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北航大學教授高慶

發布時間: 2021-10-25 23:46:51

⑴ 半導體的現狀及其發展趨勢

中國計算50年
——中國數字電子計算機的創業歷程及領路人

(2006-09-11 16:18:31)

■ 中國科學院院士、北京科技大學教授 高慶獅

編者按: 一轉眼,中國的計算機事業已經走過了50個春秋。在《計算機世界》紀念中國計算機事業發展50年的過程中,我們看到,在這50年裡,有太多激動人心的創舉出現,也有太多令人黯然的無奈穿過。

幾代大師為了中國計算機事業的發展鞠躬盡瘁,更多人為了中國計算機產業的前行奮發圖強。為此,我們特邀中國科學院院士、北京科技大學教授、中國科學院計算技術研究所終身研究員高慶獅撰寫此文,以紀念過往、慶祝成就,同時也警醒現狀、激勵未來。

50年風雨之後,為了尋求ICT的融合和計算領域的更大發展,中國正在積極醞釀更好的政策環境。2006年8月29日,全國信息產業科技創新會議在京召開。

自從1946年,世界上第一台數字電子計算機在美國誕生,與計算機最鄰近領域的數學和物理界的共和國泰斗、世界數學大師華羅庚教授和中國原子能事業的奠基人錢三強教授,十分關注這一新技術如何在國內發展。

中國誕生計算機

從1951年起,國內外和計算機領域相近的其他領域人才,尤其是從國外回來的教授、工程師和博士,不斷轉入到該行業中。他們當中的很多人,都在華羅庚領導的中科院數學所和錢三強領導的中科院物理所里,其中包括國際電路網路權威閔乃大教授、在美國公司有多年實踐經驗的范新弼博士、在丹麥公司有多年實踐經驗的吳幾康工程師,以及從英國留學回來的夏培肅博士和從美國留學回來的蔣士飛博士。

他們積極推動,把發展計算機列入12年發展規劃。

1956年3月,由閔乃大教授、胡世華教授、徐獻瑜教授、張效祥教授、吳幾康副研究員和北大的黨政人員組成代表團,參加了在莫斯科主辦的「計算技術發展道路」國際會議,到前蘇聯「取經」,為我國制定12年規劃的計算機部分做技術准備。當時的代表團主要成員後來都參加了12年規劃。此外,范新弼、夏培肅和蔣士飛也加入規劃制定中。在隨後制定的12年規劃中,確定了中國要研製計算機,並批准中國科學院成立計算技術、半導體、電子學及自動化等四個研究所。

計算技術研究所籌備處由科學院、總參三部、國防五院(七機部)、二機部十局(四機部)四個單位聯合成立,北京大學、清華大學也相應成立了計算數學專業和計算機專業。為了迅速培養計算機專業人才,這三個單位聯合舉辦了第一屆計算機和第一屆計算數學訓練班。計算數學訓練班的學生有幸聽到了剛剛歸國的錢學森教授和董鐵寶教授講課。錢學森教授在當時已經是國際控制論的權威專家,而董鐵寶教授在美國已經有過3~4年的編程經驗,也是當時國內惟一真正接觸過計算機的學者。當時我也是學生之一。

錢學森的數學功底的深度和廣度幾乎涵蓋了我們所學的數學的所有課程,而且運用自如,我們作為北大數學系學生,對此感到十分欽佩。同時,錢學森教授也幫助我們具體了解到,數學如何應用到實際物理世界中。

在前蘇聯專家的幫助下,由七機部張梓昌高級工程師領導研發的中國第一台數字電子計算機103機(定點32二進制位,每秒2500次)在中國科學院計算技術研究所誕生,並於1958年交付使用。參與研發的骨幹有董占球、王行剛等年輕人。隨後,由總參張效祥教授領導的中國第一台大型數字電子計算機104機(浮點40二進制位、每秒1萬次)在1959年也交付使用,骨幹有金怡濂,蘇東庄,劉錫剛,姚錫珊,周錫令等人。其中,磁心存儲器是計算所副研究員范新弼和七機部黃玉珩高級工程師領導完成的。在104機上建立的、由仲萃豪和董韞美領導的中國第一個自行設計的編譯系統,則在1961年試驗成功(Fortran型)。

國防是首要服務對象

在任何先進國家,計算機的發展首先都是為國防服務,應用於國家戰略部署上,中國也不例外。1958年,北京大學張世龍領導包括當時作為學生的王選在內的北大師生,與中國人民解放軍空軍合作,自行設計研製了數字電子計算機「北京一號」,並交付空軍使用。當時中國人民解放軍朱德總司令還親自到北京大學北閣「北京一號」機房參觀了該機器。隨後,張世龍帶領北大師生(包括王選和許卓群在內),立即投入北大自行設計的「紅旗」計算機研製工作,當時設定的目標比前蘇聯專家幫助研製的104機還高,並於1962年試算成功。但是由於搬遷和文革的干擾,搬遷後「紅旗」一直沒有能夠恢復和繼續工作。

與此同時,1958年,在哈爾濱軍事工程學院(國防科技大學前身)海軍系柳克俊的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍海軍合作,自行設計了「901」海軍計算機,並交付海軍使用。在海軍系康繼昌的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍空軍合作,自行設計的「東風113」空軍機載計算機也交付空軍使用。隨後,柳克俊領導的國產晶體管軍用的計算機,也在1961年交付海軍使用。

1958年~1962年期間,中國人民解放軍總參謀部也前後獨立研製成功了一些自行設計、全部國產化的計算機。

1964年,中科院計算技術研究所吳幾康、范新弼領導的自行設計119機(通用浮點44二進制位、每秒 5萬次)也交付使用,這是中國第一台自行設計的電子管大型通用計算機,也是當時世界上最快的電子管計算機。當時美國等發達國家已經轉入晶體管計算機領域,119機雖不能說明中國具有極高水平,但是仍然能表明,中國有能力實現「外國有的,中國要有;外國沒有的,中國也要有」這個偉大目標。

在119機上建立的,是董韞美領導的自行設計的編譯系統,該系統在1965年交付使用(Algol型),後來移植到109丙機上繼續起作用。

哈爾濱軍事工程學院計算機系慈雲桂教授領導的自行設計的晶體管計算機441B(浮點40二進制位、每秒8千次)在1964年研製成功,骨幹人員包括康鵬等人。1965年,441B機改進為計算速度每秒兩萬次。

與此同時,中科院計算技術研究所蔣士飛領導的自行設計的晶體管計算機109乙機(浮點32二進制位、每秒6萬次),也在1965年交付使用。為了發展「兩彈一星」工程,1967年,由中科院計算機所蔣士飛領導,自行設計專為兩彈一星服務的計算機109丙機,並交付使用,骨幹有沈亞城、梁吟藻等人。兩台109丙機分別安裝在二機部供核彈研究用和七機部供火箭研究用。109丙機的使用時間長達15年,被譽為「功勛計算機」,是中國第一台具有分時、中斷系統和管理程序的計算機,而且,中國第一個自行設計的管理程序就是在它上面建立的。

這些由中國科研人員自力更生、努力拚搏研製出的第一批計算機,代表了中國人掌握計算機的技術水平和成果,證明了中國有能力發展自己的全部國產化的計算機事業。

突破百萬到超越億計算

雖然我國自行設計研製了多種型號的計算機,但運算速度一直未能突破百萬次大關。1973年,北京大學(由張世龍培養的、包括許卓群和張興華等骨幹人員)與「738廠」(包括孫強南、陳華林等骨幹人員)聯合研製的集成電路計算機150(通用浮點48二進制位、每秒1百萬次)問世。這是我國擁有的第一台自行設計的百萬次集成電路計算機,也是中國第一台配有多道程序和自行設計操作系統的計算機。該操作系統由北京大學楊芙清教授領導研製,是國內第一個自行設計的操作系統。

1973年3月,在全國實際研製目標200~500萬次不能滿足中國飛行體設計的計算流體力學需要的情形下,時任國防科委副主任的錢學森,根據飛行體設計需要,要求中科院計算所在20世紀70年代研製一億次高性能巨型機,80年代完成十億次和百億次高性能巨型機,並且指出必須考慮並行計算道路。中科院計算所根據國防情報所和計算所情報室提供的國際上的公開資料,分析了1970年前後美國研製的高性能巨型機的優缺點之後,於1973年5月提出「全部器件國產化一億次高性能巨型機(20M低功耗ECL、電路-四條流水線)及其模型機(757向量計算機、10M ECL、電路-單條流水線)」的可行方案。由於文革中受到嚴重干擾,以及文革後「走馬燈」式良莠不齊的領導亂指揮,盡管在1979年,由亞城負責的20M低功耗ECL電路的集成電路晶元投片已經研發成功,但是最終「全部器件國產化一億次高性能巨型機」的研發,因為任務變化,最終擱淺。

表1和表2給出了代表中國掌握電子管、晶體管、集成電路計算機技術的發展時間表,水平主要是根據創新的「三性」中的先進性。需要說明的是,表中所列只是代表中國已掌握的計算機技術水平的計算機,其中,帶*的103、104、119、150、757,及銀河-1號巨型機和銀河-2模擬計算機等7台計算機,都被載入「記述對中華文明發展起促進作用的重要歷史事件」的中華世紀壇青銅甬道銘文中。

除了研製水平之外,產業、市場和應用的發展也同樣重要。在批量生產計算機上,電子工業部及其相關研究所(例如著名的15所)和工廠(例如著名的738廠)功不可沒。不僅上述中國早期計算機的研製和批量生產要依靠它們,而且它們也獨立設計和研製過一些成批生產的計算機(例如108系列、與清華大學合作的DJS-130等),尤其在人造衛星地面系統(例如320計算機及艦上718計算機)及其他軍工任務上,這些研究所和工廠都有過突出貢獻。研究所和工廠研究工作的重點,主要是在技術和工藝方面。他們的領軍人包括莫根生、陳立偉、曹啟章及一批骨幹人員,例如江學國等。現任中國工程院院士羅沛霖領導的仿IBM系列也起過歷史性作用,沈緒榜和李三立負責的有關衛星天上和地上計算機及其他任務用的計算機也做出了重要的貢獻。此外,七機部、清華大學及中科院各分院在發展計算技術方面還做出了許多貢獻,這里就不枚舉了。

中國自力更生全部國產化的半導體、集成電路計算機事業,和20世紀50~70年代林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等教授領導的中科院半導體所、上海冶金所和109廠的研究及開發工作是分不開的。中科院半導體所和109廠都是從中國科學院物理所獨立出來的,中科院物理所對中國計算機事業的歷史貢獻功不可沒。

人才培養至關重要

發展計算機事業離不開人才培養,20世紀50~70年代,中科院計算技術研究所(及之後的中國科技大學)的夏培肅副研究員、北京大學和哈爾濱軍事工程學院,在組織教師和學生動手研製計算機、進行實踐、培養人才等方面,都取得了很好的成績。夏培肅領導組織教師和學生動手研製了107(定點32二進制位、每秒 250次)計算機,該計算機於1960年交付使用,並且還復制了兩台。盡管107計算機比103(1958年交付使用)、104計算機(1959年交付使用)速度低了10倍到40倍,但是對培養人才起了重要作用。

一個計算機系統是由多方面研究成果構成的。范新弼領導的磁心存儲器長期處於領先地位,其中主要的骨幹有伍福寧、王振山、徐正春、張傑、甘鴻,等等。王克本領導了中國第一個八層印刷電路版研究與設計小組。方光旦在磁頭、磁膠,張品賢在磁帶,顧爾旺在磁鼓等方面,都做出了出色的貢獻。實際上,大多計算機的研發都是集體成果,例如全國參加757計算機研發工作的人員,就有上千人。

