的三極

電子管，為當(dāng)時(shí)蓬勃發(fā)展的無線電報(bào)通信事業(yè)提供了一種極其有用的器件。三

極電子管以后，又出現(xiàn)了四極管、五極管、更多極的電子管和復(fù)合管，形成了

包括收信管、發(fā)射管、低頻管、高頻管、微波管和超小型管等系列。

電子管是電子器件的第一代，在晶體管發(fā)明以前的近半個(gè)世紀(jì)里，電子管

幾乎是各種電子設(shè)備中唯一可用的電子器件。電子學(xué)隨后取得的許多成就，如

KHTK3電視KHTX、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)的發(fā)明，都是和電子管分不開的。就是在

固體電子學(xué)十分興旺的現(xiàn)代，以大功率電子管（特別是微波功率電子管）和

KHTK3電子束管KHT3為代表的真空電子學(xué)也仍然是一個(gè)活躍的領(lǐng)域。

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廣播與電視

1876年，美國（HTK》A.G.貝爾KHT]在美國建國100周年博覽會上展示

了他所發(fā)明的有線電話。此后，有線電話便迅速普及開來。G.馬可尼發(fā)明無線

電報(bào)，促成了無線電話和無線電廣播的出現(xiàn)。1906年，美國KHTK1R.A.費(fèi)森

登KHT3進(jìn)行了一項(xiàng)很有意義的實(shí)驗(yàn)，他用50千赫頻率發(fā)電機(jī)作發(fā)射機(jī)，用

微音器直接串入天線實(shí)現(xiàn)調(diào)制，首次使大西洋航船上的報(bào)務(wù)員聽到了他從波士

頓播出的音樂，這是無線電廣播發(fā)明的先聲。1916年，美國GD.薩諾夫最先提

出向公眾進(jìn)行無線電廣播的設(shè)想，但因第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)而未能實(shí)現(xiàn)。1919

年，第一個(gè)定時(shí)播發(fā)語言和音樂的無線電廣播電臺在英國建成。次年，在美國

的匹茲堡城又建成一座無線電廣播電臺。此后，無線電廣播事業(yè)即在世界范圍

內(nèi)得到普及，從中波擴(kuò)展到短波、超短波，從調(diào)幅擴(kuò)展到調(diào)頻、脈沖調(diào)制等，

衛(wèi)星直播也已實(shí)現(xiàn)。

電視的發(fā)明可追溯到1884年德國KHTKXP.G.尼普科夫KHT2關(guān)于機(jī)械掃

描電視的設(shè)想。把尼普科夫設(shè)想付諸實(shí)現(xiàn)的是英國KHTK]J.L.貝爾德KHT工

1927年，他成功地用電話線路把圖像從倫敦傳至大西洋中的船上。不過這還不

是現(xiàn)代類型的全電子電視，第一個(gè)對全電子電視作出實(shí)際貢獻(xiàn)的是KHTKXV.K.

茲沃雷金KHT%他在1923年和1924年相繼發(fā)明了攝像管和顯像管。1931年,

他組裝成世界上第一個(gè)全電子電視系統(tǒng)。此后幾年，迭經(jīng)改進(jìn)，約在30年代末,

英美先后開始了試驗(yàn)性的電視廣播。第二次世界大戰(zhàn)后，電視廣播便在各國逐

漸普及。

廣播、電視的發(fā)明，不僅使人類的文化生活更加豐富多彩，而且為人類提

供了一種公共的信息媒介。

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雷達(dá)

物體，特別是金屬物體（如艦船），具有反射電磁波的能力，在赫茲、馬可

尼、波波夫時(shí)代早已為人所知。在雷達(dá)發(fā)明之前，利用脈沖無線電裝置測量電

離層高度的工作已進(jìn)行多年。第二次世界大戰(zhàn)前夕，在飛機(jī)成為主要進(jìn)攻武器

的情況下，英、美、德、法等國均投入較多的人力，競相研制一類能早期警戒

飛機(jī)的裝置。1936年，英國KHTKUR.A?沃森-瓦特KHT11設(shè)計(jì)的警戒雷達(dá)最

先投入了運(yùn)行。它架設(shè)在英國的東岸，有效地警戒了來自德國的轟炸機(jī)。1938

年，美國研制成第一部能指揮火炮射擊的火炮控制雷達(dá)，大大提高了火炮的命

中率。1940年，出現(xiàn)能產(chǎn)生微波高功率的多腔磁控管，次年，第一部微波雷達(dá)

研制成功。1944年，能夠自動跟蹤飛機(jī)的雷達(dá)研制成功。1945年，能消除背景

干擾顯示運(yùn)動目標(biāo)的動目標(biāo)顯示技術(shù)的發(fā)明，使雷達(dá)更加完善。在整個(gè)第二次

世界大戰(zhàn)期間，雷達(dá)成了電子學(xué)中最活躍的部分之一。近炸引信也屬于雷達(dá)性

質(zhì)，它成百倍地提高了炮火威力。

電子計(jì)算機(jī)

計(jì)算工具的發(fā)明，經(jīng)歷了漫長的道路。從古代中國的算籌和算盤到16世紀(jì)

西方的計(jì)算尺和齒輪式計(jì)算機(jī)，從機(jī)械式計(jì)算機(jī)到電子計(jì)算機(jī)，從手動計(jì)算到

自動計(jì)算，從十進(jìn)制到二進(jìn)制，是一個(gè)逐步發(fā)展的過程。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越

來越廣泛，從科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展到事務(wù)管理、KHTK3過程控制KHU、情報(bào)檢索、

KHTK3人工智能KHT3等許多領(lǐng)域，對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了巨大的影響。

晶體管

正當(dāng)電子管進(jìn)入全盛時(shí)期，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家看到電子管在體積、

功耗、壽命等方面的局限性，在客觀需要的推動下著手固體器件的研究。1948

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年，貝爾實(shí)驗(yàn)室宣布RHTKXJ.巴丁KHT』、KHTKUW.H.布喇頓KHT』和W.B.

肖克萊研制成晶體三極管。初期的晶體管是點(diǎn)觸式的，制造比較困難，穩(wěn)定性

較差，但它畢竟是時(shí)代的標(biāo)志。1957年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的D.斯帕克斯發(fā)明面結(jié)型

晶體管，克服了點(diǎn)觸式晶體管的缺點(diǎn)，使得問世不久的晶體管的地位鞏固下來。

后來，由于材料工藝方面取得進(jìn)展，肖克萊早期設(shè)想的KHTK工場效應(yīng)晶體管

KHT2也實(shí)現(xiàn)了。

晶體管的發(fā)明將電子學(xué)推向了一個(gè)新的階段。電子學(xué)在以后取得的許多成

就，如集成電路、微處理器和微型計(jì)算機(jī)等，都是從晶體管發(fā)展而來的。

集成電路

1958年，美國得克薩斯儀器公司宣布一種集成的振蕩器問世，首次把晶體

管和電阻、電容等集成在一塊硅片上，構(gòu)成了一個(gè)基本完整的單片式功能電路。

1961年，美國仙童公司宣布制成一種集成的觸發(fā)器。從此，KHTK3集成電路

KHTU獲得了飛速的發(fā)展。數(shù)字集成電路從小規(guī)模到中規(guī)模、大規(guī)模，乃至到

超大規(guī)模，集成度越來越高，使過去的中小型計(jì)算機(jī)乃至大型計(jì)算機(jī)得以微型

化，進(jìn)入了KHTK3微型計(jì)算機(jī)KHT3的時(shí)期。與此同時(shí)，模擬集成電路也獲

得了發(fā)展。

集成電路的發(fā)明開創(chuàng)了集電子器件與某些電子元件于一體的新局面，使傳

統(tǒng)的電子器件概念發(fā)生了變化。這種新型的封裝好的器件體積和功耗都很小，

具有獨(dú)立的電路功能，甚至具有系統(tǒng)的功能。單片微波集成電路也已進(jìn)入生產(chǎn)

