科学的春天—毛泽东时代中国计算机发展历程


铁血网提醒您:点击查看大图

我国从1957年开始研制通用数字电子计算机,1958年8月1日该机可以表演短程序运行,标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子,该机定名为八一型数字电子计算机。该机在738厂开始小量生产,改名为103型计算机(即DJS-1型),共生产38台。


铁血网提醒您:点击查看大图

1958年5月我国开始了第一台大型通用电子计算机(104机)研制,以前苏联当时正在研制的БЭСМ-II计算机为蓝本,在前苏联专家的指导帮助下,中科院计算所、四机部、七机部和部队的科研人员与738厂密切配合,于1959年国庆节前完成了研制任务。


铁血网提醒您:点击查看大图

在研制104机同时,夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于1960年4月研制成功一台小型通用电子计算机-107机。


铁血网提醒您:点击查看大图

1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功,平均浮点运算速度每秒5万次,参加119机研制的科研人员约有250人,有十几个单位参与协作。


铁血网提醒您:点击查看大图

我国在研制第一代电子管计算机的同时,已开始研制晶体管计算机,1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109乙机)实际上从1958年起计算所就开始酝酿启动。在国外禁运条件下要造晶体管计算机,必须先建立一个生产晶体管的半导体厂(109厂)。经过两年努力,109厂就提供了机器所需的全部晶体管(109乙机共用2万多支晶体管,3万多支二极管)。对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,为用户运行了15年,有效算题时间10万小时以上,在我国两弹试验中发挥了重要作用,被用户誉为“功勋机”。


--------------------------------------------------


科学的春天—毛泽东时代中国计算机发展历程


文/杨芙清


有些人否认毛泽东时代中国在计算机事业上所取得的任何成就;

有些人把中国当时自行设计制造的计算机贬低为低劣的摹仿品;

有些人无视西方对毛泽东时代中国的封锁,一味强调水平差距;

有些人虽然承认当时取得的成就,但总不忘加上一句:“若没有十年文革的耽误,成就会更大”;

......

事实果真如此吗?

记得南开大学计算机系教授,朱自清的四子朱思俞先生,在课堂上多次强调中国计算机事业在毛泽东时代所取得的进步。

人民是不会被永远欺骗的,时间将会证明一切。


科学的春天——毛泽东时代中国计算机发展历程


1956年,夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。

1957年,哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。

1958年,中国第一台计算机——103型通用数字电子计算机研制成功,运行速度每秒1500次。

1959年,中国研制成功104型电子计算机,运算速度每秒1万次。

1960年,中国第一台大型通用电子计算机——107型通用电子数字计算机研制成功。

1963年,中国第一台大型晶体管电子计算机——109机研制成功。

1964年,441B全晶体管计算机研制成功。

1965年,中国第一台百万次集成电路计算机“DJS-Ⅱ”型操作系统编制完成。

1967年,新型晶体管大型通用数字计算机诞生。

1969年,北京大学承接研制百万次集成电路数字电子计算机——150机。

1970年,中国第一台具有多道程序分时操作系统和标准汇编语言的计算机——441B-Ⅲ型全晶体管计算机研制成功。

1972年,每秒运算11万次的大型集成电路通用数字电子计算机研制成功。

1973年,中国第一台百万次集成电路电子计算机研制成功。

1974年,DJS-130、131、132、135、140、152、153等13个机型先后研制成功。

1976年,DJS-183、184、185、186、1804机研制成功。

1977年,中国第一台微型计算机DJS-050机研制成功。(注:该机由清华大学、安徽无线电厂等组成的联合设计组于1974年开始研制)


[附1]

中国计算机产业发展大事记


周蕾


●1956年

在党中央“向科学进军”的号召指引下,周恩来总理亲自主持制定了我国《12年科学技术发展规划》。

8月,成立了由华罗庚教授为主任的科学院计算所筹建委员会,并组织了计算机设计、程序设计和计算机方法专业训练班,并首次派出一批科技人员赴苏联实习和考察。

同年,夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,同时编写了我国第一本电子计算机原理讲义。


●1957年

哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。


●1958年

6月,中国科学院计算所与北京有线电厂共同研制成我国第一台计算机——103型通用数字电子计算机,运行速度每秒1500次,字长31位,内存容量为1024字节。

9月,数字指挥仪901样机问世,是中国第一台电子管专用数字计算机。


●1959年

10月,我国研制成功104型电子计算机,内存容量为2048字节,字长39位,运算速度为每秒1万次。103机共生产了36台,104机生产了7台,为我国尖端武器的发展作出了重要贡献。


