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ARPANET历史发展

ARPANET历史发展
ARPANET历史发展

ARPANET历史发展

ARPANET

阿帕网(英语:The Advanced Research Projects Agency Network),为美国国防部高级研究计划署开发的世界上第一个运营的封包交换网络,它是全球互联网的始祖。

目录

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诞生

所谓“阿帕”(ARPA),是美国高级研究计划署(Advanced Research Project Agency)的简称。他的核心机构之一是信息处理处(IPTO Information Processing Techniques Office),一直在关注电脑图形、网络通讯、超级计算机等研究课题。

1962年,杰·西·亚·利克里德(J.C.R.Licklider)离开MIT,加入ARPA,并在后来成为IPTO的首席执行官。也就是他在任期间将办公室名称从命令控制研究(Command and Control Research)改为IPTO。也就是在他任职期间,据估计,整个美国计算机科学领域研究的70%由ARPA赞助,并在许多人看来与一个严格意义上的军事机构相去甚远,并给许多研究者自由领域来实验,结果ARPA不仅成为网络诞生地,同样也是电脑图形、平行过程、计算机模拟飞行等重要成果的诞生地。

1964年伊凡·沙日尔兰德(Ivan Sutherland)继任担任该处处长,2两年后的鲍勃·泰勒(Bob Taylor)上任,他在任职期间萌发了新型计算机网络的想法,并筹集资金启动试验。在鲍勃·泰勒的一再邀请下,日后成为“阿帕网之父”的拉里·罗伯茨出任信息处理处处长。

1967年,罗伯茨来到高级研究计划署ARPA,着手筹建“分布式网络”。人员调度和工程设计很顺利,不到一年,就提出阿帕网的构想。随着计划的不断改进和完善,罗伯茨在描图纸上陆续绘制了数以百计的网络连接设计图,使之结构日益成熟。

1968年,罗伯茨提交研究报告《资源共享的计算机网络》,其中着力阐发的就是让“阿帕”的电脑达到互相连接,从而使大家分享彼此的研究成果。根据这份报告组建的国防部“高级研究计划网”,就是著名的“阿帕网”,拉里·罗伯茨也就成为“阿帕网之父”。

1969年底,阿帕网正式投入运行。

互联网简史:ARPANET雏形初具(1970)

70年代初的美国深陷在越南战场的泥潭中,不能自拔,而国内的反战呼声一浪高过一浪。美国到了二战后第一个内外交困的年代。虽然这样,但是国内的各种科学技术还是在飞速地发展。

ARPANET在不断地壮大。1970年的ARPANET已初具雏形,并且开始向非军用部门开放,许多大学和商业部门开始接入。但是它只有四台主机联网运行,甚至连局域网(LAN)的技术也还没有出现。也许,当时的那种联网在今天看来实在是太初级了。当时用作接口机的Honeywell DDP516型小型机的内存只有12K。

Here is the BBM team, known as the "IMP guys", who deployed ARPANET in 1969

ARPANET在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的4台大型计算机采用分组交换技术,通过专门的接口信号处理机(IMP)和专门的通信线路相互连接。为了把这四个不同型号、使用不同操作系统、不同数据格式、不同终端的计算机连在一起实现相互通信和资源共享,有许许多多的人为此煞费苦心、艰辛探索,付出了无数的心血。其中包括有“阿帕网”之父的拉里?罗伯茨。

伴随着ARPANET的成长,第一份有关最初的ARPANET主机-主机间通信协议的出版物,由C.S. Carr、S. Crocker和V.G. Cerf撰写的“HOST - HOST Communication Protocol in the ARPA Network”,发表在了AFIPS的SJCC会议论文集上。这份出版物在当时成了不少工程师的“掌中宝”。当然,政府的支持是早期ARPANET能够顺利发展的主要动力,以“保持美国在技术上的领先地位,防止潜在对手不可预见的技术进步”为

首要职责的DARPA(国防高级研究计划署)主动把1969年的合同截止日期延续到了1970年12月31日。当初合同的总金额是50万美元,而实际执行的时候大约增加了一倍,在1970年与BBN公司新签定的合同中,金额则达到了200万美元。从此以后,ARPANET的规模开始不断扩大。

AT&T公司在UCLA和BBN公司之间建成了第一个跨国家连接的56Kbps的通信线路。这条线路后来被BBN公司和RAND公司的另一条线路所取代。第二条线路则连接MIT公司和犹他州大学。1970年12月,S.Crocker在加州大学洛杉机分校领导的网络工作小组(NWG)制定出“网络控制协议”(NCP)。他也正是一年多前写出第一个具有历史意义的“征求意见与建议(RFC)的人。最初,这个协议还是作为信包交换程序的一部分来设计的,可是他们很快就意识到关系重大,不如把这个协议独立出来为好。

也在那个时候,天才的Kahn也为临时需要而开发过局部使用的“网络控制协议”。由于这个协议是局部使用,就不必考虑不同电脑之间、不同操作系统之间的兼容性问题,因此也就简单的多。虽然“网络控制协议”是一台主机直接对另一台主机的通信协议,实质上它是一个设备驱动程序。一开始的时候,那些“接口信号处理机”被用在同样的网络条件下,相互之间的连接也就相对稳定,因此没有必要涉及控制传输错误的问题。

可是要把各种不同类型、不同型号的电脑和网络连在一起有多么困难。于是很多人都在研究怎样建立一个共同的标准,让在不同的网络后面的计算机可以自由地沟通。

1970年备忘录

★Digital推出PDP-11/20系列16位小型机。

★IBM的Edgar Codd发表论述关系型数据库的论文。

★Gene Amdahl组建Amdahl公司。

★通用电气公司为NASA开发出第一种飞行模拟程序。

★Telemart Enterprises公司在美国圣地亚哥市的计算机化食品杂货店开张。购物者利用电话连接到计算机来订购食品;商店后来不得不关门,因超量的电话使计算机过载。

★Honeywell公司收购通用电气公司的计算机部。

退出历史舞台

ARPA网无法做到和个别计算机网络交流,这引发了研究者的思考。根据诺顿的看法,他的设计需要太多的控制和太多的网络中机器设备的标准化。因此,1973年春,文顿·瑟夫和鲍勃·康(Bob Kahn)开始思考如何将ARPA网和另外两个已有的网络相连接,尤其是连接卫星网络(SAT NET)和基于夏威夷的分组无线业务的ALOHA 网(ALOHA NET)瑟夫设想了新的计算机交流协议,最后被称为传送控制协议/互联网协议(TCP/IP)。 1975年,ARPA网被转交到美国国防部通信处(Defense Department Communicationg Agence)。此后ARPA网不再是实验性和独一无二的了。大量新的网络在1970年代开始出现,包括计算机科学研究网络(CSNET,Computer Science Research Network),加拿大网络(CDnet,Canadian Network),因时网(BITNET,Because It's Time Network)和美国国家自然科学基金网络(NSFnet,National Science Foundation Network)。最后一个网络最终将在它自身被商业网络取代前代替ARPA网作为互联网的高速链路。

1982年中期ARPA网被停用,原先的交流协议NCP被禁用,只允许使用Cern的TCP/IP语言的网站交流。1983年1月1日,NCP成为历史,TCP/IP开始成为通用协议。

1983年ARPA网被分成两部分,用于军事和国防部门的军事网(MILNET)和用于民间的ARPA网版本。

1985年成为TCP/IP协议突破的一年,当时它成为UNIX操作系统的组成部分。最终将它放进了Sun公司的微系统工作站。

当免费的在线服务和商业的在线服务兴起后,例如Prodigy、FidoNet、Usenet、Gopher等,当NSFNET成为互联网中枢后,ARPA网的重要性被大大减弱了。系统在1989年被关闭,1990年正式退役。

Robert E. Kahn—Arpanet网络系统设计者

TCP/IP协议合作发明者、互联网雏形Arpanet网络系统设计者、“信息高速公路”概念创立人

Robert E. Kahn出生于1938年12月23日。

Kahn于1960年从City College of New York获得其学士学位,1962年和1964年分别从普林斯顿大学获得其硕士和博士学位。

在贝尔实验室工作一段时间后,Kahn成为MIT电子工程系的一个助理教授(Assistant Professor)。然后,Kahn请假离开MIT加入了BBN(https://www.wendangku.net/doc/996945041.html, )并且负责ARPANET的研发工作。ARPANET是的一个packet-switched 网络。

1972年,Kahn加入了DARPA(https://www.wendangku.net/doc/996945041.html, ),并且成为IPTO的部门主管。

在ARPANET早期阶段,ARPANET的通讯协议是NCP。Kahn与Cerf一起合作提出了TCP/IP协议。TCP/IP协议已经成为现代Internet的通讯基础。

1986年,Kahn离开DARPA并且创办了非营利的公司CNRI(Corporation for National Research Initiatives)。目前,Kahn是CNRI的董事长和CEO。

2004年和Cerf一起被授予图灵奖以表彰其在互联网领域先驱性的贡献,其中包括Internet基础通讯协议的设计与实现,TCP/IP协议,和网络领域的权威性的领导地位。

下图分别是Internet的第一批4个节点(SRI,UCLA,UCSB, UTAH),Internet历史上的第一个连接通讯:SRI和UCLA,1969年10月29日,以及Internet1971年的节点分布图。

结构

阿帕网连接方式最初的“阿帕网”,由西海岸的4个节点构成。第一个节点选在加州大学洛杉矶分校(UCLA),因为罗伯茨过去的麻省理工学院同事L.克莱因罗克教授,正在该校主持网络研究。第二个节点选在斯坦福研究院(SRI),那里有道格拉斯·恩格巴特(D.Engelbart)等一批网络的先驱人物。此外,加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)和犹他大学(UTAH)分别被选为三、四节点。这两所大学都有电脑绘图研究方面的专家,而泰勒之前的信息处理技术处处长伊凡·泽兰教授,此时也任教于犹他大学。