我國第一個「計算機系統結構設計」小組於1957年在中科院計算所成立。20世紀50~70年代,它承擔了中科院計算所代表性的計算機(119、109乙、109丙、757、717等計算機)的系統結構設計任務。參與成員則根據當時前蘇聯計算機領軍人物、前蘇聯科學院列貝捷夫院士的建議,由年輕的數學專業畢業生組成。第一任小組負責人是國際網路權威人士閔乃大教授,第一個正式設計任務則是1958年5月國防部門的「導彈防禦系統計算機」系統結構設計。設計工作由北京大學張世龍和第二任小組負責人虞承宣,加上6名數學專業畢業的大學生組成,其中周巢塵、沈緒榜等3人後來分別由不同領域(軟體、航天、系統結構)、不同單位被選為中科院院士。

中國20世紀60年代編譯系統的帶頭人在當時都是年輕人,如中國人民解放軍總參謀部楊奇、中科院計算所董韞美和仲萃豪、南京大學徐家福、國防科技大學陳火旺等。中國20世紀60年代操作系統的帶頭人有北京大學楊芙清、南京大學大孫仲秀等,當時也都是年輕人。軟體正確性設計(容易推廣到硬體的正確性設計)是近20多年國際上關注的具有巨大經濟效益、社會效益和理論價值的重大問題。我國領軍人物何積豐院士、周巢塵院士如今已經是國際上知名的佼佼者。20世紀70年代,逐漸形成容錯和檢測理論和實踐的帶頭人是魏道政,而知識處理的帶頭人是陸汝鈐。

依賴進口弊端過大

20世紀70年代後期以後,中國研製的計算機,幾乎全部使用進口元器件、進口部件。

由於超大規模集成電路迅速發展,數千萬甚至上億個晶體管逐漸能夠集成在一個晶元上,20世紀80年代及其之後得到迅速發展的計算機,是普通個人使用的「微機」(PC機)及超強「微機」(後者可以組成伺服器或者並行處理的高性能計算機),而其他各式各樣的計算機(包括超級中小型計算機在內)由於性價比問題,無法和微機競爭,就自然逐步退出舞台了。國際上沒有及時調整戰略的計算機公司,例如CDC公司、王安公司等,紛紛倒閉。雖然如此,國內那一段過渡時期為了滿足用戶需求而研製的各種機型也曾有過較大貢獻,例如張修領導的KJ8920,在為用戶提供優質服務軟體方面就很突出。

中國最早意識到個人計算機發展趨勢而率先轉向研究「微機」,並且做出突出貢獻的帶頭人有倪光南、韓承德等。

國內高性能計算機,有慈雲桂、盧錫城、周興銘、楊學軍領導的銀河系列;張效祥、金怡濂、陳左寧領導的神州系列;李國傑、孫凝暉領導的曙光系列;祝明發領導的聯想深騰系列;以及周興銘領導的銀河-2數字模擬巨型機等。PC機有聯想系列、長城系列、方正系列、同方系列等,其學術代表性帶頭人是倪光南,產業代表性的領軍人是柳傳志。

計算機產業作為一個產業鏈,軟體發展依賴於整機和應用需求的發展;整機的發展依賴於晶元、部件及需求的發展;晶元的發展則依賴於「集成電路生產線大三角形」的發展。這里集成電路生產線大三角形是指集成電路生產線的三大部分,即大底座、中間層和頂層。大底座(價值十多億美元的集成電路製造工藝生產線)是從拉單晶硅到光刻-擴散-參雜,到最後封裝,相當於過去林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等領導中科院半導體所、上海冶金所的研究工作。中間層是各種高速低功耗電路設計,相當於過去中科院計算所電路設計組蔣士飛、沈亞城等人的研究工作。20世紀70年代,沈亞城所進行的高速低功耗ECL電路設計,直到做成晶元,才可以算做完成。頂層則是硅編譯等等軟體工作,這部分工作過去是計算所使用小規模集成電路時把邏輯設計圖變成為工程布線圖的手工工作,加上半導體所製造小規模集成電路各種掩模版所需的手工工作。在超大規模集成電路的情況下,從復雜性、可靠性角度,手工是絕對不可能完成的,需要依靠硅編譯來自動完成。

在允許部分進口的環境下,一個產業鏈如果要求全部國產化,會造成一環落後引發產業鏈後續部分全部落後的情況;使用進口元器件、進口部件,使得各種類型整機可以在國際先進基礎上得到發展,進而軟體和應用都能在國際先進基礎上得到發展,從市場經濟角度看,這無疑是正確的。

但是,當國內所研製的計算機全部轉向使用進口元器件、進口部件時,一方面中國的高性能計算和PC機的發展依賴於進口元器件和進口部件的水平;另一方面中國的集成電路研製力量,由於缺少巨大的經濟支持,都轉向非計算機用的其他難度小的方向。

「元器件全部進口化」導致的結果是,不僅全部國產化的億次高性能巨型機研製中止,而且真正完全自主的國產的計算機集成電路研製工作也中斷,至今也沒有恢復,甚至沒有任何恢復的跡象,這兩方面對國家安全都很不利。實際上,「集成電路生產線大三角形」依靠進口的集成電路生產線,就等於依賴外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平。引進無法達到最先進,而且在特殊情況下,引進很可能中斷,引進的生產線的備份件也不能得到更新。

「中國芯」何時真正崛起

進入21世紀以後,李德磊負責的「方舟」、胡偉武負責的「龍芯」、以及王沁參加負責的「多思」、方信我負責的「國安」等等「中國芯」項目不斷涌現,計算機產業鏈國產化又前進了一大步。但當前或者未來將出現的眾多的「中國芯」的共同點,都是「集成電路生產線大三角形」的一個應用。也就是說,其水平仍然是依賴於外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平,仍然受制於人。

眾多「中國芯」的主要的差別只是在系統結構設計上,或者在高速低功耗電路等設計上,有沒有重大創新、重大突破。設計明顯創新的,有國外學者稱之為相當於「大學生課程設計」水平,雖然難聽卻也有幾分道理。盡管能設計「中國芯」的人或公司越來越多,但是能設計「中國集成電路生產線大三角形」的人,如果不採取措施,不僅目前沒有,恐怕不遠的將來仍然是空白。如果中國不能製造中國的「集成電路生產線大三角形」,那麼無論有多少種「中國芯」,中國的高性能計算機和中國PC機的發展水平就必然還是取決於美國「集成電路生產線大三角形」的發展水平及美國政府允許向中國出口的水平。

現實的道路是,我們可以通過引進、消化、吸收與獨立研究相結合的方式發展晶元產業,而建立完全自主的「集成電路生產線大三角」,則應該是國家急需解決的重中之重。

早在1965年,中科院半導體所王守覺就開始研製從邏輯圖到掩模版的自動形成系統「圖形發生器」,這項研究比美國還早。由於文革破壞而中斷了3年,1971年初研製成功時,反而比美國晚了一年多。以上歷史說明,中國人的獨立研究能力也不容忽視,研究環境也不容被忽視。

如何做到既能使產業鏈的各個環節的發展都能建立在國際最高水平之上,又能確保國家安全?這不僅僅是一個計算機產業鏈的問題,應該是許多產業鏈所存在的共同問題,更是決策者急需處理的政策問題。

中國半個世紀電子數字計算機事業的領路人,是在兩位共和國功勛科學家華羅庚和錢三強關注下的一個群體,這個群體在50年前,是10多名從相鄰領域轉過來的30~40多歲的中青年帶頭人,和五、六十名受過專業教育的20多歲的青年骨幹,還有數十名當時尚未出世的後起之秀,本文列舉的,只是這個百人群體中的一小部分。

鏈接:文中部分科學家簡歷

華羅庚:江蘇金壇人。中國解析數論、典型群、矩陣幾何學、自守函數論與多復變函數論等很多方面研究的創始人與開拓者,國際知名數學家,先後當選美國科學院外籍院士,第三世界科學院院士,法國南錫大學、美國伊利諾大學、香港中文大學榮譽博士,聯邦德國巴伐利亞科學院院士等。

錢三強:浙江湖州人,出生於浙江紹興。核物理專家、中國核原子科學之父,曾師從居里的女兒、諾貝爾獎獲得者伊萊娜?居里及其丈夫約里奧?居里。在中國研發原子彈期間,擔任技術總負責人、總設計師,被追授「兩彈一星功勛獎章」。

范新弼:電子計算機專家,湖南長沙人。1951年獲美國斯坦福大學電子學博士學位,在電子器件研究與應用領域獲8項美國專利。歸國後,領導我國第一台大型計算機及其後多台大型計算機的磁芯存儲器研製工作,領導中國半導體存儲元件研究,建立了國內第一批測試設備。

張效祥:計算機專家、中國科學院院士(學部委員)、中國解放軍總參謀部計算技術研究所研究員。領導中國第一台大型通用電子計算機的仿製並在此後的35年中主持中國自行設計的電子管、晶體管到大規模集成電路各代大型計算機的研製,為中國計算機事業的創建、開拓和發展,起了重要作用。1985年,領導完成中國第一台億次巨型並行計算機系統。

錢學森:中國現代物理學家、世界著名火箭專家、全國政協副主席,浙江杭州市人,生於上海。錢學森曾在美國任講師、副教授、教授以及超音速實驗室主任和古根罕噴氣推進研究中心主任。1950年開始,歷經5年努力,於1955年才回到祖國,1958年起長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務。

董鐵寶:力學家、計算數學家,江蘇武進人,「中國第一個程序員」(王選),長期致力於結構力學、斷裂力學、材料力學性能、計算數學的研究和教學,我國計算機研製和斷裂力學研究的先驅者之一。1945年赴美學習,1956年歸國教學,1968年在文革中因受迫害自殺。

金怡濂:中國工程院院士、著名高性能計算機專家、國家最高科學技術獎獲得者,原籍江蘇常州。中國第一台大型計算機研製者之一,先後提出多種類型、各個時期居國內領先或國際先進水平的大型、巨型計算機系統的設計思想和技術方案,為我國高性能計算機技術的跨越式發展和趕超世界計算機先進水平有著重要貢獻。

王選:江蘇無錫人。著名的計算機應用專家,主要致力於文字、圖形、圖象的計算機處理研究。中國科學院院士、中國工程院院士、第三世界科學院院士、國家最高科學技術獎獲得者。曾任北大方正集團董事、方正控股有限公司首席科技顧問,九三學社副主席、中國科協副主席、九三學社副主席、中國科協副主席。2003年當選十屆全國政協副主席。

周巢塵:計算機軟體專家,原籍江蘇南匯,中國科學院院士(學部委員)、第三世界科學院院士、中國科學院軟體研究所研究員,曾任聯合國大學國際軟體技術研究所所長。

楊芙清:北京大學計算機學科第一位教授、博士生導師,中國科學院院士(學部委員)、計算機科學技術及軟體專家,無錫人。歷任軟體工程國家工程研究中心主任、北京大學信息與工程科學學部主任、北京大學軟體工程研究所所長、北京大學計算機科技系教授。

孫仲秀:計算機科學家、中國科學院院士,原籍浙江餘杭,生於江蘇省南京市,歷任南京大學助教、講師、副教授、教授、博士生導師、副校長等職。1974年後主持研製了中國國產系列計算機DJS200系列的DJS200/XT1和 DJS200/XT1P等操作系統。從1979年起開始對分布式計算機系統軟體和應用進行了研究,1982年在國內首次研製成功ZCZ分布式微型計算機系統,研究和開發了多個實用的分布式計算機系統。

