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關于計算所十四組及其為航天所做貢獻的一些回憶

劉啟業 · 2012-02-01 · 來源:計世網
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最近心情不好,聽母親講計算所老人,中國計算機界元老高慶獅先生、仲萃豪先生于5月去世

仲萃豪,1934年9月10日,出生于上海市松江縣。軟件工程專家,中國第一代軟件學術帶頭人之一。率先開展對軟件編譯程序、編譯語言、操作系統、支撐軟件、應用軟件諸領域有關課題的研究,后轉入研制開發大型復雜應用軟件和大型分布式系統,在國內最早提出基于構件技術的開發方法及其中的關鍵技術,為中國軟件事業的發展和人才培養作出了重要貢獻。


高慶獅先生,1957年畢業于北京大學數學力學系。歷任中國科學院計算技術研究所研究員、中科院技術科學部委員。擅長巨型電子計算機總體功能設計、并行算法和人工智能。完成了我國第一臺晶體管大型電子計算機的功能總體設計和邏輯設計。是我國自行設計的第一臺電子管大型計算機的體系功能設計和邏輯設計負責人之一。負責完成中國第一臺每秒十萬鎰以上的晶體管大型計算機的體系功能設計。1973年提出縱橫加工流水線向量機設計思想,領導完成了我國第一臺千萬次大型向量計算機的系統功能設計。著有《向量巨型機》等。
 
 
作者:劉啟業
1970年3月初,所革委會生產組通知我,按上級的要求,決定成立一個技術小分隊,讓我作為副領隊(正領隊是所工廠的一位工人師傅)前往湘西衛星測控站,作為技術保障,參加我國第一顆衛星―東方紅一號衛星的測控工作,并盡快出發。在為多年的努力將成為現實而高興的同時我們也深感責任的重大。因此當4月24日21時47分,湘西站率先向整個地面控制系報告:“星箭分離,衛星入軌”,并播放太空傳來的東方紅樂曲時,我們小分隊的全體成員如釋重負,并和全站的解放軍官兵心情一樣,無不感到歡欣鼓舞。
   在計算所的老同志中,每當提到717計算機時,都知道這是用于我國第一顆人造衛星測控的計算機。然而這涉及所內6個研究室和所工廠數百人辛勤勞動的717計算機工程,到底在東方紅衛星的發射中起了什么作用,具體承擔了那些任務,由于保密的原因,從來沒有人公開過。幾十年前的往事,現在當然可以說了。本人有幸參加了717計算機研制的全過程,在計算所建所50周年之際,覺得有必要把當年了解的一些情況和計算所十四組人員的參與情況,公諸于世。
  
  一、任務的由來及初期的工作
  
   1957年10月,前蘇聯成功地發射了人類的第一顆人造地球衛星,不久毛澤東主席提出了“我們也要搞人造地球衛星”。
   1965年底,我國人造衛星工程開始實施的651工程上馬,在工程的三大系統中,地面控制系統由中國科學院牽頭研制,為此在中科院電子所成立了701工程處。
   大約在1966年3-4月間,由中科院電子所、自動化所(后劃歸航天部)、計算所分別抽調研究人員在自動化所組成聯合研究小組辦公。記得當時聯合研究小組的主要成員有:電子所副所長陳芳允、助理研究員魏鐘全、研究實習員袁仲仁,計算所助理研究員高慶獅、研究實習員劉啟業和陳同印,自動化所有助理研究員孟執中、研究實習員孔德涌和吳可。隨著研究工作的進展,中南分院、東北分院、西北分院和701工程處也陸續派員參加。
   “地面控制計算中心及站設計小組”是701工程處中的一個設計小組,由孟執中任組長,負責全面及控制部分,高慶獅任副組長,負責計算機部分。
   研究小組成立之初,討論自動化所設想的有關地面控制系統的初步方案,主要涉及系統的布局、主要設備的技術指標等等。在根據需求及國內當時技術可能性,集體討論確定控制計算中心及大、小站的計算機的技術指標之后,確定劉啟業負責大站計算機717系統結構設計,并且到計算所去落實;高慶獅繼續負責“控制計算中心”的計算機,并且到15所去落實,等等。
   隨著文化大革命,辦公地點幾經變動,先后從自動化所搬到西城區祖家街的端王府、中關村操場北邊的科學院設計室的辦公室等地。
   大約在1966年底1967年初,東方紅一號衛星地面控制系統方案初步確定,其中測控站用的兩臺717計算機由中科院計算所和東北分院沈陽計算所聯合研制。
二、緊張的研制工作
  