评价和影响

以现在的水平论,这个最早的网络显得非常原始,传输速度也慢的让人难以接受。但是,阿帕网的四个节点及其链接,已经具备网络的基本形态和功能。所以阿帕网的诞生通常被认为是网络传播的“创世纪”。

不过,阿帕网问世之际,大部分电脑还互不兼容。于是,如何使硬件和软件都不同的电脑实现真正的互联,就是人们力图解决的难题。这个过程中,文顿·瑟夫为此做出首屈一指的贡献,从而被称为“互联网之父”。ARPANET详解

ARPANET是互联网(Internet)的始祖。

从某种意义上,Internet可以说是美苏冷战的产物。在美国,20世纪60年代是一个很特殊的时代。60年代初,古巴核导弹危机发生,美国和原苏联之间的冷战状态随之升温,核毁灭的威胁成了人们日常生活的话题。在美国对古巴封锁的同时,越南战争爆发,许多第三世界国家发生政治危机。由于美国联邦经费的刺激和公众恐惧心理的影响,"实验室冷战"也开始了。人们认为,能否保持科学技术上的领先地位,将决定战争的胜负。而科学技术的进步依赖于电脑领域的发展。到了60年代末,每一个主要的联邦基金研究中心,包括纯商业性组织、大学,都有了由美国新兴电脑工业提供的最新技术装备的电脑设备。电脑中心互联以共享数据的思想得到了迅速发展。

美国国防部认为,如果仅有一个集中的军事指挥中心,万一这个中心被原苏联的核武器摧毁,全国的军事指挥将处于瘫痪状态,其后果将不堪设想,因此有必要设计这样一个分散的指挥系统——它由一个个分散的指

挥点组成,当部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作,而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系。

1969年11月,美国国防部高级研究计划管理局( ARPA - - Advanced Research Projects Agency )开始建立一个命名为ARPAnet的网络,但是只有4个结点,分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的4台大型计算机。选择这四个结点的一个因素是考虑到不同类型主机联网的兼容性。对arparnet发展具有重要意义的是它利用了无限分组交换网与卫星通信网。通过专门的接口信号处理机(IMP)和专门的通信线路,相互连接把美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。起初是为了便于这些学校之间互相共享资源而开发的。ARPANET采用了包交换机制。当初,ARPAnet只联结4台主机,从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下,从技术上它还不具备向外推广的条件。最初,ARPAnet主要是用于军事研究目的,它主要是基于这样的指导思想:网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作,一旦发生战争,当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时,网络的其他部分应能维持正常的通信工作。ARPAnet在技术上的另一个重大贡献是TCP/IP协议簇的开发和利用。作为Internet的早期骨干网,ARPAnet的试验并奠定了Internet存在和发展的基础,较好地解决了异种机网络互联的一系列理论和技术问题。

到了1975年,arpanet已经连入了100多台主机,并结束了网络试验阶段,移交美国国防部国防通信局正式运行。在总结第一阶段建网实践经验的基础上,研究人员开始了第二代网络协议的设计工作。这个阶段的重点是网络互联问题,网络互连技术研究的深入导致了TCP/IP协议的出现与发展。到1979年,越来越多的研究人员投入到了tcp/Ip协议的研究与开发之中。在1980年前后,arpanet所有的主机都转向tcp/IP协议。到1983年1月,arpanet向tcp/ip的转换全部结束。同时,美国国防部国防通信局将arpanet分为两个独立的部分,一部分仍叫arpanet,用于进一步的研究工作;另一部分稍大一些,成为著名的MILNET,用于军方的非机密通信。

70年代协议成功的扩大了数据包的体积,进而组成了互联网。

1983年,ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议,美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其BSD UNIX的一部分,使得该协议得以在社会上流行起来,从而诞生了真正的Internet。该年,ARPAnet分裂为两部分, ARPAnet和纯军事用的MILNET。同时,局域网和广域网的产生和逢勃发展对Internet的进一步发展起了重要的作用。其中最引人注目的是美国国家科学基金会ASF(National Science Foundation)建立的NSFnet。NSF在全美国建立了按地区划分的计算机广域网并将这些地区网络和超级计算机中心互联起来。NFSnet于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。

1986年,美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation,NSF)利用ARPAnet发展出来的IP的通讯,在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。由于美国国家科学基金会的鼓励和资助,很多大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFnet中。那时,ARPAnet的军用部分已脱离母网,建立自己的网络--Milnet。ARPAnet--网络之父,逐步被NSFnet所替代。到1990年,ARPAnet 已退出了历史舞台。如今,NSFnet已成为Internet的重要骨干网之一。

ARPA1971年更名为DARPA,因此有时用DARPANET来表示ARPANET,这两个词表示同一个意思。

ARPAnet网络与NSFnet网络

从20世纪90年代开始,因特网实现了全球范围的电子邮件、WWW、文件传输、图像通信等数据服务的普及,但电话和电视仍各自使用独立的网络系统进行信息传输。人们希望利用同一网络来传输语言、数据和视频图像,因此提出了宽带综合业务数字网(B-ISDN)的概念。这里宽带的意思是指网络具有极高的数据传输速率,可以承载大数据量的传输;综合是指信息媒体,包括语音、数据和图像可以在网络中综合采集、存储、处理和传输,由此可见,第四代计算机网络的特点是综合化和高速化。支持第四代计算机网络的技术有:异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)、光纤传输介质、分布式网络、智能网络、高速网络、互联网技术等。人们对这些新的技术注以极大的热情和关注,正在不断深入地研究和应用。

因特网技术的飞速发展以及在企业、学校、政府、科研部门和千家万户的广泛应用,使人们对计算机网络提出了越来越高的要求。未来的计算机网络应能提供目前电话网、电视网和计算机网络的综合服务;能支持多

媒体信息通信,以提供多种形式的视频服务;具有高度安全的管理机制,以保证信息安全传输;具有开放统一的应用环境,智能的系统自适应性和高可靠性,网络的使用、管理和维护将更加方便。总之,计算机网络将进一步朝着"开放、综合、智能"方向发展,必将对未来世界的经济、军事、科技、教育与文化的发展产生重大的影响。

Internet起源于美国国防部高级研究计划局(ARPA)资助研究的ARPANET网络。1969年11月,ARPANET通过租用电话线路将分布在美国不同地区的4所大学的主机连成一个网络。通过这个网络,进行了分组交换设备、网络通信协议、网络通信与系统操作

软件等方面的研究。自从1983年1月TCP/IP协议成为正式的ARPANET的网络协议标准后,大量的网络、主机和用户都连入了ARPANET,使得ARPANET迅速发展。

20世纪70年代后期,美国国家科学基金会(nsf,national science foundation)认识到了arpanet对大学研究工作的重大影响。利用arpanet,各国的科学家可以不受地理位置限制共享数据,合作完成研究项目。

到1984年,美国国家科学基金会(NSF)决定组建NSFNET。通过56kb/s的通信线路将美国6个超级计算机中心连接起来,实现资源共享。NSFNet:1986年建立,实现了广域网域与计算机中心以及计算机中心与计算机中心之间的互联。NSFNET采取的是一种具有三级层次结构的广域网络,整个网络系统由主干网,地区网和校园网组成。各大学的主机可连接到本校的校园网,校园网可就近连接到地区网,每个地区网又连接到主干网,主干网再通过高速通信线路与ARPANET连接。这样一来,学校中的任一主机可以通过NSFNET来访问任何一个超级计算机中心,实现用户之间的信息交换。后来,NSFNET所覆盖的范围逐渐扩大到全美饿大学和科研机构,NSFNETHE和ARPANET就是美国乃至世界Internet的基础。

当美国在发展NSFNET的时候,其他一些国家、打趣和科研机构也在建设自己的广域网络,这些网络都是和NSFNET兼容的,它们最终构成Internet在各地的基础。20世纪90年代以来,这些网络逐渐连接到Internet 上,从而构成了今天的世界范围内互连网络。

在我国,1994年中国科学技术网CSTNET首次实现和Internet直接连接,同时建立了我国最高域名.服务器,标志着我国正式接入Internet。接着,相继又建立了中国教育科研网(Cerent)计算机互联网(ChinaNet)和中国金桥网(Genet),从此中国用户日益熟悉并使用Internet。

阿帕(ARPA)网的产生

互联网发展到今天,已成为现代生活不可分割的一部分。为了加深读者对互联网的认识,本报特约互联网撰稿人万赟先生,在认真考究的基础上,为本报撰写了一批介绍互联网的发展历史及对互联网的发展产生重要影响的历史人物的文章,以飨读者。

有一个流传甚广的说法是,互联网的前身——阿帕网是美国国防部为抵御前苏联的核打击而建造的通讯网络。事实并非如此。

从时间上看,阿帕网的产生正好是美苏冷战的关键时期。1957年前苏联第一颗人造卫星(Sputnik)发射成功后,美国政府为了迎头赶上,立即作出两个回应,即创建美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)和国防部高级研究规划署(Advanced Research Projects Agency,ARPA)。前者是为了发展航空技术与前苏联直接竞争,后者是为了研究万一遭受苏联核打击的应急技术准备。而阿帕网就是国防部高级研究规划署支持的一个项目。

当然,阿帕网的产生并非一蹴而就。在这一过程中,有三个对阿帕网的产生有铺垫性贡献的重要人物值得一提。他们一个是颇有建树的心理学教授,一个是推销员出身的国防部长,还有一个是军人出身的美国总统。可以说没有他们就没有高级研究规划署,当然在某种意义上讲也就没有阿帕网。他们对阿帕网的影响也让我们看到了美国科技政策的实施过程和政府对科技开发的前瞻性思路。

