导读:过去几年,伴随着良好的公司文化,前瞻的研究以及优异的中长期业绩,交银施罗德已经成长为国内一线的主动管理投研团队。在这个团队中,不仅有明星基金经理“三剑客”:王崇、何帅、杨浩,也有一批快速成长起来的年轻基金经理。田彧龙,就是交银新一代基金经理中的佼佼者。
早在2015年我就认识了田彧龙,当时对他最深刻的印象是极度聪明,有很强的学习能力。在他成为基金经理之后,能够更深刻的看到田彧龙的学习能力。计算机行业出身的田彧龙,已经不再是一个 科技 股的基金经理,他把能力圈扩大到了大消费领域,并且通过理解消费提升自己对 科技 成长股的认知。
田彧龙的一个重要特点是,对于新鲜事物有很强的敏感性,而且善于通过用户体验来理解变化背后的本质。田彧龙认为, 科技 股投资最甜蜜的是0到1,爆发力很大,但是1到N的道路可能充满了坎坷。变化是 科技 的双刃剑,变化带来爆发力也意味着难以构成很强的护城河。相反,消费行业最甜蜜的是1到N,企业的护城河会越来越强,获得市场份额的提高。
作为一名年轻的基金经理,田彧龙不断在扩大自己的能力圈,无论是管理的容量,对回撤的控制,还是投研效率的提高。当然,更重要的是对新鲜事物和变化的那种热情,这种热情能够在访谈中有很强的感受。
以下,我们先分享一些来自田彧龙的投资“金句”:
1.我从来没有把自己定位一个狭义的 科技 股基金经理,更多是一个成长股基金经理
2. 科技 股的1到N往往充满着不确定性,在这个过程中经常会带来护城河的下降,竞争格局的恶化。但是消费品的1到N,却很甜蜜,正好和 科技 股相反,带来的是竞争格局的优化
3.我们的投资要为将来的注册制做准备,谁能更好适应,谁就能胜出
4.我的一个老领导跟我说过,投资最重要的是应对,而不是预判
5.我觉得基金经理占据了这个行业大多数人的光环,许多投资成果要感谢研究部的力量。注册制下,公募的竞争,未来更多的是团队的比拼,而非个人
6.我选择 科技 股,会把中观产业趋势放在第一位,在一个好的产业趋势下面,再去选择好的公司
7.研究消费品,必须要研究消费者心理
8.这两年消费品最大的变化来自新产品和新渠道的融合
9.投资消费品,0到1、1到2、2到3的阶段不投都没有关系,关键是在3到N的阶段敢不敢重仓。0到1的机会,更多来自勤奋和前瞻。但是抓住3到N的机会,更多来自深刻的理解能力
科技 把握0到1,消费享受1到N
朱昂:之前有许多成长股基金经理都对你评价很高,终于有机会能和你聊聊投资,要不说说你过去一年的一些感悟?
田彧龙 说实话,我觉得自己的投资年限不够长,许多框架并不算特别成熟,倒是有一些感悟可以分享一下。我入行是看TMT的,过去组合里面的 科技 投资风格也很鲜明。但是去年开始,我在组合里面增加了消费和医药,把自己的能力圈进行拓展。
我的想法很简单, 从来没有把自己定位一个狭义的 科技 股基金经理,更多是一个成长股基金经理。 我看了消费品之后,也帮助我了解到 科技 股投资好和不好的一面。更何况,能力圈拓展之后,能够有效控制来自 科技 投资的回撤。
科技 股的1到N往往充满着不确定性, 在这个过程中经常会带来护城河的下降,竞争格局的恶化。但是消费品的1到N,正好和 科技 股相反,带来的是竞争格局的优化, 我今年买了一个食品供应链的龙头企业,就属于消费品的1到N。在这个过程中,不仅仅是品牌不断深入人心,渠道不断完善,综合成本也在不断下降,和竞争对手之间的差距可以说是越拉越大。
科技 投资的魅力是,技术路线很多,创新很多,爆发力很足。有些企业看准了一个技术路线,吃到了从0到1的红利,这个过程是非常迅速的。但是在从1到N的过程中,如果护城河和商业模式没有那么强,就会有许多竞争对手进入,这个时候一定要保持警惕。有些从0到1获得成功的公司,可能会在这个过程中,行业地位倒退回去,这是和消费品投资完全不同的。
其次,我发现消费里面很多公司的研究框架,和我看 科技 股是完全一致的。比如说我买的一些消费品,也是从一个大的创新出发。我们看到餐饮行业的供应链出现改变,许多餐厅的后厨不再从原材料开始做起,而是有其他人提供配送,餐厅直接炒一炒就行了。我还在研究无糖饮料、盲盒、潮玩等,这些新消费研究的方法论和 科技 股完全一样。不同的是,当消费品从1到N的过程中,是很甜蜜的。
大家经常会说某些消费品公司的天花板很高很远,未来大概率就只有这几家能做成,这个在 科技 股投资里面很少听到,因为许多 科技 行业是要降价的,天花板就很容易算出来。 消费品恰恰相反,就算没有量的增长,还能依靠提价。
做 科技 股投资还要特别前瞻,财报上的变化经常是滞后的。看着财报变化再做 科技 股投资的买入或者卖出,可能并不是特别适用,许多 科技 股在财报还没有发生变化的时候,其实竞争格局已经恶化了。
朱昂:非常有意思,过去一年多你做了不少思考?
