几十年思维也不落伍的“前言”

编者注

仔细读过这篇1983年郭平欣先生撰写的文章,感觉现今的一些热门话题如人工智能、机器人、通信,甚至专用大规模集成电路,该文都有预见,特别指出计算机将进入人类各个生活领域。本书不仅在早年传授原理;今日,至少还可作为计算机专业教师的参考和研究生论文的范文借鉴。

现在,还能够感受到早先没有合适的外部设备时的心情吗?那时的机房维护人员和程序员千方百计的想要克服设备性能的局限。中科院计算所刘慎权先生在组织辅助设计计算机的电路板时,要将4张版图拼成一张,才能进行下一步工序。本文后边附带几张照片,也可看出一斑。

《电子计算机外部设备原理》前  言

电子计算机是当代最重要的科学技术之一,世界各主要国家都把它与能源、材料及空间技术并列为发展重点。计算机自出现以来已换了四代,即电子管、半导体、集成电路、超大规模集成电路四代。其应用领域也从科学运算、数值运算扩展到数据处理、自动控制,直至信息处理和人工智能。在国民经济方面,计算机已开始在工业、农业、商业、文教卫生、企业管理、科学研究等各个部门发挥作用。特别是数字控制和机器人的出现,为大大提高劳动生产率创造了条件。在国防上,各种智能电子武器及电子战的指挥、通信、控制、制导等系统都离不开计算机。近年来,随着个人计算机的发限,廉价计算机已开始进入家庭,并有可能普及到人类各个生活领域。

七十年代以来,由于有了电子计算机,科学技术取得的成果相当于人类有史以来的总和。八十年代开始,人们发现信息也是一种资源。信息资源的开发可以大大促进人类社会的发展。电子计算机是信息加工的工具,也是唯一可以辅助脑力劳动的工具,当代是“信息爆炸”的时代,没有电子计算机就不能处理如此巨大数量的信息。因此,国外把计算机技术当作第二次技术革命的先锋技术。在我国,要实现工业、农业、国防和科学技术的现代化也必须大量应用电子计算机。

电子计算机系统包括计算机、软件、外部设备和网络设备。由于计算钒的基础集成电路发展十分迅速,集成度每两年增加一倍,成本降低一半,因此,在计算机系统内,计算机的价格不断下降,而外部设备由于配置的品种和数量不断增加,目前已占硬件系统成本的70%以上。

计算机有大型、中型、小型、微型等系统。八十年代以来,各种计算机系统的发展比重发生了很大变化。大中型机向超大型方向发展,小型机向大中型机方向发展,而原来占计算机比重最大的中小型机已让位给微型机。微型计算机发展迅连,八位、十六位微型机已普及并大量生产,三十二位微型机也已出现。

各型计算机要求配置不同的外部设备。一般大型计算机配置多合大容量磁盘机、高速固定头磁盘机、高速磁带机,以及海量存储器、高速行式打印机、带有服务处理机的智能控制台、各种显示终端及打印终端、数据收集设备、光学文字阅读机、卡片机、绘图机等。大型机配置的外部设备品种多、数量大,在性能上要求高速、大容量,以便和多道程序、大吞吐量、高速信息处理相匹配。中小型计算机配备中容量磁盘机、中低速磁带机、中速行式打印机、软磁盘机、各种显示终端和打印终端等。微型计算机配置的外部设备有键盘显示终端、小型软磁盘机和200mm(8英寸)或130mm(5.25英寸)硬磁盘机,简易功能绘图机、一般打印机等。为了便于普及,微型机用的外部设备要求体积小、价格低廉,但在功能上不作过高要求。为了配置微型机的外部设备,还研制生产了一批专用大规模集成电路,以满足微型机廉价和微型化的要求。

近年来,计算机辅助设计已应用在大规模集成电路版图设计、印制电路板版图设计、电路逻辑设计、机械电器、飞机、舰船、汽车等领域,辅助设计已形成一个工业门类。其配置的外部没备除小型机的基本配置外,还配置有高分辨率的图形显示器、数字化仪表、各种绘图机等。