这位军人出身的美国总统,就是二战期间指挥诺曼底登陆,后来成为美国第34任总统的艾森豪维尔。他非常重视科学家的建议,并且如果有可能,他也总是让他的科学顾问给他提供决策意见。由于艾氏对军方的不信任,所以当他考虑挑选国防部长时,他提拔了一个跟军方毫不相干的商界人才来坐这个位置,这就是前面所提到的推销员出身的国防部长、宝洁公司当时的总裁内尔·麦克罗伊。

麦克罗伊在宝洁工作的最大收获,是他发现宝洁的研发部门对其研究人员的研究兴趣从不干涉,他们可以随心所欲地研究他们感兴趣的东西。而这种不干涉政策却大大提高了整体研究效率和创新水平,从而使宝洁公司在产品研发方面相对于其它公司一直处于遥遥领先的地位。麦克罗伊就任后通过调查发现军方在研发方面各自为政的情况很严重,许多项目在不同的军种单位被重复立项,导致研究经费浪费严重,而有价值的跨军种的研究项目没有得到很好的重视,于是他给国会打了一个报告,要求划拨经费建立一个由国防部直接领导的研发组织,负责前瞻性的科研项目的开发,从而与前苏联抗衡,这就是国防部高级研究规划署。该署于1958年正式成立,这时距离前苏联的第一颗人造卫星发射成功仅一年。美国政府科技政策的调整能力和国会对他国科技挑战的迅速反应能力及计划实施效率由此可见一斑。

麦克罗伊把宝洁公司的传统也移植到规划署里来,科研人员基本上可以随心所欲地研究他们认为有价值的项目。同时规划署频频与各大科研院校展开合作,资助的项目五花八门。这就为以后麻省理工学院那位心理学教授的计算机人机共生研究事业,以及阿帕网的立项创造了一个宽松有利的萌发环境。

约瑟夫·立克里德在被规划署聘任为信息处理技术办公室主任之前,是麻省理工学院林肯实验室的主任,也是该实验室的创办人。他是个颇富传奇色彩的人物。他从心理学背景出发,很快发现并定位了计算机的发展方向应该是最大限度地对人类行为提供决策支持。计算机发展的最终目标是完全取代人在各个层面的重复性工作,从而把人类彻底解放出来,仅仅作决策。要达到他构想的这个最终目标,一个大前提,就是要消除当时的“巴别塔”现象,即每个型号的计算机都各有一套自己独特的控制语言以及计算机文件的组织方式,而这些结构的差异使任何两台不同型号的机器之间无法展开合作。

立克里德组织了一个由当时计算机专家组成的,称为“星际网络”的专业人士社团。通过这个社团网络,先进的计算机思想得以传播、批判和实践。立克里德最具划时代意义的构想,就是通过这个星际网络社团传播出去的。他提出:“或许只有在很少的场合(我们才需要)让所有的或绝大部分计算机能够在一个集成网络里相互合作,但即便如此,在我看来,开发集成网络操作功能也是很重要的。”

这就是阿帕网的产生以及后来的互联网雏形的最初设想。在立克里德卸任之后,他的接班人——罗伯特·泰勒同其他互联网的众多先驱一起具体实施了阿帕网。

分组交换的思想

众所周知,互联网上数据的基本传输方式是分组交换(Packet Switching)。简单地说,分组交换就是计算机将要传输的数据分割成一个个标准大小的数据包,然后给每个数据包加上发送地址等传送信息发送出去。在传输过程中,这些数据包被装载到帧(Frame)上,然后从一个路由器被传送到另一个,直至到达目的地为止。

很多关于互联网的书和文章充分肯定了分组交换思想的重要性和独创性。因为在此之前,信息的电子传输主要是以脉冲信号为主。阿帕网(ARPA)的设计需要第一次使大规模的实验分组交换分布式网络成为可能。事实上,最初阿帕网能够吸引众多科学家和企业界重视,很重要的原因就是想看一看这种想法是否具有可操作性。后来的事实证明了分组交换分布式网络完全可以高效率地传输信息。

学术界公认分组交换技术是英国人多纳德·戴维斯和美国人保罗·巴兰在20世纪60年代早期分别独立发明的。值得一提的是,他们两个人都不是通讯领域的专家。戴维斯发明分组交换技术的动机是希望增加人机互动性。他在研究分时系统过程中发现信道资源有很大的浪费,他想应该有一个办法可以将整个信道充分利用起来。于是他尝试将用户的传输信息分割成标准大小的信息片,然后通过网络共同传输,每个用户不再单独占用信道。他给这种传输方式命名为“分组交换”。巴兰则从另一个角度出发,他当时主要是研究如果前苏联对美国进行核打击,美国的通讯系统如何自存活。最初,他认为冗余性网络是自存活通讯的最关键技术。换句话说,如何使一个节点与多个节点连接,从而使任何两点之间的通讯可以有多种路径,是通讯网络是否能够自存活的关键。可是,当他在整理自己的这一思想并撰写著作的过程中发现,其实最关键的技术还不是冗余性网络,而是将信息分割开来发散到网络中。这样,即便部分信息被拦截,其他信息还有可能一次到达,而被拦截的信息可以重发,这样整体效率就能得到提高,同时信息的保密性也得到加强。他称这一技术所支持的网络为“分布式自适应消息块网络”。显然这个名字没有“分组交换”来得简洁,有点儿拗口,所以最终被以“分组交换”的名字使用开来了。现在看来,最终的“分组交换”的思想对互联网的成熟发展具有很重要的历史性意义,但它是不是具有独创性的呢?

分组交换的思想从通讯领域来看,当然具有独创性,因为它标志着一种彻底不同的通信方式。但如果从整个人类社会自产业革命以来的技术革新看,它并不独特,因为它和网络分层技术一样,都是现代工业发展在通讯领域对标准化和高效率分工的必然要求。有趣的是,分组交换的思想在刚刚被提出时遭到当时通信领域很多权威专家的质疑,很多人认为这根本不可能被实现。正像当年福特的大规模生产模式最早在美国推出时,也遭到了当时在欧洲的汽车制造业的权威人士的质疑一样。福特在筹建他的第一个汽车组装工厂时,主流的汽车生产模式依然是欧洲的手工作坊。这种生产方式不可能满足大众需求。福特开创性地发明了流水线生产方式。他把整个汽车的零件标准化,并将尽量多的标准化部件集成为一体,这样一来,整个车的复杂性降低,质量的可控程度提高,更重要的是,标准化的零部件使流水线组装成为可能。仔细对比一下,我们就会发现,福特车生

产方式的标准化与分组交换中信息(数据包)传递方式的标准化有着共同的思路,就是通过流程标准化的方式来提高生产或传输效率。

“期货交易”这一发明可以看做是经济领域里的分组交换,因为它将原来需要买家和卖家一对一进行交易的农产品的质量和数量都标准化,并且设立了一个中介组织(交易所)来统一安排交易。这样,使对货物有不同数量和质量需求的买卖双方不必非要等到找到合适的另一方时才能进行交易。相同质量的产品可以统筹交易,在一起统一运输,因而可以充分利用运输空间,如此种种优势,使大规模交易成为可能。

除了以上讲的类似性以外,分组交换、汽车的大规模生产和期货交易还有一个共同特点,就是与传统解决方案相比它们更能够满足大量用户的需求,并且,只有在这个前提下,它们所带来的收益才可以超过操作成本。所以从这个角度讲,这些创新其实都是市场在不断扩张过程中,要求对其运作信息载体进行技术更新的历史必然趋势。

互联网与世界上第一个计算机网络ARPANET

今天,以因特网为核心的信息高速公路正以雷霆万钧之势向地球上的每一个角落迅速延伸,抚今追昔。回顾世界上第一个计算机网络ARPANET,又会让我们生出几多感慨、几多启示?

一、谬言网络

计算机网络的历史可以一直追溯到三十年前的美国。1968年仲夏,在马萨诸塞州坎布里奇市一家名为BBN 的小公司,老板交给计算机专家西弗罗·奥恩斯坦因美国国防部高级研究规划局(简称ARPA)送来的一份招标书,招标项目是要建立一个将不同地点的计算机联机并交换数据和文件的网络系统。在当时,这样的网络系统从无先例,所以奥恩斯坦因的老板想知道自己的公司能否承接这个项目。

奥恩斯坦因将文件带回家中通宵研究,一两天后,他胸有成竹地把文件又放回到老板的桌上。“如果你有意投标,我想我们能够承接”他说:“但我看不出要这东西有什么用。”

在现代史上,恐怕再没有比这更为荒谬的技术预言了,后来奥恩斯坦因本人也为此自嘲不已。当时尽管他持有保留意见,BBN公司还是参加投标,并且获得了建立高级研究规划局网络的合同——这是一个简陋的用四台计算机进行的试验,当时谁也没有想到它会演变为今天遍布世界、用途广泛的因特网。

也许没有高级研究规划局的资金,因特网也会一样问世,因为这样一个网络系统的用途太显而易见了。无数科学家,当时正在开发类似技术。参与ARPANET开发的一些研究人员认为,历史终将证明,他们的努力与发展原子弹的曼哈顿计划一样举足轻重。

二、失之交臂

实际上,为计算机网络提供第一笔种子资金的,不是高级研究规划局,而是美国空军。

那还是60年代,在加利福尼亚州的兰德公司,研究员保罗·巴伦使用美国空军提供的综合研究资金,研究了使战略军事通信系统更加稳固的方法。

巴伦特别关心,在全面战争爆发时,如何保证全国指挥机关能够下令进行报复性核打击。当时,美苏两个超级大国的核武库都似乎很容易被对方的首次核打击彻底摧毁。结果形成了一种千钧系于一发的极不稳定的平衡。