階段。集成電路的發(fā)明使電子學(xué)進(jìn)入了微電子學(xué)時(shí)期，是電子學(xué)發(fā)展的一次重

大飛躍。

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

衛(wèi)星通信

1957年，蘇聯(lián)發(fā)射人造地球衛(wèi)星成功，宣告了空間時(shí)代的到來。1958年，

美國發(fā)射低軌道的“斯科爾”衛(wèi)星成功，這是第一顆用于通信的試驗(yàn)衛(wèi)星。1962

年，美國發(fā)射中軌道的通信衛(wèi)星“電星”-I號。1963年，美國把“辛康”-II

號射入距離地球約35800公里的同步軌道，成為第一顆定點(diǎn)同步通信衛(wèi)星。1964

年，借助定點(diǎn)同步通信衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了美、歐、非三大洲的通信和電視轉(zhuǎn)播。

1965年，第一顆商用定點(diǎn)同步衛(wèi)星投入運(yùn)行。到1969年，大西洋、太平洋和

印度洋上空均已有定點(diǎn)同步通信衛(wèi)星，衛(wèi)星地球站已遍布世界各國，這些衛(wèi)星

地球站又和本國或本地區(qū)的通信網(wǎng)接通。KHTK3衛(wèi)星通信KHT3經(jīng)歷10年的

發(fā)展，終趨于成熟。

用定點(diǎn)同步通信衛(wèi)星作為中繼站，為洲際信息傳遞提供了一種穩(wěn)定而又可

靠的手段，也解決了幅員廣大的國家的國內(nèi)通信問題。衛(wèi)星通信的成功是通信

技術(shù)，也是電子學(xué)的又一次飛躍。

光頻的開拓和利用

電子學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要方面，表現(xiàn)在電磁波譜利用的擴(kuò)展上，其中特別是

對光頻段（包括紅外和紫外）的開拓和利用上。麥克斯韋在他創(chuàng)立的經(jīng)典電磁理

論中，就已經(jīng)闡明了光的電磁本質(zhì)。人類對光的認(rèn)識和利用遠(yuǎn)在電子學(xué)誕生之

前。但是，在激光器發(fā)明以前，人們所涉及的，主要是非相干光。

1954年，美國C.H.湯斯用致冷的氨分子作工作物質(zhì)，研制成世界上第一臺

KHTK2微波激射器KHTX。稍后，蘇聯(lián)KHTKXH.巴索夫KHT3和KHTKX

A.M.普羅霍洛夫KHT2也研制成以氟化的為工作物質(zhì)的微波激射器。1958年，

湯斯與A.L?肖洛將微波受激輻射的原理推廣到紅外和光頻段。1960年，美國

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

T.H.梅曼研制成第一臺激光器一紅寶石脈沖激光器。此后不到一年，第一個(gè)

連續(xù)激光器——?dú)渌偌す馄餮兄瞥晒?。從此，用于信息技術(shù)的電磁波譜，從無

線電頻段擴(kuò)展到了光頻段，從而使已經(jīng)顯得十分擁擠的無線電頻段得到了緩解。

激光器的出現(xiàn)，使英國D.蓋伯在1946年發(fā)明的全息攝影技術(shù)獲得了新的

活力，并為后來的高密度大容量信息存儲技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。激光器的問世，也

導(dǎo)致了大容量KHTKX光纖通信KHT3的出現(xiàn)，使通信技術(shù)繼衛(wèi)星通信之后發(fā)

生了又一次飛躍，這又是一個(gè)重大進(jìn)展。

應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)

電子學(xué)在實(shí)踐上所取得的一系列重大成就，和它在應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)方面所取

得的成就是分不開的。

在20?30年代，由于對載波、長途和音頻通信的需要，人們研究電路網(wǎng)絡(luò)、

模擬濾波器、傳輸線、聽覺和音響等，并取得了重大進(jìn)展。

在KHTK》信息論KHT2和KHTK》通信理論KHT1方面，信息的度量，

信息傳輸（即KHTKX通信KHT2）的有效性和可靠性，是這方面的主要問題。

1924年，H.奈奎斯特首先證明了信息傳輸?shù)乃俾逝c信道帶寬成正比。1928年，

R.V.L.哈特萊證明，KHTK2信息量KHT2與信息長度的對數(shù)成正比。可以說，

這是關(guān)于信息度量的先驅(qū)性工作。1948年，KHTK2C.E.仙農(nóng)KHTX把信息的

研究置于統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上。他通過引入信息病的概念，解決了信息的度量問題。

他的更重要的功績是給出了信息傳輸能力的極限公式、關(guān)于KHTKU信源KHTX

和KHTKX信道編碼KHT3的定理，以及關(guān)于信息率失真函數(shù)的概念。仙農(nóng)因

此成為信息理論的奠基人。在另一個(gè)方面，1942年，D.O.諾斯提出了最佳濾波

器的概念;1948年，B.A柯捷爾尼科夫創(chuàng)立了最佳接收機(jī)的理論;1950年，P.M.

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

烏特沃德提出了模糊函數(shù)的概念，他因此成為現(xiàn)代雷達(dá)檢測理論的先驅(qū)。

控制和系統(tǒng)理論方面的成就對現(xiàn)代電子學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。從電

子學(xué)的角度來說，應(yīng)當(dāng)特別提到以下幾個(gè)早期的事實(shí)：盡管J.瓦特早已發(fā)明負(fù)

反饋的速度調(diào)制器，到1928年，H.布萊克才從電路角度提出了負(fù)反饋的概念；

1932年，H.奈奎斯特將此原理用之于電路穩(wěn)定性分析；1942年，（HTK1]N.維

納KHT3提出了關(guān)于平穩(wěn)隨機(jī)信號的平滑、濾波和預(yù)測的理論；1949年，N.

維納對機(jī)器和動物中的通信與控制問題作了高度的概括，創(chuàng)立了控制論這一新

的學(xué)科。50年代后期，狀態(tài)變量概念的引入，使控制和系統(tǒng)理論有了一個(gè)大的

飛躍。1957年，R.貝爾曼創(chuàng)立了動態(tài)規(guī)劃理論;1958年，JIC.龐特里亞金提出

了極大值原理；1960年，R.卡爾曼把維納問題推廣到多變量、非平穩(wěn)的情形并

給出問題的遞推解，他還提出了可控性和可觀性兩個(gè)概念。

電子學(xué)歷史上所取得的成就是多方面的，每一分支專業(yè)或?qū)W科都有自己的

應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)的成就。理論與實(shí)踐，循環(huán)往復(fù)，相輔相成，不斷提高，把整個(gè)

電子學(xué)推向一個(gè)又一個(gè)新的階段。

中國的電子學(xué)進(jìn)展

中國是有著悠久歷史的文明古國，有著光輝燦爛的文化。但是，從1840

年的鴉片戰(zhàn)爭以后，中國逐漸淪為半殖民地半封建的國家。中國不僅在政治上

遭受壓迫，在經(jīng)濟(jì)上遭受剝削，在科學(xué)和教育上也十分落后。這種情況一直持

續(xù)到1949年中華人民共和國成立。在這一百多年的時(shí)間里，前半段正是電磁學(xué)

和電工學(xué)在西方蓬勃發(fā)展、電子學(xué)孕育誕生的時(shí)期；后半段正是電子學(xué)在西方

迅速成長并取得輝煌成就的時(shí)期。在這一時(shí)期，中國卻基本上處于電子學(xué)發(fā)展

的洪流之外。中華人民共和國成立之前，只有少數(shù)的幾家修造廠和器材廠，以

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

及少數(shù)幾所大學(xué)能培養(yǎng)少量電信人才。

電子學(xué)利電子工業(yè)在中國的創(chuàng)建和發(fā)展，是在中華人民共和國成立以后才

開始的。

1949?1952年是中國的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期。這段時(shí)期的主要成就表現(xiàn)為：國家

成立了電信工業(yè)管理局，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)全國的電信工業(yè)；改造了接管過來的幾家工

廠，并很快制造出一批無線電臺和軍用步談機(jī)，在中國歷史上第一次能成套地

生產(chǎn)接收電子管；一批電子學(xué)科技工作者從海外歸來參加國家建設(shè)。

1953?1957年是中國第一個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期。這段時(shí)期的主要成就是：建設(shè)

了一批以元件器件、通信和雷達(dá)為重點(diǎn)的骨干企業(yè)，研制和生產(chǎn)了一批廣播設(shè)