田彧龙 我还在思考另一个问题: 要为注册制做准备。 伴随着A股不断扩容,以后我们覆盖的公司数量会变得越来越多,那么对今天的投资模式会带来挑战。
一个是变得像香港市场那样,会有大量的公司被边缘化。虽然会有一些公司定价错误,但是逐个去寻找效率太低。所以我今年引入一些量化手段帮助我从财务指标进行筛选。每一个行业的财务指标是不一样的,要把不同行业的核心驱动力找出来,进行个性化的筛选。通过量化工具筛选出来后,我们再进一步研究这家公司。这也是我从我们一位优秀的同事身上学到的,在交银,身边的同事们都是宝藏,大家很乐于分享。
我觉得未来10年会成为主动权益投资的黄金10年,这里面不同基金公司的投研能力也会有所分化。
客观尊重 科技 投资的产业趋势
朱昂:之前看你的直播讲过,买 科技 股产业趋势第一,商业模式第二,公司质地第三,这点和许多人把公司质地放在第一不太一样,能否具体讲讲?
田彧龙 我觉得投资中的心态比年龄更重要,一定要有一种弱者心态。 我的一个老领导跟我说过,投资最重要的是应对,而不是预判, 我觉得这点非常对。若总是能预判 科技 的趋势,早晚会看错。
这就是为什么产业趋势对 科技 股投资那么重要,我们要尊重产业趋势,不能去逆产业趋势。在顶级的产业趋势里面,真正受益的公司也不会特别多,我们把这些公司买到量就行了。我最终买的还是公司,不是行业,再看好一个产业趋势也不会在这个赛道里面买太多。
在我的投资中,我认为 科技 行业很难“躺赢”,需要不断去跟踪变化,不能过于主观。比如说当年我们研究消费电子的时候,把音箱、耳机、AR/VR、智能机器人都研究过。 最后看到哪个产业趋势起来了,我们就买哪个;哪个产业趋势不行了,我们就卖掉。 我每一次买一个 科技 股,都会把这个公司的不同发展阶段标注出来,知道公司在0、1、2、3、N的位置分别在哪里,这些问题在买入的时候就想好。每当公司达到了某个阶段,我再去思考接下来要怎么 *** 作,竞争格局,市场容量跟我们买入的时候想的到底一样不一样。
我觉得基金经理占据了这个行业大多数人的光环,其实我们都占据了团队的优势,许多投资成果来自研究部的力量。 特别是在公募基金这样一个看排名的大环境下,每年都要做得比较好,真的非常依靠团队。这一点我觉得交银施罗德做得很好,在培养人上面很擅长。
朱昂:我看到进入2020年之后,你的组合在降低 科技 股的配置,这是为什么?
田彧龙 有两个原因。第一个原因,确实是不少 科技 股估值偏高。不少 科技 股通过创新获得比较好的利润之后,就会面临越来越多的竞争,这在 科技 股里面并不罕见。第二个原因,确实是华为事件在影响整个下游的需求。华为到最后走向怎么样,我觉得可能是“危中有机”,这里面还是有比较大的不确定性。
关于 科技 股,我去年总结了三个最好的方向:半导体、云计算、5G后周期。目前看,半导体不仅估值贵了,而且下游需求因为华为事件遇到了一些问题。云计算属于 科技 股里面有消费特征的,商业模式非常好,海外也有一批很优秀的公司。这里面过去最大的问题是缺少好公司。A股最早一批 科技 公司更多是一种项目制的企业。好消息是,随着上市公司数量越来越多,有更多的优秀标的会上市。特别是我接下来要发的新产品能够投港股,在港股有一批真正优秀的软件公司。
事实上我还是用原来的成长股框架在做投资,只是把这套框架跨越到了消费品领域,这样在 科技 股估值较高或者有系统性风险的时候,能够找到其他投资机会, 避免组合因为系统性风险出现较大回撤。只是说在 科技 股投资中,我会更加偏向0到1的机会,在消费医药中,我会更加偏向1到N的机会。因为消费的1到N往往是竞争格局优化,而 科技 恰恰相反。
朱昂:你怎么看 科技 股中的管理层,比如说某消费电子龙头能长大,因为有非常优秀的管理层,你怎么看这个问题?