巴伦认为,如果双方领袖人物确信自己在任何情况下都能发动反击,他们贸然投入核大战的可能性会小一些。他提出的解决方法是建立一种极其稳固的发散式网络通信系统。这种如同蜘蛛网似的设计将保证信息顺畅传递,即使部分通信线路受损也无关紧要。

于是,巴伦写出洋洋十一卷的报告,解释了他设想的通信系统的技术细节。随后,兰德公司正式建议美国空军建立巴伦式通信系统。

问题在于,当时负责美军各军种远距离通信的机构是新成立的国防通信局。巴伦和一些高层国防部官员认为,国防通信局不具备完成这个项目的技术实力,所以项目暂时被取消,留待一个实力雄厚的机构接手。

美国空军或许失去了创造计算机历史的大好机会,但巴伦认为当初决定正确。他说:“如果项目草率上马,最后搞砸了,那将很难再重新开始。”

二、网络问世

1966年,国防部高级研究规划局对巴伦式通信系统产生浓厚兴趣,决定建立一个联接各研究中心的试验性计算机网络ARPANET。那时的当务之急是寻找一名堪当大任的项目主管。为此,高级研究规划局四处寻访,终于找到了兰利·罗伯兹。罗伯兹是马萨诸塞技术研究所林肯实验室的一位治学严谨的科学家,有着丰富的计算机工作经验,因为正是罗伯兹有力的领导和管理才使项目大功告成。

1969年1月,BBN公司赢得合同兴建ARPANET的合同,这成为未来因特网的第一块奠基石。BBN公司开业时只是个音响效果设计公司。它兴建ARPANET的成功实在出人意料。当年9月,BBN公司在加利福尼亚大学洛杉矶分校一个受高级研究规划局资助的研究中心安装了首台接口信息处理机。到年底,另外三个该局的研究中心也安装了接口信息处理机:斯坦福研究所、加州大学圣巴巴拉分校和犹他大学。1969年11月21日,洛杉矶分校的计算机与斯坦福研究所的计算机联网成功,ARPANET终于问世,尽管一开始这与一个局域网相差无几,而且在场的网络先驱们谁也没有意识到这一成功的历史意义。

三、成功历程

ARPANET成功并非一日之功。对一些学究气十足的人来说,分享计算机资源的想法毫无吸引力。BBN公司的一位专家回忆:“对某一网址上的大多数人来说,计算机网络要么无关紧要,要么甚至与他们的自身利益和愿望相对立。”

在ARPANET早期,最经常的使用者是因调动工作而搬往另一研究中心的科学家,他们上网主要目的是为了使用原单位的特定软件。到1971年,ARPANET由十五个节点组成。科学家们开始使用系统进入数据库和彼此交流信息,而不是进入别人的计算机程序。

甚至电子邮件也不是网络最初设计时提供的一项服务。这是网络使用中的创造,是一个附加功能,直到1970年左右才开始出现。一旦研究人员意识到使用网络通信、共享信息资源的力量,协作性软件的使用很快被人遗忘。

1972年,ARPANET初次亮相,向国际计算机通信大会作了精彩演示。为此,ARPANET名声大噪,平均每二十天便有一台新的计算机上网。

四、功不可没

在网络开通初期,军方的影响微乎其微。70年代初,军方逐渐介入ARPANET。到1975年,与军方有关的网上通信数量变得十分庞大,高级研究规划局也开始试验ARPANET基本的信息包转接技术在军事上的新用途。这些试验对互联网络概念的形成有直接影响--互联网络将是一个巨大的由区域网络相互联接而成的开放性体系,而不是一个单独封闭的系统。

信息包无线电就是其中一个试验,这是高级研究规划局官员罗伯特·坎恩提出来的。如果试验成功,这技术将在各军种内得到广泛应用。特别是在陆军,使用这个技术,坦克、军辆内的移动计算机将能轻而易举地把所有步兵师联接在一起。

70年代中期,信息包无线电系统的原型在军事演习中大获成功:将该技术应用于在跑道上待命的空运部队,当空运能力突然发生变化时,部队可以通过一台中心计算机,自动修改登机计划。如今,这已经成了计算机网络的最基本的功能,但在当时却是革命性的突破。

尽管信息包无线电和信息包卫星系统从未投入实用,有关试验却促使坎恩产生新的想法:如果将包括ARPANET在内的各个信息包网络联接在一起会怎么样? 坎恩发现,这将产生一种强大的信息工具。

五、光荣引退

要把这种设想变为现实,需要一个灵活的翻译者,将彼此分离使用不同语言的网络联在一起。这就是被称作“计算机协议”的软件。

计算机协议将协调许多不同计算机之间的信息传递,它得发现中继错误,整理网址,完成所有的电子“邮递”任务。坎恩与同事温顿·瑟夫制定出一个“传递控制协议”,1974年,发表在一个技术期刊上,向全世界推出了网络相互联接、实现网络化的概念。

到80年代初,ARPANET迅速扩大,所有上网计算机必须能够使用互联协议,这为今天的互联网络打下了基础。1984年国防部将ARPANET一分为二:网络中的军用部分被分离出来建立了新的MILNET(军事网),网络的剩余部分继续为其他使用者服务。

不久,ARPANET的民用部分遇到了强有力的竞争。1984年,美国国家科学基金会建立了NSFNET(国家科学基金会网络),作为超级计算机研究中心之间的高速计算机网络“骨干”。NSFNET很快扩展升级,到80年代末,NSFNET的用户数量大大超过ARPANET,ARPANET逐渐过时。1990年6月1日,它终于被正式“拆除”,结束了二十一年的光荣历史。

1991年,国家科学基金会决定允许网络用干商业用途,这大大增加了网络的潜在用户。1992年日内瓦核研究中心的物理学家蒂姆·伯纳斯·李开发出一种编组和联接INTERNET(因特网)信息的方法,为随后很快被称作万维网(简称www)的信息查询工具打下了基础。

无论怎样ARPANET在技术和社会进步方面都留下了宝贵遗产。第一个网上团体“交谈小组”,就是在ARPANET上由一帮科幻小说迷所发起的。与此同时。开发ARPANET也为美国培养了一批世界上最优秀的计算机精英。

瑟夫指出:“毫无疑问,是高级研究规划局在ARPANET上的投资使信息包转接技术成为现实……导致了以后各种新的计算机通信技术的大爆炸”。

从ARPANET到因特网的故事

到了1980年,ARPANET已经互联了100多个结点,以太网技术也得到了广泛使用。ARPANET这样的广域网可以把不同城市的计算机互联起来,而像以太网这样的局域网可以把一个办公室或者一栋楼里的计算机互联起来。但奇怪的是,处于中间层次的网络却没有。比如,一个大学可能有好多楼房,分布在方圆几公里的地方,这就需要一个校园网。一个企业可能有好几个办公室和工厂,分布在一个城市的不同地方,这就需要一个城域网。这些网络如果采用ARPANET技术可能太浪费,采用以太网技术距离又太远。

斯坦福大学就面临这个问题。当时,斯坦福大学已经有了5000多台电脑,分布在15平方英里的校园内的各个大楼里。这些电脑在大楼内部已经用局域网联起来了,但是大楼之间的电脑却无法通信,形成了很多局域网的孤岛。

对斯坦福大学计算机系的电脑设备主管伦·波沙克(Len Bosack)来说,这是一个头痛的问题。学生们一直在向他抱怨,他们需要在多个地方工作,这些电脑互相不通对同学们很不方便。

斯坦福大学已经意识到了这个问题,并已经开始构建一个“斯坦福大学网”。但这个项目尽管花了很多钱,还没有什么实际效果。

波沙克等不及了,决定自己干。他联合了他的妻子桑蒂·勒纳尔(Sandy Lerner),她是商学院的电脑设备主管,以及另外两个部门的电脑设备主管,开始偷偷地构造校园网。好在他们用不着做很多研究开发,技术都是现成的。唯一特殊的是一些接口电路,让这些众多种类的局域网能够联接起来互相通信。而这些接口电路,斯坦福的老师和学生也很快发明了。波沙克他们要做的事是要把这些零散的技术集成起来,实际地应用到斯坦福大学的校园网中。当时,世界上还没有这样的产品可买,也没有其它兄弟院校的成功经验可以参考。

伦·波沙克(Len Bosack)和他的妻子桑蒂·勒纳尔(Sandy Lerner)由于是偷偷干的,他们既没有经费也没有人员。除了学生和志愿者帮忙,有很多事情都是波沙克和勒纳尔亲自干的,包括利用废弃了的下水道拉通信线路。

三年以后,这个偷偷干的“重复建设”成功了!斯坦福的师生们纷纷转来使用这个“地下网络”,于是校方把它正式命名为“斯坦福大学网”。不久,这个网络迅速增长到互联100多个局域网,几千台电脑。

其他大学听到这个消息后纷纷向波沙克联系,要求购买这个校园网技术。波沙克向校方申请,许可他们为其他院校生产校园网,但斯坦福大学一反通常的开明,拒绝了他们的请求。同时,斯坦福大学本身也不愿意成立一个实体来做这件事,因为大学不是做生意的地方。

波沙克和勒纳尔在无奈之中,决心不让自己多年的创造就这样无声无息地消失。于是他们在1984年注册了一家公司,自己干。他们没有钱租办公室,就把公司办到自己三居室的家里。一间卧室用作实验室,另一间卧室是办公室,起居室则是生产测试车间。