   1967年3月上旬,由中科院技術局牽頭組織701工程處和北京計算所有關人員赴沈陽考查當地研發計算機的能力,并隨即將717計算機研制及生產定點在沈陽計算所。
   1967年4月,北京計算所的研究技術人員陸續到沈陽,當時參加體系邏輯設計的有劉啟業、金振玉、莫泰雄、戚余錄,后來高慶獅和周佶也到沈陽,高慶獅指導系統設計,周佶指導并具體參與了外部設備的邏輯設計。陳同印也到了沈陽,了解717計算機的接口參數之后,隨即負責監控室的設計。高慶獅負責二期工程總體及控制計算中心的選址等工作,陜西渭南的測控中心就是那時候選定的。
   1967年6月底基本完成717計算機的體系邏輯設計。
   1967年7月我從沈陽到南京,要完成三件事:
   1)和四機部14研究所技術人員討論并最終確定雷達和717計算機之間的接口技術;
   2)到生產SCA-3數傳機的南京某工廠了解有關技術參數;
   3)到紫金山天文臺了解有關軌道計算的要求。
   1967年8月我從南京回到北京不久,沈陽的同志催我速來討論與工程化密切相關的插件劃分等問題。記得8月上旬的一個星期五下午,我購買了星期天赴沈陽的火車票,但星期六一上班,所生產組的王行剛同志告訴我:“趕緊去退票,沈陽武斗形勢緊張,不能去了”。據說是星期五晚上,在沈陽的同志打來長途電話說:沈陽計算所樓道里堆滿了沙袋,樓頂上放了許多自制的炮彈,并對空放了一炮,人心惶惶,安全無法保證,更談不上工作了。所軍管小組在接到電話后,立即報告國防科委,時任四局局長的李莊同志決定:北京計算所的人員立即從沈陽撤回,717計算機由北京計算所單獨研制,所有717計算機的全部圖紙資料、硬件樣件、機柜等空運回京,并派得力的人員前往沈陽完成撤退任務。
  

  三、艱苦的調試、現場安裝及運行
  
   從沈陽撤回北京后,時方綽參加了外部設備的邏輯圖紙檢查和修改工作。
   經過艱苦緊張的工作,1968年4月底,計算所終于完成了兩臺717計算機的調試。在所內參加機器調試的十四組研究人員有:梅多倫、劉啟業、金錫智、劉秀月、方信我、史如心、戚余錄。
   1968年5--8月,第一臺717計算機運到湘西站安裝并進行初步調試。那時的湘西站,道路泥濘,陰雨連綿,天氣陰冷,雖是5月天,還得穿棉大衣。但自帶行李的計算所的全體工人技術人員仍熱情飽滿地投入工作。十四組當時到湘西站工作的有劉啟業、金錫智和史如心。
   1968年7--10月,第二臺717計算機空運到喀什站安裝調試。十四組當時到喀什站工作的有劉秀月、方信我和戚余錄。
   1968年10--12月,湘西站717計算機繼續可靠性測試,并逐步完成和站內的遙測雷達、光學經緯儀、單頻多普勒測速雷達、時間統一勤務系統聯調,同時和南方另三站(昆明、南寧和三亞)聯調,之后交付部隊使用。1969年上半年,部隊把整個近乎實戰狀態的實時應用程序全部加載,完成了站內和站外的酒泉發射場,南方三站及新疆喀什站的聯調,這是實戰前夕的聯網運行。
   1969年夏,湘西站多次報告:717計算機運行不可靠。9月間我奉命到現場考查,發現相對濕度大,檢查程序經常通不過。因此10月初組織有關硬件技術人員共同到現場診斷,最后確認是北京前門一工廠生產的二極管質量有問題,經受不住南方的多雨潮濕天氣,因此用了一個多月的時間,將成百上千的二極管換下,計算機就能夠可靠地運行了。
四、圓滿完成任務
  
   1970年3月初計算所小分隊大多數成員進駐湘西站(個別成員4月初到達),而進駐喀什站的小分隊人數較少,沒有十四組人員,也于3月底到位。
   我們到湘西站后,忙于設備的檢測,當然也很關心發射衛星的時間,但具體的日期對大多人員都是保密的。從部隊領導多次召集的多次技術情況匯報會上,我了解到除酒泉發射場的條件要滿足發射要求外,還需湘西站的雷達和計算機穩定地運行,否則不能發射。因湘西站測控設備最齊全,可觀測到入軌點(在廣西上空),單站即可定軌。一旦計算出軌道,即可通過酒泉傳給喀什站,該站即可測出衛星環繞地球第二圈的參數,因地球自西往東轉,第三圈出境,在國內的這些測控站當然都看不見了,
   讓我們重溫一下當年的數據流程,就可以了解717計算機的地位和作用了:
   當酒泉發射場按下“點火”按鍵,長征火箭點火,不久火箭離開地面,專業上叫起飛。起飛的時間作為初始值,通過保密電話告訴湘西站,連上8根線的保密電話我還是第一次看見!
   湘西站通過鍵盤將起飛時間輸入717計算機(有兩人監督)。接著啟動引導程序,按每50ms一個采樣點將目標可能出現的時間、方位、仰角數據實時送給雷達去捕獲目標。這些引導數據同時以更低一些的頻率發送到站內的光學經緯儀和多普勒測速雷達。還需進行地理座標變換后,才能將時間、方位、仰角數據傳送給南方的另三個測控站,引導操作人員捕獲目標。
   長征火箭從酒泉飛到湖南、廣西上空,大約需10分鐘時間,一旦湘西站的觀測設備捕獲目標,717計算機即將站內單脈沖精密跟蹤雷達測得的方位、仰角和距離等數據按一定的數學方法對此前的引導數據進行修正,再發送給站內外的觀測設備。這個實時計算控制過程時間很短,可能是幾分鐘的時間。待收到南方三站的全部數據之后馬上啟動軌道計算程序,算出主要的幾個參數:如遠地點、近地點、偏心率等。
   總之,在1970年發射的東方紅衛星時,計算所研制的717計算機在測控工作中發揮了重要作用,功不可沒。當時地面控制系統共用了三臺計算機,15所研制的108乙機用于發射場的控制,及衛星運行軌道計算。而安裝在湘西和喀什的717計算機除了進行相應的實時數據處理并引導有關測量設備工作外,也同時進行軌道計算,傳給酒泉的108乙機,進行比較后由108乙機向全球發布預報。
   在整個發射的實時控制及事后的軌道計算中,717計都可靠穩定地運行。湘西小分隊和喀什小分隊都圓滿完成了任務。記得當時三個站的站長和參謀長等領導要為我們相關人員請功,但在那個特殊年代,我們都認為那是追逐名利的事,是應該鄙視的,所以婉言謝絕了。那時候,知識分子不值錢,發射成功的當晚,吃上部隊食堂提供的一碗免交糧票和錢的肉絲面,就感到心滿意足了!
  