田彧龙 优秀的管理层固然很重要,也有不少人因为对于管理层的信任,在这家公司上长期持有赚了好几倍。我的观点是,在 科技 股投资上不能完全依赖优秀的管理层,因为再优秀的管理层在 科技 趋势面前也有可能犯错。 我会把公司分成不同的阶段,在不同阶段对公司进行验证,跟踪行业竞争格局的变化。 这么做或许会比长期持有辛苦一些,但能够降低不确定性风险。
我开个玩笑,如果有人告诉你明天没人去买某品牌的酱油了,你肯定是不相信的。但是如果有人说,某 科技 企业丢了个大订单,你或许不会那么惊讶。这就是 科技 和消费的不同, 科技 从0到1的过程很刺激,但是企业经营的波动性更大。
这也是为什么我做 科技 股投资,把产业趋势放在第一位。 我选择 科技 股,会把中观产业趋势放在第一位,在一个好的产业趋势下面,再去选择好的公司。
通过体验发现身边的投资机会
朱昂:从你买的消费品来看,即便是1到N的品种,也都是一些新消费?
田彧龙 我比较喜欢通过自己体验去感受变化,无论是 科技 的变化还是消费的变化,这样能够套用我原来在 科技 股的投资框架。这段时间,我还研究了元気森林这样的非上市公司。这个公司对于把握消费者心理做得非常好,产品包装成日系,而且还是无糖。我们看到,这个价位的无糖饮料确实需求很大,元气森林做了以后,一大批公司都要进入这个价格带的无糖饮料。
我为了研究潮玩,最近还买了一双潮流运动鞋,加了潮玩的微信群。通过自己体验和接触,了解消费者的心理。我认为现在看消费的研究员,最好有看传媒的背景,反之亦然。 这两年消费品最大的变化来自新产品和新渠道的融合。 许多新消费品都是通过互联网渠道迅速打开知名度。研究新型消费品,可能要经常刷抖音等新型渠道。
还有最近很火的潮玩盲盒,我也研究了一下商业模式,发现真的很好。本质上,共享单车、共享充电宝、潮玩盲盒都是非常类似的商业模式。只是OFO的投资很重,盈利能力比较差。共享充电宝投资不需要那么重,盈利能力比较强。而潮玩盲盒的数据看到,产品的周转率很高。不过这里面的潜在风险是,既然盈利那么强,一定会有竞争对手进入这个领域。
我有一个很敬佩的前辈,对于消费品投资给我很大的启发。他告诉我, 研究消费品,必须要研究消费者心理, 先把这些消费者心理的书籍好好看一遍。 投资消费品,0到1、1到2、2到3的阶段不投都没有关系,关键是在3到N的阶段敢不敢重仓, 这是真正体现消费品投资水平的时候。我觉得发现0到1的机会,更多来自勤奋和前瞻。但是抓住3到N的机会,更多来自深刻的理解能力。
朱昂:通过把大消费纳入到你的投资框架,不仅仅能控制回撤,也提高了你管理的规模容量?
田彧龙 是的,而且消费品的1到N阶段是越来越轻松的,而 科技 股的0到1阶段又很让人兴奋。这两年成长股有两大引擎,一个是国产化,包括 科技 医药都是受益于国产率的提高,获得了成长的机会;另一个是集中度提高,比如说消费建材不少公司就是受益于这种机会。
我在研究消费品的时候,也发现重大突发事件对于公司的考验很重要。 我们看到美国和日本的消费品,为什么有些公司是老大,有些公司是老二?这里面很重要的原因是,在公司发展阶段中,遇到一次重大的事件,不同公司做出的选择对之后的发展产生了巨大影响。比如说今年的疫情,有些消费品公司选择补贴下游,有些消费品公司选择减少库存。那么这一次重大选择之后,公司之间拉开的差距就可能再也拉不回来了。
朱昂:我看到你的组合里面,有一些餐饮供应链的公司?