何積豐:中國科學院院士、計算機軟體專家,生於上海,祖籍浙江寧波。現任華東師范大學終身教授、軟體學院院長,上海嵌入式系統研究所所長、聯合國大學國際軟體技術研究所高級研究員。早年進行管理信息系統和辦公自動化系統的研發。

吳幾康:安徽歙縣人。計算機專家、中國計算機事業的開拓者之一。曾於1951年至1953年在丹麥任無線電廠開發工程師,歸國後調至中國科學院近代物理研究所,後參與籌建計算技術研究所。1965年負責研製成功兩台大型通用計算機,後參與籌建771微電子學研究所,任副所長和研究員。

張梓昌:電子計算機專家。江蘇崇明(今屬上海市)人。歷任航天工業部第二研究院所長、測控公司總工程師,中國計算機學會第一屆副理事長,中國宇航學會第一、二屆理事。長期從事電子設備和計算機的研製,曾負責我國第一台計算機的技術工作,是我國計算機技術的學科帶頭人之一。

張世龍:北京大學計算機科學與技術系主任、教授,曾參加我國第一台自行設計製造的大型計算機119機和北大紅旗計算機的系統設計。

慈雲桂:著名計算機科學家、教授,中國科學院技術科學部學部委員,安徽桐城人。歷任國防科技大學副校長兼電子計算機系主任和計算機研究所所長等職,先後主持了我國多種型號計算機的研製,從領導研製我國第一台電子管數字計算專用機,到擔任「銀河」億次計算機研製的技術總指揮和總設計師,為國家經濟建設、國防建設及科學研究事業做出了突出貢獻。

馮康:應用數學和計算數學家、中國科學院院士、世界數學史上具有重要地位的科學家。生於江蘇南京,原籍浙江紹興。其獨立創造了有限元方法、自然歸化和自然邊界元方法,開辟了辛幾何和辛格式研究新領域。中國現代計算數學研究的開拓者。1997年底國家自然科學一等獎授予馮康的另一項工作「哈密爾頓系統辛幾何演算法」。歷任中國科學院計算技術研究所任副研究員、研究員,中國科學院計算中心主任、名譽主任。(排名不分先後)

(計算機世界報)
參考資料:http://www.cnii.com.cn/20060808/ca371826.htm

⑵ 高慶的經歷

1956.09-1961.08唐山鐵道學院工程力學系鐵道車輛專業學習(其間:1960年2月參加工作);1961.09-1983.04唐山鐵道學院工程力學系助教、講師;1983.05-1994.08西南交通大學工程力學系副教授、副系主任,應用力學研究所教授、所長(1987.06)、博士生導師(1993.10),九三學社四川省委副主委(1992.05)、中央委員(1993.12);1994.08-2000.05四川省科委副主任,成都市政協副主席(1998.06),九三學社中央委員、四川省委副主委、成都市委主委(1997.05),西南交大應用力學與工程系教授、博士生導師;2000.05-2002.12成都市政協副主席,九三學社中央委員、四川省委副主委、成都市委主委,西南交大應用力學與工程系教授、博士生導師;2002.12成都市政協副主席,九三學社四川省委副主委、成都市委主委,西南交大應用力學與工程系教授、博士生導師。2004年3月當選為成都市政協副主席。八屆全國政協委員、九屆全國政協常委,十屆四川省人大常委。中國創造學會副會長,中國力學學會理事,四川省力學學會理事長。多年來從事固體力學有關斷裂、損傷及機械失效分析方面的研究工作。指導培養了博士後、博士和碩士研究生20餘名。發表論文80餘篇,有23篇次被SCI、EI等收錄,出版《工程斷裂力學》、《固體的損傷與破壞》等書。曾獲省、部鐵道部有突出貢獻中青年專家、四川省首批學術與技術帶頭人、四川省優秀女科技工作者、全國先進婦職工、全國先進失效分析專家等稱號。

⑶ 北航的系怎麼分的啊

北航的院系情況:截至2018年,學校擁有30個學院,34個專業大類,55個本科專業,涵蓋10個學科門類。

北航的30個學院及其專業列表如下:

(3)北航大學教授高慶擴展閱讀:

北航,截止2018年4月,有工、理、管、文、法、經、哲、教育、醫和藝術10個學科門類。有8個一級學科國家重點學科,28個二級學科國家重點學科,10個北京市重點學科,10個國防特色學科,14個A類學科,其中航空宇航科學與技術、儀器科學與技術、材料科學與工程、軟體工程為A+學科。有60個本科專業,23個博士學位授權一級學科點,40個碩士學位授權一級學科點,20個博士後科研流動站。

北航突出學科基礎地位,構建空天信融合、理工文交叉、醫工結合的一流學科體系,形成珠峰引領、高峰集群、高原拓展的良性學科生態。在航空、航天、動力、信息、材料、儀器、製造、管理等學科領域具有明顯的比較優勢,形成了航空航天與信息技術兩大優勢學科群。

北航國防科技主幹學科達到國內一流水平,工程學、材料科學、物理學、計算機科學、化學五個學科領域的ESI排名進入全球前1%,工程學進入全球前1‰,具備了建設世界一流學科的基礎。在2017年「軟科世界一流學科排名」中,航空航天工程學科為世界第二、中國第一。

⑷ 決策的智慧 該不該為博士學位努力拚搏

美國高等教育制度一、高等教育特點美國的高等教育事業比較發達,其主要特點有兩個方面:一是其規模和種類龐大復雜。全國有三千多所高等學院,教師八十多萬人,在校學生達兩千多萬人,外國學生近三十萬。二是注重使學生獲得新知識,培養學生的分析能力和獨創精神。這種教育不是鼓勵學生死記硬背,而是鼓勵學生對已被普遍接受的觀念提出異議,對所學的東西進行綜合分析,解決新的不熟悉的問題。二、教育行政管理與評估制度美國教育行政管理權不在聯邦政府,而在各州及各級地方政府或私人機構。美國聯邦政府教育部的職權是十分有限的,其主要職責是按國會意圖向各州分配教育撥款,以及向美國國內學生提供獎學金等。美國各州設有州督學或教育廳長,負責制訂全州的教育政策,並領導所屬機構在州內貫徹這些政策。私立大學由主大學的機構遴選的校董會掌管行政權。公立大學校董會對決定本校的方針和各項規定,也有很大的自主權。美國的大學各有特點,從教學方針、專業設置、考試項目到諸加TOEFL錄取分數、收報名費等小問題,都各不相同。美國教育盡管在行政管理上比較分散,但社會對學校評估的做法是相對統一的。學校要定期接受審查,符合要求的才取得被認可的資格。美國對高等院校的評估分成六大區域進行,各區成立地方性的大中學校聯合,對該區的學校進行評估。審查的內容通常包括學校的師資、課程、教學質量、設備、管理等各個方面的情況,經過較為全面的審查後決定某一學校是否被認可。除對學校的評估外,對某些專業的課程也要經過專業評估團體審查和認可,有些專業領域,如醫學、法律、牙醫等,完成被認可的專業課程是領取執照許可的先決條件。三、公立學校和私立學校美國有公立高等院校近一千五百所。私立院校一千六百多所。一般來說,私立學校收費比公立學校貴一些。公立學校和私立學校都有質量很高、信譽很好的大學,不要只從私立或公立這個角度來判斷學校的好壞。要判斷一所大學質量,應該了解它的師資、課程及其歷史等情況。四、學院與大學美國高等院校中,學院(College)主要提供大專課程和四年制大學本科課程,分別稱二年制學院(Two-yearcollege)或四年制學院(Four-yearcollege)。大學(University)則是一種綜合性較強的學府,往往會包括學院(College)、研究生院(GraateSchool)和若干專業學院(ProfessionalSchool),一所大學可以同時開設理、工、農、醫、人、文和社會等學科的大學或研究生課程,有的大學(通常是州立大學)本身是一個龐大的體系,分有許多不同的校園(campus)。例如,紐約州大學(StateUniversityofNewYork)之下,就有阿爾伯紐約州立大學()。本漢姆頓紐約州布法羅紐約州立大學()等不同的校園。每一年校園都設有多方面學科課程,工業學院(InstituteofTechnology)也是一種綜合性的高等院校。它既開設專業課程,也開設一般性的文理科課程;有的只有大學課程,有的包括大學和研究生學位課程。五、大學教育二年制學院(Two-yearCollege)提供初級階段的高等教育,學生學完兩年的課程之後可以取得准學士學位(AssociateinArts,AssociateinScience)。這種教育又分成兩類,一類是一般性教育,學生學習相當於四年制大學一、二年課程,所得的學分可以轉到四年制大學;另一類是職業教育,所開設課程是為學生在社會上就業做准備,學生完成學年的學習後就從事技術的工作,不再攻讀學位,二年學院的名稱各叫地方學院(CommunityCollege),也有的叫初級學院(JuniorCollege)。地方學院通常是地方政府興的。因為學生對象主要是本地居民,學校往往沒有學生宿舍。二年制學校收的學費比較低,招生要求也不高,所開課程適應不同學生的需要,使眾多的美國青年有機會接受教育高等教育。這是美國中學畢業後能有半數以上進入高等院校的原因之一。四年制學院(Four-YearCollege)和大學(University)提供學士學位(BachelorofArts,BachelorofScience,即B.A.或B.S.)課程。多數四年制學院的專業設置范圍包括文理科的一般教育(LiberalArts),即人文社會科學和自然科學的基礎學科,有的也開設一些較專門的或應用性的科學,入學要求比兩年制的高。六、研究生教育與專業教育(GraateandProfessionalEcation)研究生(GraateSchool)招收已取得學士或學士以上學位的學生,開設的是深入課程。課程長短不一,一般地說,已經取得學士學位的學生,要學習一年至二年,才能取得文理碩士學位(MasterofArts,MasterofScience,即M.A.或M.S.);已取得碩士學位的學生,要學習二至五年,才能取得博士學位(多數叫DoctorofPhilosophy,即Ph.D.)。專業學院(ProfessionalSchool)招收已經取得相關專業的學士學位畢業生。這種專業學院,是指某幾種特點的專業,如醫科、葯劑、牙醫、法律和工商管理等。專業學院收費較高,競爭非常激烈。對中國學生來說,選擇這些專業存在一些困難。七、准學士學位準學士學位課程都在地方和初級學院里進行,有責任中不同目的課程:一是教學課程內容與四年制學院相似,學生所獲得的學分都可以轉入四年制學院;二是職業教育課程,目的是使學生掌握實用的職業技能,無須攻讀學士學位就能從事技術工作。八、學士學位學生要學完四年全日制的課程,才能資格獲得學士學位。在四年之中,學生應該掌握多種學科的廣泛的一般性知識,同時要在其中某一具體領域里,掌握具有一定深度的專業知識。在本科生階段學生每周有兩三次大課。大課之外,便是小組討論(seminar),教授不講課,而讓學生自己閱讀資料,然後一起討論。學生在討論會上的表現,便是教師評價學生學習成績的一個重要依據。在本科教育的各個階段,寫作都是受重視的一門課程。教授在講授時,經常指定一些論題讓學生練習寫作。對於高年級學生,教授則要求學生提出自己論題,並在圖書館或實驗室進行獨立研究。九、研究生學位美國大學生的研究生學位,有碩士和博士兩種。碩士學位課程必須包括一組相連貫的課程。隨後是一系列性考試和論文,或是與之相關的一個有創造性的項目。碩士學位課程通常為一至兩年。碩士學位課程主要有兩種:一種授予學生學術性的學位,即文學碩士學位或理學碩士學位;另一種課程授予學生某一職業上的碩士學位,引導學生進入一個實踐性較強的專業領域,為今後職業做准備。碩士學位課程包括預先計劃好的、連貫的課堂講授,專題講座,討論、個人學習或調研。學生通過在圖書館里研究原始材料,在實驗室做實驗,參加創造性的學術活動,學生要交一篇論文,有的要提交畢業作品。博士學位課程常常引導學生從事大專院校的教學這一傳統職業,或任職於社會、政府、商業和工業部門。博士課程注重讓學生自由探索和表述自己的觀點,注重培養學生創造重大學術成果的能力。課程的立足點,走發展學生的理解能力和批判評估本專業領域最前沿知識的爭論問題能力。為此,學生須與富有教學和科研經驗的教授緊密合作。學生畢業時,要提交論文及進入答辯。十、校歷制美國大學行政管理分散,各院校使用的校歷制度也不同。最常用的學期制(EarlySemester)和學季制(QuarterSystem)。學期制一年大約三十至三十二個學習周,分兩個學期,每學期制十五至十六個學習周。起止時間一般是九月初到十二月末是第一個學期,也叫秋學期(FallSemester);一月至五月中是第二個學期,也叫春學期(SpringSemester)。暑期(Summer)是假期,可長達六至十周。大約百分之五十八的美國學校使用這種校歷。學季制一年大約三十至三十三個學習周,分三個學季,每學季十至十一個學習期,另外還有一季是暑假。起止時間一般是九月中至十二月初為第一學季,即秋季(FallQuarter);一月至三月為第二季,即冬季(WinterQuarter)四月初至六月中第三季,即春季(SpringQuarter);暑季是假期,長約十三周。大約百分之二十四的美國院校使用這種校歷。此外,還有少數學校使用另外一些校歷制。有百分之八的學校用4-14校歷制。即第一學期(九月開學)和第二學期(二月開學)各四個月。其間在一月份有一個長一個月的過渡性學期(Interim),學生在這個學期可以只修一門課。有百分之四的學校使用傳統的校歷制(TraditionalSystem),與學期制相似,不同的是假期較短,另外,還有將一年分為三個等長學期的三個學期制(TrimesterSystem),開學時間分別是八月、一月和四月。