  五、結束語
  
   回憶計算所這段光榮而艱苦的歷史,真令人感慨萬千!
   最早研制的717計算機使用了109丙機的一些成熟技術,如半固定存儲器和寬行打印機等,但717運控的主要元器件采用硅管(109丙機采用鍺管),六室多年研制的漢字顯示系統,首次應用于計算機控制臺和測控站的監控室中。另外717計算機在系統邏輯設計上采用分時中斷技術,以保證準確無誤地同時接收來自十多個通道的數據,而且要發送出滿足實時控制的數據,這種采用軟硬件相結合多級中斷處理技術也是相當復雜的。
   1970年底,應部隊建立流動測控站的需求,由八室生產了兩臺車載717計算機。
   1971年初,717計算機由上海無線電十三廠接產,元件也由分離元件改為小規模集成電路,一共生產了十多臺,遍布全國測控站。可以說717計算機改變了以往計算所只研制生產一臺計算機并被戲稱為“公雞“的歷史。
   (本文撰寫作過程中,曾和高慶獅院士多次討論修改。文章初稿曾經談育文同志閱改。)
  
   (本文作者為原中科院計算所十四組助理研究員,解放軍某研究所原總工程師)
 
在創造了2彈1星輝煌的60-70年代。
中科院計算所研制的119計算機和中科院華東計算所研制的J501計算 機,保證了我國第一顆氫彈設計的計算需要.

計算所1967年研制成功的109丙機保證了我國第一顆衛星的設計計算需要.我母親參與了這臺機的研制.
這臺機被譽為"2彈1星功勛機"

計算所研制的717機,為我國第一顆衛星唯一監控計算機,保證了我國第一顆衛星發射成功.


119型和J501型計算機交付使用


    119型計算機,是計算所在吳幾康領導下,自行設計并于1964年年研制成功的中國第一臺大型通用數字電子計算機(此前的104機是仿制的)。采用由電子管和晶體二極管組成的高速邏輯電路,裝有16000字的磁心存貯器,有些外部設備可與中央處理機并行工作,為用戶提供BCY算法語言。119機的運算速度是104機的5倍,主存容量大8倍。一些在104機上不能解算的問題,可以用119機解決。該機承擔了研制中國第一顆氫彈的有關計算任務和全國首次大油田實際資料動態預報的計算任務。這臺計算機,從總體設計到整機系統的研制,都是中國科學家獨立完成的。對中國計算機事業的發展具有奠基性的意義。


    1964年10月,華東計算技術研究所將119型計算機復制一臺,定名為J501計算機。J501機對國民經濟和國防發展也做出了貢獻。為探索氫彈原理,1965年9月,二機部核武器研究所于敏帶領科研人員,前往上海,利用J501機,進行了大量計算。
中科院計算所對中國彈道導彈所做的貢獻.,(研制導彈彈頭控制微機)
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驪山微電子學研究所的建立——微計算機與集成電路相結合

1964年10月,為了落實毛主席關于建立三線的指示,中國科學院副秘書長秦力生同志帶隊,先后到四川、陜西選點。最后選定陜西臨潼距縣城一公里半的驪山腳下,作為未來的中國科學院微電子學研究所的所址。

中國科學院為了承擔國防部五院(后改為七機部,現稱航天總公司)提出的導彈控制系統計算機的研制任務,1965年8月8日,在科學會堂召開黨組會,決定將中國科學院與微電子有關的計算所(11研究室,13研究室)、物理所、電子所、應化所、西北計算所、東北物理所等六個單位的七個研究室,組建為中國科學院微電子學研究所,代號156工程處(開始叫計算所二部)。趙松巖任主任。同時在臨潼進行基建,代號為324工程,由江文、唐云和趙正隆同志負責。第二年春天,東北、西北的同志,帶著實驗室設備,搬到了北京中關村,全面開始了研制工作。