田彧龙 整个餐饮都在往更加工业化的方向发展, 有一句话很有意思:这世界上任何东西,都值得用冷冻技术重新做一遍。这个产业趋势非常好,在疫情出现后,这类工业化的速冻食品已经放量了。
有一次我们去调研行业里的公司,在实验室吃了一顿很有意思的午饭,想吃什么都能通过事先冷冻后的半成品加热一下就可以吃了,味道也还不错。我觉得这个趋势的天花板很高,变化也是循序渐进的,赛道里面的优秀公司都在进入一个甜蜜点。
朱昂:你是 科技 股研究达人,能否谈谈对新能源车的看法?
田彧龙 特斯拉和其他 汽车 公司相比,有一个重要的差别:特斯拉是一家软件公司, 和微软谷歌是一样的。我之前去海外调研日本 汽车 巨头,他们都看不上特斯拉,事实上竞争对手并不理解特斯拉的内核是一家软件企业。
我研究过代表新能源车的国产化,他们并不是按照传统 汽车 的模型给供应商做,而是像软件公司一样快速迭代不断给供应商提出新的要求和想法。这也是为什么特斯拉更多地在中国找到愿意提供服务的厂商,用敏捷的软件开发思路和特斯拉一起做迭代。从这个角度就能理解,为什么它的估值会远高于传统 汽车 厂商。
朱昂:那么当下的市场中,你看好什么方向?
消费成长方面,我觉得年轻人的潮玩肯定是很好的方向,还有类似于元気森林这样的 健康 饮料,能够满足消费者的一种心理。消费里面还有一个方向,就是受益于三四线比较高的可支配收入。三四线城市由于房价比较低,大家的可支配收入比较高,加上类似于抖音这样的新渠道,你会发现三四线人口的消费能力也很强。就像前面说的,消费品要从消费者心理角度出发,不能过于死板的去看美国和日本的消费品 历史 。
在医药成长股里面,是能够持续找到不同的投资机会。 医药的魅力在于,这个行业中什么类型的公司都有。 有些创新药的公司我可能看不太透彻,但依然可以买一些医药里面偏消费类的公司。医药里面还有一些偏 科技 属性的公司,类似于创新器械等,也是我中长期比较看好的。
朱昂:在你的成长经历中,有什么飞跃点或者突变点吗?
田彧龙 我觉得是2015年那一轮牛熊,对我的影响比较大。我是2014年进入交银施罗德看计算机行业的,当时还没有真正对研究入门,对研究的行业也曾产生过不成熟的想法。
好处是,看了那么多公司涨上去之后又跌下来,让我真正去反思,形成一个相对成熟的研究框架。之后在 科技 板块不好的时候,我们公司依然从中找到了具有Alpha特征的公司,那个阶段对自己是一个飞跃。
第二个飞跃点是去年做了投资之后,我开始将视野扩大到了消费领域。通过理解消费行业,我对 科技 投资的理解也上了一个台阶。
我觉得自己很幸运,入行就能看计算机这个行业。这个行业变化很多,让我对许多变化非常敏感。 能够在交银施罗德入行,更是一件最幸运的事情。 公司的价值观很正,领导也对我们的成长很包容,给了我们很大的成长空间。在公司,不仅能收获知识,享受快乐,还能与持有人一起成长,这都让我对这份工作充满干劲。
电脑技术的兴起在第三次工业革命的三大主体技术中,电脑技术是对当代世界影响最大的技术领域。虽然电脑技术的兴起在时间上略晚于核能技术,但由于电脑技术比核能技术所产生的革命影响更为广泛、更为深远,因此电脑技术的兴起不仅成为第三次工业革命兴起的主要技术标志,而且成为整个现代科学技术发展的主要技术标志。
一、计算机发展的由来
电脑技术的兴起虽然始自于20世纪40年代中期,但它的技术基础和科学基础的形成却经历了漫长的历史年代。
首先,就其技术基础而言,在第一代电子计算机尚未发明之前,电子计算机的发明所必经的自动机械,计算工具和电子技术这三大技术基础已相继形成。
在自动机械方面,中国早在古代即有指南车、记里车、水运仪象、提花织机等机械技术发明。特别是提花织机技术的西传,曾对西方的自动机械技术的发展产生过直接影响。19世纪30年代初,法国发明家雅卡尔(J.M.Jacgnard 1752~1834)发明了近代提花织机。而英国数学家拜比吉所以能在19世纪中期提出他的新的机械计算机的设计,正是他把雅卡尔的提花织机的穿孔卡片自动控制技术引入其设计的结果。此后,这种源于提花织机的穿孔卡片自动控制技术即被成功地用于机电式计算机之中。
在计算机工具方面,早期的计算机工具已相继经历了机械计算器、机械计算机、机电计算机这样三个前后相继的历史发展阶段。