⑸ 請問:我國第一台計算機是什麼型號

1958年 6月,中國科學院計算所與北京有線電廠共同研製成我國第一台計算機——103型通用數字電子計算機,運行速度每秒1500次,字長31位,內存容量為1024位元組。
9月,數字指揮儀901樣機問世,是中國第一台電子管專用數字計算機。

⑹ 2012年中國十大計算機專家排名

如果譚潔強成中國十大計算機專家,死人會笑醒的。譚潔強就是一個教書匠,不是專家。如果也是一個教育領域的專家

⑺ 第一台半導體計算機是多會生產的

中國計算50年
——中國數字電子計算機的創業歷程及領路人

(2006-09-11 16:18:31)

■ 中國科學院院士、北京科技大學教授 高慶獅

編者按: 一轉眼,中國的計算機事業已經走過了50個春秋。在《計算機世界》紀念中國計算機事業發展50年的過程中,我們看到,在這50年裡,有太多激動人心的創舉出現,也有太多令人黯然的無奈穿過。

幾代大師為了中國計算機事業的發展鞠躬盡瘁,更多人為了中國計算機產業的前行奮發圖強。為此,我們特邀中國科學院院士、北京科技大學教授、中國科學院計算技術研究所終身研究員高慶獅撰寫此文,以紀念過往、慶祝成就,同時也警醒現狀、激勵未來。

50年風雨之後,為了尋求ICT的融合和計算領域的更大發展,中國正在積極醞釀更好的政策環境。2006年8月29日,全國信息產業科技創新會議在京召開。

自從1946年,世界上第一台數字電子計算機在美國誕生,與計算機最鄰近領域的數學和物理界的共和國泰斗、世界數學大師華羅庚教授和中國原子能事業的奠基人錢三強教授,十分關注這一新技術如何在國內發展。

中國誕生計算機

從1951年起,國內外和計算機領域相近的其他領域人才,尤其是從國外回來的教授、工程師和博士,不斷轉入到該行業中。他們當中的很多人,都在華羅庚領導的中科院數學所和錢三強領導的中科院物理所里,其中包括國際電路網路權威閔乃大教授、在美國公司有多年實踐經驗的范新弼博士、在丹麥公司有多年實踐經驗的吳幾康工程師,以及從英國留學回來的夏培肅博士和從美國留學回來的蔣士飛博士。

他們積極推動,把發展計算機列入12年發展規劃。

1956年3月,由閔乃大教授、胡世華教授、徐獻瑜教授、張效祥教授、吳幾康副研究員和北大的黨政人員組成代表團,參加了在莫斯科主辦的「計算技術發展道路」國際會議,到前蘇聯「取經」,為我國制定12年規劃的計算機部分做技術准備。當時的代表團主要成員後來都參加了12年規劃。此外,范新弼、夏培肅和蔣士飛也加入規劃制定中。在隨後制定的12年規劃中,確定了中國要研製計算機,並批准中國科學院成立計算技術、半導體、電子學及自動化等四個研究所。

計算技術研究所籌備處由科學院、總參三部、國防五院(七機部)、二機部十局(四機部)四個單位聯合成立,北京大學、清華大學也相應成立了計算數學專業和計算機專業。為了迅速培養計算機專業人才,這三個單位聯合舉辦了第一屆計算機和第一屆計算數學訓練班。計算數學訓練班的學生有幸聽到了剛剛歸國的錢學森教授和董鐵寶教授講課。錢學森教授在當時已經是國際控制論的權威專家,而董鐵寶教授在美國已經有過3~4年的編程經驗,也是當時國內惟一真正接觸過計算機的學者。當時我也是學生之一。

錢學森的數學功底的深度和廣度幾乎涵蓋了我們所學的數學的所有課程,而且運用自如,我們作為北大數學系學生,對此感到十分欽佩。同時,錢學森教授也幫助我們具體了解到,數學如何應用到實際物理世界中。

在前蘇聯專家的幫助下,由七機部張梓昌高級工程師領導研發的中國第一台數字電子計算機103機(定點32二進制位,每秒2500次)在中國科學院計算技術研究所誕生,並於1958年交付使用。參與研發的骨幹有董占球、王行剛等年輕人。隨後,由總參張效祥教授領導的中國第一台大型數字電子計算機104機(浮點40二進制位、每秒1萬次)在1959年也交付使用,骨幹有金怡濂,蘇東庄,劉錫剛,姚錫珊,周錫令等人。其中,磁心存儲器是計算所副研究員范新弼和七機部黃玉珩高級工程師領導完成的。在104機上建立的、由仲萃豪和董韞美領導的中國第一個自行設計的編譯系統,則在1961年試驗成功(Fortran型)。

國防是首要服務對象

在任何先進國家,計算機的發展首先都是為國防服務,應用於國家戰略部署上,中國也不例外。1958年,北京大學張世龍領導包括當時作為學生的王選在內的北大師生,與中國人民解放軍空軍合作,自行設計研製了數字電子計算機「北京一號」,並交付空軍使用。當時中國人民解放軍朱德總司令還親自到北京大學北閣「北京一號」機房參觀了該機器。隨後,張世龍帶領北大師生(包括王選和許卓群在內),立即投入北大自行設計的「紅旗」計算機研製工作,當時設定的目標比前蘇聯專家幫助研製的104機還高,並於1962年試算成功。但是由於搬遷和文革的干擾,搬遷後「紅旗」一直沒有能夠恢復和繼續工作。

與此同時,1958年,在哈爾濱軍事工程學院(國防科技大學前身)海軍系柳克俊的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍海軍合作,自行設計了「901」海軍計算機,並交付海軍使用。在海軍系康繼昌的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍空軍合作,自行設計的「東風113」空軍機載計算機也交付空軍使用。隨後,柳克俊領導的國產晶體管軍用的計算機,也在1961年交付海軍使用。

1958年~1962年期間,中國人民解放軍總參謀部也前後獨立研製成功了一些自行設計、全部國產化的計算機。

1964年,中科院計算技術研究所吳幾康、范新弼領導的自行設計119機(通用浮點44二進制位、每秒 5萬次)也交付使用,這是中國第一台自行設計的電子管大型通用計算機,也是當時世界上最快的電子管計算機。當時美國等發達國家已經轉入晶體管計算機領域,119機雖不能說明中國具有極高水平,但是仍然能表明,中國有能力實現「外國有的,中國要有;外國沒有的,中國也要有」這個偉大目標。

在119機上建立的,是董韞美領導的自行設計的編譯系統,該系統在1965年交付使用(Algol型),後來移植到109丙機上繼續起作用。

哈爾濱軍事工程學院計算機系慈雲桂教授領導的自行設計的晶體管計算機441B(浮點40二進制位、每秒8千次)在1964年研製成功,骨幹人員包括康鵬等人。1965年,441B機改進為計算速度每秒兩萬次。

與此同時,中科院計算技術研究所蔣士飛領導的自行設計的晶體管計算機109乙機(浮點32二進制位、每秒6萬次),也在1965年交付使用。為了發展「兩彈一星」工程,1967年,由中科院計算機所蔣士飛領導,自行設計專為兩彈一星服務的計算機109丙機,並交付使用,骨幹有沈亞城、梁吟藻等人。兩台109丙機分別安裝在二機部供核彈研究用和七機部供火箭研究用。109丙機的使用時間長達15年,被譽為「功勛計算機」,是中國第一台具有分時、中斷系統和管理程序的計算機,而且,中國第一個自行設計的管理程序就是在它上面建立的。

這些由中國科研人員自力更生、努力拚搏研製出的第一批計算機,代表了中國人掌握計算機的技術水平和成果,證明了中國有能力發展自己的全部國產化的計算機事業。

突破百萬到超越億計算

雖然我國自行設計研製了多種型號的計算機,但運算速度一直未能突破百萬次大關。1973年,北京大學(由張世龍培養的、包括許卓群和張興華等骨幹人員)與「738廠」(包括孫強南、陳華林等骨幹人員)聯合研製的集成電路計算機150(通用浮點48二進制位、每秒1百萬次)問世。這是我國擁有的第一台自行設計的百萬次集成電路計算機,也是中國第一台配有多道程序和自行設計操作系統的計算機。該操作系統由北京大學楊芙清教授領導研製,是國內第一個自行設計的操作系統。

1973年3月,在全國實際研製目標200~500萬次不能滿足中國飛行體設計的計算流體力學需要的情形下,時任國防科委副主任的錢學森,根據飛行體設計需要,要求中科院計算所在20世紀70年代研製一億次高性能巨型機,80年代完成十億次和百億次高性能巨型機,並且指出必須考慮並行計算道路。中科院計算所根據國防情報所和計算所情報室提供的國際上的公開資料,分析了1970年前後美國研製的高性能巨型機的優缺點之後,於1973年5月提出「全部器件國產化一億次高性能巨型機(20M低功耗ECL、電路-四條流水線)及其模型機(757向量計算機、10M ECL、電路-單條流水線)」的可行方案。由於文革中受到嚴重干擾,以及文革後「走馬燈」式良莠不齊的領導亂指揮,盡管在1979年,由亞城負責的20M低功耗ECL電路的集成電路晶元投片已經研發成功,但是最終「全部器件國產化一億次高性能巨型機」的研發,因為任務變化,最終擱淺。