军用计算机配置的外部设备,对环境条件及性能的要求较高,如耐高低温、防潮、防盐雾、耐震,耐冲击等,因此必需配备密封加固型的各种外都设备。在计算机硬件系统中,外部设备的种类甚多,占的比重也越来越大,这就要求从事计算机事业的科研和技术人员必须具备外部设备的知识。从维护的角度来说,相比之下外部设备的可靠性比主机差,大量硬件维修工作集中在外部设备,国此,掌握有关外部设备的知识就更加必要。另外,计算机科学技术发展十分迅速,因面这门学科的知识老化周期也很快。因此,在计算机这个学科内,新知识的传播比别的行业显得更为重要。

外部设备综合了电子、电机、机械以及磁学、光学等技术专业,知识面广,内容复杂。到目前为止,国内还没有一本全面叙述电子计算机外部设备原理的书籍,即使国外,此类书籍也很少,且内容较陈旧,不够全面。因此,从事计算机科学研究、教学、生产和应用的人员,以及对外部设备感兴趣的读者,非常需要一本比较全面概括计算机外部设备原理的书籍,供阅读和工作参考。

本书主要讲解外部设备原理。叙述时,先按类别将共性部分概括成基础原理,然后以典型或标准产品为例阐明其工作原理。本书是以从事计算机系统工程的科研、生产、教学等部门的技术人员为对象而编写的,可以作为大专院校计算机专业的敦学参考书籍或学生的选修课本,也可作为专业进修或工作参考书籍,同时可供使用部门的技术人员工作参考。因此,取材着重于普遍性和典型性,而不过于专门化。为了照顾不同对象,全书内容具备了一定的广度,而不着重于深度;既有一定的理论水平,但又不过于理论化;阐述了有一定代表性产品的工作原理,但又区别于科普读物和产品说明书。本书重点放在原理上,至于外部设备应用问题,不包括在本书范围之内,以后由专著和丛书来提供这方面的知识。

本书分为基本输入输出设备、显示设备、磁表面存储器及输入输出控制四个部分,和国外的分类有所不同。在基本输入输出设备中,不包括一些特殊输入设备及微缩胶片输出设备(COM)。至于计算机网络设备、一些专用的外部设备如商业专用终端设备、银行终端等,本书也未作介绍。因此,本书有取有舍,并非包罗万象。

外部设备经历了三代。第一代是机电结合的外部设备,第二代是电子机械结合的外部设备,第三代是微处理器件与机电结合的智能外部设备。本书以叙述第三代外部设备原理以及第二代某些目前尚在应用的外部设备原理为主,内容力求适应目前国内能提供的外部设备现状,同时又考虑到当前国际水平和今后的发展。因此,本书既有一定的现实性,又有一定的先进性。

外部设备智能化的结果,使软件技术成为外部设备技术的一个重要组成部分。本书简要地在第十六章内概括地介绍了微程序技术和微诊断技术;在第二章内简要地介绍了数据站系统程序及应用程序;在第五章内简要介绍了绘图软件。由于各种外部设备所涉及到的软件也是计算机软件的一部分,故本书将不再一一叙述。

本书涉及的专业较多,技术面广,不可能由少数人进行编写。为此,电子工业部计算机工业管理局组织有关研究所、工厂及大学的专业人员组成编辑委员会,负责全书的编审工作。编委会下设四个专业组,即输入输出设备专业组,显示设备专业组,磁存储设备专业组及外围控制设备专业组。因执笔人较多,虽然作了一定努力,但在文体,内容深浅、叙述层次等方面,可能仍有差别,甚至出现错误,请读者指正。

本书的编写和出版得到了有关单位的热情赞助和支持,包括中国电子学会计算机学会,总参五十六所,中国科学院计算所,清华大学、华中工学院、西北电讯工程学院、空军地空导弹学院、航空工业部六三一所、电子工业部标准化所、华东计算技术研究所、华北计算技术研究所、外部设备研究所、南京有线电厂、杭州磁记录设备厂。我们谨对上述各单位表示衷心感谢。

郭平欣

一九八三年八月

在没有点阵打印机的时候,如果要出示复杂的图案,便用宽行字符打印机的字母构成图案。这是70年代晶体管计算机研制时的纪念物,现在已成文物。

1979年12月,第一台汉字针型打印机从湖北襄樊送到北京演示。

当时,最先进的国产计算机外部设备。

不属外部设备系列的计算机工厂随机赠送用户的专用外部设备——监听磁芯存储器“下雨”测试和检查程序“唱歌”的半导体收音机。

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