机械计算器是计算工具的孕育阶段。中国元末发明的算盘,既具有运算器的功能,又具有存贮器的功能,因此可以说是这一阶段的一种典型的机械计算器。
机械计算机是计算工具的成形阶段。在这一阶段,法国数学家什卡(Schlckarg 1592~1635)于1623年,法国数学家巴斯卡(B.Pascal 1623~1662)于1642年,都曾分别发明过可进行加减运算的机械计算机。此后,德国数学家莱布尼茨在研究巴斯卡计算机时,最先提出了把二进制用于计算机的设想。但在莱布尼茨以后,机械计算机的研制一直处于沉寂状态。直到进入19世纪以后,英国杰出数学家拜比吉(C.Babbage 1792~1871)才再度开始进行机械计算机的研究。由于历史条件的限制,拜比吉研制的分析机虽然未能取得完全成功,但拜比吉的设计思想却为后来机电式计算机的兴起奠定了技术基础。
机电式计算机是计算工具的发展阶段。19世纪末,由于电力技术的发展和继电元件的发明,使计算工具开始从机械式计算机向机电式计算机过渡。1890年,美国统计工程师霍勒里斯(H.Hollerith 1860~1929)为了人口统计分析的需要,发明了第一台以电磁元件为基本元件,以电动机为动力的机电式计算机。霍勒里斯的这一发明可以说是计算机技术进入发展阶段的历史起点。
到了20世纪初期至40年代初期,机电式计算机技术有了进一步发展。1941年,德国计算机工程师朱斯(K.Zuse 1910~)曾研制成功机电式计算机Z3。在美国,哈佛大学的计算机工程师艾肯(H.Aiken 1900~1973)在IBM公司的支持下,于1944年研制成功“自动程序控制计算机Mark I号”。1946年,艾肯等人又研制成功一台全部使用继电元件的“Mark II号”,艾肯等人的这种机电式计算机虽然旋即为电子计算机所淘汰,但它的研制成功却为电子计算机的发明奠定了直接的技术基础。
在电子技术方面,从1904年第一只电子管的发明到1938年第一台雷达问世,以电子管为主要技术标志的电子技术不但在电子元件和电子线路这两大基础技术领域取得一系列重大突破,而且在广播、电视、雷达等电子应用技术领域得到了初步发展。可以说,第一代电子计算机的发明,正是兴起于20世纪初期的电子技术向当时已有的机电式计算机技术领域渗透的必然成果。
当然,除了技术基础之外,电子计算机所以能在40年代中期发明,也源于电子计算机所必须的数学基础及其他相关科学的理论基础在此以前已相继形成。
首先,在电子计算机的数学基础方面,作为电子计算机的主要数学基础的布尔代数在19世纪中期即已奠基。布尔代数即逻辑代数,它是由英国数理逻辑学家布尔所创立的。1854年,布尔发表了逻辑代数的奠基性著作《思维规律研究》。在这一论著中,布尔以二进制为进位基础,把形式逻辑学归结为一种代数的演算。在这种逻辑代数演算中,他从一组逻辑公理出发,像推导代数公式那样来推导逻辑定理,这种逻辑代数后来经过德国数学家施罗德(E.Schroder 1841~1902)等人的进一步发展。此后
便成为电子计算机所必需的主要数学基础。
其次,有关电子计算机本身的工作原理等基础理论研究,已由英国数学家图林(A.M.Turing 1912~1954)等人在30年代基本完成。
1936年,图林发表了一篇题为《关于理想计算机》的论文。在这篇论文中,图林提出了理想计算机的基本理论模型。图林的这一理论模型的基础是他为“可计算性”下的一个严格的数学定义。这一定义的理论要点是:任何一个可计算数都具有可计算序列;而任何一个具有可计算序列的可计算数都具有可计算性。从这一定义出发,图林提出了理想计算机的定理:存在着这样一种理想计算机,它能模拟任何一种给定的计算机,这种能够模拟任何一种特定计算机的理想计算机就是通用计算机。此外,图林还提出了理想计算机的“程序内存”和逻辑构成的理论。由于图林提出了一套理想计算机的基本原理,所以人们后来便把图林所提出的这种理想计算机称为“图林机”。
图林提出理想计算机原理的目的,并不是为了研制具体的计算机,而是为了建立计算机的一般理论基础。也正因为如此,他的关于理想计算机的“图林机”理论模型也就成为第一代通用数字电子计算机发明的直接的理论基础。