表1和表2給出了代表中國掌握電子管、晶體管、集成電路計算機技術的發展時間表,水平主要是根據創新的「三性」中的先進性。需要說明的是,表中所列只是代表中國已掌握的計算機技術水平的計算機,其中,帶*的103、104、119、150、757,及銀河-1號巨型機和銀河-2模擬計算機等7台計算機,都被載入「記述對中華文明發展起促進作用的重要歷史事件」的中華世紀壇青銅甬道銘文中。

除了研製水平之外,產業、市場和應用的發展也同樣重要。在批量生產計算機上,電子工業部及其相關研究所(例如著名的15所)和工廠(例如著名的738廠)功不可沒。不僅上述中國早期計算機的研製和批量生產要依靠它們,而且它們也獨立設計和研製過一些成批生產的計算機(例如108系列、與清華大學合作的DJS-130等),尤其在人造衛星地面系統(例如320計算機及艦上718計算機)及其他軍工任務上,這些研究所和工廠都有過突出貢獻。研究所和工廠研究工作的重點,主要是在技術和工藝方面。他們的領軍人包括莫根生、陳立偉、曹啟章及一批骨幹人員,例如江學國等。現任中國工程院院士羅沛霖領導的仿IBM系列也起過歷史性作用,沈緒榜和李三立負責的有關衛星天上和地上計算機及其他任務用的計算機也做出了重要的貢獻。此外,七機部、清華大學及中科院各分院在發展計算技術方面還做出了許多貢獻,這里就不枚舉了。

中國自力更生全部國產化的半導體、集成電路計算機事業,和20世紀50~70年代林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等教授領導的中科院半導體所、上海冶金所和109廠的研究及開發工作是分不開的。中科院半導體所和109廠都是從中國科學院物理所獨立出來的,中科院物理所對中國計算機事業的歷史貢獻功不可沒。

人才培養至關重要

發展計算機事業離不開人才培養,20世紀50~70年代,中科院計算技術研究所(及之後的中國科技大學)的夏培肅副研究員、北京大學和哈爾濱軍事工程學院,在組織教師和學生動手研製計算機、進行實踐、培養人才等方面,都取得了很好的成績。夏培肅領導組織教師和學生動手研製了107(定點32二進制位、每秒 250次)計算機,該計算機於1960年交付使用,並且還復制了兩台。盡管107計算機比103(1958年交付使用)、104計算機(1959年交付使用)速度低了10倍到40倍,但是對培養人才起了重要作用。

一個計算機系統是由多方面研究成果構成的。范新弼領導的磁心存儲器長期處於領先地位,其中主要的骨幹有伍福寧、王振山、徐正春、張傑、甘鴻,等等。王克本領導了中國第一個八層印刷電路版研究與設計小組。方光旦在磁頭、磁膠,張品賢在磁帶,顧爾旺在磁鼓等方面,都做出了出色的貢獻。實際上,大多計算機的研發都是集體成果,例如全國參加757計算機研發工作的人員,就有上千人。

我國第一個「計算機系統結構設計」小組於1957年在中科院計算所成立。20世紀50~70年代,它承擔了中科院計算所代表性的計算機(119、109乙、109丙、757、717等計算機)的系統結構設計任務。參與成員則根據當時前蘇聯計算機領軍人物、前蘇聯科學院列貝捷夫院士的建議,由年輕的數學專業畢業生組成。第一任小組負責人是國際網路權威人士閔乃大教授,第一個正式設計任務則是1958年5月國防部門的「導彈防禦系統計算機」系統結構設計。設計工作由北京大學張世龍和第二任小組負責人虞承宣,加上6名數學專業畢業的大學生組成,其中周巢塵、沈緒榜等3人後來分別由不同領域(軟體、航天、系統結構)、不同單位被選為中科院院士。

中國20世紀60年代編譯系統的帶頭人在當時都是年輕人,如中國人民解放軍總參謀部楊奇、中科院計算所董韞美和仲萃豪、南京大學徐家福、國防科技大學陳火旺等。中國20世紀60年代操作系統的帶頭人有北京大學楊芙清、南京大學大孫仲秀等,當時也都是年輕人。軟體正確性設計(容易推廣到硬體的正確性設計)是近20多年國際上關注的具有巨大經濟效益、社會效益和理論價值的重大問題。我國領軍人物何積豐院士、周巢塵院士如今已經是國際上知名的佼佼者。20世紀70年代,逐漸形成容錯和檢測理論和實踐的帶頭人是魏道政,而知識處理的帶頭人是陸汝鈐。

依賴進口弊端過大

20世紀70年代後期以後,中國研製的計算機,幾乎全部使用進口元器件、進口部件。

由於超大規模集成電路迅速發展,數千萬甚至上億個晶體管逐漸能夠集成在一個晶元上,20世紀80年代及其之後得到迅速發展的計算機,是普通個人使用的「微機」(PC機)及超強「微機」(後者可以組成伺服器或者並行處理的高性能計算機),而其他各式各樣的計算機(包括超級中小型計算機在內)由於性價比問題,無法和微機競爭,就自然逐步退出舞台了。國際上沒有及時調整戰略的計算機公司,例如CDC公司、王安公司等,紛紛倒閉。雖然如此,國內那一段過渡時期為了滿足用戶需求而研製的各種機型也曾有過較大貢獻,例如張修領導的KJ8920,在為用戶提供優質服務軟體方面就很突出。

中國最早意識到個人計算機發展趨勢而率先轉向研究「微機」,並且做出突出貢獻的帶頭人有倪光南、韓承德等。

國內高性能計算機,有慈雲桂、盧錫城、周興銘、楊學軍領導的銀河系列;張效祥、金怡濂、陳左寧領導的神州系列;李國傑、孫凝暉領導的曙光系列;祝明發領導的聯想深騰系列;以及周興銘領導的銀河-2數字模擬巨型機等。PC機有聯想系列、長城系列、方正系列、同方系列等,其學術代表性帶頭人是倪光南,產業代表性的領軍人是柳傳志。

計算機產業作為一個產業鏈,軟體發展依賴於整機和應用需求的發展;整機的發展依賴於晶元、部件及需求的發展;晶元的發展則依賴於「集成電路生產線大三角形」的發展。這里集成電路生產線大三角形是指集成電路生產線的三大部分,即大底座、中間層和頂層。大底座(價值十多億美元的集成電路製造工藝生產線)是從拉單晶硅到光刻-擴散-參雜,到最後封裝,相當於過去林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等領導中科院半導體所、上海冶金所的研究工作。中間層是各種高速低功耗電路設計,相當於過去中科院計算所電路設計組蔣士飛、沈亞城等人的研究工作。20世紀70年代,沈亞城所進行的高速低功耗ECL電路設計,直到做成晶元,才可以算做完成。頂層則是硅編譯等等軟體工作,這部分工作過去是計算所使用小規模集成電路時把邏輯設計圖變成為工程布線圖的手工工作,加上半導體所製造小規模集成電路各種掩模版所需的手工工作。在超大規模集成電路的情況下,從復雜性、可靠性角度,手工是絕對不可能完成的,需要依靠硅編譯來自動完成。

在允許部分進口的環境下,一個產業鏈如果要求全部國產化,會造成一環落後引發產業鏈後續部分全部落後的情況;使用進口元器件、進口部件,使得各種類型整機可以在國際先進基礎上得到發展,進而軟體和應用都能在國際先進基礎上得到發展,從市場經濟角度看,這無疑是正確的。

但是,當國內所研製的計算機全部轉向使用進口元器件、進口部件時,一方面中國的高性能計算和PC機的發展依賴於進口元器件和進口部件的水平;另一方面中國的集成電路研製力量,由於缺少巨大的經濟支持,都轉向非計算機用的其他難度小的方向。

「元器件全部進口化」導致的結果是,不僅全部國產化的億次高性能巨型機研製中止,而且真正完全自主的國產的計算機集成電路研製工作也中斷,至今也沒有恢復,甚至沒有任何恢復的跡象,這兩方面對國家安全都很不利。實際上,「集成電路生產線大三角形」依靠進口的集成電路生產線,就等於依賴外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平。引進無法達到最先進,而且在特殊情況下,引進很可能中斷,引進的生產線的備份件也不能得到更新。

「中國芯」何時真正崛起

進入21世紀以後,李德磊負責的「方舟」、胡偉武負責的「龍芯」、以及王沁參加負責的「多思」、方信我負責的「國安」等等「中國芯」項目不斷涌現,計算機產業鏈國產化又前進了一大步。但當前或者未來將出現的眾多的「中國芯」的共同點,都是「集成電路生產線大三角形」的一個應用。也就是說,其水平仍然是依賴於外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平,仍然受制於人。

眾多「中國芯」的主要的差別只是在系統結構設計上,或者在高速低功耗電路等設計上,有沒有重大創新、重大突破。設計明顯創新的,有國外學者稱之為相當於「大學生課程設計」水平,雖然難聽卻也有幾分道理。盡管能設計「中國芯」的人或公司越來越多,但是能設計「中國集成電路生產線大三角形」的人,如果不採取措施,不僅目前沒有,恐怕不遠的將來仍然是空白。如果中國不能製造中國的「集成電路生產線大三角形」,那麼無論有多少種「中國芯」,中國的高性能計算機和中國PC機的發展水平就必然還是取決於美國「集成電路生產線大三角形」的發展水平及美國政府允許向中國出口的水平。

現實的道路是,我們可以通過引進、消化、吸收與獨立研究相結合的方式發展晶元產業,而建立完全自主的「集成電路生產線大三角」,則應該是國家急需解決的重中之重。

早在1965年,中科院半導體所王守覺就開始研製從邏輯圖到掩模版的自動形成系統「圖形發生器」,這項研究比美國還早。由於文革破壞而中斷了3年,1971年初研製成功時,反而比美國晚了一年多。以上歷史說明,中國人的獨立研究能力也不容忽視,研究環境也不容被忽視。

如何做到既能使產業鏈的各個環節的發展都能建立在國際最高水平之上,又能確保國家安全?這不僅僅是一個計算機產業鏈的問題,應該是許多產業鏈所存在的共同問題,更是決策者急需處理的政策問題。

中國半個世紀電子數字計算機事業的領路人,是在兩位共和國功勛科學家華羅庚和錢三強關注下的一個群體,這個群體在50年前,是10多名從相鄰領域轉過來的30~40多歲的中青年帶頭人,和五、六十名受過專業教育的20多歲的青年骨幹,還有數十名當時尚未出世的後起之秀,本文列舉的,只是這個百人群體中的一小部分。

鏈接:文中部分科學家簡歷

華羅庚:江蘇金壇人。中國解析數論、典型群、矩陣幾何學、自守函數論與多復變函數論等很多方面研究的創始人與開拓者,國際知名數學家,先後當選美國科學院外籍院士,第三世界科學院院士,法國南錫大學、美國伊利諾大學、香港中文大學榮譽博士,聯邦德國巴伐利亞科學院院士等。

錢三強:浙江湖州人,出生於浙江紹興。核物理專家、中國核原子科學之父,曾師從居里的女兒、諾貝爾獎獲得者伊萊娜?居里及其丈夫約里奧?居里。在中國研發原子彈期間,擔任技術總負責人、總設計師,被追授「兩彈一星功勛獎章」。

范新弼:電子計算機專家,湖南長沙人。1951年獲美國斯坦福大學電子學博士學位,在電子器件研究與應用領域獲8項美國專利。歸國後,領導我國第一台大型計算機及其後多台大型計算機的磁芯存儲器研製工作,領導中國半導體存儲元件研究,建立了國內第一批測試設備。

