计算机和航天工程的升级换代描述中核电站的升级换代问题

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计算机和航天工程的升级换代描述中核电站的

升级换代问题

摘要：升级换代是所有工业企业产品都必须面临的实际问题。它也是市场竞争凸显出的一种客

观规律。这种客观规律有一个显著特点, 就是自己淘汰自己。新产品是自己开发出来的。如此,

对企业旧有的产品而言, 轻者, 市场空间开始受到压缩;重者, 不得不退出整个市场。当然, 如果

产品本身是国际化的, 也就意味着新产品是对国际同类已有产品的市场压缩或淘汰。从这里也

可以体会到, 如果自己不淘汰自己很可能就意味着被人淘汰。本文将从对计算机和航天工程的

升级换代描述中对比分析核电站的升级换代问题。

Realizing Nuclear Power Plant Generation Progress through Computer and Spaceflight Engineering

Wang Yuanlong

Science and Technology Laboratory on Reactor System Design, Nuclear Power Institute of China

National Energy Pressurized Water Reactor Technology Research Center

Abstract：

Generation progress is the actual problem that all of industry enterprise products must face. It is also

the objective law shown clearly in the market competition. The apparent feature of this law is that it

often is thrown away by itself. The new product is developed by self. So, to the old product of the

enterprise, its market area will be pressed and shrinks gradually, or seriously withdraws from the

market. If the product is international, it means that the same as the problem faced like the internal

market. Here, the realization is that if the product is not discarded by itself, will be thrown away by

others. This paper will discuss the generation progress problem of nuclear power plant through the

description of computer and spaceflight engineering generation progress.

Keyword：

computer; spaceflight engineering; nuclear power plant; generation progress;

　　 0　引言

升级换代是所有工业企业产品都必须面临的实际问题。换代就是以新换旧。新旧之间的替换意

味着旧有的产品面临市场被压缩甚至被淘汰的现实。这是市场竞争凸显出的一种客观规律, 不

以人们是否愿意接受的主观意志为转移。

工业领域这种特定的客观规律有一个显著特点, 就是自己淘汰自己。新产品是自己开发出来

的。如此, 对企业旧有的产品而言, 轻者, 市场空间开始受到压缩;重者, 不得不退出整个市场。

当然, 如果产品本身是国际化的, 也就意味着新产品是对国际同类已有产品的市场压缩或淘汰。

这里也见到, 以新换旧的产品竞争的确带有所谓的残酷性。从中也可以体会到如果自己不淘汰

自己则很可能就意味着被淘汰。

　　 1　计算机和航天工程升级换代

产品升级换代是企业必须作为发展战略来重点考虑的重要课题。要实现升级换代, 就必须有新

旧区别的具体技术指标。升级换代是围绕着这种具体指标展开的技术改进或创新的活动过程。

“ ”这个过程具有牵一发而动全身的特征。下面通过中国国内的计算机和航天工程的升级换代两

个典型实例来分别进行讨论。

计算机特别是超级计算机是影响国家许多方面的战略性支撑产品。航天工程则是一个国家外太

空或空天竞争能力的具体表现。

　　 1.1　计算机升级换代

2014 年11 月, 在美国新奥尔良市召开的世界超级计算机大会上, 国际 TOP100 组织发布了超级

计算机最新排行榜, “ ”中国国防科技大学研制的天河二号超级计算机, 以每秒 33.86 千万亿次的

浮点运算速度获得四连冠[1,2]。

每秒 33.86 千万亿次的运算速度是个什么概念。

计算机发展的历史告知[3,4]:1946 年~1956 年, 世界上出现第一代电子管式计算机, 运算速度范围

从每秒几千到上万次;1956 年~1962 年, 世界上出现第二代晶体管式计算机, 运算速度在每秒几万

到几十万次;1962 年~1970 年, 世界上出现第三代集成电路计算机, 运算速度每秒可达上百万次以

上;1970 年以后, 世界上出现了第四代超大规模集成电路计算机, 运算速度从每秒几千万次到千

亿次不等。进入21 世纪后, 以美国为代表的计算机运算速度已经达到每秒千万亿次。

中国大陆的计算机研制始于1956 年[5], 1958 年~1959 年相继研制成功了小型晶体管和大型晶体

管电子计算机;1965 年, 出现运算速度为每秒 5万次的晶体管电子计算机;1973 年, 研制成功运算

速度为每秒 100 万次的集成电路计算机, 用它解算一个 200 阶的代数方程组仅用十几秒钟, 而人

工则大约需要100 人算一年;1983 年, 每秒亿次的超高速计算机诞生;1992 年, 每秒 10 亿次的并行

计算机也研制成功, 并被用于气象、核能、石油、航天航空等有大数据量处理需求的行业部门;