可见,到了20世纪30年代末和40年代初,电脑技术兴起的各种技术基础和科学基础即已相继形成,只要有某些更直接的动因的作用,同时又有某些更善于综合各种相关科学技术成就的发明家,电脑的问世已是指日可待了。
二、第一代电脑的发明
由于发明电子计算机所必需的各种技术基础和科学基础已相继形成,到了30年代末和40年代初,不少科学家和工程师即相继开始进行电子计算机的研制。在德国,著名计算机专家朱斯于1942年设计出了一台电子计算机,并造出了部分运算元件,但其研制未能得到政府的支持而夭折。在美国,数学物理学家阿塔纳索夫(J.Atanssoff 1903~?)在1941年也曾提出过一台可解线性方程的电子计算机的设计方案,但由于他也未能得到经费的资助,所以也只是在研制出少数元件后就终止了其研制计划。
在电子计算机发展史上,真正发明第一台电子计算机的是美国宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系的工程师莫希莱(J.W.Mauchly 1907~1980)及其研制小组。
1941年12月7日,日军偷袭珍珠港而使太平洋战争爆发。1942年初,莫尔学院电工系与美国陆军所属的阿拉伯丁d道研究所共同承担了每天为海陆军方提供6张火力表的任务。其中每张火力表都要计算几百条d道。即使是最熟练的计算员,用当时最好的台式机电计算机计算一条d道也要用20小时,而用当时最好的机电式微分分析机计算一条d道也要15分钟。为此,当时曾聘用200名专职计算员来进行d道的计算工作。即使这样,仍无法按要求完成火力表的计算任务。
由于机电式计算机无法及时完成d道计算任务,莫希莱在1942年8月提出了一份题为《高速电子管装置的使用》的设计方案,建议研制以电子管为主要元件的电子计算机。莫希莱的建议立即得到了军方的支持。此后,即组建了以莫希莱为总设计师、莫希莱的助手艾克特(J.P.Ecker 1919~)为总工程师的莫尔研制小组,主持研制新的“电子数值计算机” (Electronic Numerical Integrator and Computer),即通常所说的第一台电子计算机ENIAC。
1943年6月,莫尔学院与军方正式签订合同,开始进行第一台电子计算机的研制。此后在两年半的时间内经过20次方案的修改和样机的调试,终于在1945年底研制成功了第一台电子计算机ENIAC。ENIAC总耗资48万美元,用了18000个电子管,70000个电阻,10000个电容,总重量达30吨,总占地面积为170平方米。为了散热,还配有一台重达30吨的冷却装置。1946年2月15日,当ENIAC在举行揭幕典礼之后投人正式使用时,其运算速度已为每秒5000次,即已比当时最好的机电式计算机的运算速度快1000倍。
第一台电子计算机的发明是现代技术发明史上具有划时代意义的重大技术发明之_。因为第一台电子计算机的发明不仅使计算机实现了从机电式计算机到电子计算机的伟大变革,而且直接拉开了电脑技术发展的序幕,特别是直接拉开了第一代电脑技术发展的序幕。
由于ENIAC是程序外插型计算机,因此它在发明以后不久即为诺依曼所设计的程序内存型计算机EDVAC所代替。
由于ENIAC是程序外插型计算机,准备一个运算的程序要花几小时甚至几天的时间,这与ENIAC已具有的运算高速度很不适应。此外,ENIAC还有存储容量太小等局限。鉴于ENIAC的程序外插等主要技术局限,诺伊曼即着手设计研制新的电子计算机。
早在1945年6月,诺伊曼就曾提出过“程序内存”的设计方案。他把这种程序内存的计算机称为“离散变量自动电子计算机”(Electronic Discrete Variable Automatic Computer),即通常所说的EDVAC。同ENIAC相比,程序内存的实现和二进制的采用可以说是EDVAC的两项最重大的技术变革成就,而程序内存则可以说是EDVAC优于ENIAC的最主要的技术标志。
诺伊曼提出EDVAC的设计方案之后,莫尔小组曾接受其方案开始进行这种新样机的研制。但此后不久,莫尔小组因ENI-AC的发明权之争而陷于分裂。小组主要成员莫希莱和艾克特脱离开小组另建公司,因此使美国的EDVAC的研制受到了影响。