●1960年

我国第一台大型通用电子计算机-107型通用电子数字计算机研制成功,字长32位,内存容量为1024字节,有加减乘除等16条指令,主要用于弹道计算。


●1961年

由南京大学徐家福、北京大学杨芙清等人撰写的《程序设计》一书问世,这是一本我国早期有代表性的计算机高级语言通用教材。


●1963年

中国科学院计算所推出中国第一台大型晶体管电子计算机,代号为109机,这标志中国电子计算机技术进入第二代。


●1964年

由慈云桂支持研制的441B全晶体管计算机研制成功,字长40位。


●1965年

中国第一台百万次集成电路计算机“DJS-II”型的操作系统编制完成。108乙型计算机由华北计算所设计成功,北京有线电厂共生产156台。


●1967年

开始筹建电子计算机外部设备研究所,集中了一大批技术力量,同时开展外部设备中最薄弱的磁盘机、磁带机、打印机的研制工作。

10月,新型晶体管大型通用数字计算机在北京诞生。


●1969年

为了支持石油勘探事业,北京大学承接了研制百万次集成电路数字电子计算机的任务,称为150机。


●1970年

最新型441B-III型全晶体管计算机研制成功,是中国第一台具有多道程序分时操作系统和标准汇编语言的计算机。


●1972年

11月,每秒运算11万次的大型集成电路通用数字电子计算机在复旦大学的支持下,由上海华东计算技术研究所研制成功。


●1973年

年初,由北京大学、北京有线电厂和燃化部等有关单位共同研制成功中国第一台百万次集成电路电子计算机,字长48位,存储容量13KB。

1月,第四机械工业部在北京召开了“电子计算机首次专业会议”,确定把发展系列机作为当前发展方向。

5月,借鉴美国通用数据机器公司的16位小型机的技术,硬件自行设计,软件兼容,DJS100计算机研制成功。

到1973年止,我国原四机部系统共生产了数字计算机250台,模拟计算机323台,机床控制设备133台,台式计算机1520台,在30多个行业得到应用。


●1974年

8月,第一台DJS-130机在北京无线电三厂试制成功。之后,131、132、135、140、152、153等共13个机型先后研制成功,近31个厂点生产,产量近千台。

8月,四机部、一机部、中国科学院、新华社、国家出版事业管理局联合提出“研制汉字信息处理工程”,命名为“748工程”,取得一系列重大突破。


●1976年

12月,由华北计算机技术研究所、西北电讯工程学院和西北工业大学联合设计,南丰机械厂试制出第一台DJS-183机,又先后研制出184、185、186和1804共5个机型。


●1977年

4月,安徽无线电厂、清华大学和四机部六所联合研制成功我国第一台微型计算机DJS-050机。

4月,第四机械工业部和中国科学院联合主持召开了全国微型计算机专业会议,会议决定以Intel8080、Motorola6800两大芯片研制我国DJS-050和DJS-060两大系列微机产品。

慈云桂研制的151-III型机投入运行,达到每秒200万次运算速度。

“银河”巨型计算机在长沙国防科技大学投入研制工作。


[附2]

第一台百万次集成电路数字电子计算机的研制和多道运行操作系统的诞生


我国的计算机科学起步于50年代。1955年北京大学在数力系成立了计算数学专业,着手培养计算机科学人才。1956年国家在12年规划中把计算机科学技术定为重点发展方向。1958年研制出103型电子计算机。1959年10月,又研制成功104型电子计算机,主要技术指标都超过了当时日本的计算机,同英国已投人运行的最快的计算机相比,也毫不逊色。

60年代,石油地质部门为加快能源勘探步伐,以满足国民经济建设的基本需求,急需装备先进的计算机,及时处理大量地层数据,实现在石油勘探领域的数字化革命。但是,国际上对我国采取技术封锁,花钱买不来技术和实用的计算机,唯一的办法就是依靠国内自己研制。

1969年,为支持石油勘探事业,北京大学承接了研制百万次集成电路数字电子计算机的任务。这台计算机在电子部备案时编号为150,简称150机。当时,来自数力系、物理系、地球物理系、无线电电子学系等一批年轻人和来自原四机部738厂、原石油部等单位的同志一起奔赴北大200号科研基地,走上了校办工厂、厂办专业,产、学、研、用相结合的道路。