計算機專家吳幾康、沈緒榜;半導體專家黃敞、吳錫九,半導體化學專家沈天慧、何澤仁、阮洪義等都集中到了這里。中國科學院黨組副書記裴麗生同志在接見大家時,把為了尖端科學事業從全國各地專家集中到一起叫“牽牛入社”,給同志們留下了深刻的印象。那時的條件是困難的,但大家不分晝夜地苦干,后來把這種精神叫做“燈火輝煌156”精神!在109廠等兄弟單位的配合下,終于在1966年國慶節前夕在計算所的南樓,調出了我國第一臺自行設計、自行研究制做的集成電路的空間計算機,向周總理報了喜。

這個單位于1969年12月21日搬遷到臨潼。單位編制幾經變化,于1975年劃規為七機部,代號為771所。后發展成為驪山微電子公司。這個所為1980年洲際導彈向南太平洋海域發射成功,為我國潛地導彈水下發射成功,衛星發射成功,神州號宇宙飛船發射成功等,做出了巨大貢獻。

吳幾康服從組織分配,調往該處,任主抓研制的副所長和研究員,負責電路設計與試制工作。這種電路除要采用微電子工藝來縮小其體積外,還要使整機能在惡劣環境下可靠地工作,因而電路的設計必須與搞半導體工藝的同志密切配合才能使試制工作取得成功。在中國科學院科儀 廠和半導體研究所的合作下,終于試制出了中國第一種能在環境溫度下正常工作的雙極型觸發器和門電路的集成電路系列。在新老同志密切配合下,通過嚴肅認真、細致踏實和一絲不茍的努力,終于在 年月研制成中國首臺集成電路的微型空間計算機(東風號的雛型)。此機不僅為我國研制集成電路計算機開創了道路和培養了一支計算機與工藝相結合的科研隊伍,而且為此后歷次航天運載工具的發射成功打下了基礎。

1979年,吳幾康調回中科院計算所任副所長.
,吳幾康是東風型型微型空間計算機的負責人之一,為發展戰略武器和衛星運載工具作出了貢獻,獲國家科技進步特等獎。該項目獲國防科工委、國家計委、國家經委、國家科委頒發的國防科技成果特等獎。

本要調我母親去接替吳幾康任微電子所副所長,但我母親另有任務沒去成.
中科院計算所存儲器室“五十多年一路走來“的回顧       (原中科院計算所第5研究室)



1956年在周恩來總理領導下制定我國十二年科學技術發展規劃,第411項的題目是計算技術的建立 ,規劃結束后由全國科學規劃委員會提出,經周恩來總理批準,將計算技術,半導體,電子學,自動化等的建立列為緊急措施。

立即籌建研究機構,成立了由華羅庚擔任主任委員的中國科學院計算技術研究所籌備委員會,確定了”先集中后分散”的組建原則,先仿制后創新,仿制為了創新的工作方式。

在仿制前蘇聯M-3和БЭСМ機的同時,以吳幾康范新弼為首的119機(電子管機),以蔣士騛為首的109乙機(半導體電路),以夏培肅為首的107機的研制工作也開始了。

利用國產元器件,走自己的路,自主研究設計,自己生產,分別在1960年,1964年,1965年通過國家鑒定。

以范新弼為首的五室存儲器研究室,為整機提供了存儲元器件,它是一條長線研究與生產工作。

早在1957年,多數人處在如火如荼的反右運動中,范新弼帶領張杰,甘鴻,孔令振,柳榴英開始了仿制前蘇聯磁芯工作。1958年4月底完成BT-1記憶磁芯,BT-2坐標變壓器磁芯,BT-5脈沖變壓器磁芯試制,隨后開始了生產,提供給103,104機使用。

而且,在黃玉珩先生的領導下的一個小組,獨立自主研制成功的電流重合法磁芯存儲器代替了原設計的磁鼓,使103機運算速度從30次/秒提高到1800次~2500次/秒。

1958年5月由范新弼先生指導張杰,甘鴻,孔令振開始自主研制并設計模具,在配方中加入稀土元素,完成中計101型外徑*內徑為1.5*1毫米具有矩形磁滯回線的記憶磁芯研制。

在1959年計算所舉辦的學術報告會上隱含地報告了一種稀土元素對磁芯性能的影響,提高了矩磁性,脈沖性能及合格率,隨后大量生產,供應全國各單位。并且推廣技術,使四機部798廠,山西陽城磁性材料廠,北京磁性材料廠,上海磁性材料廠等以及部隊,高等院校,都能制造記憶磁芯。從此,存儲器及存儲磁性元件的材料,工藝與測試等的研究試制延續到1982年,就是在文化革命中研究試制工作也沒有停止。

材料配方中加入了稀土元素鑭,加入了助熔劑氧化鉍,試制生產了錳鎂系,鋰系寬溫磁性材料;設計了模具,記憶磁芯尺寸從外徑2毫米內徑1.4毫米發展到外徑0.6毫米內徑0.4毫米。