当美国的程序内存电子计算机的研制受挫时,英国剑桥大学数学系实验室则于1949年5月按诺伊曼的设计思想研制成功了第一台程序内存电子计算机EDSAC。而美国的第一台程序内存计算机直到1950年才开始安装,1952年才正式投入运行。据说英国早在1943年就研制出了专用电子计算机,不过由于英国严格保密而不为世人所知。
从第一台电子计算机发明的40年中期到50年代中期,是第一代电子计算机的发展时期。在这一时期内,第一代电子计算机的主要技术标志是电子管被普遍用作计算机的逻辑元件,而其主要技术成就则是程序外插型和程序内存型这两种类型的电子计算机的相继发明,特别是程序内存型的诺伊曼机的发明。虽然这一时期的程序存储技术尚不成熟,但由于计算机已相继实现从机电计算机到电子计算机的变革,从程序外插型电子计算机到程序内存型电子计算机的变革,因此也就为第二代电脑的兴起奠定了直接的技术基础。
三、第二代电脑的发展
50年代中期至60年代中期是第二代电脑的发展时期。
第二代电脑的主要技术标志是分立的晶体管元件的普遍采用,因此第二代电子计算机通常被称为晶体管计算机。
就其科学渊源而言,第二代电脑的兴起主要源于半导体物理学在40年代末和50年代初的进一步发展。
1947年底,美国贝尔电话实验室的肖克利、巴丁、布拉顿等人发明了第一只半导体管,即第一只晶体管。由于晶体管具有体积小、能耗低、寿命长等电子管所无法比拟的优点,因此它一问世,即在电子技术领域内掀起了一场以晶体管代替电子管的电子技术的深刻革命。50年代初,由于晶体管技术已有初步发展,它也就立即向一切与电子技术有关的技术领域渗透。特别是第一台晶体管收音机在1952年问世之后,更是推动了电子技术革命的深入发展。
继第一台晶体管收音机问世之后,贝尔电话实验室即着手进行晶体管计算机的研制。1954年,该实验室即为美国空军研制成功第一台晶体管计算机TRADIC。由于这台计算机的逻辑元件普遍采用了晶体管,因此整机的体积大大减小,重量大大减轻,并因此被用作飞机的第一代机载计算机。
由于晶体管计算机具有电子管计算机所无法比拟的技术优势,所以它一问世,即得到迅速发展。1955年,美国的阿尔马公司生产出了第一台可装在洲际导d中的d载计算机,1957年,晶体管计算机即进入民用普及阶段。1958年4月,当时世界上最大的电子计算机公司——美国的IBM公司即开始批量生产晶体管计算机。同年,英国、前联邦德国、日本等国的公司也开始批量生产晶体管计算机。1959年,美国的菲尔克公司研制成功第一台大型通用晶体管计算机。至此,电子计算机即进入第二代
电子计算机——晶体管计算机的兴盛时期。
在第二代电子计算机的发展时期,计算机在两方面取得重大的技术进展。其一,在计算机的逻辑元件和逻辑线路方面,普遍采用了晶体管和晶体管线路,在计算机的存储器方面,普遍采用了快速磁芯存储器。由于这两大技术变革的实现,使计算机的运算速度从每秒几千次提高到每秒几十万次;而主存储器的容量从几千字提高到10万字。与此同时,计算机的体积成倍的减小,售价成倍地降低。也正是由于这两大技术变革的实现,电脑也就实现了其发展史上的以分立晶体管为主要技术标志的第二次革命。
四、第三代电脑的发展
60年代中期至70年代初期是第三代电脑的发展时期。
第三代电脑的主要技术标志是半导体集成电路的普遍采用。因为集成电路的最初的集成度较小,所以第三代电子计算机也被称为小规模集成电路计算机。
就其科学技术渊源而言,第三代电脑的兴起主要源于50年代末至60年代初半导体物理和半导体技术的进一步发展,特别是源于半导体集成电路的发明。1959年初,美国得克萨斯仪器公司的工程师基尔比(J.Kilby 1923--)发明了第一块集成电路。这块集成电路是一块含有晶体管、电阻、电容在内的单元电路。虽然它是一块完整的单元电路,但其面积仅为1平方毫米左右。同分立的晶体管相比,集成电路更具有容量大、体积小、功耗小和组装快等技术优点。因此它一经问世,即在电子技术领域引起又一次新的技术革命。
1961年,得克萨斯公司与美国空军合作,研制成功了第一台集成电路计算机。这台电子计算机由578块小规模集成电路组成。主机仅重285克;体积仅为100cm3,功耗仅为16瓦。第一台集成电路计算机的发明,正式拉开了第三代电脑发展序幕。