面对严重的技术封锁,我们研制组手中连一本起码的参考资料都没有,也就是说,我们必须靠白手起家,独立设计出每秒百万次的大型计算机系统及多道运行操作系统和编译系统,任务之艰巨是可想而知的。由于石油勘探工作的需要,要求15O机的操作系统必须支持多任务同时工作,这种支持多任务并行工作的方式称为“多道运行”,既可以更有效地管理计算机软硬件资源,又可以充分提高计算机的使用效率,当然设计难度比起单任务操作系统要复杂得多,加上没有大型系统软件的开发经验,没有现成的技术资料,我们只能从零做起。当时操作系统研制组的成员除了我是30多岁,使用过计算机之外,其余的只有20多岁,对计算机和操作系统可以说是一无所知。年轻人具有初生牛犊不怕虎的精神,我们凭借着“一定要为祖国争气,为石油工业的发展尽一份力”的信念,开始向世界先进技术挑战。我们必须解决的难题是:把有关概念弄清楚,到底什么是操作系统?什么是多道运行?又如何在一台处理器上实现多道程序的“并行”执行呢?由于计算机操作系统的设计和计算机硬件系统的设计是紧密相连的,因此首先要完成的是指令文本的设计,以及多道运行操作系统的概念设计和逻辑框图设计。经过反复分析、提炼,经过多少个不眠之夜,一稿、二稿、三稿,…直至最后定稿,终于拿出了全部的指令文本设计方案和操作系统的逻辑设计框图。由于软件的不可见性和逻辑结构的复杂性,很难确定其正确性。于是我们设计了一种模拟审查的检测方式,将所有的逻辑框图都悬挂在墙壁四周,进行模拟运行,操作系统研制组的每个成员都扮演一个“角色”,如:内存管理、设备管理、中断处理、调度等,并反复模拟程序的运行过程。经过这样认真地检查,既确保了逻辑框图设计的准确性,而且又使每个设计者掌握了全局,加深了对自己所承担设计部分的理解。功夫不负有心人,在大家的努力工作下,150机操作系统的设计方案终于定稿。紧接着我们又在机器条件和编程环境相当差的条件下,画出全套的程序流程图,用机器语言(手编指令)编写了全部软件。

当我们完成了操作系统的编程后,15O机硬件系统还没有组装及完成联调,如何使软件的调试和硬件的组装调试并行,以争取宝贵的时间,是我们遇到的又一难题。当时国内也没有一台计算机能调试150机这样的大型操作系统。为此,我们提出新的解决方案,即用小马拉大车的办法,用低档次的108乙机配上模拟程序形成虚拟机,来调试高档次的150 机软件系统。虽然应用这一方案,会加大我们的工作量,但它是一种新技术的尝试,既有挑战性,又可以加快150机整体的研制速度,于是我们毅然采取了这一方案。1971年夏初,我们软件组全班人马来到大庆油田,利用油田的1O8乙机作为150机的虚拟机,调试15O机的操作系统软件。经过日夜苦战,只用了23天的时间,就完成了操作系统全部分调工作,并作了模拟联调。这一成功,保证了系统软件设计与硬件制造同步,同时又以系统软件的调试推动了硬件系统的调试。

当我们在150机上把全部系统软件连通之后,150 机里传出清晰、嘹亮的《东方红》乐曲声,它向世界宣告中国第一台百万次集成电路数字电子计算机研制成功!中国第一个多道运行操作系统研制成功! 它同时向世界宣告,中国人有能力研制开发具有自主版权的系统软件。

由于在15O计算机系统的研制开发过程中,坚持了产、学、研、用相结合,坚持了技术创新,取得了首台国产百万次计算机、多道运行操作系统和高级语言编译系统等系统软件产品的研制成功,150计算机系统的投产使用,也促使我国石油勘探首次实现了勘探数据的数字比处理和计算机管理,被誉为“石油勘探领域数据处理的第一次数字化革命”。之后,我们又生产了多台150机,它们分别为我国的气象数据处理,国防科研等做出了重大贡献。1978年,即150机研制成功后的第 5年,150计算机系统荣获全国科学大会奖。在总结150机多道运行操作系统的基础上撰写的《管理程序》一书,也成为高校计算机系的教材,为培养人才做出了贡献。


摘自杨芙清:《坚持自主创新 发展民族软件产业》,作者系中国科学院院士,北京大学教授


[附3]