大概由于公司是在旧金山(又名圣弗兰西斯科 San Francisco)注的册,桑蒂·勒纳尔把公司命名为Cisco,就是今天在中国叫作“思科”的著名网络公司。公司的商标也是勒纳尔自己设计的,是旧金山金门大桥的一个艺术加工。

加上波沙克和勒纳尔,思科公司只有五名员工。他们在波沙克和勒纳尔的家里工作,每周要干100小时以上。每个人都没有薪水,一干就是三年。为了要糊口,他们在白天不得不去做一些技术咨询工作。但是,他们大部分时间都在开发一个名叫“思科路由器”的核心产品。经费实在周转不开的时候,他们只好用自己的信用卡。

思科公司实际上不需要发明新技术,而是要把现有技术集成为一个质优价廉的产品。他们采用的技术路线是专用系统,即不是用一个通用计算机来实现路由器,而是把路由器的功能用一个价格低廉的专用系统来实现。

思科公司也没有钱做广告。他们的市场渠道主要是个人之间的口头宣传和电子邮件。但是,由于市场上急需思科路由器一类产品,他们的订单迅速增加。到了1986年11月,公司的销售收入已经达到了每月25万美元。

思科公司不是不想吸引风险投资来加速产品开发和扩大市场。他们不断与风险投资商洽谈,但开始洽谈的75个风险投资商都拒绝为他们投资。直到1987年12月,红杉树投资公司才给他们投入了200万美元,换取思科公司三分之一的股权。到了1988年底,思科的年销售收入达到了2700万美元。今天,思科已成长为世界上最大的网络公司,市值上千亿美元。

1966年10月,罗伯特·康恩(Robert Kahn)暂时离开了麻省理工学院的教师职位,去BBN公司做网络通信方面的研究工作。由于在通信方面有很强的理论背景,他很快参加了BBN公司的ARPANET工作。尽管要到两年后BBN公司才正式签约参加ARPANET项目,但公司早就开始做这方面的预研工作了。后来,康恩参加了BBN 公司为ARPANET研制IMP的项目。

1970年初,ARPANET的头两个结点成功地安装到了洛杉矶加州大学和斯坦福研究所,并成功地完成了初步的实验。康恩和另一个BBN的同事一起到了洛杉矶,与克莱因洛克教授的研究小组一起对网络进行全面的测试。小组的成员之一是一位叫文森特·舍夫(Vincent Cerf)的研究生。

康恩设计出一系列测试,然后舍夫运行这些测试程序,检查网络的硬件和软件有没有问题。他们测试了各种通信模式和网络负载情况,发现了很多问题,然后交给BBN的工程师去纠正。其中一类问题叫死锁,就像十字路口车辆无序拥塞一样,造成网络速度变得极其慢,甚至网络全面崩溃。

三年以后,康恩到了ARPA去做项目管理,舍夫到了斯坦福大学任教。康恩这时面对了一个新问题。网络已不再只有ARPANET一种了。人们发明了无线网、卫星网,移动网技术,它们都采用分组交换技术,但各自有不同的通信协议。如何让这些网络能够互联起来,互相通信呢?

康恩找到了舍夫。两人经过几个月的研究,发明了一种后来被称为TCP/IP协议的解决方法。这个方法有两个基本要点,后来这种思想在因特网中被广泛使用。第一,网络的通信要分层次,每个层次只实现一种特定的功能。比如,物理层的功能就是把通信内容从同一个物理网的一台电脑传到另一台电脑。IP层的功能是把一个包文从一个物理网传到另一个物理网。但是,IP层并不管包文是否传丢了,也不管从什么途径传输。这些工作由TCP层来完成。比如,TCP层保证了,每一个包收到后都应该发一个回执。如果在一定时间内得不到回执,就假定该包文传丢了,于是就重传一次。

第二,每层之间用“信封”方式把上一层的内容封起来,再加上一些本层的信息,叫作包头,用来告诉网络和目的地的电脑如何处理这个信息包。这整个过程有点像邮局传递信件的过程。每封信件就是一个包。信包含的信息本身是内容,信封上的信息(尤其是邮政编码,以及是否快递、航空、挂号等)就是TCP/IP的包头。我们可以假设一个邮政编码所辖地区是一个物理网。邮局收到信后,并不看内容,而是根据信封的信息负责把信件送到邮政编码指定的邮局,并做出是用飞机、火车、汽车或是轮船的方式从何条路线传递信件的决定。一旦到了指定目的地邮局,工作人员再根据物理地址将邮件送到收信人手中。在这个过程中,邮政编码有点像IP 地址,而是否航空或挂号则像TCP层的信息。

这些物理网络内部可能采用不同的通信方式(又叫协议),但是,它们之间的通信方式都采用TCP/IP。这些协议之间的翻译和转换则由路由器来完成。

1974年5月,康恩和舍夫的论文在《IEEE通信技术汇刊》杂志上发表。于是,TCP/IP协议正式诞生了。它可以把很多计算机网络互联起来组成一个大的网络之网。这也就是因特网(Internet)的本意。到了1983年,ARPANET与美国国防部的另一个网络“国防数据网”开始使用TCP/IP协议。有人把这个时间认为是因特网的真正诞生年代,因为我们今天所说的因特网,是指使用TCP/IP协议(或至少是IP协议)的网络之网。二十多年后,TCP/IP协议不仅在因特网,也在电信网中普及。人们把它使用到各种领域。

中科院计算所门外有个卖香烟的小贩。1999年以前,人们听到她的叫卖声是:“要不要香烟?”2000年以后,她的叫卖声变了:“要不要香烟?要不要IP卡?”她说的IP卡,就是使用TCP/IP协议通过因特网打电话的付费卡。

以太网、TCP/IP协议和路由器的发明和使用,大大加速了因特网的普及。1974年,因特网的前身ARPANET 上还只有几十个结点。到了1986,结点数增长到了5000个,1989年增长到了10万个。到了1992年,因特网上已经有了超过100万个结点。

天津市工程机械产业发展三年行动方案(2018-2020年)

天津市工程机械产业发展 三年行动方案(2018-2020年) 工程机械产业作为制造业的一支,是国民经济发展的重要源泉,同时也是衡量一个国家或地区工业是否发达的重要标志之一。天津作为我国最早从事履带式推土机和国内第一台P1-90平地机生产的地区,工程机械产业资源较为集中、品牌知名度较高、优势特色较为突出。为深入落实《中国制造2025》部署,加快推动天津市工程机械产业发展,提高我市工程机械产业竞争力,特制定本行动方案,期限为2018-2020年。 一、发展现状 “十二五”初期,我国固定资产投资规模快速增长,工程机械产品市场需求旺盛,行业规模依然保持快速扩张。但“十二五”中后期,宏观经济增速明显放缓,社会固定资产增速持续下滑,工程机械市场需求陷入低迷,多数产品出现周期性、结构性产能过剩,行业销售收入开始出现下滑,占工业销售总收入的比重逐步回落。2015年,工程机械行业实现产品销售收入5253.18 亿元,同比下降8.08%,占工业销售收入的比重降至0.48%。同时,由于产品价格持续下跌、经营效益大幅下滑,企业生产动力也明显减弱。为了缓解经营压力,制造企业坚持以销定产,并有计划地停产、减产,导致主要产品产量持续下滑。全年,挖掘机、装载

机、压实机械、水泥专用设备产量同比分别下降23.4%、28.14%、22.39%和13.28%,降幅较上年同期分别扩大9.58、14.86、36.31和12.61 个百分点;电动叉车产量在年底扭转了持续负增长的局面,全年增长6.3%。进入2016 年后,在政府财政和信贷的双重刺激下,实体经济需求有好转迹象,同时,工程机械周期领域也叠加了部分前期补库存的需求,市场预期有所好转,大部分机种销量同比明显回升。 2017年,工程机械需求大幅回暖的背景下,企业盈利明显改善。我市拥有多家工程机械企业,其中平地机、推土机是我市工程机械重点产品,年销售量在行业内排名前三,并且我国第一台推土机和国内第一台P1-90平地机都是在我市诞生。从技术层面看,我市工业基础雄厚,众多国内首台工程机械由我市制造,现阶段工程机械企业努力加强产品技术提升和技术改造,优化产业链布局,为后市场发展夯实基础。我市工程机械行业在大型平地机关键技术、装载机节能技术的研发方面已经取得重大进展。从产业链层面看,我市工程机械产业还未形成上下延伸、专业化水平高、规模效应明显的产业链,相关配套件企业的规模还有待加强。同时我市地理环境优越,有便捷的海陆空运输条件,是人才和信息集中基地。工程机械企业以滨海新区为中心的环渤海经济圈为依托,为工厂今后的持续发展提供了更广阔的空间。2017年,我市主要主机企业和配套件企业实现工业总产值172亿元。

HTML的历史和发展趋势

HTML的过去未来 HTML的过去 一、 HTML的简介 1、HTML的概念和功能 1)HTML的概念 HTML是Hypertext Markup Language(超文本标记语言)的缩写,是一种基于SGML(标准通用标记语言)的标记语言,是Web用于编辑网页的主要工具。在网上,如果要向全球范围内出版和发布信息,需要有一种能够被广泛理解的语言,即所有的计算机都能够理解的一种用于出版的“母语”。WWW(World Wide Web)所使用的出版语言就是HTML语言。 2)HTML的功能: ⑴出版在线的文档,其中包含了标题、文本、表格、列表以及照片等内容。 ⑵通过超链接检索在线的信息。 ⑶为获取远程服务而设计表单,可用于检索信息、定购产品等。 ⑷在文档中直接包含电子表格、视频剪辑、声音剪辑以及其他的一些应用。 2、历次版本 HTML 1.0——在1993年6月作为互联网工程工作小组(IETF)工作草案发布(并非标准); HTML 2.0——1995年11月作为RFC 1866发布,在RFC 2854于2000年6月发布之后被宣布已经过时; HTML 3.2——1996年1月14日,W3C推荐标准; HTML 4.0——1997年12月18日,W3C推荐标准; HTML 4.01——1999年12月24日,是在HTML4.0基础上的微小改进,W3C推荐标准; HTML 5 的第一份正式草案已于2008年1月22日公布,仍继续完善。 二、各个版本的功能简介 1、HTML 1.0和2.0 HTML自从1989年首次应用于网页编辑后,便迅速崛起成为网页编辑主流语言。目前几乎所有的网页都是由HTML或者以其他程序语言嵌套在HTML中编写的。1993年HTML发布以后,众多的不同版本HTML陆续在全球使用,始终未能形成