生產工藝也從粉末成型變到碾片沖壓,人工高溫燒結到全自動保溫燒結;從人工挑選脈沖性能合格產品到自動化篩選;從手工穿磁芯板到模板自動排列磁芯矩陣,膠粘工藝穿板;從模型機測試磁芯板到程序控制自動測試磁芯板。

磁芯體從分層疊壓到大板結構。先后研制并生產了中計100型,中計101型,102型,103型,601型,901型,902型記憶磁芯,301型,302型303型脈沖變壓器磁芯。

中計108型雙軸記憶磁芯,用于磁鼓的磁膠記憶涂層并且試制了鐵氧體磁頭。參加這項工作的還有菊蘭鳳,陳耀昶,李成章,謝德實,王世遠,劉嘉英,張鴻凱,萬義,李淑英,姚玉恩,童慧蘭,石星華,牛寶順,劉學賢,平天民,白桂英,付秀榮,徐月清,任秀榮,李學仁,李文信,唐昌林,顧徳敬,繆道期,郭志先,張復,王玉鈐,許慶元,李忠誠,陳浩彬,李應奇,爨德玉,劉淑芳,張鈺,劉建敏,魏德玉,王世學,張真,朱芝蘭,張藏國,武淑萍,姜淑菱,曹桂琴,付純文,王連華,王素文,韓式嚴,谷春蘭等。

五室還做了磁膜及磁膜存儲器研制,(1959到1973)半導體存儲器研制,存儲電路實驗,存儲器調試直到與整機聯調的全部工作,仿制線選法存儲器(104機用),研制三度四線法(103,107,119,109乙機111,717,109丙機用)二度半三線重合法存儲器(013,757機用),部份翻轉法高速存儲器(109丙,015,111機用),半固定存儲器(109丙,111,)。

1983年,從事數據庫與信息存儲技術的研究。

1985年,五室部份人員,轉戰到改革開放的前沿,探索一條將科技成果轉化為生產力的工作,有的到京海(衣元興,張復),科海(唐新之,徐寅生,韓式儼  張真),四通(王玉鈐),希望(顧徳敬)公司,有的到了計算所所辦公司——計算所新技術發展公司,曹之江,平天民,賈繼福,甘鴻,竇喜平,龔國興,劉筱秀,許慶元,王文芳,謝徳實,陳浩彬,武淑萍,孫祖希等。艱苦創業,有沉有浮,發展成為今日的聯想,五室的人員在科研中取得了驕人的業績領先的成果,在改革開放的大環境下也邁出堅實的步伐。

進入80年代我國大規模集成電路隨機存儲器的登場,除去為KJ8920機制作存儲器外,五室的工作也向前發展了,也發生了裂變,有的轉向智能存儲,有的轉向數據庫信息管理,五室便分出了13室,有的從事了計算機網絡魯士文,顧徳敬,有的轉向超大規模集成電路的自動測試郭志先。參加了國家的科學管理工作寧玉田。有的到了計算機學院,教授葉勉干,院長張載鴻。

五室的歷屆主任、副主任級領導有范新弼,黃玉珩,許正春,王振山、伍福寧等。業務秘書先后有鄭筠,顧徳敬,劉昌芝、范伯南等,黨支部書記荀瑞昌,衣元興等器材幹事,劉金銘,許克祥等。(甘鴻 陳自虞)
曾任計算所所長的何紹宗的回憶文章
回憶五十年(2006年紀念建所50周年文章)