張效祥:計算機專家、中國科學院院士(學部委員)、中國解放軍總參謀部計算技術研究所研究員。領導中國第一台大型通用電子計算機的仿製並在此後的35年中主持中國自行設計的電子管、晶體管到大規模集成電路各代大型計算機的研製,為中國計算機事業的創建、開拓和發展,起了重要作用。1985年,領導完成中國第一台億次巨型並行計算機系統。

錢學森:中國現代物理學家、世界著名火箭專家、全國政協副主席,浙江杭州市人,生於上海。錢學森曾在美國任講師、副教授、教授以及超音速實驗室主任和古根罕噴氣推進研究中心主任。1950年開始,歷經5年努力,於1955年才回到祖國,1958年起長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務。

董鐵寶:力學家、計算數學家,江蘇武進人,「中國第一個程序員」(王選),長期致力於結構力學、斷裂力學、材料力學性能、計算數學的研究和教學,我國計算機研製和斷裂力學研究的先驅者之一。1945年赴美學習,1956年歸國教學,1968年在文革中因受迫害自殺。

金怡濂:中國工程院院士、著名高性能計算機專家、國家最高科學技術獎獲得者,原籍江蘇常州。中國第一台大型計算機研製者之一,先後提出多種類型、各個時期居國內領先或國際先進水平的大型、巨型計算機系統的設計思想和技術方案,為我國高性能計算機技術的跨越式發展和趕超世界計算機先進水平有著重要貢獻。

王選:江蘇無錫人。著名的計算機應用專家,主要致力於文字、圖形、圖象的計算機處理研究。中國科學院院士、中國工程院院士、第三世界科學院院士、國家最高科學技術獎獲得者。曾任北大方正集團董事、方正控股有限公司首席科技顧問,九三學社副主席、中國科協副主席、九三學社副主席、中國科協副主席。2003年當選十屆全國政協副主席。

周巢塵:計算機軟體專家,原籍江蘇南匯,中國科學院院士(學部委員)、第三世界科學院院士、中國科學院軟體研究所研究員,曾任聯合國大學國際軟體技術研究所所長。

楊芙清:北京大學計算機學科第一位教授、博士生導師,中國科學院院士(學部委員)、計算機科學技術及軟體專家,無錫人。歷任軟體工程國家工程研究中心主任、北京大學信息與工程科學學部主任、北京大學軟體工程研究所所長、北京大學計算機科技系教授。

孫仲秀:計算機科學家、中國科學院院士,原籍浙江餘杭,生於江蘇省南京市,歷任南京大學助教、講師、副教授、教授、博士生導師、副校長等職。1974年後主持研製了中國國產系列計算機DJS200系列的DJS200/XT1和 DJS200/XT1P等操作系統。從1979年起開始對分布式計算機系統軟體和應用進行了研究,1982年在國內首次研製成功ZCZ分布式微型計算機系統,研究和開發了多個實用的分布式計算機系統。

何積豐:中國科學院院士、計算機軟體專家,生於上海,祖籍浙江寧波。現任華東師范大學終身教授、軟體學院院長,上海嵌入式系統研究所所長、聯合國大學國際軟體技術研究所高級研究員。早年進行管理信息系統和辦公自動化系統的研發。

吳幾康:安徽歙縣人。計算機專家、中國計算機事業的開拓者之一。曾於1951年至1953年在丹麥任無線電廠開發工程師,歸國後調至中國科學院近代物理研究所,後參與籌建計算技術研究所。1965年負責研製成功兩台大型通用計算機,後參與籌建771微電子學研究所,任副所長和研究員。

張梓昌:電子計算機專家。江蘇崇明(今屬上海市)人。歷任航天工業部第二研究院所長、測控公司總工程師,中國計算機學會第一屆副理事長,中國宇航學會第一、二屆理事。長期從事電子設備和計算機的研製,曾負責我國第一台計算機的技術工作,是我國計算機技術的學科帶頭人之一。

張世龍:北京大學計算機科學與技術系主任、教授,曾參加我國第一台自行設計製造的大型計算機119機和北大紅旗計算機的系統設計。

慈雲桂:著名計算機科學家、教授,中國科學院技術科學部學部委員,安徽桐城人。歷任國防科技大學副校長兼電子計算機系主任和計算機研究所所長等職,先後主持了我國多種型號計算機的研製,從領導研製我國第一台電子管數字計算專用機,到擔任「銀河」億次計算機研製的技術總指揮和總設計師,為國家經濟建設、國防建設及科學研究事業做出了突出貢獻。

馮康:應用數學和計算數學家、中國科學院院士、世界數學史上具有重要地位的科學家。生於江蘇南京,原籍浙江紹興。其獨立創造了有限元方法、自然歸化和自然邊界元方法,開辟了辛幾何和辛格式研究新領域。中國現代計算數學研究的開拓者。1997年底國家自然科學一等獎授予馮康的另一項工作「哈密爾頓系統辛幾何演算法」。歷任中國科學院計算技術研究所任副研究員、研究員,中國科學院計算中心主任、名譽主任。(排名不分先後)

(計算機世界報)

參考資料:http://www.cnii.com.cn/20060808/ca371826.htm

⑻ 誰知道計算機的應用對管理學的貢獻

中國計算50年
——中國數字電子計算機的創業歷程及領路人

■ 中國科學院院士、北京科技大學教授 高慶獅

編者按: 一轉眼,中國的計算機事業已經走過了50個春秋。在《計算機世界》紀念中國計算機事業發展50年的過程中,我們看到,在這50年裡,有太多激動人心的創舉出現,也有太多令人黯然的無奈穿過。

幾代大師為了中國計算機事業的發展鞠躬盡瘁,更多人為了中國計算機產業的前行奮發圖強。為此,我們特邀中國科學院院士、北京科技大學教授、中國科學院計算技術研究所終身研究員高慶獅撰寫此文,以紀念過往、慶祝成就,同時也警醒現狀、激勵未來。

50年風雨之後,為了尋求ICT的融合和計算領域的更大發展,中國正在積極醞釀更好的政策環境。2006年8月29日,全國信息產業科技創新會議在京召開。

自從1946年,世界上第一台數字電子計算機在美國誕生,與計算機最鄰近領域的數學和物理界的共和國泰斗、世界數學大師華羅庚教授和中國原子能事業的奠基人錢三強教授,十分關注這一新技術如何在國內發展。

中國誕生計算機

從1951年起,國內外和計算機領域相近的其他領域人才,尤其是從國外回來的教授、工程師和博士,不斷轉入到該行業中。他們當中的很多人,都在華羅庚領導的中科院數學所和錢三強領導的中科院物理所里,其中包括國際電路網路權威閔乃大教授、在美國公司有多年實踐經驗的范新弼博士、在丹麥公司有多年實踐經驗的吳幾康工程師,以及從英國留學回來的夏培肅博士和從美國留學回來的蔣士飛博士。

他們積極推動,把發展計算機列入12年發展規劃。

1956年3月,由閔乃大教授、胡世華教授、徐獻瑜教授、張效祥教授、吳幾康副研究員和北大的黨政人員組成代表團,參加了在莫斯科主辦的「計算技術發展道路」國際會議,到前蘇聯「取經」,為我國制定12年規劃的計算機部分做技術准備。當時的代表團主要成員後來都參加了12年規劃。此外,范新弼、夏培肅和蔣士飛也加入規劃制定中。在隨後制定的12年規劃中,確定了中國要研製計算機,並批准中國科學院成立計算技術、半導體、電子學及自動化等四個研究所。

計算技術研究所籌備處由科學院、總參三部、國防五院(七機部)、二機部十局(四機部)四個單位聯合成立,北京大學、清華大學也相應成立了計算數學專業和計算機專業。為了迅速培養計算機專業人才,這三個單位聯合舉辦了第一屆計算機和第一屆計算數學訓練班。計算數學訓練班的學生有幸聽到了剛剛歸國的錢學森教授和董鐵寶教授講課。錢學森教授在當時已經是國際控制論的權威專家,而董鐵寶教授在美國已經有過3~4年的編程經驗,也是當時國內惟一真正接觸過計算機的學者。當時我也是學生之一。

錢學森的數學功底的深度和廣度幾乎涵蓋了我們所學的數學的所有課程,而且運用自如,我們作為北大數學系學生,對此感到十分欽佩。同時,錢學森教授也幫助我們具體了解到,數學如何應用到實際物理世界中。

在前蘇聯專家的幫助下,由七機部張梓昌高級工程師領導研發的中國第一台數字電子計算機103機(定點32二進制位,每秒2500次)在中國科學院計算技術研究所誕生,並於1958年交付使用。參與研發的骨幹有董占球、王行剛等年輕人。隨後,由總參張效祥教授領導的中國第一台大型數字電子計算機104機(浮點40二進制位、每秒1萬次)在1959年也交付使用,骨幹有金怡濂,蘇東庄,劉錫剛,姚錫珊,周錫令等人。其中,磁心存儲器是計算所副研究員范新弼和七機部黃玉珩高級工程師領導完成的。在104機上建立的、由仲萃豪和董韞美領導的中國第一個自行設計的編譯系統,則在1961年試驗成功(Fortran型)。

國防是首要服務對象

在任何先進國家,計算機的發展首先都是為國防服務,應用於國家戰略部署上,中國也不例外。1958年,北京大學張世龍領導包括當時作為學生的王選在內的北大師生,與中國人民解放軍空軍合作,自行設計研製了數字電子計算機「北京一號」,並交付空軍使用。當時中國人民解放軍朱德總司令還親自到北京大學北閣「北京一號」機房參觀了該機器。隨後,張世龍帶領北大師生(包括王選和許卓群在內),立即投入北大自行設計的「紅旗」計算機研製工作,當時設定的目標比前蘇聯專家幫助研製的104機還高,並於1962年試算成功。但是由於搬遷和文革的干擾,搬遷後「紅旗」一直沒有能夠恢復和繼續工作。

與此同時,1958年,在哈爾濱軍事工程學院(國防科技大學前身)海軍系柳克俊的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍海軍合作,自行設計了「901」海軍計算機,並交付海軍使用。在海軍系康繼昌的領導下,哈爾濱軍事工程學院和中國人民解放軍空軍合作,自行設計的「東風113」空軍機載計算機也交付空軍使用。隨後,柳克俊領導的國產晶體管軍用的計算機,也在1961年交付海軍使用。

1958年~1962年期間,中國人民解放軍總參謀部也前後獨立研製成功了一些自行設計、全部國產化的計算機。

1964年,中科院計算技術研究所吳幾康、范新弼領導的自行設計119機(通用浮點44二進制位、每秒 5萬次)也交付使用,這是中國第一台自行設計的電子管大型通用計算機,也是當時世界上最快的電子管計算機。當時美國等發達國家已經轉入晶體管計算機領域,119機雖不能說明中國具有極高水平,但是仍然能表明,中國有能力實現「外國有的,中國要有;外國沒有的,中國也要有」這個偉大目標。

在119機上建立的,是董韞美領導的自行設計的編譯系統,該系統在1965年交付使用(Algol型),後來移植到109丙機上繼續起作用。

哈爾濱軍事工程學院計算機系慈雲桂教授領導的自行設計的晶體管計算機441B(浮點40二進制位、每秒8千次)在1964年研製成功,骨幹人員包括康鵬等人。1965年,441B機改進為計算速度每秒兩萬次。