備、通信電臺、軍用雷達(dá)；在十多所高等院校中成立了無線電系科，創(chuàng)建了專

業(yè)性的研究院和研究所；第一次制訂了發(fā)展電子科學(xué)的十二年規(guī)劃。

1958?1965年的主要成就是：完成了為研制原子彈和導(dǎo)彈以及進(jìn)行試驗(yàn)所

需的電子配套工程；研制并生產(chǎn)了一批軍用雷達(dá)、電臺和其他通信裝備；建成

了1000千瓦中波廣播發(fā)射臺，10信道電視中心和10千瓦黑白電視臺；建立了

郵電科學(xué)研究院、電子工業(yè)研究院及其所屬研究機(jī)構(gòu)。

1966?1976年是動亂的十年，中國在極其困難的條件下獲得的進(jìn)展主要

有：第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功；第一臺集成電路計(jì)算機(jī)研制成功；自行設(shè)

計(jì)和制造的地球站建成；25米天線的巨型跟蹤雷達(dá)投入使用；第一部巨型相控

陣?yán)走_(dá)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

1977年以來，中國的電子學(xué)進(jìn)入了新的振興時(shí)期，獲得了許多重大成就。

其中有代表性的成就是：成功地發(fā)射了一顆實(shí)驗(yàn)定點(diǎn)通信同步衛(wèi)星；建成了全

國衛(wèi)星測控網(wǎng)；研制成千萬次向量計(jì)算機(jī)和億次計(jì)算機(jī)；研制成16千位隨機(jī)存

儲器和8位微處理器;建成了京滬杭1800路中同軸電纜通信系統(tǒng)；光纖通信系

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

統(tǒng)相繼在上海、天津和武漢并入市話網(wǎng)，達(dá)到了實(shí)用階段；初步建成了全國電

視網(wǎng)、電視發(fā)射臺和差轉(zhuǎn)臺，總數(shù)已達(dá)5600余座；在國家科學(xué)技術(shù)委員會的領(lǐng)

導(dǎo)下，制訂了發(fā)展電子科學(xué)技術(shù)的十年規(guī)劃。

電子學(xué)的專業(yè)和學(xué)科體系

現(xiàn)代電子學(xué)是一個(gè)龐大的專業(yè)和學(xué)科體系，在這個(gè)體系里包含有眾多的分

支。它們有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了電子學(xué)的統(tǒng)一整體。這些分支，按性質(zhì)可

劃分為四大類，即：系統(tǒng)與大系統(tǒng)技術(shù)；基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)技術(shù);元件、器件、材

料與工藝；交叉專業(yè)和學(xué)科類?，F(xiàn)代電子學(xué)猶如一株枝葉繁茂的大樹，深深地

扎根于應(yīng)用物理、應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的沃土之中。

系統(tǒng)與大系統(tǒng)技術(shù)

屬于這一類的分支學(xué)科有：通信、KHTK』廣播KHT》、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、

KHTK1電子對抗KHT』、計(jì)算機(jī)、能電子系統(tǒng)，以及綜合多種系統(tǒng)技術(shù)的KHTKH

大型電子系統(tǒng)KHT兀其共同特點(diǎn)是用電子學(xué)方法實(shí)現(xiàn)具有某一種或多種社會

和軍事應(yīng)用的功能。

通信是以電子學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到點(diǎn)（人與人，人與機(jī)器或機(jī)器與機(jī)器）

的信息傳輸?shù)脑怼⒓夹g(shù)和系統(tǒng)。廣播是將語言、音樂和活動的與靜止的圖像、

文字向公眾播發(fā)，并由公眾接收、錄放的原理、技術(shù)和系統(tǒng)。電視是圖像和文

字以及與之伴隨的聲音等的攝取、傳輸、再現(xiàn)、播發(fā)、接收、錄放的原理、技

術(shù)和系統(tǒng)。雷達(dá)是利用物體對電磁波的散射現(xiàn)象以發(fā)現(xiàn)飛機(jī)、導(dǎo)彈、船艦等目

標(biāo)，并獲取這類目標(biāo)信息的原理、技術(shù)和系統(tǒng)。遙感技術(shù)主要是在空中利用地

物、云層等的輻射電磁波，觀察地面和大氣中的現(xiàn)象，從而取得地理、地貌、

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

地質(zhì)、植被、水文、氣象等有用信息，也可用于軍事。遙感技術(shù)也可在地面上

應(yīng)用。導(dǎo)航是以電子學(xué)的方法確定船艦、飛機(jī)、車輛等的位置并引導(dǎo)其向目的

地進(jìn)發(fā)的原理、技術(shù)和系統(tǒng)。電子對抗是敵對雙方利用電子手段進(jìn)行偵察和干

擾的原理、技術(shù)和系統(tǒng)。測量和監(jiān)測系統(tǒng)不僅廣泛用于電子科學(xué)技術(shù)，而且電

子測量和檢測技術(shù)手段還廣泛用于各行各業(yè)，包括電量和非電量測量。

計(jì)算機(jī)是用電子學(xué)方法實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算、邏輯作業(yè)、數(shù)據(jù)處理、過程控制、

信號與信息處理、KHTKU計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)RHTU、KHTK3專家系統(tǒng)KHTU等

的原理、技術(shù)和系統(tǒng)，包括各種KHTK1計(jì)算機(jī)硬件KHTD和KHTKD軟件KHT』

等。計(jì)算機(jī)是電子學(xué)中最大的一個(gè)分支學(xué)科，并正在逐步向自成體系的單獨(dú)的

專業(yè)和學(xué)科發(fā)展。能電子系統(tǒng)是指用電子手段進(jìn)行能和動力的作業(yè)，如用RHTKD

太陽電池KHTD發(fā)電，用微波、高頻、激光、超聲波等進(jìn)行處理和加工，利用

電子計(jì)算機(jī)調(diào)度和KHTK3微處理器KHTX控制節(jié)約電能等。

大型電子系統(tǒng)是多種具有不同功能的電子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，協(xié)調(diào)地運(yùn)

行，形成具有信息反饋和控制功能的龐大復(fù)雜的系統(tǒng)。例如，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

環(huán)球空間監(jiān)視系統(tǒng)，航天測控系統(tǒng)、指揮-控制-通信系統(tǒng)等。

基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)技術(shù)

屬于這一類的分支學(xué)科有：電子線路與KHTK3網(wǎng)絡(luò)分析KHH、KHTK3

微波KHT》、KHTK1天線KHTU、KHTKD電波傳播KHTI測量、電源、KHTKU

顯示技術(shù)KHI1、信號處理、信息論、自動控制原理、可靠性理論等。它們

是構(gòu)成功能性電子系統(tǒng)所需的各種技術(shù)手段或基礎(chǔ)理論。

電子線路與網(wǎng)絡(luò)是由KHTK2電子元件KHT3和電子器件組成的功能性電

子單元。電子線路有線性的、非線性的、模擬式、脈沖式和數(shù)字式幾大類，能

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

實(shí)現(xiàn)濾波、頻率平衡、KHTK1振蕩KHTX、KHTK1放大RHT》、KHTK』調(diào)制

KHTX、變頻、脈沖形成、開關(guān)、移位、記憶、計(jì)數(shù)等多種功能。微波技術(shù)是

有關(guān)分米波、厘米波、毫米波等的傳輸、輻射、測量和應(yīng)用等的理論和技術(shù)。

天線是將約束在KHTK3傳輸線KHT2內(nèi)的電磁能轉(zhuǎn)換成向指定空間輻射的電

磁波或相反過程的理論、技術(shù)與裝置。電波傳播是有關(guān)電磁波在對流層、KHTKH

電離層KHT》、地表面、水下或其他均勻的與不均勻的媒體中傳播時(shí)產(chǎn)生吸收、

反射、折射、繞射等的理論、方法和實(shí)驗(yàn)研究。測量是指在極寬電磁波譜上電

磁參量的測量，包括電子元件、器件、材料、線路和電子裝置的基本參量的測

量，各種電子信號的特征參量和電磁能的測量，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測量以及與這些測