我國第一個計算技術研究所是在黨中央國務院的親切關懷下建立起來的。1956年6月14日,黨和國家領導人毛澤東主席、周恩來總理、朱德委員長、鄧小平總書記接見參加制定十二年科學發展規劃工作的五百多位科學家并合影。我作為科學規劃辦公室秘書和計算技術界的夏培肅、吳幾康、范新弼、蔣士騛等參加了接見。當時,電子計算機在我國還是空白學科,十二年科學規劃將計算機、半導體、電子學、自動化列為國家四項緊急措施,直接配套兩彈一星。這次接見之后,開始了我國第一個計算技術研究所的籌建工作。
    1956年6月19日,華羅庚主持召開了計算技術研究所籌備委員會第一次會議,科學院副秘書長杜潤生、數理化學部副主任惲子強出席了會議。這次會議從組織上落實了規劃文件確定的“先集中,后分散”的原則,由中國科學院、總參三部、二機部、高等院校現有的計算技術方面的專家組成籌委會,對外稱中國科學院計算技術研究所籌備委員會。籌委會主任由華羅庚兼任,何津、王正、閻沛霖兼任副主任;我任籌委會辦公室主任,總參三部鄧明德中校和二機部孫潤五處長任副主任。宣布了將近代物理所計算機組的夏培肅、吳幾康、范新弼、王庭梁、梁吟藻、張玉生、曹酉申、李龍、安建勛等14人和數學所計算數學組的閔乃大、王樹林、甄學禮、徐國榮、崔蘊中、石鐘慈、黃啟晉等9人劃歸計算所建制。這次會還討論了籌建計劃中的有關問題,并決定租用西苑大旅社(西苑飯店的前身)三號樓作為辦公和實驗室的臨時地點等。科學規劃會議后,我被留下來籌備計算所。當時辦公室只有我一個人,仍在西郊賓館搞規劃的地點辦公。第二個調來工作的是政法學院的衛振盛同志(任人事科長);第三個調來的是公安部陳仁慶同志(任秘書)。9月份,辦公室副主任總參三部的鄧明德中校到職。后陸續通過選調、合作、進修、分配大學生等途徑,至年底在西苑大旅社集中了314人。其中研究技術人員185人,占一半以上。技術力量集中以后,組建了三個研究室,一室為計算機整機研究室,閔乃大任主任;二室為元件研究室,王正任主任;三室為計算數學室,徐獻瑜任主任。計算機方面,邏輯設計組夏培肅負責,運算控制組吳幾康負責,存儲器組范新弼、黃玉珩負責,外部設備組孫肅負責,電源組莫根生負責,蔣士騛負責半導體新電路的研究工作,張克明、安其春和后調入的馮康同志,協助徐獻瑜負責計算數學方面的工作。
    1956年籌建計算所時,我國各大學都還沒有計算機和計算數學專業。為了解決計算技術的研究技術和數學人員的來源問題,我們和清華大學、北京大學合作,抽調高年級學生和已畢業的大學生,辦培訓班,通過選派出國學習,高等院校派人到研究所進修等途徑,我們先后辦了四期培訓,共培養出600多人,充實了各大學的數學人才和研究技術骨干。1956年到1960年,全國有關計算技術的單位和專家,經過近四年時間的集中,總參三部、二機部、原國防部五院參加合作的同志,陸續回到原單位,建立起各具特點的計算機研究所;來所進修的有關高等院校的同志也先后回去,建立了計算機專業。地方科學分院如雨后春筍般地在上海、沈陽、武漢、西安、成都、蘭州、合肥、南京、天津、太原等地先后建立了近20個計算所、計算站、計算機研究室。1960年底計算所已發展到1400多人。中科院計算所為全國各部門、各地區培養輸送了大批計算技術骨干。后來全國有相當一些計算機研究所的所長、大學計算機系的主任,都是在中國科學院計算所工作、學習過的。為此,人們都說:中科院計算所是培養計算技術骨干人才的搖籃。
1956年我國的計算機技術,當時,在世界上,畢竟距第一臺計算機的出現晚了十年。是迎頭趕上,還是一切從頭開始?大家一致的意見是:學習掌握蘇聯已有的技術,在此基礎上,根據我國的具體條件,開展自己的研究工作。即“先仿制后創新,仿制為了創新”。
    9月,我國派出計算技術考察團赴蘇,團長閔乃大、副團長王正,我擔任秘書,團員有吳幾康、范新弼、夏培肅、蔣士騛、周壽憲、孫肅、莫根生、徐獻瑜、嚴又光,翻譯張偉、穆立立、李象生共15人。主要接待我們的是蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所。在兩個多月的時間里,我們分別對莫斯科、列寧格勒計算技術的科研、生產與教育進行了考察,并重點對M—20計算機進行了學習。通過這次考察與學習,我們受益匪淺。次年4日,我作為郭沫若院長的代表,拜訪了蘇聯科學院,并經政府途徑訂購了M—3計算機和БЭCM計算機圖紙資料。
    在考察和取得圖紙資料的基礎上,研制工作開始了。以張梓昌、莫根生為首,組織了M—3(代號103)計算機研制組。通過全體研制人員的努力和738廠的密切配合,1958年8月1日研制成功了我國第一臺每秒運算30次的數字電子計算機,填補了我國現代電子計算機的空白。當時的中國科學院黨組書記張勁夫同志曾風趣地說,這臺計算機叫“有了”。
    1957年2月,我國派出了以張效祥同志為領隊的19名實習生,去蘇聯實習БЭCM計算機。9月,蘇聯科學院派謝爾巴科夫(負責電源和機房建設)、維宗(負責磁芯存儲器)、斯梅格列夫斯基(負責計算機軟件)三位專家來我所工作。1958年2月計算所搬到中關村新樓。5月,收到了БЭCM計算機全套技術資料。8月,去蘇聯實習БЭCM計算機的人員回國。全體人員齊心協力,在738廠和各有關單位的密切配合下,于1959年10月1日研制成功了我國第一臺每秒運算一萬次的大型通用數字電子計算機БЭCM(代號104機),向國慶十周年獻禮。人民日報在頭版頭條報道了這一喜訊。104機在科學計算中發揮過重要作用,我國第一顆原子彈研制過程中的有關科學計算就在104機上完成。計算技術的發展為兩彈一星打下了堅實的基礎。
    通過103機和104機的仿制,掌握了技術,積累了經驗,培養了干部,并在磁芯、磁鼓、磁帶機、光電輸入、打印機等試制加工以及系統配套方面奠定了基礎。
    仿制的目的是為了創新,在仿制104機的同時,以夏培肅同志為首的107計算機(與科技大學合作)的研制工作開始,利用國產元器件走自己的路,通過自行研制,1960年4月107計算機研制成功;以吳幾康同志為首研制的119機計算機(每秒5萬次),1964年通過國家鑒定,交付使用,榮獲國家工業新產品展覽一等獎;以蔣士騛同志為首研制的109乙半導體計算機,于1956年6月通過國家鑒定。從此,我國電子計算機由第一代—電子管機進入了第二代—半導體計算機時代。
    半導體計算機的研制,促進了我國半導體的研制工作和半導體工業的建立。為我國核技術和航天技術的發展提供支持的大型計算機—109丙機,就是在國外嚴密封鎖的情況下,由我國的計算技術專家積國外和自己的實踐經驗在計算所研制成功并交付使用。
    中國科學院為了承擔國防部五院(后改為七機部,現稱航天部)提出的導彈控制系統計算機的研制任務,1965年8月8日,在科學會堂召開黨組會,決定將中科院與微電子有關的研究部門如計算所(11室、13室)、物理所、電子所、化學所、西北計算所、東北物理所等六個單位的七個研究室,組建成中國科學院微電子學研究所。中央專委(周恩來兼主任)定名為156工程(開始叫計算所二部)。趙松巖任主任,我任副主任。第二年春天,東北、西北的同志,帶著實驗設備,搬到了北京中關村,全面開始了研制工作。計算機專家吳幾康、沈緒榜,半導體專家黃敞、吳錫九,半導體化學專家沈天慧、何澤仁、阮洪義等都集中到這里。中國科學院黨組副書記裴麗生同志接見大家時,把為了尖端科學事業從全國各地,集中到一起叫“牽牛入社”,給同志們留下了深刻印象。那時條件很困難,但大家不分晝夜地苦干,后來把這種精神叫做“燈火輝煌156精神”!在109廠等兄弟單位的配合下,終于1966年國慶節前夕,調出了我國第一臺自行設計、自行研究制作的集成電路的空間計算機,向周總理報了喜。
    1956年由周總理親自主持制定的全國十二年科學發展規劃,當時國家考慮安排四項緊急措施,成立中科院計算技術所、半導體所、電子學所、自動化所。搞電子計算機其目的是很明確的,就是要為研制兩彈一星服務。計算所義不容辭地承擔了這一歷史任務,計算所研制的各種計算機,如104、119、109丙、717 機等,都為我國的國防建設、為兩彈一星打好了基礎,做出了巨大貢獻。
    回憶五十年來,計算所為國家做出了重大貢獻,在改革開放的道路上,克服了各種困難。現在,計算所又率先進入中國科學院知識創新工程,知識創新工程給了計算所一次新的發展機遇。在李國杰所長、鄧燕書記的領導下,計算所在機制創新改革、凝煉科研目標、培養人才等方面都取得了很大成績。計算機及其核心技術的研制方面,計算所科技人員再次發揚“人生能有幾回搏”的奮斗精神,不斷拼搏,先后研制出了各種型號的曙光機,特別是曙光4000A,這臺超高速計算機每秒運算速度達到11.2萬億次,在全世界排列第十位。為了盡快縮小我國在CPU核心技術上與國外的差距,計算所又在2003年、2005年先后研制成功龍芯1號和龍芯2號高性能通用CPU芯片,我國幾代計算機工作者和各行各業的計算機用戶一直盼望有一顆與國際先進技術水平同步的中國“芯”,計算所終于研制成功了,向全國人民奉獻出令人滿意的中國“芯”。
    我們相信,計算所全體科技人員在“創新、求實”光榮傳統的指引下,將為中華民族在計算機的核心技術方面做出更加輝煌的成績。
張效祥與104機的誕生