语言学发展史[1]

语言学作为一门独立的学科(即为语言本身的目的而研究语言)起始于19世纪上半叶,是随着历史比较语言学的出现而诞生的.在一个多世纪里,语言学的发展,概括起来说,经历了四个主要阶段,可分别以语言研究中先后占据重要地位的历史比较语言学派,结构主义语言学派,转换生成语法学派和功能主义语言 学派的四大学术思潮为其标志. 1历史比较语言学 历史比较语言学指的是采用历史比较的方法对语言之间的系统对应现象进行解释,从而揭示语言的历史渊源,语言的演变规律及其亲缘关系. 历史比较语言学的工作最初是由在东印度公司任职的英国学者琼斯(W.Jones)开始的.琼斯在1786年首先提出了梵语同欧洲古希腊语,拉丁语有着共同的来源这一观点,但他并没能找出它们之间的语音对应 规律.因此,他的研究还不能算是真正的历史比较语言学. 一般认为,历史比较语言学的奠基人是19世纪丹麦的拉斯克(R.Rash),德国的葆朴(F.Bopp)和格林 (J.Grimm).这三位历史比较语言学的先驱广泛地调查了一大批诸如梵语,希腊语,拉丁语,冰岛语,立陶 宛语,峨特语等古代和现代语言,对它们的词形作了系统的比较,找出了其中的语音对应规律;由此确定 了它们之间的亲缘关系. 另一位影响较大的历史比较语言学家是德国的施来赫尔(A.Schleicher).他在前人研究的基础上致力于古印欧语的重建工作,并提出了所谓谱系树理论(Family Tree Theory).该理论认为,一个语系就好像一棵树,亲语是树干,子语是树枝,构成一个谱系树.谱系树理论的提出是历史比较语言学的一大进展.一个语系从假设的原始母语逐步演变到各种语言的历史过程一目了然地展现了出来. 19世纪下半叶出现了以保罗(H.Paul)等人为代表的新语法学派(Neogrammarians),该学派的出现将历史比较语言学的研究又推进了一大步.新语法学派认为,历史比较语言学不应该只是对语言变化做单纯的 描写,而应该联系语言的使用者探讨语言变化的本质.他们把语言变化的规律归纳为两条极其重要的原则:一是语音规则无例外论,二是类比原则. 随着科学的发展和语言研究的不断深入,历史比较语言学的一些局限性,如孤立地研究语言单位而忽视 了语言的体系性,强调对语言现象的历史比较而忽视了语言的整体性等,便明显地暴露出来了.到了20世纪初,语言的研究,在理论和方法上,都酝酿着一场重大的变革. 2 结构主义语言学 1911年是语言学发展史上比较重要的一年.这一年的6月和7月间,早年曾从事过印欧语言历史比较研究的瑞士语言学家索绪尔(F.de Saussure)在日内瓦大学系统地传授了他本人语言学理论中的精华部分——静态语言学(Static Linguistics).1916年,也就是在索绪尔去世三年后,他的学生巴利(Charles Bally)和薛施蔼(Albert Sechehaye)根据讲稿和听课笔记整理出版了《普通语言学教程》(Course in General Linguistics)一书.这部著作自出版以来,流传之广,影响之深,在语言学史上是罕见的.美国语言学家霍凯(C.Hockett,1965)曾把《普通语言学教程》称誉为现代语言学史上的四项重大突破之一.该书中提出的一系列理论突破了历史比较语言学的局限性,开创了语言学中结构主义语言学的新纪元. 索绪尔语言理论的主要特点是把语言看成是由语言各个成分之间的关系组成的结构系统.换句话说,索 绪尔认为,语言是一个大系统,其中有词汇,语法,语音三个小系统;而这三个小系统各自又有许许多多彼此有联系的成分.另外,索绪尔对语言的研究与历史比较语言学不同之处还体现在他的三个二分法之中,即语言和言语,聚合关系和组合关系,共时研究和历时研究等的区分. 在索绪尔学说的直接或间接影响下,语言研究中出现了许多不同的结构主义学派,如布拉格学派,哥本哈根学派,美国描写语言学派等.各结构主义学派在语言研究中虽侧重的方面有所不同,但是他们都是采用共时的研究方法,对语言系统本身的结构成分及其相互关系从不同方面进行描写. 在众多的结构主义派别中,影响最大的是美国描写语言学派.该学派由美国人类学家鲍阿斯(F.Boas)所 始创,但最有影响的人物当推布龙菲尔德(L.Bloomfield).1933年布龙菲尔德出版了《语言论》(Language)一书,对这一学派的理论和方法做了规范性的描写.他主张语言学的任务就是要客观地,系统地描写可以观察到的语言素材,以此来揭示语言各因素之间的关系.在研究方法上,他们只注重语言形式的分析,而 忽视意义的研究;认为语义不属语言研究的范围.这个学派对语言研究的最大贡献在于探索出了一套相 当严谨的语言描写方法,即以分布和替代为标准对语言单位进行层层切分和归类的描写方法. 3 转换生成语法 1957年,美国麻省理工学院的乔姆斯基(N.Chomsky)出版了《句法结构》(Syntactic Structure)一书,在语言学界引起了一场革命,从而开创了语言研究的转换生成语法时期.虽然在语言研究方法和原则方面,乔姆斯基继承了结构主义的一些特征,例如哈里斯所创造的转换理论,雅柯布逊的语言共性理论,以

纳米科学与技术的发展历史

纳米科学与技术的发展历史 物三李妍 1130060110 纳米科学与技术(简称纳米科技)是80年代后期发展起来的,面向21 世纪的综合交叉性 学科领域,是在纳米尺度上新科学概念和新技术产生的基础.它把介观体系物理、量子力学、混沌物理等为代表的现代科学和以扫描探针显微技术、超微细加工、计算机等为代表的高技术相结合, 在纳米尺度上(0.1nm到10nm之间)研究物质(包括原子、分子)的特性和相互 作用,以及利用原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。 历史背景 对于纳米科技的历史, 可以追溯到30多年前着名物理学家、诺贝尔奖获得者Richard Feynman于美国物理学会年会上的一次富有远见性的报告 . 1959 年他在《低部还有很大 空间》的演讲中提出:物理学的规律不排除用单个原子制造物品的可能。也就是说, 人类 能够用最小的机器制造更小的机器。直至达到分子或原子状态, 最后可以直接按意愿操纵原子并制造产品。他在这篇报告中幻想了在原子和分子水平上操纵和控制物质.他的设想 包括以下几点: (1)如何将大英百科全书的内容记录到一个大头针头部那么大的地方; (2) 计算机微型化; (3)重新排列原子.他提醒到, 人类如果有朝一日能按自己的主观意愿排列原子的话, 世界将会发生什么? (4) 微观世界里的原子.在这种尺度上的原子和在体块材 料中原子的行为表现不同.在原子水平上, 会出现新的相互作用力、新颖的性质以及千奇 百怪的效应. 就物理学家来说, 一个原子一个原子地构建物质并不违背物理学规律.这正 是关于纳米技术最早的构想。20 世纪70 年代, 科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想。美国康奈尔大学Granqvist 和Buhrman 利用气相凝集的手段制备出纳米颗粒, 提出了纳米晶体材料的概念, 成为纳米材料的创始者。之后, 麻省理工学院教授德雷克斯勒积极提倡纳米科技的研究并成立了纳米科技研究小组。纳米科技的迅速发展是在20 世纪 80 年代末、90 年代初。1981 年发明了可以直接观察和操纵微观粒子的重要仪器——— 扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM), 为纳米科技的发展起到了积极的促进作用。1984 年德国学者格莱特把粒径6 nm 的金属粉末压成纳米块, 经研究其内部结构, 指出了它界面奇异结构和特异功能。1987 年, 美国实验室用同样的方法制备了纳米TiO2 多晶体。1990 年7月第一届国际纳米科学技术会议与第五届国际扫描隧道显微学会议在美国巴尔

(完整版)单片机发展历史

单片机发展历史 单片机(Microcontrollers)诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。 而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。 当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机主要阶段 早期阶段 SCM即单片微型计算机(Microcontrollers)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。 Micro Controller Unit 中期发展

MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 当前趋势 SoC嵌入式系统(System on Chip)式的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决,因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 单片机早期发展 1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。 1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM 芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器)其中4004(下图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。 1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P 沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。 1973年intel公司研制出8位的微处理器8080;1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。 主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。 1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。