量有關(guān)的理論、技術(shù)和裝置。

電源是用電子方法使化學(xué)能、熱能、核能、太陽能、交流電能、直流電能、

高頻能、微波能、超聲能、激光能等相互轉(zhuǎn)變，以供各種用途。

顯示技術(shù)是將信息以文字、表格、圖形等方式提供給信息收受者的技術(shù)，

包括靜態(tài)的和動態(tài)的。信號處理是將語言、圖像、雷達(dá)等電信號或其他電測非

電信號進(jìn)行諸如過濾、平滑、壓縮、變換、重構(gòu)之類加工過程的理論和技術(shù)，

以及這些理論和技術(shù)在電子和非電子領(lǐng)域中的應(yīng)用。信息論研究有關(guān)信息的度

量、編碼、傳輸、處理的一般性理論，是關(guān)于廣義通信系統(tǒng)的概括性理論。

自動控制是使受控對象達(dá)到指定狀態(tài)或預(yù)定功能的理論和技術(shù)。它的理論部分

已逐漸上升為控制論和系統(tǒng)工程理論，其技術(shù)部分與電子技術(shù)相結(jié)合形成具有

各種功能的自動控制系統(tǒng)?？煽啃岳碚撌怯嘘P(guān)電子元件、器件、部件、電子裝

置，乃至電子系統(tǒng)或大系統(tǒng)的可靠性的理論，以及提高可靠性的各種具體技術(shù)

方法。

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

元件、器件與材料、工藝

屬于這一類的主要分支學(xué)科有：KHTK3固態(tài)電子器件KHTX與集成電路、

KHTKX真空電子學(xué)KHT》、電子元件、電子材料及有關(guān)生產(chǎn)技術(shù)等。這一類

分支學(xué)科可以說是電子學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體與集成電路是研究半導(dǎo)體性能并加以利用的一門科學(xué)技術(shù)，包括半

導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體工藝、半導(dǎo)體分立器件和各類集成電路器件。真空電子學(xué)是

研究帶電粒子（電子、離子）在真空或氣體中運(yùn)動時(shí)與場和物質(zhì)相互作用規(guī)律

并加以利用的一門科學(xué)技術(shù)，包括電子物理、電子管工藝和各種類型的電子管

等。電子元件是構(gòu)成電子設(shè)備的基本單元，通常分為有源元件和無源元件兩類。

但是，電子元件一般指無源元件。電子材料是研究各種材料用于制備電子元件、

器件的一門科學(xué)技術(shù)，包括一般金屬材料、高能半導(dǎo)體材料、介質(zhì)材料、陶瓷

材料、磁性材料、高分子材料、鐵電材料等。生產(chǎn)技術(shù)包括各種機(jī)械、電氣、

電子生產(chǎn)工藝與設(shè)備，如真空設(shè)備、電子束與離子束加工設(shè)備、加熱設(shè)備、焊

接設(shè)備、凈化設(shè)備、例行試驗(yàn)設(shè)備等。

交叉專業(yè)和學(xué)科類

電子學(xué)與其他學(xué)科交叉滲透，又形成了許多新的分支學(xué)科。屬于這一類的

主要有：KHTK3量子電子學(xué)KHT》、RHTK』核電子學(xué)KHT》、空間電子學(xué)、

生物與醫(yī)學(xué)電子學(xué)、射電天文學(xué)與KHTK2雷達(dá)天文學(xué)KHT2等。

量子電子學(xué)是利用物質(zhì)內(nèi)部量子系統(tǒng)能級間的受激輻射現(xiàn)象，放大或產(chǎn)生

相干電磁波，并研究這一過程的應(yīng)用的學(xué)科。按習(xí)慣說，激光技術(shù)也是量子電

子學(xué)的主要內(nèi)容。

核電子學(xué)主要研究核科學(xué)、核技術(shù)和高能物理實(shí)驗(yàn)中有關(guān)核輻射和粒子探

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

測的電子學(xué)技術(shù)，研究核爆炸和外層空間輻射對電子系統(tǒng)的影響，以及抗輻射

加固技術(shù)等。

空間電子學(xué)是電子學(xué)與空間科學(xué)技術(shù)的結(jié)合。

生物與醫(yī)學(xué)電子學(xué)既是電子學(xué)與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)的結(jié)合，也是電子學(xué)在生物

學(xué)和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

射電天文學(xué)利用天體或星際空間的空間自然輻射研究天體和天文現(xiàn)象；雷

達(dá)天文學(xué)則用雷達(dá)方法研究太陽和太陽系的近地行星。

電子機(jī)械工程

各種電子設(shè)備、裝置和元件、器件中都包含有大量的機(jī)械技術(shù)。這種機(jī)械

技術(shù)必須滿足電子技術(shù)的獨(dú)特要求，而有別于一般機(jī)械工程。

電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用

電子學(xué)是發(fā)展速度很快的學(xué)科之一。電子器件從電子管的發(fā)明到晶體管的

發(fā)明經(jīng)歷了44年，而從晶體管發(fā)展到集成電路只用了10年。集成電路問世后,

20多年間，已從小規(guī)模集成發(fā)展到中規(guī)模集成和大規(guī)模集成，進(jìn)而發(fā)展到超大

規(guī)模集成，并出現(xiàn)了從單位、4位一直到32位的微處理器。

通信技術(shù)也經(jīng)歷了多次劃時(shí)代的進(jìn)展。從電子學(xué)誕生以前的架空明線發(fā)展

到電子學(xué)誕生初期的無線電；從長、中、短波擴(kuò)展到超短波、微波，進(jìn)而擴(kuò)展

到紅外與可見光頻段。與此同時(shí)，超長波也獲得了應(yīng)用；從微波中繼到同軸電

纜，直至現(xiàn)代的同步衛(wèi)星中繼，以至最近的光纖通信。多路通信以電話來說，

一個(gè)頻道已可通萬路模擬電話和上千路的數(shù)字電話。通信的范圍也在不斷地?cái)U(kuò)

大，從國內(nèi)擴(kuò)展到國際，從洲際擴(kuò)展到全球，從近地空間發(fā)展到星際深空。

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

軍用雷達(dá)的作用距離已增加了2?3個(gè)量級，對無應(yīng)答器的不合作目標(biāo)最遠(yuǎn)

可達(dá)上萬公里，對有應(yīng)答器的合作目標(biāo)可達(dá)幾千萬公里以上。幾乎所有環(huán)繞地

球的軌道目標(biāo)都已置于雷達(dá)的監(jiān)視之下。雷達(dá)的測量精度也提高了2?3個(gè)量

級，精密跟蹤雷達(dá)的測距精度已達(dá)米量級，測角精度已達(dá)毫弧量級。雷達(dá)的應(yīng)

用范圍從軍事擴(kuò)展到氣象、測繪、民航、水陸交通、城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)等民

用各部門。

電子學(xué)還是應(yīng)用和滲透范圍很廣的學(xué)科之一。電子學(xué)用于工業(yè)，極大地提

高了現(xiàn)代工業(yè)的勞動生產(chǎn)率。電子技術(shù)與機(jī)械相結(jié)合產(chǎn)生了各種類型的數(shù)控機(jī)

床、機(jī)械手和KHTK3機(jī)器人KHTU,出現(xiàn)了由它們組合起來的全自動化的和

柔性的生產(chǎn)線。電子學(xué)用于生產(chǎn)檢驗(yàn)，可以有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量，指示產(chǎn)品設(shè)

計(jì)和生產(chǎn)的改進(jìn)方向。電子學(xué)用于油田開發(fā)，可以提高找油的成功率，并能科

學(xué)地組織開采。電子學(xué)用于電力生產(chǎn)的管理，可以實(shí)現(xiàn)電力的合理調(diào)配，提高

生產(chǎn)的安全性。電子學(xué)用于交通，可以引導(dǎo)船只、飛機(jī)安全航行。

電子學(xué)用于農(nóng)業(yè)，也給農(nóng)業(yè)帶來了很大好處。氣象對于農(nóng)業(yè)至關(guān)重要，用

無線電和雷達(dá)的方法可以搜集局部地區(qū)的氣象資料?，專用的氣象衛(wèi)星可以定期

播發(fā)全球各地區(qū)的大范圍云圖，通信網(wǎng)用于傳遞氣象情報(bào)，計(jì)算機(jī)用于氣象情

報(bào)處理并作出預(yù)報(bào)。利用遙感數(shù)據(jù)，可以獲得土壤濕度、作物長勢、病蟲害等

信息。電子學(xué)還可以用于作物的育種催芽和糧食的烘干加工。

電子學(xué)用于軍事，提高了各種武器裝備的性能，并深刻地影響著軍事行為

的方式。在現(xiàn)代武器裝備中，電子設(shè)備所占比重不斷增加。電子技術(shù)還是情報(bào)