中國第一臺大型計算機104機的研制,開啟了中國計算機發展的序幕。張效祥作為104機的主持研發者,向我們講述了研發的日日夜夜。

1959年對于世界計算機來說,是一個值得紀念的年份。這一年IBM推出了其第一代晶體管電腦IBM1620,同年,摩爾(Moore)開始申請一項專利:平面晶體管制造技術。在中國,那年第一臺大型計算機104機誕生了。

那個時候主持104機研發的張效祥院士還不到40歲。現在,他剛剛過完89歲生日。再回想起50多年前,從初識計算機到自己研發出計算機的歷史,他仍記憶猶新。

初識計算機

要說結識計算機,還得從1956年說起,那年3月12日在前蘇聯要召開一個國際會議,會議的主題是“前蘇聯數學機械與數學儀器制造發展的途徑”。會前的3個月,前蘇聯科學院主席團學術秘書長A.B.托普契也夫院士致函中國科學院郭沫若院長,邀請中科院派代表團出席會議。

就這樣,3月8日,作為代表團成員之一的張效祥與其他成員,乘前蘇聯伊爾-14航班飛赴莫斯科參加會議。這次去前蘇聯,“我們在會上與蘇聯專家討論了有關通用快速電子計算機的問題,如何利用它解決數學邏輯的問題,還有有關專用計算機和模擬裝置的問題。”但最重要的是,這是張效祥第一次見到了擺在眼前的大型計算機,那是前蘇聯當時最先進的電子計算機БЭСМ。