到了 2008 年, 中国首台运算速度为每秒万亿次的计算机研制成功[6];2009 年, 国产万亿次桌面超

级计算机的峰值计算能力高达每秒 4万亿次, 其计算能力相当于200 台个人电脑, 体积却与普通

计算机相仿[7];同年, 国产每秒千万亿次的计算机面世[8-10]——天河一号采用并行结构, 持续运

算性能每秒 2507 万亿次, 运算 1h, 相当于全国 13 亿人同时计算 340 年以上或相当于1台高性能

家用电脑运算 620 年, 它被 TOP100 发布的 2010 年度世界超级计算机 100 强排行榜列在榜首位

置, 一举超越美国成为当年世界计算速度最快的计算机[10]。中国还在考虑研制万万亿次及十亿

亿次的超级计算机[11,12]。

从上面罗列的数据看到, 计算机升级换代主要的代际特征指标是它的运算速度。从每秒几千次

到每秒千万亿次, 时间跨度不过 70 年(1946~2015) 。有人认为超级计算机性能的发展遵循千倍

定律, 即每隔10 年性能就会提高 1000 倍。不管这话准确性如何, 起码说, 计算机的发展速度是

非常惊人的。超级计算机的计算能力是一个国家综合国力最具代表性的体现之一。计算机运算

速度的提高本身就是微电子、软件、材料等行业共同发展及众多行业发展需求推动的结果。它

对一个国家产业链的形成与带动以及多学科和技术的进步举足轻重。它更反映出一个国家的综

合系统集成能力。这种系统集成能力的强弱关乎国家的兴衰。

　　 1.2　航天工程的升级换代

“ ”“ ”“ ”中国探月工程分绕落回 3个阶段。作为深空探测的第一步, 计划在2007 年发射第一颗探月

“ ”卫星嫦娥一号 , 实现绕月飞行的目标, 争取分别在 2010 年前和2020 “ ” “ ”年前实现落和回的目

标[13]。2007 年, 嫦娥一号发射成功[14]。2013 年, 嫦娥三号探测器在月面成功软着陆[15]。探

月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回, 嫦娥五号将于2017 年左右发射, 2020 年前带

回月球样品[16]。探月工程还将实现载人登月的目标[17]。

载人航天方面:2008 年, 神舟七号载人飞船发射成功[18]。2011 年, 神舟八号和中国首艘空间试

验站天宫一号相继发射成功, 并成功实现首次无人空间交会对接[19-21]。2012 年则成功实现有

人对接[22]。这些为后续实现有人值守空间站打下了坚实的基础[23]。

这里看到, 中国探月工程和空间站工程也有自己的主要特征指标, 即将人送上月球和实现有人值

守空间站。比较看到, 计算机的升级换代的运算速度特征指标是一个阶梯式的阶段目标值。航

天工程则把将人送上月球和留在空间站作为终极目标。人上月球后及人在空间站后又该做什么,

则需要另外的特征指标来规定了。

航天工程所涉及的行业与计算机一样广泛。它也需要超强的综合系统集成能力作为支撑。而这

“ ”两者结合的产品中国北斗卫星导航系统 , 无论军用、民用还是为国际服务, 都有着不可替代的

巨大作用。

　　 2　核电站的升级换代

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摘要：

计算机和航天工程的升级换代描述中核电站的升级换代问题摘要：升级换代是所有工业企业产品都必须面临的实际问题。它也是市场竞争凸显出的一种客观规律。这种客观规律有一个显著特点,就是自己淘汰自己。新产品是自己开发出来的。如此,对企业旧有的产品而言,轻者,市场空间开始受到压缩;重者,不得不退出整个市场。当然,如果产品本身是国际化的,也就意味着新产品是对国际同类已有产品的市场压缩或淘汰。从这里也可以体会到,如果自己不淘汰自己很可能就意味着被人淘汰。本文将从对计算机和航天工程的升级换代描述中对比分析核电站的升级换代问题。RealizingNuclearPowerPlantGenerationProgress...

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