偵察、通信聯(lián)絡(luò)、分析決策、指揮控制等不可缺少的手段。正因?yàn)槿绱?，一種

無形的戰(zhàn)爭——電子戰(zhàn)成了引人注目的戰(zhàn)爭形式。

電子學(xué)為科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的手段。天文學(xué)家利用巨型射電望遠(yuǎn)鏡,

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

把觀測范圍擴(kuò)大到200億光年的宇宙深處；地理學(xué)家用遙感的方法發(fā)現(xiàn)了撒哈

拉沙漠浸沒了的古河道；生物學(xué)家利用信息論的方法解釋了生物遺傳的奧秘一

一遺傳密碼；物理學(xué)家利用高靈敏度的天線接收系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了2.7K的宇宙背景輻

射；化學(xué)家利用超高壓KHTK3電子顯微鏡KHT3已使觀察分辨能力達(dá)到分子

水平。各行各業(yè)的科學(xué)工作者，利用聯(lián)機(jī)檢索系統(tǒng)和全球通信網(wǎng)可以從世界浩

如煙海的資料庫中迅速查詢所需的資料。

電子學(xué)用于教育，給教育的現(xiàn)代化提供了許多新的技術(shù)。收音機(jī)、錄音機(jī)、

電視機(jī)、錄像機(jī)作為教育手段已相當(dāng)普遍，電子語言教室、程序教學(xué)機(jī)器、電

視教育衛(wèi)星已相繼問世。由于知識的迅速更新和增加，終身教育的概念已經(jīng)形

成，以電子技術(shù)為核心的開放式學(xué)校在整個(gè)教育系統(tǒng)中占有的比重將會越來越

高。

電子學(xué)用于醫(yī)學(xué)，出現(xiàn)了各種類型的電子監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、物理治療系統(tǒng)、輔助

診斷系統(tǒng)、以至醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)。X射線斷層成像技術(shù)是70年代的重要科學(xué)進(jìn)展

之一，所采用的主要技術(shù)就是圖像處理技術(shù)和高速大容量計(jì)算機(jī)。電子學(xué)進(jìn)入

家庭，減輕了人們的家務(wù)勞動，使家庭生活更加豐富多彩。

人類社會正進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段，它是以信息的急劇膨脹為主要特征的

階段，一場以信息技術(shù)為主流的新的技術(shù)革命正在興起。推動這一轉(zhuǎn)變的正是

電子學(xué)的最新成就，主角是KHTK3微電子技術(shù)KHT兀各種信息作業(yè)，無一

不借助于電子科學(xué)技術(shù)來完成。人們今天廣泛談?wù)摰娜癆”革命（即工廠自

動化、辦公室自動化、家庭自動化）以及三“C”革命（即通信、計(jì)算機(jī)、控

制），也無一不是建立在電子學(xué)的基礎(chǔ)之上的。正因?yàn)槿绱耍S多國家把發(fā)展電

子學(xué)，特別是微電子技術(shù)，作為自己的重要國策之一。

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)是新技術(shù)革命的一支主力，也是推動社會向現(xiàn)代化邁進(jìn)的活躍因素。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是第二次世界大戰(zhàn)以來發(fā)展最快、影響最為深遠(yuǎn)的新興學(xué)科

之一。計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)已在世界范圍內(nèi)發(fā)展成為一種極富生命力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是一種按程序自動進(jìn)行信息處理的通用工具。它的處理對象是

信息，處理結(jié)果也是信息。利用計(jì)算機(jī)解決科學(xué)計(jì)算、工程設(shè)計(jì)、經(jīng)營管理、

過程控制或人工智能等各種問題的方法，都是按照一定的算法進(jìn)行的。這種算

法是定義精確的一系列規(guī)則，它指出怎樣以給定的輸入信息經(jīng)過有限的步驟產(chǎn)

生所需要的輸出信息。算法的特殊表示稱為程序。信息處理的一般過程，是計(jì)

算機(jī)使用者針對待解決的問題事先編制程序并存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，然后利用存儲程

序指揮、控制計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行各種基本操作，直至獲得預(yù)期的處理結(jié)果。計(jì)算

機(jī)自動工作的基礎(chǔ)在于這種存儲程序方式，其通用性的基礎(chǔ)則在于利用計(jì)算機(jī)

進(jìn)行信息處理的共性方法。

計(jì)算機(jī)的歷史

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)問世之前，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械式計(jì)算機(jī)、機(jī)電式計(jì)算機(jī)

和萌芽期的電子計(jì)算機(jī)三個(gè)階段。

早在17世紀(jì)，歐洲一批數(shù)學(xué)家就已開始設(shè)計(jì)和制造以數(shù)字形式進(jìn)行基本運(yùn)

算的數(shù)字計(jì)算機(jī)。1642年，法國數(shù)學(xué)家KHTKUB.帕斯卡KHTR采用與鐘表類

似的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進(jìn)制加法器。1673年，德國數(shù)學(xué)家KHTKH

GW.萊布尼茲KHT3制成的計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步解決了十進(jìn)制數(shù)的乘、除運(yùn)算。英

國數(shù)學(xué)家KHTK2C.巴貝奇KHTX在1822年制作差分機(jī)模型時(shí)提出一個(gè)設(shè)想，

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

每次完成一次算術(shù)運(yùn)算將發(fā)展為自動完成某個(gè)特定的完整運(yùn)算過程。1834年，

巴貝奇設(shè)計(jì)了一種程序控制的通用分析機(jī)。這臺分析機(jī)雖然已經(jīng)描繪出有關(guān)程

序控制方式計(jì)算機(jī)的雛型，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件而未能實(shí)現(xiàn)。

巴貝奇的設(shè)想提出以后，一百多年期間，電磁學(xué)、電工學(xué)、電子學(xué)不斷取

得重大進(jìn)展，在元件、器件方面接連發(fā)明了真空二極管和真空三極管。在系統(tǒng)

技術(shù)方面，相繼發(fā)明了無線電報(bào)、電視和雷達(dá)。所有這些成就為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的

發(fā)展準(zhǔn)備了技術(shù)和物質(zhì)條件。與此同時(shí)，數(shù)學(xué)、物理也相應(yīng)地蓬勃發(fā)展。到了

20世紀(jì)30年代，物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域經(jīng)歷著定量化的階段，描述各種物理過程

的數(shù)學(xué)方程，其中有的用經(jīng)典的分析方法已很難解決。于是，數(shù)值分析受到了

重視，研究出各種數(shù)值積分，數(shù)值微分，以及微分方程數(shù)值解法，把計(jì)算過程

歸結(jié)為巨量的基本運(yùn)算，從而奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的數(shù)值算法基礎(chǔ)。

社會上對先進(jìn)計(jì)算工具多方面迫切的需要，是促使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的根本

動力。20世紀(jì)以后，各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域和技術(shù)部門的計(jì)算困難堆積如山，已經(jīng)阻礙

了學(xué)科的繼續(xù)發(fā)展。特別是第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前后，軍事科學(xué)技術(shù)對高速計(jì)

算工具的需要尤為迫切。在此期間，德國、美國、英國都在進(jìn)行計(jì)算機(jī)的開拓

工作，兒乎同時(shí)開始了機(jī)電式計(jì)算機(jī)和電子計(jì)算機(jī)的研究。

德國K.朱賽最先采用電氣元件制造計(jì)算機(jī)。他早在1941年制成的全自動

繼電器計(jì)算機(jī)Z—3,已具備浮點(diǎn)記數(shù)、二進(jìn)制運(yùn)算、數(shù)字存儲地址的指令形式

等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的特征。在美國，1940?1947年期間也相繼制成了繼電器計(jì)算機(jī)

MARKI>MARKU、ModelI>ModelV等。不過，繼電器的開關(guān)速度大約為

百分之一秒，使計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度受到很大限制。

電子計(jì)算機(jī)的開拓過程，經(jīng)歷了從制作部件到整機(jī)、從專用機(jī)到通用機(jī)、

從“外加式程序”到“存儲程序”的演變。1938年，美籍保加利亞學(xué)者J.阿塔

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

納索夫首先制成了電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件。1943年，英國外交部通信處制成了