這次在蘇聯的考察,張效祥還未來得及游覽一下莫斯科的景色,就匆匆回國了。他的妻子馬上就要生下他們的第一個孩子。

第一次去蘇聯只是略為了解了一下計算機技術。為了發展“兩彈一星”,科學家們起草了《發展計算技術、半導體技術、無線電電子學、自動學和遠距離操縱技術的緊急措施方案》(簡稱“四大緊急措施”)。其中“計算技術”部分包括,迫切需要解決的國際合作項目,派一個懂技術的代表團赴蘇。

于是,作為少有的幾名懂技術的人員,張效祥于1957年2月又一次被派到了蘇聯,這次和他一起的是一個20人組成的赴蘇進修隊,他們將在蘇聯進一步學習計算機技術。

“我們到前蘇聯時,M-20的模型試驗剛結束不久,機架尚未拆除,正在工廠試制樣機,我們的學習和試驗基本上是圍繞它來進行的。” M-20是當時前蘇聯科學院精密機械與計算技術研究所繼БЭСМ計算機之后研制的大型計算機,運算速度2萬秒,電子器件采用小型電子管。進修隊學習的主要內容就是前蘇聯M-20計算機的技術資料及實現技術。

1957年年末,我國科學代表團到莫斯科訪問,與前蘇聯科學院洽談幫助我國研制第一臺大型計算機的問題,張效祥也參加了談判。最終的結果是,將在中國科學院計算機技術研究所以БЭСМ為藍本,制造自己的第一臺大型機。

為此,以張效祥為代表的進修團隊又用了半年的時間,在蘇聯全力消化БЭСМ全部圖紙資料。

就這樣,張效祥在蘇聯進修了一年多的時間,就搞通了計算機的原理,這為回國后組織團隊,主持研發我國的第一臺大型計算機打下了基礎。

解出第一道題

—五一節的天氣預報

1958年8月,進修隊一回到北京,就投入了104機的試制工作。由于БЭСМ在蘇聯研制的時候,就出現了很多問題,經過修改,形成了БЭСМ-Ⅱ。因此104機也以БЭСМ-Ⅱ為藍圖,由張效祥主持試制。

104機的完成主要來自兩股力量,一股主要來自中科院計算所、四機部(后來的15所)、七機部(后來的706所)和部隊等四個單位;另一股是以四機部738廠和科學院計算所工廠為主的生產加工力量。

雖然當時吃睡都在工作房里,但是沒有人覺得苦。只是感到任務的艱巨,腦子也要連軸轉。晚上一點多睡覺,第二天早上5點半一樣要起床。整個機器裝完之后,工作更加辛苦起來。在調試階段,計算機從沒有關過。“因為一開一關,電子管很容易就壞了。” 于是,所有參與研制的人員,三班倒,不分晝夜的工作著。“生活就是這樣的,其實我們并不像很多人想得有多艱苦,能吃飽也能穿暖。”五六十年代是中國最艱苦的時候,但是張效祥卻樂在工作中。

當時出力的人還很多,全國各地,聽說中科院在研制計算機,很多人都跑來想要學習學習。計算機在當時,可是只有耳聞未有目睹的家伙。中科院也很開放,只要想學習,就敞開大門歡迎。“當時有七八十人對104機的研制貢獻了力量。”大家一起討論,共同學習著,學習資料就是БЭСМ-Ⅱ的說明書。當時БЭСМ-Ⅱ圖紙上的錯誤還有很多,也是通過大家的齊心協力才攻下了一個個難關。“當時大家都不懂計算機,都是通過親自研制,才弄懂了計算機的原理,我們就是在學中用,用中學。”

不斷地有人來,有人走,但是自由討論、學習的氛圍卻沒有絲毫改變。雖然固定工作的人不多,但是卻不斷有新鮮血液的加入,這樣到1959年4月30日,調通程序,算出了第一個課題:“五一節”的天氣預報。所以,張效祥常說,事情是大家做的,不是我一個人。協作精神在研發過程中是最重要的,工業部門、中國科學院和部隊三方面結合起來,才結束了中國沒有計算機的歷史。

這些慕名而來學習的人,回到地方又紛紛自己辦起了計算機研究所。104機的研制,不僅使中國有了第一臺大型計算機,更重要的是,他向科研人員普及了計算機知識,回到他們原先的工作崗位后,他們就可以自己研發了。

“我來研制104機,其實也是為了學習。”將104機研制出來之后,張效祥院士又回到了部隊,將所學的計算機知識,應用到部隊的信息化中。

104機用磁芯作內存,容量是2048字,運算速度為每秒1萬次。現在看起來,這些似乎都很落后,但是在當時的年代,已經很先進了。中國的第一臺小型數字電子計算機—103機,運算速度每秒才幾次而已,只能走,不能跑。當時許多重大科研課題都用了104機,其中包括第一顆原子彈的有關科學計算。

現在的計算機已經與過去完全不一樣了,運算速度更快、體積更小、更加智能化,但是沒有前輩哪能有子子孫孫。104機的研制,開啟了中國計算機發展的序幕,培養的大量人才成為中國計算機發展的中堅力量。

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