继第一台集成电路计算机发明之后,各种易于飞机和火箭携带的小规模集成电路计算机即在1962年以后相继问世。自此,小规模集成电路计算机进人全面发展时期。1962年,美国的IBM公司为了保持在计算机技术领域中的垄断地位,前后投资50亿美元用于研制小规模集成电路通用计算机。1964年4月,该公司即宣布批量生产兼备各种用途的IBM360集成电路系列通用计算机。IBM360系列计算机是第三代电脑的典型产品。它的成功,标志第三代电脑已进入其兴盛和成熟的发展时期。
在第三代电脑发展时期,电子计算机同样实现了两项重大的技术变革。其一,计算机的逻辑元件和逻辑线路普遍实现集成电路化;其二,计算机的输入、输出、外存、打印、显示、记录等外部设备开始实现电子化。其中逻辑元件与逻辑线路的小规模集成电路化是第三代电脑的主要技术标志。正是由于逻辑元件与逻辑线路的小规模集成电路化的实现,才真正使电子计算机进入小型化的发展时期。
由于小规模集成电路化的实现,使计算机的运算速度提高到每秒数百万次乃至数千万次,而单机的体积和重量反而成倍地减小,单机售价也成倍地降低,也正是由于小规模集成电路化的实现,计算机又实现了其发展史上的以小规模集成电路为主要技术标志的第三次革命。
五、第四代电脑的发展
第四代电脑是大规模集成电路计算机,它的发展始自70年代初期。
就其技术基础而言,第四代电脑的兴起主要源于70年代初半导体集成电路技术的进一步发展,特别是源于半导体大规模集成电路的发明。1971年,美国的英特尔公司在小规模和中规模集成电路技术的基础上,最先在一块面积(2.97×4.04)平方毫米的硅片上成功地集成了由2200个晶体管组成的大规模集成电路,从而为第四代电脑的兴起奠定了直接的技术基础。同年,该公司即以大规模集成电路为基础研制成功了第一台微电脑。1973年,大规模集成电路开始普遍代替小规模和中规模集成电路,电
子计算机自此即进入第四代电脑的全面发展时期。
在第四代电脑发展时期,电子计算机出现了微型化和巨型化这样两个新的发展趋向。
在微型化方面,微型机的发展主要源于大规模集成电路的集成度的不断发展。1971年,美国的英特尔公司即研制成功第一台微处理机。此后,每个微处理机的芯片上的集成度即普遍达到几千只晶体管。同60年代初的小规模集成电路相比,这已是重大的技术进展。而到了80年代初期,同等面积的每个芯片上集成度已发展到高达数十万只晶体管。特别是以大规模集成电路为基础的微处理的发明,更使微型机的发展日新月异。早在1977年,美国的苹果(Apple)电脑公司即开始大批量生产家用微电脑。自此,微电脑也像当年的电视一样进入普及性的发展时期。
在巨型化方面,同样也由于大规模集成电路的发展,使单机巨型化的发展有了可能。1975年,由美国伊利诺斯大学设计,由宝来公司制造的第一台每秒运算1.5亿次的巨型机问世。不过这台巨型机实际上是一个以主机和辅机的主从复合系统为基础的巨型机。因此,第一台真正的单机巨型机是美国电脑工程师格雷在1976年主持研究成功的Cray—I型计算机。该机最高向量运算速度为每秒2.5亿次,而其主机占地面积仅为7m2。
在巨型化方面,除了大规模集成电路的采用使单机巨型化之外,在这一时期内还出现了以多机系统为基础的三种不同类型的巨型机。其一是以双机对称系统为基础的巨型机。70年代初期,美国的IBM公司最先研制成功这种巨型机。1972年,日本也研制成功这种巨型机,这种巨型机后来又进一步发展为四机对称系统的巨型机。其二是以主从复合系统为基础的巨型机。这种类型的巨型机由一台中央处理机和多台外围处理机联合构成主从复合巨型机系统。1976年,美国的一台投入运行的巨型机CDC6600即是属于这种类型的第一台巨型机。其三是以多微机复合系统为基础的巨型机,这种巨型机是由多台微型机构成的一个巨型机系统。就其技术实质而言,这种类型的巨型机已是一种巨型机系
统。
在第四代电脑发展时期,电子计算机也同样是在两个方面实现了重大的技术突破。其一,计算机的逻辑元件和逻辑线路普遍实现大规模集成电路化。其二,计算机出现了微型机和巨型机这样两种新的系列。在这两大技术突破中,大规模集成电路是第四代电脑兴起的主要标志,而微电脑的兴起则是第四代电脑的主要技术成就。也正是由于大规模集成电路化的实现和微电脑的兴起,使电脑又实现了其技术发展史上的第四次革命。
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