“巨人”電子計(jì)算機(jī)。這是一種專用的密碼分析機(jī)，在第二次世界大戰(zhàn)中得到

了應(yīng)用。1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院制成的大型電子數(shù)字積分

計(jì)算機(jī)(ENIAC),最初也專門用于火炮彈道計(jì)算，后經(jīng)多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行

各種科學(xué)計(jì)算的通用計(jì)算機(jī)。這臺完全采用電子線路執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算

和信息存儲的計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度比繼電器計(jì)算機(jī)快1000倍。這就是人們常常提

到的世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)。但是，這種計(jì)算機(jī)的程序仍然是外加式的，存

儲容量也太小，尚未完全具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的主要特征。再一次的重大突破是由

數(shù)學(xué)家KHTKHJ.諾伊曼KHT』領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)計(jì)小組完成的。1945年3月，他們發(fā)

表了一個(gè)全新的存儲程序式通用電子計(jì)算機(jī)方案一電子離散變量自動計(jì)算機(jī)

(EDVAC)o隨后于1946年6月，諾伊曼等人提出了更為完善的設(shè)計(jì)報(bào)告《電子

計(jì)算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探》。同年7?8月間，他們又在莫爾學(xué)院為美國和英國

二十多個(gè)機(jī)構(gòu)的專家講授了專門課程《電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的理論和技術(shù)》，推動了

存儲程序式計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造。1949年，英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室率先制成

電子離散時(shí)序自動計(jì)算機(jī)(EDSAC);美國則于1950年制成了東部標(biāo)準(zhǔn)自動計(jì)算

機(jī)(SFAC)等。至此，電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的萌芽時(shí)期遂告結(jié)束，開始了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)

的發(fā)展時(shí)期。

在創(chuàng)制數(shù)字計(jì)算機(jī)的同時(shí)，還研制了另一類重要的計(jì)算工具——模擬計(jì)算

機(jī)。物理學(xué)家在總結(jié)自然規(guī)律時(shí)，常用數(shù)學(xué)方程描述某一過程；相反，解數(shù)學(xué)

方程的過程，也有可能采用物理過程模擬方法。對數(shù)發(fā)明以后，1620年制成的

計(jì)算尺，已把乘法、除法化為加法、減法進(jìn)行計(jì)算。J.C?麥克斯韋巧妙地把積分

(面積)的計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)殚L度的測量，于1855年制成了積分儀。19世紀(jì)數(shù)學(xué)物

理的一項(xiàng)重大成就傅里葉分析，對模擬機(jī)的發(fā)展起到了直接的推動作用。19世

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

紀(jì)后期和20世紀(jì)前期，相繼制成了多種計(jì)算傅里葉系數(shù)的分析機(jī)和解微分方程

的微分分析機(jī)等。但是當(dāng)試圖推廣微分分析機(jī)解偏微分方程和用模擬機(jī)解決一

般科學(xué)計(jì)算問題時(shí)，人們逐漸認(rèn)識到模擬機(jī)在通用性和精確度等方面的局限性,

并將主要精力轉(zhuǎn)向了數(shù)字計(jì)算機(jī)。

電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問世以后，模擬計(jì)算機(jī)仍然繼續(xù)有所發(fā)展，并且與數(shù)字計(jì)

算機(jī)相結(jié)合而產(chǎn)生了混合式計(jì)算機(jī)。模擬機(jī)和混合機(jī)已發(fā)展成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的

特殊品種，即用在特定領(lǐng)域的高效信息處理工具或仿真工具。

20世紀(jì)中期以來，計(jì)算機(jī)一直處于高速度發(fā)展時(shí)期，計(jì)算機(jī)由僅包含硬件

發(fā)展到包含硬件、軟件和固件三類子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能-

價(jià)格比，平均每10年提高兩個(gè)數(shù)量級。計(jì)算機(jī)種類也一再分化，發(fā)展成微型計(jì)

算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、通用計(jì)算機(jī)(包括巨型、大型和中型計(jì)算機(jī))，以及各種

專用機(jī)(如各種控制計(jì)算機(jī)、模擬一數(shù)字混合計(jì)算機(jī))等。計(jì)算機(jī)技術(shù)面貌發(fā)

生變化的主要因素，是計(jì)算機(jī)器件、軟件和外圍設(shè)備的迅速改進(jìn)和革新。

計(jì)算機(jī)器件從電子管到晶體管，再從分立元件到集成電路以至微處理器，

促使計(jì)算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了三次飛躍。

在電子管計(jì)算機(jī)時(shí)期(1946?1959),計(jì)算機(jī)主要用于KHTK2科學(xué)計(jì)算

KHT兀KHTK3主存儲器KHT2是決定計(jì)算機(jī)技術(shù)面貌的主要因素。當(dāng)時(shí)，

主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲

器等類型，通常按此對計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類。

到了晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)期(1959?1964),主存儲器均采用磁心存儲器，磁鼓

和磁盤開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學(xué)計(jì)算用計(jì)算機(jī)繼續(xù)發(fā)展，而且中、

小型計(jì)算機(jī)，特別是廉價(jià)的小型數(shù)據(jù)處理用計(jì)算機(jī)開始大量生產(chǎn)。

1964年，在集成電路計(jì)算機(jī)發(fā)展的同時(shí)，計(jì)算機(jī)也進(jìn)入了產(chǎn)品系列化的發(fā)

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

展時(shí)期。半導(dǎo)體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位，磁盤成了不可

缺少的輔助存儲器，并且開始普遍采用虛擬存儲技術(shù)。隨著各種SHTK3半導(dǎo)

體只讀存儲器KHT2和可改寫的只讀存儲器的迅速發(fā)展，以及微程序技術(shù)的發(fā)

展和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中開始出現(xiàn)固件子系統(tǒng)。

70年代以來，計(jì)算機(jī)用集成電路的集成度迅速從中、小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模、

超大規(guī)模的水平，微處理器和微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，各類計(jì)算機(jī)的性能迅速提

高。隨著字長4位、8位、16位和32位的微型計(jì)算機(jī)相繼問世和廣泛應(yīng)用，對

KHTK1小型計(jì)算機(jī)KHT》、通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)的需求量也相應(yīng)增長了。

當(dāng)微型計(jì)算機(jī)的性能提高到過去小型計(jì)算機(jī)的程度時(shí):32位超級小型計(jì)算機(jī)跨

入了通用計(jì)算機(jī)的中、低檔范圍。一般通用大型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度達(dá)到千萬次

每秒，主存儲器容量達(dá)兒百萬至上千萬字節(jié)，單臺磁盤存儲器容量高達(dá)幾億至

幾十億字節(jié)，而KHTK3巨型計(jì)算機(jī)KHT》高達(dá)十億次每秒以上，并進(jìn)入百億

次每秒的超高速度。

微型計(jì)算機(jī)在社會上大量應(yīng)用后，一座辦公樓、一所學(xué)校、一個(gè)倉庫常常

擁有數(shù)十臺以至數(shù)百臺計(jì)算機(jī)。實(shí)現(xiàn)它們互連的局部網(wǎng)隨即興起，進(jìn)一步推動

了計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)從集中式系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)的發(fā)展。

微處理器和微型計(jì)算機(jī)工作可靠，使用簡便，因而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能

的分散化，而且廣泛滲透到各種工業(yè)產(chǎn)品中。

從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的成本來看，50年代中期，軟件不到總成本的20%,70年

代后期便上升到50%以上。

在電子管計(jì)算機(jī)時(shí)期，一些計(jì)算機(jī)配置了HHTK3匯編程序KHT2和子程

序庫，科學(xué)計(jì)算用的高級語言FORTRAN初露頭角。在晶體管計(jì)算機(jī)階段，事

務(wù)處理的COBOL語言、科學(xué)計(jì)算機(jī)用的ALGOL語言和符號處理用的LISP

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

等高級語言開始進(jìn)入實(shí)用階段。操作系統(tǒng)初步成型，使計(jì)算機(jī)的使用方式由手

工操作改變?yōu)樽詣幼鳂I(yè)管理。進(jìn)入集成電路計(jì)算機(jī)發(fā)展時(shí)期以后，在計(jì)算機(jī)中

形成了相當(dāng)規(guī)模的軟件子系統(tǒng)，高級語言種類進(jìn)一步增加KHTKHKHTH,KHTK》

操作系統(tǒng)KHT1日趨完善，具備批量處理、分時(shí)處理、實(shí)時(shí)處理等多種功能。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信處理程序、網(wǎng)絡(luò)軟件等也不斷增添到軟件子系統(tǒng)中。軟