與此同時,中科院計算技術研究所蔣士飛領導的自行設計的晶體管計算機109乙機(浮點32二進制位、每秒6萬次),也在1965年交付使用。為了發展「兩彈一星」工程,1967年,由中科院計算機所蔣士飛領導,自行設計專為兩彈一星服務的計算機109丙機,並交付使用,骨幹有沈亞城、梁吟藻等人。兩台109丙機分別安裝在二機部供核彈研究用和七機部供火箭研究用。109丙機的使用時間長達15年,被譽為「功勛計算機」,是中國第一台具有分時、中斷系統和管理程序的計算機,而且,中國第一個自行設計的管理程序就是在它上面建立的。

這些由中國科研人員自力更生、努力拚搏研製出的第一批計算機,代表了中國人掌握計算機的技術水平和成果,證明了中國有能力發展自己的全部國產化的計算機事業。

突破百萬到超越億計算

雖然我國自行設計研製了多種型號的計算機,但運算速度一直未能突破百萬次大關。1973年,北京大學(由張世龍培養的、包括許卓群和張興華等骨幹人員)與「738廠」(包括孫強南、陳華林等骨幹人員)聯合研製的集成電路計算機150(通用浮點48二進制位、每秒1百萬次)問世。這是我國擁有的第一台自行設計的百萬次集成電路計算機,也是中國第一台配有多道程序和自行設計操作系統的計算機。該操作系統由北京大學楊芙清教授領導研製,是國內第一個自行設計的操作系統。

1973年3月,在全國實際研製目標200~500萬次不能滿足中國飛行體設計的計算流體力學需要的情形下,時任國防科委副主任的錢學森,根據飛行體設計需要,要求中科院計算所在20世紀70年代研製一億次高性能巨型機,80年代完成十億次和百億次高性能巨型機,並且指出必須考慮並行計算道路。中科院計算所根據國防情報所和計算所情報室提供的國際上的公開資料,分析了1970年前後美國研製的高性能巨型機的優缺點之後,於1973年5月提出「全部器件國產化一億次高性能巨型機(20M低功耗ECL、電路-四條流水線)及其模型機(757向量計算機、10M ECL、電路-單條流水線)」的可行方案。由於文革中受到嚴重干擾,以及文革後「走馬燈」式良莠不齊的領導亂指揮,盡管在1979年,由亞城負責的20M低功耗ECL電路的集成電路晶元投片已經研發成功,但是最終「全部器件國產化一億次高性能巨型機」的研發,因為任務變化,最終擱淺。

表1和表2給出了代表中國掌握電子管、晶體管、集成電路計算機技術的發展時間表,水平主要是根據創新的「三性」中的先進性。需要說明的是,表中所列只是代表中國已掌握的計算機技術水平的計算機,其中,帶*的103、104、119、150、757,及銀河-1號巨型機和銀河-2模擬計算機等7台計算機,都被載入「記述對中華文明發展起促進作用的重要歷史事件」的中華世紀壇青銅甬道銘文中。

除了研製水平之外,產業、市場和應用的發展也同樣重要。在批量生產計算機上,電子工業部及其相關研究所(例如著名的15所)和工廠(例如著名的738廠)功不可沒。不僅上述中國早期計算機的研製和批量生產要依靠它們,而且它們也獨立設計和研製過一些成批生產的計算機(例如108系列、與清華大學合作的DJS-130等),尤其在人造衛星地面系統(例如320計算機及艦上718計算機)及其他軍工任務上,這些研究所和工廠都有過突出貢獻。研究所和工廠研究工作的重點,主要是在技術和工藝方面。他們的領軍人包括莫根生、陳立偉、曹啟章及一批骨幹人員,例如江學國等。現任中國工程院院士羅沛霖領導的仿IBM系列也起過歷史性作用,沈緒榜和李三立負責的有關衛星天上和地上計算機及其他任務用的計算機也做出了重要的貢獻。此外,七機部、清華大學及中科院各分院在發展計算技術方面還做出了許多貢獻,這里就不枚舉了。

中國自力更生全部國產化的半導體、集成電路計算機事業,和20世紀50~70年代林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等教授領導的中科院半導體所、上海冶金所和109廠的研究及開發工作是分不開的。中科院半導體所和109廠都是從中國科學院物理所獨立出來的,中科院物理所對中國計算機事業的歷史貢獻功不可沒。

人才培養至關重要

發展計算機事業離不開人才培養,20世紀50~70年代,中科院計算技術研究所(及之後的中國科技大學)的夏培肅副研究員、北京大學和哈爾濱軍事工程學院,在組織教師和學生動手研製計算機、進行實踐、培養人才等方面,都取得了很好的成績。夏培肅領導組織教師和學生動手研製了107(定點32二進制位、每秒 250次)計算機,該計算機於1960年交付使用,並且還復制了兩台。盡管107計算機比103(1958年交付使用)、104計算機(1959年交付使用)速度低了10倍到40倍,但是對培養人才起了重要作用。

一個計算機系統是由多方面研究成果構成的。范新弼領導的磁心存儲器長期處於領先地位,其中主要的骨幹有伍福寧、王振山、徐正春、張傑、甘鴻,等等。王克本領導了中國第一個八層印刷電路版研究與設計小組。方光旦在磁頭、磁膠,張品賢在磁帶,顧爾旺在磁鼓等方面,都做出了出色的貢獻。實際上,大多計算機的研發都是集體成果,例如全國參加757計算機研發工作的人員,就有上千人。

我國第一個「計算機系統結構設計」小組於1957年在中科院計算所成立。20世紀50~70年代,它承擔了中科院計算所代表性的計算機(119、109乙、109丙、757、717等計算機)的系統結構設計任務。參與成員則根據當時前蘇聯計算機領軍人物、前蘇聯科學院列貝捷夫院士的建議,由年輕的數學專業畢業生組成。第一任小組負責人是國際網路權威人士閔乃大教授,第一個正式設計任務則是1958年5月國防部門的「導彈防禦系統計算機」系統結構設計。設計工作由北京大學張世龍和第二任小組負責人虞承宣,加上6名數學專業畢業的大學生組成,其中周巢塵、沈緒榜等3人後來分別由不同領域(軟體、航天、系統結構)、不同單位被選為中科院院士。

中國20世紀60年代編譯系統的帶頭人在當時都是年輕人,如中國人民解放軍總參謀部楊奇、中科院計算所董韞美和仲萃豪、南京大學徐家福、國防科技大學陳火旺等。中國20世紀60年代操作系統的帶頭人有北京大學楊芙清、南京大學大孫仲秀等,當時也都是年輕人。軟體正確性設計(容易推廣到硬體的正確性設計)是近20多年國際上關注的具有巨大經濟效益、社會效益和理論價值的重大問題。我國領軍人物何積豐院士、周巢塵院士如今已經是國際上知名的佼佼者。20世紀70年代,逐漸形成容錯和檢測理論和實踐的帶頭人是魏道政,而知識處理的帶頭人是陸汝鈐。

依賴進口弊端過大

20世紀70年代後期以後,中國研製的計算機,幾乎全部使用進口元器件、進口部件。

由於超大規模集成電路迅速發展,數千萬甚至上億個晶體管逐漸能夠集成在一個晶元上,20世紀80年代及其之後得到迅速發展的計算機,是普通個人使用的「微機」(PC機)及超強「微機」(後者可以組成伺服器或者並行處理的高性能計算機),而其他各式各樣的計算機(包括超級中小型計算機在內)由於性價比問題,無法和微機競爭,就自然逐步退出舞台了。國際上沒有及時調整戰略的計算機公司,例如CDC公司、王安公司等,紛紛倒閉。雖然如此,國內那一段過渡時期為了滿足用戶需求而研製的各種機型也曾有過較大貢獻,例如張修領導的KJ8920,在為用戶提供優質服務軟體方面就很突出。

中國最早意識到個人計算機發展趨勢而率先轉向研究「微機」,並且做出突出貢獻的帶頭人有倪光南、韓承德等。

國內高性能計算機,有慈雲桂、盧錫城、周興銘、楊學軍領導的銀河系列;張效祥、金怡濂、陳左寧領導的神州系列;李國傑、孫凝暉領導的曙光系列;祝明發領導的聯想深騰系列;以及周興銘領導的銀河-2數字模擬巨型機等。PC機有聯想系列、長城系列、方正系列、同方系列等,其學術代表性帶頭人是倪光南,產業代表性的領軍人是柳傳志。

計算機產業作為一個產業鏈,軟體發展依賴於整機和應用需求的發展;整機的發展依賴於晶元、部件及需求的發展;晶元的發展則依賴於「集成電路生產線大三角形」的發展。這里集成電路生產線大三角形是指集成電路生產線的三大部分,即大底座、中間層和頂層。大底座(價值十多億美元的集成電路製造工藝生產線)是從拉單晶硅到光刻-擴散-參雜,到最後封裝,相當於過去林蘭英、王守武、王守覺和徐元森等領導中科院半導體所、上海冶金所的研究工作。中間層是各種高速低功耗電路設計,相當於過去中科院計算所電路設計組蔣士飛、沈亞城等人的研究工作。20世紀70年代,沈亞城所進行的高速低功耗ECL電路設計,直到做成晶元,才可以算做完成。頂層則是硅編譯等等軟體工作,這部分工作過去是計算所使用小規模集成電路時把邏輯設計圖變成為工程布線圖的手工工作,加上半導體所製造小規模集成電路各種掩模版所需的手工工作。在超大規模集成電路的情況下,從復雜性、可靠性角度,手工是絕對不可能完成的,需要依靠硅編譯來自動完成。

在允許部分進口的環境下,一個產業鏈如果要求全部國產化,會造成一環落後引發產業鏈後續部分全部落後的情況;使用進口元器件、進口部件,使得各種類型整機可以在國際先進基礎上得到發展,進而軟體和應用都能在國際先進基礎上得到發展,從市場經濟角度看,這無疑是正確的。

但是,當國內所研製的計算機全部轉向使用進口元器件、進口部件時,一方面中國的高性能計算和PC機的發展依賴於進口元器件和進口部件的水平;另一方面中國的集成電路研製力量,由於缺少巨大的經濟支持,都轉向非計算機用的其他難度小的方向。

「元器件全部進口化」導致的結果是,不僅全部國產化的億次高性能巨型機研製中止,而且真正完全自主的國產的計算機集成電路研製工作也中斷,至今也沒有恢復,甚至沒有任何恢復的跡象,這兩方面對國家安全都很不利。實際上,「集成電路生產線大三角形」依靠進口的集成電路生產線,就等於依賴外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平。引進無法達到最先進,而且在特殊情況下,引進很可能中斷,引進的生產線的備份件也不能得到更新。

「中國芯」何時真正崛起

進入21世紀以後,李德磊負責的「方舟」、胡偉武負責的「龍芯」、以及王沁參加負責的「多思」、方信我負責的「國安」等等「中國芯」項目不斷涌現,計算機產業鏈國產化又前進了一大步。但當前或者未來將出現的眾多的「中國芯」的共同點,都是「集成電路生產線大三角形」的一個應用。也就是說,其水平仍然是依賴於外國集成電路生產線水平和外國政府批准向中國出口的集成電路生產線的水平,仍然受制於人。

眾多「中國芯」的主要的差別只是在系統結構設計上,或者在高速低功耗電路等設計上,有沒有重大創新、重大突破。設計明顯創新的,有國外學者稱之為相當於「大學生課程設計」水平,雖然難聽卻也有幾分道理。盡管能設計「中國芯」的人或公司越來越多,但是能設計「中國集成電路生產線大三角形」的人,如果不採取措施,不僅目前沒有,恐怕不遠的將來仍然是空白。如果中國不能製造中國的「集成電路生產線大三角形」,那麼無論有多少種「中國芯」,中國的高性能計算機和中國PC機的發展水平就必然還是取決於美國「集成電路生產線大三角形」的發展水平及美國政府允許向中國出口的水平。