工程机械国外行业新技术及发展趋势

工程机械国外行业新技术及发展趋势(一)系列化、特大型化 系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程,形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时,产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械,是指其装备的发动机额定功率超过 746kW(1000HP)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高,研制与生产周期较长,投资大,市场容量有限,市场竞争主要集中在少数几家公司。以装载机为例,目前仅有马拉松〃勒图尔勒、卡特彼勒和小松一德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。 (二)多用途、超小型化、微型化 为了全方位地满足不同用户的需求,国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时,已进人多用途、超小型化、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展——通过对液压系统的合理设计,使得工作装置能够完成多种作业功能;其次,快速可更换连接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换连接器,能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接,使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面,工作机械通用性的提高,可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能,能完成更多的工作;另一方面,为了尽可能地用机器作业替代人力劳动,提高生产效率,适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求,小型及微型工程机械有了用武之地,并得到了较快的发展。为占领这一市场,各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有:Komatsu、Case、Textron等公司。Caterpillar公司也成了国际微型工程机械的带头人,涉及的产品主要有:挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等,其中最小的挖掘机斗宽为200mm,车宽小于1m。 (三)多功能化 多功能化作业装置改变了单一作业功能,多种作业已从中、大型工程机械应用的局限中解脱出来,在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterpillar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的IT62G就具有快速连接装置,驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作:如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。

功能主义的发生历史与发展趋势

功能主义的发生历史与发展趋势 内容概要:20世纪20年代。以包豪斯为基地形成了以功能主义为基本特征的现代主义设计,功能主义是在设计艺术史的发展中形成的,在新的时代发展趋势下,功能主义设计也应随映时代潮流作出相应的变化,达到与人们的生活要求的需求的平衡。 关键词:功能主义包豪斯发生发展 一功能主义是什么 20世纪20年代,现代设计领域的一个重要派别--现代主义设计最终形成。现代主义是主张设计要适应现代大工业生产和生活需要,以讲求设计功能、技术和经济效益为特征的学派。其最为重要的理念便是功能主义。功能主义就是要在设计中注重产品的功能性与实用性,即任何设计都必须保障产品功能及其用途的充分体现,其次才是产品的审美感觉。简而言之,功能主义就是功能至上。 正如爱因斯坦所说:“我们时代的特征便是工具的完善与目标的混乱。”20世纪世界设计艺术的发展史有一个突出的现象便是形形色色、风格各异的新流派层出不穷,纵观这一时期的历史,于我们今天依然存在并起较大作用的只剩下以功能主义为基本特征的现代主义设计。它已经成为近一个世纪以来世界设计发展的基本格局和模式。 二功能主义的发生 与其他历史现象的出现一样,功能主义的发生也有着其深远的历史。 由于功能主义是建立在大机器生产的基础上的,因此工业革命必然的成为功能主义的前提。19世纪,蒸汽机的出现给人类带来了现代文明的大工业革命,这便是功能主义出现的最基础的物质前提。由于机器的精确化使设计与生产相分离,设计与手工艺生产之间的区别迅速拉大。机械化的生产使得“传统的由艺术家和工匠完成的任务面临着被各种机器和新材料取而代之的危险”。1851年,第一届“世界工业博览会”在伦敦的海德公园隆重登场,展览的场所是被称作“水晶宫”的由约瑟夫·帕格斯通(Joseph Paxton)设计的建筑,而帕格斯通本身是作为工程师而非建筑师。在这次博览会上一系列由于工业革命带动的新的发明如蒸汽机、引擎、汽锤、车床甚至包括由预制的金属肋拱和薄片玻璃及建成的“水晶宫”都引起了人民对工业革命成果的极大兴趣。由于前面提到的大工业革命引发的“危险”,也由于大机械化的生产在一定的程度上剥夺了人的创造性,在如何“化解”这场“危险”的方法选择上,出现了两种截然不同的观点。一种是以约翰·拉斯金(John Ruskin)和威廉·莫里斯(Willian Morris)为代表的与机器公然为敌的观点,他们认为只有恢复传统手工作坊式的个人劳动才能将人从机器中解脱出来。另一种是以高弗雷·散帕尔(Gottfried Semper)为代表的“结合论”的观点,他意识了技术的进步是无可逆转的历史潮流,他在提出手工艺与工业相分离的同时也认为“应该教育培养新型的工匠,让他们学会艺术而理性的方式,理解并且开发利用机器的潜力”。同时,曾参与组织“世界工业博览会”的英国人亨利·科尔(Herry Cloe)也认为只有通过办教育才能解决工业

三角学的发展历史

三角学的发展历史 摘要:三角学是现代中学数学教育内容的重要部分,作为未来的中学教育工作者,了解三角学的发展史,是中学数学教教师应具备的素养。本文从三角学的兴起,希腊学者由于天文学研究的需要确定三角形边与角的精确关系;三角学的发展与改进过程这一部分主要介绍了阿拉伯地区三角学的发展与改进;文艺复兴以后三角学更加完善并且深化。这几部分所涉及的三角学内容与当今中学课程标相关,本文探讨中学的三角学的教育存在的问题并提出解决的方法。 关键词:三角学发展史教育 1.三角学的兴起 1.1古希腊天文学中的三角学 古希腊天文学家们为了做出一份天体运行位置以及日月食的详细记录,需要对天体的距离和角度十分熟悉。他们采用日晷仪指针。一种通过垂直杆的影长显示时间的简单装置,实质上是一种类似计算余切函数的装置。如图1,表示杆的高度,表示它影子的长度, 当太阳与地平线成角时,, 然而发明该指针的古人对余切函数没有研究,只是将其作为时间计时器。但是这种“投影计算”被古代学者得到良好的应用,这可称作三角学比例的先驱。后来,这种简单的方

法被成功的运用于测量地球的大小,以及行星之间的距离。后来希腊人创立了一门知识来预报天体的运行路线和位置以帮助报时,计算日历、航海和研究地理。 1.1.1希帕霍斯和三角学的兴起 三角学的兴起的标志性人物是古希腊天文学家、数学家希帕霍斯。他在爱琴海的罗德岛建造了一座天文台,应用自己发明的仪器进行天文观测。由于天文研究的需要,希帕霍斯对球面上的角度和距离进行计算,制作了一个和现今三角函数表相仿的“弦表”,即在固定的圆内,不同的圆心角所对应的弦长(相当于现在圆心角一半的正弦线的两倍的表)。为了定出数值,他采用了巴比伦人的60进制。对于一定度数的圆弧,可以得到相应弦的长度数。 在希帕霍斯的三角学中,一个基本元素为单位圆中已知弧(或中心角)所对的弦,这里表示弧长,表示对应的弧长,如图2 因为角度和弧度的度量单位是“度”或“分”,为了统一单位希帕霍斯将圆半径的度量单位也转换成“度”或“分”。已知单位圆的周长为,取的六十进制近似值为3;8,30,他 算得近似到最接近整数的半径R的度数为:,则在该圆中任意角的度数(其对应的圆弧长除以圆的半径等于它对应的弧长的度数。

电脑的发展历史及趋势

电脑的发展历史及趋势 教学目标: 了解电脑的发展历史及趋势 重点难点: 电脑的发展历史中牵扯到的一些概念,如晶体管、集成电路。 教学过程: 电脑是20世纪最伟大的发明之一,它的普及和迅速发展对人类传统的生活方式、工作方式、社会经济结构及教育模式产生了及其深刻的影响。利用计算机进行信息处理已经成为现代人的素质中必须具备的组成部分,它与阅读、写作等基本技术一起,已经成为衡量一个文化水平高低的标志之一。 电脑,也称为电子计算机或计算机。自从1946年世界上第一台计算机问世以来,已被广泛地应用于科学计算、工程设计、数据处理等方面。 电脑的发展历史: 1、世界上第一台计算机:1946年2月16日,美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学校物理学家穆奇里和工程师爱开尔特等一批研究人员,经过四年的艰苦努力终于研制出世界上第一台大型数字电子计算机,它的名字叫ENIAC(埃尼阿克)。它用了18000多个电子管,1500多个继电器,每小时消耗电150度,每秒运算5000多次,占地167平方米,重量达30多吨。真是个令人望而生畏的庞然大物。 2、电脑的发展历程: 计算机从20世纪40年代诞生至今,已有50多年了。随着数字科技的革新,计算机差不多每10年就更新换代一次。 第一代:电子管计算机 1946年,世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼克(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。1949年,第一台存储程序计算机——EDSAC在剑桥大学投入运行,ENIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。 电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管,因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。本阶段,计算机软件尚处于初始发展期,符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。 第二代:晶体管计算机 1947年,肖克利、巴丁、布拉顿三人发明的晶体管,比电子管功耗少、体积小、质量轻、工作电压低、工作可靠性好。1954年,贝尔实验室制成了第一