件子系統(tǒng)的功能不斷增強(qiáng)，明顯地改變了計(jì)算機(jī)的使用屬性，使用效率顯著提

高。

60年代中期以后，在軟件子系統(tǒng)發(fā)展方面出現(xiàn)了復(fù)雜程度高、研制周期長

和正確性難于保證的三大特征，從而形成難以控制軟件發(fā)展的局面，出現(xiàn)了所

謂的“軟件危機(jī)”。為了克服這種危機(jī)，人們一方面著手從理論上探討程序的正

確性和軟件的可靠性問題，另一方面致力于使軟件研制從“技藝”方式轉(zhuǎn)向“工

程”方式，即試圖建立和應(yīng)用牢固的工程準(zhǔn)則，以期得到可靠的和高效的軟件。

KHTKX軟件工程KHT2實(shí)現(xiàn)的途徑，是盡量讓計(jì)算機(jī)去自動完成軟件研究與

維護(hù)中的工作。為此，研制成各種軟件工具，并適當(dāng)?shù)厥蛊渑鋫涑商?，形成KHTKH

軟件支援環(huán)境KHT兀

在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中，外圍設(shè)備的價(jià)值一般已超過計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)的一半以

上，其技術(shù)水平在很大程度上決定著計(jì)算機(jī)的技術(shù)面貌。外圍設(shè)備技術(shù)的綜合

性很強(qiáng)，既依賴于電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等多門學(xué)科知識的綜合，又取

決于精密機(jī)械工藝、電氣和電子加工工藝以及計(jì)量的技術(shù)和工藝水平等。KHTK]

外圍設(shè)備KHTX包括輔助存儲器和輸入輸出設(shè)備兩大類。輔助存儲器包括磁盤、

磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等；輸入輸出設(shè)備又分為

KHTK3輸入設(shè)備KHTX、KHTK2輸出設(shè)備KHT】、KHTK3轉(zhuǎn)換設(shè)備KHTX、

模式信息處理設(shè)備和KHTK3終端設(shè)備KHTUo在這些品種繁多的設(shè)備中，對

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)技術(shù)面貌影響最大的是磁盤、終端設(shè)備、模式信息處理設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備

等。

磁盤存儲器自50年代后期問世以來，存儲密度每三年大體上提高一倍。從

晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)期開始，磁盤存儲器就開始占據(jù)KHTK3輔助存儲器KHT3的

主要位置，不僅促使計(jì)算機(jī)性能-價(jià)格比不斷提高，而且推動計(jì)算機(jī)功能和計(jì)算

機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。

終端設(shè)備包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備等，能提高計(jì)算機(jī)資源

利用率，改善人-機(jī)聯(lián)系，提供人與人之間通信的新手段。終端設(shè)備的發(fā)展推動

計(jì)算機(jī)應(yīng)用從單機(jī)、多機(jī)發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新階段。

計(jì)算機(jī)直接輸入輸出的信息形式，從符號擴(kuò)展到文字、圖形、圖像、聲音

和其他各種物理量。這是靠模式信息處理設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。各種模擬的

物理量通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量

再通過各種數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換為模擬量。這是過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可

缺少的環(huán)節(jié)。實(shí)際上，轉(zhuǎn)換設(shè)備和各種智能化接口，是開拓計(jì)算機(jī)過程控制、

智能機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域的重要手段。隨著文字、圖形、圖像、聲音的識別和處

理技術(shù)的進(jìn)展，創(chuàng)造具有高度智能的計(jì)算機(jī)終將成為可能，從而推動計(jì)算機(jī)的

技術(shù)面貌發(fā)生新的巨變。

新一代計(jì)算機(jī)（又稱第五代計(jì)算機(jī)）是把信息采集、存儲處理、通信和人

工智能結(jié)合在一起的智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它不僅能進(jìn)行一般信息處理，而且能面

向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，將能幫助人類開拓

未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。新一代計(jì)算機(jī)的研究領(lǐng)域大體上包括人工智能、

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件工程和支援設(shè)備，以及對社會的影響等。人工智能的應(yīng)用，將

是未來信息處理的主流。因此，新一代計(jì)算機(jī)的發(fā)展，必將與人工智能、知識

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

工程和專家系統(tǒng)等的研究緊密相聯(lián)，并為其發(fā)展提供新的基礎(chǔ)。新一代計(jì)算機(jī)

的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將突破傳統(tǒng)的諾伊曼機(jī)器的概念，實(shí)現(xiàn)高度并行處理。這方面的

研究課題包括邏輯程序設(shè)計(jì)機(jī)、函數(shù)機(jī)、相關(guān)代數(shù)機(jī)、抽象數(shù)據(jù)型支援機(jī)、數(shù)

據(jù)流機(jī)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫機(jī)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式信息通信網(wǎng)絡(luò)等。新一代

計(jì)算機(jī)的發(fā)展必然引起新一代軟件工程的發(fā)展，極大地提高軟件的生產(chǎn)率和可

靠性。為了改善軟件和硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)境，將研制各種智能化的支援系統(tǒng)，

包括智能程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)、知識庫設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能超大規(guī)模集成電路輔助設(shè)計(jì)系

統(tǒng)，以及各種智能應(yīng)用系統(tǒng)和集成專家系統(tǒng)等。在新一代計(jì)算機(jī)硬件方面，將

會出現(xiàn)一系列新的技術(shù)，如先進(jìn)的微細(xì)加工和封裝測試技術(shù)、神化錢器件、約

瑟夫遜結(jié)器件、光學(xué)器件、光纖通信技術(shù)以及智能輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。新一代計(jì)

算機(jī)還將推動計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)所擁有的知識庫和知識處理

能力實(shí)現(xiàn)共享，促進(jìn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和通信業(yè)務(wù)進(jìn)一步多樣化，并使

多種多樣的通信業(yè)務(wù)集中于統(tǒng)一的系統(tǒng)之中，更有力的促進(jìn)社會信息化。

計(jì)算技術(shù)在中國的發(fā)展

在人類文明發(fā)展的歷史上，中國曾經(jīng)在早期計(jì)算工具的發(fā)明創(chuàng)造方面寫過

光輝的一頁。遠(yuǎn)在商代，中國就創(chuàng)造了十進(jìn)制記數(shù)方法，領(lǐng)先于世界千余年。

到了周代，發(fā)明了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的計(jì)算工具——算籌。這是一種用竹、木或骨制

成的顏色不同的小棍。計(jì)算每一個(gè)數(shù)學(xué)問題時(shí)，通常編出一套歌訣形式的算法,

一邊計(jì)算，一邊不斷地重新布棍。中國古代數(shù)學(xué)家祖沖之，就是用算籌計(jì)算出

TT值在3.1415926和39415927之間。這一結(jié)果比西方早1千年。

珠算盤是中國的又一獨(dú)創(chuàng)，也是計(jì)算工具發(fā)展史上的第一項(xiàng)重大發(fā)明。這

種輕巧靈活、攜帶方便、與人民生活關(guān)系密切的計(jì)算工具，最初大約出現(xiàn)于漢

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

朝，到元朝時(shí)漸趨成熟。珠算盤不僅對中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起過有益的作用，而且

傳到日本、朝鮮、東南亞等地區(qū)，經(jīng)受了歷史的考驗(yàn)，至今仍在使用。

中國發(fā)明創(chuàng)造的指南車、水運(yùn)渾象儀、記里鼓車、提花機(jī)等，不僅對自

動控制機(jī)械的發(fā)展有卓越的貢獻(xiàn)，而且對計(jì)算工具的演進(jìn)產(chǎn)生了直接或間接的

影響。例如，張衡制作的水運(yùn)渾象儀，可以自動地與地球運(yùn)轉(zhuǎn)同步，后經(jīng)唐、

宋兩代的改進(jìn)，遂成為世界上最早的天文鐘。記里鼓車則是世界上最早的自動

計(jì)數(shù)裝置。提花機(jī)原理對計(jì)算機(jī)程序控制的發(fā)展有過間接的影響。中國古代用

陽（一）陰G-）兩爻構(gòu)成八卦，也對計(jì)算技術(shù)的發(fā)展有過直接的影響。G.W?萊布

尼茲寫過研究八卦的論文，系統(tǒng)地提出了二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算法則。他認(rèn)為，世界

