回忆计算机的创业年代

公众号“计算机六十年”,为了纪念早期参与中国计算机事业的先驱虞承宣先生,特地选编了以下一组材料。

虞承宣先生

作为中国计算机事业的第一批科研骨干,中国航天科工集团第二研究院七〇六所研究员,我国第一台大型数字计算机119机总体及逻辑设计负责人虞承宣先生,为中国早期通用计算机系统研制和发展军用计算机做出了杰出贡献,荣获了“中国计算机事业60年杰出贡献特别奖”。

虞承宣先生荣获的“杰出贡献特别奖”

虞承宣先生,1950年毕业于清华大学电机系,1956年秋,自张家口通信工程学院到北京参加中科院计算机主办的计算技术训练班,并加入计算机研制,60年代后,虞承宣投身于我国航天领域配套计算机研制。作为计算机总体及逻辑设计负责人,由他带领设计的多个型号计算机产品性能良好、可靠性高、操作便捷,得到了军方战士的高度赞誉。这一系列计算机产品先后应用于我军重要杀手锏武器装备及战略部队,并为我国第一颗原子弹、第一颗人造地球卫星研制中大量科学计算任务做出了积极贡献。

虞承宣学术造诣非凡,主笔完成了《中国大百科全书·军事卷》中“军用电子计算机”释文,兼任多部计算机核心刊物编委及主编,多个计算机学会常委、理事,80年代末经航天部推荐兼任国务院计算机领导小组成员。

虞承宣加入计算机事业很偶然,当时他在张家口通信工程学院从事电工课程教学,因为黄玉珩应邀到计算机训练班主讲“脉冲技术”,周光耀教授推荐虞承宣同去担任助教。黄玉珩多年之后的回忆,认为周教授是一位真伯乐!

虞承宣来到北京,一直是黄玉珩的得力助手,不仅在三届训练班讲课,还担任过我国第一台自行设计的大型电子计算机119 机的总体负责人。首届计算机训练班,于1956 年秋开班,17 位授课教师中有虞承宣。电路技术(包括脉冲技术、电子管计算机电路、晶体管电路)由黄玉珩、吴几康、蒋士騛、郑守淇、虞承宣讲授。

黄玉珩说,在第一届训练班主讲的“脉冲技术”是重点课程,虞承宣辅导,“张家口通信工程学院”向计算所捐赠了100 套黄玉珩编写的讲义。

国防科委安东秘书长邀北京大学张世龙、中科院计算所阎沛霖所长,商定北大、计算所、五院出人,由张世龙主持一台109晶体管计算机的前期系统设计,参与人员有高庆狮、周巢尘、周炜、虞承宣、沈绪榜。计划中的109 厂晶体管迟迟不能投产,张世龙向阎沛霖建议用电子管设计109 甲机(后为119 机),这个方案也提供给华东计算所研制J-501,都获成功。119 机是中国第一台自行设计的电子管大型通用计算机,运算速度比104 机快五倍,内存容量大八倍,总体性能满足了有代表性的各种算法的需求。事实表明,中国有能力实现“外国有的,中国要有;外国没有的,中国也要有”这个伟大目标。

119 机总体组的组长是29 岁的虞承宣,秘书高庆狮,成员沈绪榜、曲佩兰、周佶、惠毓明、金振玉、李粉伊。总体组和三室黄汛、李昌宇等讨论、修改指令表花费一个多月,北大张世龙、董铁宝、周炜,数学所胡世华等参加了前期工作。

在119 机上建立了董韫美领导的自行设计的编译系统,1965年交付使用,后来移植到109 丙机使用。总参、航天、中科院地方分院等十多个单位近250 人左右参加119 机的项目研发,平均年龄24 岁。

1960 年8 月,派到中科院的科学家返回五院时,在五院的二分院设立了一个计算机处,技术工作由张梓昌主持,1961 年底改为设计部。当时聚集的技术骨干还有通信工程学院的陈方桢、虞承宣、曲礼慧、何国伟和黄玉珩,原属军事电子科学院的张梓昌、钱圣巳、柳浦生、李祖熙、崔俊生等。

回忆闫沛霖所长   虞承宣

中科院计算技术研究所已经走过50年了,在该所初创时期,曾在首任所长阎沛霖同志领导下工作过的一名年轻战士——本文作者(现在已经76岁了,撰写撰写本文时为2006年)深深感念已故世的阎公,写下四句打油诗,感念阎公:

阎公初来领导时,计算技术犹幼枝;

而今根深叶又茂,可慰阎公平生志。

当阎公初来所时,计算技术在我国仅为幼枝;而今,无论在研究的深度及应用的广度上,早已远远胜过当初,可谓根深叶茂,可以告慰于阎公在天之灵。                                       2006年暮春写

夏培肃先生和虞承宣于1957年5月在《电信科学》上发表专业文章。

对计算所第九组的一些回忆   虞承宣

从1958年至1960年初,我知道自己是九组的组长,九组算不算总体组?开始时不是,后来演变为“109工程”总体组,最后变为119机总体组。当时中国科学院计算技术研究所内,从一至八室,实力雄厚,故称研究室。因九组人少,虽直属所领导,故称(直属)组。