单片机的发展史

单片机发展史 单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用,为使更多的业内人士、学生、爱好者,产品开发人员掌握单片机这门技术,于是产生单片机开发板,比较有名的例如电子人DZR-01A单片机开发板。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。目前,高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。是的 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和,甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机作为微型计算机的一个重要分支,应用面很广,发展很快。自单片机诞生至今,已发展为上百种系列的近千个机种。目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。关键词微型计算机 8位单片机发展趋势一、单片机发展历程 (1)SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。(2)MCU 即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。Philips 公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。(3)单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。二、以8位单片机为起点 (1)第一阶段(1976-1978):单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS – 48为代表。MCS – 48的推出是在工控领域的控索,参与这一控索的公司还有Motorola 、Zilog等,都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代,“单机片”一词即由此而来。 (2)第二阶段(1978-1982)单片机的完善阶段。Intel公司在MCS –48 基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS –51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。②CPU外围功能单元的集中管理模式。 ③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。④指令系统趋于丰富和完善,并且增加了许多突出控制功能的指令。 (3)第三阶段(1982-1990):8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS – 96系列单片机,将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中,体现了单片机的微控制器特征。随着MCS – 51系列的广应用,许多电气厂商竞相使用80C51为内核,将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中,增强了外围电路路功能,强化了智能控制的特征。 (4)第四阶段(1990—):微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。 单片机的发展趋势 (1)CMOS化近年,由于CHMOS技术的进小,大大地促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外,还具有功耗的可控性,使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用CMOS (金属栅氧化物)半导体工艺生产。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快,但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高,又出现了HMOS(高密度、高速度MOS)和CHMOS工艺。CHMOS和HMOS工艺的结合。目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度,传输延迟时间小于2ns,它的综合优势已在于TTL电路。因而,在单片机领域CMOS 正在逐渐取代TTL电路。 (2)低功耗化单片机的功耗已从Ma级,甚至1uA以下;使用电压在3~6V之间,完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低,而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。 (3)低电压化几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。允许使用的电压范围越来越宽,一般在3~6V范围内工作。低电压供电的单片机电源下限已可达1~2V。目前0.8V供电的单片机已经问世。 (4)低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力,使产品能适应恶劣的工作环境,满足电磁兼容性方面更高标准的要求,各单片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。大容量化以往单片机内的ROM为1KB~4KB,RAM为64~128B。但在需要复杂控制的场合,该存储容量是不够的,必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求,须运用新的工艺,使片内存储器大容量化。目前,单片机内ROM最大可达64KB,RAM最大为2KB。(5)高性能化主要是指进一步改进CPU的性能,加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集(RISC)结构和流水线技术,可以大幅度提高运行速度。现指令速度最高者已达100MIPS(Million Instruction Per Seconds,即兆指令每秒),并加强了位处理功能、中断和定时控制功能。这类单片机的运算速度比标准的单片机高出10倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度,就可以用软件模拟其I/O功能,由此引入了虚拟外设的新概念。(6)小容量、低

世界历史整体发展的启示——世界历史发展趋势与21世纪战争与和平预测

2010年第1.期学术论坛(总第228期)ACADEMICFORUM NO.1,2010 (CumulativelyNO.228) 世界历史整体发展的启示——世界历史发展趋势与21世纪战争与和平预测 杨泽喜 [摘要]世界历史发展趋势是整体发展,战争与和平的较量伴随世界历史整体发展进程在演进着。2l世纪共同发展是世界历史进入新阶段各民族国家的必然选择,虽然战争的威胁仍存在,但制约战争的因素在增长,和平秩序终将取代战争秩序,人类社会将进入一个和平稳定的发展期。 [关键词】世界历史;整体发展;战争与和平 [作者简介】杨泽喜,武汉大学历史学院国际关系与中外关系史专业博士研究生,黄石理工学院人文社科部教师,湖北武汉430072 [中图分类号]Kl[文献标识码]A[文章编号]1004—4434(2010)01—0073—05 人类历史发展为世界历史,经历了由初级到高级整体发展的过程。在世界历史整体发展进程中为什么始终伴随战争与和平的较量,战争的实质是什么?大规模战争能否避免?持久和平能否构建?这些问题一直困扰着国际社会。战争与和平问题影响民族国家乃至人类社会发展前景,科学预测2l世纪战争与和平关系人类社会的未来。 一、世界历史整体发展的趋势 人类历史发展为世界历史经历了一个漫长的过程,这个发展过程包括纵向发展和横向发展两个方面。人类历史的纵向发展是指因物质生产方式的演变和由此引起的由低级社会形态向高级社会形态的更迭。人类历史的横向发展是指历史由相互闭塞到逐步开放,由彼此分散到逐步密切联系,终于发展成为整体性的客观过程。 15世纪,西欧新兴资本主义国家开始殖民扩张,把亚、非、拉广大民族、国家卷入世界经济市场,接着资本主义大工业“首次开创了世界历史,因为它使每个文明国家以及这些国家中的每个人的需要的满足都依赖于整个世界,因为它消灭了以往自然形成的各国的孤立状态”…(附)。蒸汽动力标志第一次科技革命的到来,促进了生产力特别是交通工具的发展,频繁交往密切了各国家、各地区间的关系,世界历史整体发展初见端倪。19世纪末20世纪初,第二次科技革命标志着人类社会电气时代的到来,自由资本主义发展到垄断资本主义阶段,此时,垄断资本伸展到全球,各民族、各国家之间相互依存、相互联系,人类社会已基本形成为一个整体。这时期人类社会开始了实际意义上的世界整体发展的历史进程,这是西方发达资本主义国家发展到帝国主义阶段强行输出商品、输出资本、抢占殖民地、瓜分世界的结果瞄1。 20世纪50年代以前是世界历史整体发展的初级阶段,它以资本主义的崛起及其殖民活动为主要内容。日渐形成的以殖民体系为依托的市场体系和国家体系必然具有掠夺性和统治性的特征。尽管资本主义犯下种种罪行,但在世界历史整体发展进程中它的作用是进步的,它将涣散无序的世界分为西方和东方两大块,变成了以东西方为本源,以规则制度为纽带,表现为市场体系和国家体系的多样化统一的整体。它具有“双重使命”,破坏的使命中有进步性,建设的使命中也不乏掠夺性,对每个国家来说都是机遇与挑战并存,充满着矛盾统一的辩证法【3】(剐。 20世纪50年代以来,世界历史整体发展进入高级阶段,在第三次科技革命浪潮迅猛冲击下,世界历史整体发展趋势不断加强。第三次科技革命 73 万方数据

地图学的历史与发展

地图学的历史与发展 马京振 人类生活在地球上,人类的一切活动都是在一定的地区或者地理环境中进行的,人们要使自己的活动获得成功,就必须认识和利用周围的地理环境。从远古时代起,我们的祖先就一直在寻找这种能描述和分析自己赖以生存的环境的工具,而地图便是这样一种最普通最常用的工具。从古代地图的起源与萌芽到近代地图的发展与传统地图学的形成,再到现代地图学与地理信息系统,地图经过几千年的发展而长盛不衰,并且在可以预见的未来仍然不可取代。随着科学技术的进步和社会需求的不断增加,地图学一直处在不断的发展中并且充满着生机和活力。 一、地图学的历史轨迹 1.地图学史 古代地图 大约在距今1万至4万年之间的原始社会,出现了用小块石头、树枝在地上摆成的缩小模型,用来表示居住的位置及周围的通行路线。现在所能见到的最古老的地图是公元前27世纪梁流域的苏美尔人的地图,这幅古老的地图是雕刻在陶片上的。在我国,地图的萌芽可追溯到4000年前的夏代或者更早,在《左传》中记载的关于鼎地图的传说,后人称之为《九鼎图》;《山海经》也绘有山水动植物及矿物的原始地图。3000年前,西周为修建洛邑时绘制的洛邑城址地图,是我国历史上第一幅具有实际用途的城市建设地图。《管子·地图篇》对当时的地图内容和地图在战争中的重要作用进行了详细的叙述,并指出“凡兵主者,必先审之地图”,可见在当时地图在战争的作用已经很受关注。 古代地图从原始地图逐渐发展到具有相当绘制水平的地图,无论就地图的种类,地图的内容要素、地图测绘技术等方面来看,都反映了当时我国地图科学的蓬勃发展,但这时在制图的理论上还没有系统的阐述。从西晋到明末,这时期,裴秀创“制图六体”,奠定了制图的理论基础,中经贾耽、沈括、朱思本一直到罗洪先,终于形成在我国古地图中最有影响的《广舆图》体系。 近代地图的发展 公元14世纪后,由于欧洲资本主义的兴起和中国的罗盘、造纸、印刷等技术的西传,推进了当时欧洲探险的地理发现,也推动了地图的发展。从16世纪开始,出现了社会对新地图的需要,当时最具代表性的地图学家,在东方是我国的罗洪先,西方就是佛兰德Flanders的墨卡托(Gerhardus,1512-1594)。墨卡托的《世界地图集》和我国罗洪先的《广舆图》总结了16世纪以前东西方地图学发展的历史成就。 十六世纪七十年代,在西欧各国出现了大规模的国家三角测量和地形测绘,并先后测制和出版了大比例尺地图和中比例尺地图。我国是亚洲最早以政府名义统一进行地图测绘的国家,清朝乾隆皇帝期间就开始了全国规模的测绘工作,主要是测定全国的三角网,历经十年的艰辛,终于在1718年完成了《皇舆全览图》,后来又编成中国分省图。这些大规模的三角测量和地形测绘,奠定了近代地图测绘的基础。

简述纳米材料的发展历程

简述纳米材料的发展历程 纳米材料问世至今已有20多年的历史,大致已经完成了材料创新、性能开发阶段,现在正步人完善工艺和全面应用阶段。 “纳米复合聚氨酯合成革材料的功能化”和“纳米材料在真空绝热板材中的应用”2项合作项目取得较大进展。具有负离子释放功能且释放量可达2000以上的聚氨酯合成革符合生态环保合成革战略升级方向,日前正待开展中试放大研究。 该产品的成功研发及进一步产业化将可辐射带动300多家同行企业的产品升级换代。联盟制备出的纳米复合绝热芯材导热系数可控制为低达4.4mW/mK。该产品已经在企业实现了中试生产,正在建设规模化生产线。 联盟将重点研究开发阻燃型高效真空绝热板及其在建筑外墙保温领域的应 用研发和产业化,该技术的开发将进一步促进我国建筑节能环保技术水平的提升,带动安徽纳米材料产业进入高速发展期。 纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的,后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。 纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material),是指其结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度,它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且,其尺度已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子(nano particle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。 纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。 纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结,同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 就熔点来说,纳米粉末中由于每一粒子组成原子少,表面原子处于不安定状态,使其表面晶格震动的振幅较大,所以具有较高的表面能量,造成超微粒子的热性质,也就是造成熔点下降,同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结,而成为良好的烧结促进材料。 一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体,当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时,即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时,将成为优异的磁性材料。

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