上最早的二進(jìn)制表示法就是中國的八卦。

經(jīng)過漫長的沉寂，中華人民共和國成立后，中國計(jì)算技術(shù)邁入了新的發(fā)展

時(shí)期，先后建立了研究機(jī)構(gòu)，在高等院校建立了計(jì)算技術(shù)與裝置專業(yè)和計(jì)算數(shù)

學(xué)專業(yè)，并且著手創(chuàng)建中國計(jì)算機(jī)制造業(yè)。

1958年和1959年，中國先后制成第一臺小型和大型電子管計(jì)算機(jī)。60年

代中期，中國研制成功一批晶體管計(jì)算機(jī)，并配制了ALGOL等語言的KHTK]

編譯程序KHT3和其他系統(tǒng)軟件。60年代后期，中國開始研究集成電路計(jì)算

機(jī)。70年代，中國已批量生產(chǎn)小型集成電路計(jì)算機(jī)。若干種百萬次每秒以上的

大型集成電路計(jì)算機(jī)相繼研制成功，并開展了微型計(jì)算機(jī)的研制工作。這些計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)包含有操作系統(tǒng)、多種程序語言的編譯程序等比較豐富的系統(tǒng)軟件。

80年代以后，中國開始重點(diǎn)研制微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并推廣應(yīng)用；在大型計(jì)算機(jī)、

特別是巨型計(jì)算機(jī)技術(shù)方面也取得了重要進(jìn)展；建立了HHTK2計(jì)算機(jī)服務(wù)業(yè)

KHTX,逐步健全計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的研究方面，中國在有限元計(jì)算方法、數(shù)學(xué)定理的機(jī)

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

器證明、KHTKH漢字信息處理KHT》、KHTK3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)KHTX和軟件

等方面都有所建樹。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面，中國在科學(xué)計(jì)算與工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得

了顯著成就。在有關(guān)經(jīng)營管理和過程控制等方面，計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究和實(shí)踐也日

益活躍。

中國計(jì)算機(jī)事業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，已形成一支較大的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用

和教學(xué)隊(duì)伍，擁有上百個(gè)計(jì)算機(jī)制造廠、外圍設(shè)備制造廠和研究機(jī)構(gòu)。開設(shè)計(jì)

算機(jī)專業(yè)的高等院校在百所以上。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是一門實(shí)用性很強(qiáng)、發(fā)展極其迅速的面向廣大社會的技

術(shù)學(xué)科，它建立在數(shù)學(xué)、電子學(xué)（特別是微電子學(xué)）、磁學(xué)、光學(xué)、精密機(jī)械等

多門學(xué)科的基礎(chǔ)之上。但是，它并不是簡單地應(yīng)用某些學(xué)科的知識，而是經(jīng)過

高度綜合形成一整套有關(guān)信息表示、變換、存儲、處理、控制和利用的理論、

方法和技術(shù)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)是研究計(jì)算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象與規(guī)模的科學(xué)，主要包括

KHTK3理論計(jì)算機(jī)科學(xué)KHTX、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件和人工智能等。計(jì)算

機(jī)技術(shù)則泛指計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中所應(yīng)用的技術(shù)方法和技術(shù)手段，包括計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)

技術(shù)、軟件技術(shù)、部件技術(shù)、器件技術(shù)和組裝技術(shù)等。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)包括

5個(gè)分支學(xué)科，即理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組織與實(shí)現(xiàn)、計(jì)

算機(jī)軟件和計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

理論計(jì)算機(jī)科學(xué)

它是研究計(jì)算機(jī)基本理論的學(xué)科。在兒千年的數(shù)學(xué)發(fā)展中，人們研究了各

式各樣的計(jì)算，創(chuàng)立了許多算法。但是，以計(jì)算或算法本身的性質(zhì)為研究對象

的數(shù)學(xué)理論，卻是在20世紀(jì)30年代才發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí);由幾位數(shù)理邏輯學(xué)

者建立的算法理論，即可計(jì)算性理論或稱遞歸函數(shù)論，對40年代現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)

計(jì)思想的形成產(chǎn)生過影響。此后，關(guān)于現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)及其程序的數(shù)學(xué)模型性質(zhì)的

研究，以及計(jì)算復(fù)雜性的研究等不斷有所發(fā)展。理論計(jì)算機(jī)科學(xué)包括KHTK2

自動機(jī)論KHTXKHTKD形式語言理論（HT》、程序理論、算法分析，以及RHTK》

計(jì)算復(fù)雜性理論KHTX等。自動機(jī)是現(xiàn)實(shí)自動計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型，或者說是現(xiàn)

實(shí)計(jì)算機(jī)程序的模型。自動機(jī)理論的任務(wù)就在于研究這種抽象機(jī)器的模型。已

經(jīng)提出的模型有無限自動機(jī)——KHTK2圖靈機(jī)KHT》，以及各種更接近現(xiàn)實(shí)

機(jī)器的圖靈機(jī)的變形等。程序設(shè)計(jì)語言是一種形式語言，而形式語言理論只研

究形式語言的語法側(cè)面。這種理論根據(jù)語言表達(dá)能力的強(qiáng)弱分為0?3型語言，

與圖靈機(jī)等四類自動機(jī)逐一對應(yīng)。程序理論是研究KHTK2程序邏輯KHTX、

程序復(fù)雜性、程序正確性證明、KHTK1程序驗(yàn)證KHT1程序綜合、KHTK]

形式語義學(xué)KHT3,以及KHTK3程序設(shè)計(jì)方法學(xué)KHT2的理論基礎(chǔ)。算法分

析研究各種特定算法的性質(zhì)。計(jì)算復(fù)雜性理論研究算法復(fù)雜性的一般性質(zhì)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

程序設(shè)計(jì)者所見的計(jì)算機(jī)屬性，著重于計(jì)算機(jī)的概念結(jié)構(gòu)和功能特性，硬

件、軟件和固件子系統(tǒng)的功能分配及其界面的確定。使用高級語言的程序設(shè)計(jì)

者所見到的計(jì)算機(jī)屬性，主要是軟件子系統(tǒng)和固件子系統(tǒng)的屬性，包括程序語

言以及操作系統(tǒng)、KHTKX數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)KHTX、網(wǎng)絡(luò)軟件等的用戶界面。使

電子學(xué)與計(jì)算機(jī)

用機(jī)器語言的程序設(shè)計(jì)者所見到的計(jì)算機(jī)屬性，則是硬件子系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)（硬

件子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）及其功能特性，包括KHTK3指令系統(tǒng)KHT3（機(jī)器語言），以

及寄存器定義、中斷機(jī)構(gòu)、輸入輸出方式、機(jī)器工作狀態(tài)等。

硬件子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)是諾伊曼結(jié)構(gòu)，它由運(yùn)算器、控制器、存儲器和輸

入、輸出設(shè)備組成，采用“指令驅(qū)動”方式。當(dāng)初，它是為解非線性、微分方

程而設(shè)計(jì)的，并未預(yù)見到高級語言、操作系統(tǒng)等的出現(xiàn)，以及適應(yīng)其他應(yīng)用環(huán)

境的特殊要求。在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，軟件子系統(tǒng)都是以這種諾伊曼結(jié)構(gòu)為

基礎(chǔ)而發(fā)展的。但是，其間不相適應(yīng)的情況逐漸暴露出來，從而推動了計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革包括以下兒個(gè)方面：①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從基于串行

算法改變?yōu)檫m應(yīng)并行算法，從而出現(xiàn)了KHTK3向量計(jì)算機(jī)KHTX、KHTK1并

行處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)KHTH、KHTK1分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)KHT3等。②高級語言與

機(jī)器語言的語義距離縮小，從而出現(xiàn)了面向高級語言機(jī)器和直接執(zhí)行高級語言

機(jī)器。③硬件子系統(tǒng)與操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理等系統(tǒng)軟件相適應(yīng)，從而出現(xiàn)了

面向操作系統(tǒng)機(jī)器和KHTKX數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)KHT3