在这以前,仿制103、104机的工作已大规模展开,主力部队均去从事仿制工作了。但当时,还余下一些人力,如搞自动化翻译的李明等同志,搞计算机工程,电子线路的过介堃同志等好几位,以及后来搞逻辑设计的高庆狮、沈绪榜同志,人数合在一起也不少,一起合编在一个组内。

当时因为种种原因,闵乃大教授暂不领导此组,有我暂行领导此混合组。至1958年夏,“109工程”(所谓反弹道式导弹系统的控制指挥计算机研制工程的代号)在上级部门的促使下上马,为了应付其总体及逻辑设计工作,成立了第九组,成员有:虞承宣(组长),高庆狮(秘书),沈绪榜,曲佩兰(开始好像没有其他人了),在此基础上与北大张世龙,周炜及数学所胡世华等同志成立了一个联合工作组,从事109机的总体工作。

依我个人看法,“109工程”当时是缺乏必要的条件来搞的,尤其是对如何“反导”,根本不清楚;其次是搞这样的计算机,还缺少必要的客观条件,是“左”的错误影响的产物。无奈硬着头皮干此任务(对于如何“反导”这一点无底,因“保密”等种种原因,我又不能对组内其他同志说明)。但是,另一方面,组内同志(高,沈,曲以及北大的周炜)工作热情都很高,在不长的时间内,对实现高速运算的一些方法(尤其是乘法)进行了比较完全的探讨。对SISD类型的计算机提高速度问题也进行了探讨。这些对此后的工作有一定好处。但是,至于109机工程本身,终因条件不成熟而工作搁浅。

在此情况下,中国科学院和计算技术研究所两级领导当机立断,在104机仿制基本成功后,立即组成以吴几康同志为首的119机研制队伍(以后又逐步扩大),开展了119机的自行设计和研制工作,时在1959年6月。

我回忆起来的119机早期的总体及逻辑设计工作情况:

当决定研制119机后,九组立即暂停了109机工作,全力转入119机工作。九组的成员也扩充了,计有:虞承宣(组长),高庆狮(秘书),沈绪榜,曲佩兰(现在总参),周佶,惠毓明,金振玉,李粉伊等同志。

119机的设计思想,归纳起来是:立足于当时国内技术条件(用真空管及晶体二极管构成主要逻辑元件;用磁芯,磁鼓,磁带作存储元部件;打印机及输入机基本上沿用104机的),吸取美、苏等国外新机器设计上的长处,充分注意到104机编程及使用中感到需要改进的一些方面,着眼于提高新研制机器的解题效能,另外,要早日研制成功。为此:

(1)采取当时可能实现的高速电路,高速逻辑及运算方法(功耗当然也大了,带来了通风散热问题);采取了当时可能实现的大容量(16K字,字长44位)快速(指标:确保周期<6μs)磁芯存储器为内存:采取了一个超快速小容量磁芯储存器(256字;4μs周期)作变址储存器。所有这些,有效地提高了CPU执行指令的速度及解题能力。

(2)改变了104机的作法,改用一地址制,有灵活变址功能的指令系统;相应地加长了字长,以改善数据表示范围及精度,并使每一条一地址令有足够的长度以表达其功能;为编程及使用方便:

a,指令中设计了灵活的变址,后继功能,以及变址量之间的运算功能,这对于程序的多重循环,多重转子及返回,及易于用符号地址编程带来很大方便;

b,对一些常见的实际问题如大型线代数问题的求解,设计了一些方便编程,提高解题效率的指令(尤其是对稀疏矩阵问题);

c,对一些特殊问题,也予以适当注意,如对浮点运算,有时要求双倍精度,原104机的指令设计不便于使用,在119机上略作改变,用119机指令编程简洁方便多了;所有这些在指令系统上的改进,不仅改善了编程的方便性,也大大提高了机器解题的实际速率。这里应特别提到,以所内三室冯康同志为首的一些老同志(如董韫美等同志)对指令系统的设计提出了有根据的,具体的,极其宝贵的建议,为119机的指令系统设计奠定了重要基础。三室和九组对指令表的讨论研究,共进行了一个多月;

(3)使用外设及外存(磁鼓,磁带)的方法也作了较大改进,主要改进之一是使它们与CPU可以并行工作。如磁带,除带本身改用宽带外,在程序使用它时,磁带本身的控制部件可以自动正转或反转找到所需的那个组,在找组时,藉“引带”指令,CPU可以不停运算;磁鼓除了其本身性能作了改进外,也设置了类似的功能;另外,在鼓上开设了输出打印缓冲区,使打印机可以和CPU并行工作;也可以脱机打印。

关于工作量,我难以写清楚。工作周期我还有个印象:和三室讨论研究指令表,共花了一个多月时间,定下了指令系统;九组随即开展逻辑设计,我记得很紧张地(当时无所谓上,下班,天天加班,好在组内都是二十多岁的人,虞承宣最“老”也才29岁,一天工作十一,二小时无所谓)工作了四个月左右(大概时间在1959年二,三季度),参加者名单见前,即扩充后的九组名单。