現實的道路是,我們可以通過引進、消化、吸收與獨立研究相結合的方式發展晶元產業,而建立完全自主的「集成電路生產線大三角」,則應該是國家急需解決的重中之重。

早在1965年,中科院半導體所王守覺就開始研製從邏輯圖到掩模版的自動形成系統「圖形發生器」,這項研究比美國還早。由於文革破壞而中斷了3年,1971年初研製成功時,反而比美國晚了一年多。以上歷史說明,中國人的獨立研究能力也不容忽視,研究環境也不容被忽視。

如何做到既能使產業鏈的各個環節的發展都能建立在國際最高水平之上,又能確保國家安全?這不僅僅是一個計算機產業鏈的問題,應該是許多產業鏈所存在的共同問題,更是決策者急需處理的政策問題。

中國半個世紀電子數字計算機事業的領路人,是在兩位共和國功勛科學家華羅庚和錢三強關注下的一個群體,這個群體在50年前,是10多名從相鄰領域轉過來的30~40多歲的中青年帶頭人,和五、六十名受過專業教育的20多歲的青年骨幹,還有數十名當時尚未出世的後起之秀,本文列舉的,只是這個百人群體中的一小部分。

鏈接:文中部分科學家簡歷

華羅庚:江蘇金壇人。中國解析數論、典型群、矩陣幾何學、自守函數論與多復變函數論等很多方面研究的創始人與開拓者,國際知名數學家,先後當選美國科學院外籍院士,第三世界科學院院士,法國南錫大學、美國伊利諾大學、香港中文大學榮譽博士,聯邦德國巴伐利亞科學院院士等。

錢三強:浙江湖州人,出生於浙江紹興。核物理專家、中國核原子科學之父,曾師從居里的女兒、諾貝爾獎獲得者伊萊娜?居里及其丈夫約里奧?居里。在中國研發原子彈期間,擔任技術總負責人、總設計師,被追授「兩彈一星功勛獎章」。

范新弼:電子計算機專家,湖南長沙人。1951年獲美國斯坦福大學電子學博士學位,在電子器件研究與應用領域獲8項美國專利。歸國後,領導我國第一台大型計算機及其後多台大型計算機的磁芯存儲器研製工作,領導中國半導體存儲元件研究,建立了國內第一批測試設備。

張效祥:計算機專家、中國科學院院士(學部委員)、中國解放軍總參謀部計算技術研究所研究員。領導中國第一台大型通用電子計算機的仿製並在此後的35年中主持中國自行設計的電子管、晶體管到大規模集成電路各代大型計算機的研製,為中國計算機事業的創建、開拓和發展,起了重要作用。1985年,領導完成中國第一台億次巨型並行計算機系統。

錢學森:中國現代物理學家、世界著名火箭專家、全國政協副主席,浙江杭州市人,生於上海。錢學森曾在美國任講師、副教授、教授以及超音速實驗室主任和古根罕噴氣推進研究中心主任。1950年開始,歷經5年努力,於1955年才回到祖國,1958年起長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務。

董鐵寶:力學家、計算數學家,江蘇武進人,「中國第一個程序員」(王選),長期致力於結構力學、斷裂力學、材料力學性能、計算數學的研究和教學,我國計算機研製和斷裂力學研究的先驅者之一。1945年赴美學習,1956年歸國教學,1968年在文革中因受迫害自殺。

金怡濂:中國工程院院士、著名高性能計算機專家、國家最高科學技術獎獲得者,原籍江蘇常州。中國第一台大型計算機研製者之一,先後提出多種類型、各個時期居國內領先或國際先進水平的大型、巨型計算機系統的設計思想和技術方案,為我國高性能計算機技術的跨越式發展和趕超世界計算機先進水平有著重要貢獻。

王選:江蘇無錫人。著名的計算機應用專家,主要致力於文字、圖形、圖象的計算機處理研究。中國科學院院士、中國工程院院士、第三世界科學院院士、國家最高科學技術獎獲得者。曾任北大方正集團董事、方正控股有限公司首席科技顧問,九三學社副主席、中國科協副主席、九三學社副主席、中國科協副主席。2003年當選十屆全國政協副主席。

周巢塵:計算機軟體專家,原籍江蘇南匯,中國科學院院士(學部委員)、第三世界科學院院士、中國科學院軟體研究所研究員,曾任聯合國大學國際軟體技術研究所所長。

楊芙清:北京大學計算機學科第一位教授、博士生導師,中國科學院院士(學部委員)、計算機科學技術及軟體專家,無錫人。歷任軟體工程國家工程研究中心主任、北京大學信息與工程科學學部主任、北京大學軟體工程研究所所長、北京大學計算機科技系教授。

孫仲秀:計算機科學家、中國科學院院士,原籍浙江餘杭,生於江蘇省南京市,歷任南京大學助教、講師、副教授、教授、博士生導師、副校長等職。1974年後主持研製了中國國產系列計算機DJS200系列的DJS200/XT1和 DJS200/XT1P等操作系統。從1979年起開始對分布式計算機系統軟體和應用進行了研究,1982年在國內首次研製成功ZCZ分布式微型計算機系統,研究和開發了多個實用的分布式計算機系統。

何積豐:中國科學院院士、計算機軟體專家,生於上海,祖籍浙江寧波。現任華東師范大學終身教授、軟體學院院長,上海嵌入式系統研究所所長、聯合國大學國際軟體技術研究所高級研究員。早年進行管理信息系統和辦公自動化系統的研發。

吳幾康:安徽歙縣人。計算機專家、中國計算機事業的開拓者之一。曾於1951年至1953年在丹麥任無線電廠開發工程師,歸國後調至中國科學院近代物理研究所,後參與籌建計算技術研究所。1965年負責研製成功兩台大型通用計算機,後參與籌建771微電子學研究所,任副所長和研究員。

張梓昌:電子計算機專家。江蘇崇明(今屬上海市)人。歷任航天工業部第二研究院所長、測控公司總工程師,中國計算機學會第一屆副理事長,中國宇航學會第一、二屆理事。長期從事電子設備和計算機的研製,曾負責我國第一台計算機的技術工作,是我國計算機技術的學科帶頭人之一。

張世龍:北京大學計算機科學與技術系主任、教授,曾參加我國第一台自行設計製造的大型計算機119機和北大紅旗計算機的系統設計。

慈雲桂:著名計算機科學家、教授,中國科學院技術科學部學部委員,安徽桐城人。歷任國防科技大學副校長兼電子計算機系主任和計算機研究所所長等職,先後主持了我國多種型號計算機的研製,從領導研製我國第一台電子管數字計算專用機,到擔任「銀河」億次計算機研製的技術總指揮和總設計師,為國家經濟建設、國防建設及科學研究事業做出了突出貢獻。

馮康:應用數學和計算數學家、中國科學院院士、世界數學史上具有重要地位的科學家。生於江蘇南京,原籍浙江紹興。其獨立創造了有限元方法、自然歸化和自然邊界元方法,開辟了辛幾何和辛格式研究新領域。中國現代計算數學研究的開拓者。1997年底國家自然科學一等獎授予馮康的另一項工作「哈密爾頓系統辛幾何演算法」。歷任中國科學院計算技術研究所任副研究員、研究員,中國科學院計算中心主任、名譽主任。(排名不分先後)

(計算機世界報)

⑼ 我國第一台半導體大型體計算機是

103機,我國第一台小型通用數字電子計算機,每秒運算2500次,1958年製成。

研製隊伍:在前蘇聯專家的幫助下,由七機部張梓昌高級工程師領導研發的中國第一台數字電子計算機103機(定點32二進制位,每秒2500次)在中國科學院計算技術研究所誕生,並於1958年交付使用。參與研發的骨幹有董占球、王行剛等年輕人。

⑽ 北航簡介

不妨看看以下流傳於網路上的北航面貌:

北航四大占不著:
主M的位子、廁所的坑子、澡堂的龍頭、綠園的椅子 ;

北航四大膩味人:
自動售貨機吃榍不吐水、大喇叭天天早上放哀樂、
食堂大師傅爪子扒拉菜、淘大糞老頭檢查圖書卡 ;

北航四大景觀:
帥哥摟醜女,醜女染發穿吊帶;美女依醜男,醜男禿頭帶耳環;
郵局有雙煞,雙煞難敵加飯卡;東門站大漢,大漢口號喊十年!

北航四大做秀**:
自習教室撥手機,眾目睽睽玩兒手提;
食堂當眾啵野雞,英語角里玩兒口語。

北航四不開:
意見箱的鎖、開水房的水兒、主M的空調、教學區北門兒

北航四大開:
動員會、准備會、答辯會、總結會

北航四大煩:
出操跑TD、食堂排長隊、上網報選修、看球不給電

北航四大難搞定
大運村的床、期末的卷兒、指導員的馬子、一二九的票

騎車進入教學區的四大要求:
穿長褲,穿長衣;馬子下車腳點地

北航上課四大faint:
上課沒點名、點名沒上課、判作業沒交、交作業沒判

北航四大囚衣:
破校服、爛西服;綠軍裝、藍T恤

北航美眉四大前途未卜:
見網友,報選修,去英語角,進學生會

北航四大順眼:
主M樓、體育館、大運村、十六樓樓管

北航四大必須裝孫子:
郵局取包裹、醫院瞧大夫,答疑套試題,掛了打電話

北航四大好消息:
TD跑夠了!
考試全過了!
中國隊進世界盃了!
北大並我們了!

北航生活四大faint:
車鑰匙丟了,車停教學區了;
女朋友跑了,找了自己下鋪;
排隊打菜,前面的傢伙要了最後一勺;
夜裡停水,早上便坑裡的屎沖不動了…

北航四大難忘回憶:
體檢遲到一小時,欠了北航一包屎;玩命選修兩學年,還欠北航倆學分。
獻給醫院一袋血,北航賞我一袋奶;苦練國慶五十年,北航發我五十塊。

北航四大趴:
饅頭上面趴蒼蠅、床縫裡面趴小強、女生樓門口趴色狼、色狼身後趴聯防

北航四大高效:
圖書館開門,佔座高效;待會交作業,拷貝高效;
上機寫論文,下載高效;明天考航概,突擊高效;

北航四大橫沖直撞
田徑隊訓練、巡邏隊散步、小販推銷、飛行學院走路

北航四大麻煩
主M上樓拐來拐去、電話號碼撥來撥去、報選修課選來選去、指導兒辦進來進去

"北航四大"究級版!!
教學老樓刷嫩皮,樓里亂擺發動機;
觸摸電腦全死掉,上網選修一肚氣。
搜索引擎Download,多快好省不用提。
一日三餐要排隊,自習佔座要牢記;
小心提防被扔掉,舊書破本就可以。
大學也得做早操,而且天天跑TD;
喊號拉歌軍體拳,大二還得耍太極。
食堂總貼感謝信,校醫院里有錦旗;
認清本質是關鍵,自導自演沒人信。
買自行車別太貴,鎖多也難逃厄運;
操場走路要當心,校隊訓練撞死你!
北航戀愛需留意,男女比例七比一;
冷靜思考再下手,最好著眼下一級。
北航報上喜訊多,一年四季唱新曲;
北大並校沒這事,小道消息一邊去

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