200系列机的联合设计和用高级语言书写的操作系统的研制


进人70年代之后,电子计算机的发展势头更加迅猛。计算机开始向系列化方向发展。

1973年,电子部根据全球电子计算机的发展形势,提出生产国产系列计算机的计划,命名为 DJS-200系列机。研制系列机在当时是一项高难度的高科技项目。为此,国家组织了一场大规模的会战,参加会战的有几十个单位,200多位技术人员,分别集中在北京大学、电子部15所、738厂、南京大学和西安交通大学等5个主要设计点。我参加了200系列机软件系统总体方案设计,并负责操作系统的文本设计。200系列机由 220、24O、260三个档次的计算机系统组成,系统软件包括三个档次的操作系统和10种程序设计语言编译系统。这样大型的成套软件系统的设计从技术上讲,难度更大,也更复杂。就操作系统而言必须解决的问题是,如何保证三挡操作系统具有统一的文本,如何使操作系统的设计在不同档次的机型中做到向上兼容;如何同时支持和管理十几种语言编译系统的运行等技术难题。

坚持技术创新,是解决软件设计难题的法宝。就北大设计点负责的240机操作系统而言,开始时,系统设计采用了模块组合结构。后来由于200系列总体计划推迟,加上世界软件技术的快速发展,我们开始对系统软件设计方法、操作系统结构进行了深人的研究,经过对当时美国一些软件科学家提出的先进的“管程”概念的研究和理解后,研制组决定对 240机操作系统总体设计方案“改版”,为240机操作系统设计了“层次管程结构模式和PCM设计方法”,并首次提出将操作系统全部用高级语言编写。这两项改进意味着向当时世界先进的软件开发技术挑战,我们站到了科技竞争的最前沿。为此,由北京大学和南京大学组成了XCY语言研制组,专门设计可以支持并行工作的高级语言。而240机操作系统组全体技术人员为了此项改动,把24O机操作系统方案做了2次大的改动,把全部程序设计流程图重新设计了3遍,所有的程序用机器语言编写了l遍,又用我们自行设计的高级语言-XCY语言重新编写了1遍。所有的设计文档也随着改写了多遍,工作量之大之难可想而知。之后,我们又根据用户需求,在原多道运行操作系统的设计基础上,增加了实施操作系统的设计,相当于完成了2套操作系统。经过几度转战上海、常州、大连、西昌等地,克服了重重困难,终于在1981年完成了 DJS200/XT2即 240机的全部系统软件(包括操作系统、XCY语言编译系统、FORTRAN语言编译系统等)的调试工作,并很快用于国防科研工作。在此期间,我们还组织了200系列机软件培训班;对所有参加200系列研制单位的技术人员进行了较大范围的计算机软件技术培训,同时组织了一批研究生参加研制工作,为我国发展软件产业培养了一大批技术人才。

1984年8月,240机操作系统通过了电子工业部鉴定。这是我国第一个用高级语言-XCY语言编写的大型操作系统,具有开拓性和首创性,当时在国际上也无先例。1985年,240机操作系统荣获电子工业部科技成果一等奖。作为软件工程基础研究的操作系统结构设计方法及工具的研究,也获得国家教委科技进步二等奖,为此编写的《操作系统结构设计》一书成为北京大学计算机系教材。

到1983年底,200系列机所有软硬件设计项目都宣告研制成功。200系列机的研制成功,是我们坚持自主设计和自力更生方针的结果,是坚持技术创新的结果。如高难度的系列机总体方案设计、十几个大型系统软件统一的标准文本设计,保证向上兼容的技术、240操作系统的层次管程结构模式和PCM设计方法、可以支持并行设计的高级语言-XCY语言、全部用高级语言书写操作系统等方面都体现了技术创新,而取得的技术成果无论从设计思想上、还是从实际功能上,都可与当时世界上的同类产品相媲美,有力地证明了我国完全有能力完成大型计算机系统和大型系统软件的开发,同时也从一个侧面说明,软件是硬件设计的基础,是一门独立的学科。通过联合设计,不仅取得了宝贵的大型全套软件的开发经验,也造就了一支软件研发队伍,它为我国软件产业的建设打下了基础。曾经参加过200系列机系统软件开发的年轻技术人员,现在有些已经成为我国软件界著名的科学家。


摘自杨芙清:《坚持自主创新 发展民族软件产业》,作者系中国科学院院士,北京大学教授

猜你感兴趣

更多 >>

评论

评 论

更多精彩内容