我是协作单位人员,1960年春,回原单位工作了。计算技术研究所的同志们作了极其艰辛的工作,研制成了119机。这些过程,我因均未参加而不知道了。事后,我知道《人民日报》曾在头版以大副版面报导了119机研制成功的消息,称它为我国第一台自行设计并研制成功的大型通用电子数字计算机。它在我国的国民经济,国防建设,科学研究等事业中,起过重要作用,如我国第一颗氢弹的早日研制成功,据原二机部同志认为,119机是起了重要作用的。

我认为当时九组的工作作风及学风是好的:

(1),工作积极性是极高的;可以说是全心全意地搞工作,而且还有拼命精神。

(2),在确定总体性能时,注意向各方面从事实际工作的同志学习,了解情况,特别是向程序工作者学习。同时,注意学习,参考国外一些类似计算机的新的设计思想。据我所知(在我离开九组后),在六十年代中,计算所九组的同志开始有系统地收集分析国内一些主要用户的有代表性的计算题目及各种算法(而不是依靠国外的资料及杂志报导上的数据),使得在接受研制新机器任务是能够提出比较切合实际的好的设想。这种设计思路形成了(在国内)本所的独特风格。

(3),逻辑设计工作中严字当头,力求把差错消灭在图纸及设计文件上。

(4),工作间隙中注意业务学习,各人都各有自己的学习进修计划。工资虽然不高,都爱购书籍看。

(写于1986年原载《中国科学院计算技术研究所三十年》)

虞承宣先生在《溯源中国计算机》上的签名。

附录:我的第一位领导

我所在的研究室主任虞承宣先生,便是我的第一位领导。虞主任1950 年毕业于清华大学电机系。他超力型体型,个子不高,戴一副深度近视眼镜,眼镜后面的双目中闪着智慧的光芒,其貌不扬,却有高级知识分子的儒雅的气质。我刚走上工作岗位,业务自然生疏。虞主任对我十分认真细致具体指导,精神上鼓励,使我比较快地适应了工作。他是我科研工作的领路人。至今我仍然不忘虞主任对我的教诲。

当时正值文化大革命时期,研究室配有政治指导员和工人代表。科室的事务由他们作主,主任解放前上得清华,出身自然不好,类似运动、人事等问题他无权过问。他会自觉退避三舍,说不定所谓反动学术权威的帽子正等着他,他知趣,夹着尾巴做人。他只是在业务上有些发言权。他比我们年轻人至少大十多岁,但和我们相处亲密,从无领导的架子,就像我们的大哥。

虞主任不善运动,不骑自行车,都是步行,而且走得很快。他有一次告诉了我们,他善步行的原因。在清华入学时,当时的体育教授马约翰要对每位新同学进行目测,并建议你所适合的体育项目。年轻时的虞主任一看就知道,是一位跑不快、跳不高的主儿,一般的项目都不适合他。马教授建议他就练走路,并指导了一些练走路的要领和方法。他一辈子笃行不辍,受益匪浅。此事可见,马教授的高明,虞主任的执着和坚持,使他受用了一辈了。

据说劳动是改造知识分子的好办法。即使在科研任务十分紧迫的时候,也不能少了劳动。那年初夏,在京郊,研究院所属雷达试验场的空地上插水稻,我们放下手中的工作到了现场。远远望去一片汪洋,我们赤着脚,行走在水田中的阡陌小道。对于我这种出身农村的人来说没有什么,可对从未下过水田的虞主任,是个不小的难题。他紧张地看着地下,两只脚丫子死死抓在潮湿的地面,十分艰难地行进。不久大家下了水田,可是虞主任不敢下脚。既然来锻炼,就得下去,岂不是怕苦怕累的帽子给扣上。他的两脚刚下了水田,扑通一声跌倒了下来,弄得满身泥水,狼狈不堪,跌倒了爬起来,再一次跌下去,怎么也站不稳,后来只好让他在岸上抛秧。他满脸羞愧,似乎自己做错了什么事,自己怎么这么无能。

可在讲台上讲课,他便是另一个表现。他显得神采飞扬,非常自信。他讲课逻辑性强,严谨,口才相当好,而且板书极好。平时讨论问题他十分敏锐,决不会让你的任何错误苗头滑过去。对难点总能给你有用的指点。总之,他是一位不可多得的专业方面的导师。他经常告诫我们,一定要细心,要有科学态度,丝毫马虎不得,我们是搞的军品,产品的质量和可靠性是它的生命。宁可慢一点,决不能带病上天。

1976 年7 月28 日唐山大地震,北京严重受影响。当时我带着我的大儿子在北京生活。天上下着大雨,大家龟缩在防震棚内,非常困难。单位同意大家可以回老家暂避。我当然希望能赶紧把儿子送回南方。我当时手中拮据,囊空如洗,正在着急,无法凑齐路费。虞主任雪中送炭,主动借给我钱,解决了我的燃眉之急。至今我还十分感激。

THE END
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