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六十年代超级大脑角力

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:20世纪50年代后期至60年代初期,彼时的西方发达国家已开始大力发展二代晶体管计算机,而我国首个电子计算机研究小组组员夏培肃才在1956年完成第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,编写出中国第一本电子计算机原理讲义。1965年4月26日,441B机通过国防科委鉴定宣告成功。

六十年代超级大脑角力

雷勇著写的《慈云桂传》有这样一段:“1964年8月,441B机晶体管通用计算机样机刚刚研制成功,67所地方高校200多名领导和专家闻讯先后赶来参观学习,许多单位领导当面向慈云桂提出装备要求。9月上旬,成都电讯工程学院等七家单位,以迫切的心情多次向国防科委写报告,强烈要求复制。”

单看这段文字表面,透露的无非是科研人员研制出一台计算机,各高校争相学习、复制,其中就包括位于我区的电子科技大学前身。但佐以那时的背景再来品这段历史,又会从中收获不一样的震撼和中国精神。

慈云桂(中)与彭一苇、王振青、康鹏、吴光军(左起)

中国发明的计算工具在人类初其实是跑在世界前头的,至迟在春秋战国时期,当古罗马、古美洲玛雅文明等还困于因计算庞大数据带来的繁难感时,古老的中国土地上,已出现并推广应用十位进制的算筹计数法。这一方法应用到的工具叫算筹,也叫筹策,是世界上最早的计算工具,《汉书·律历志》记载它是一组直径一分(约合0.23厘米)、长六寸(约合13.86厘米)的圆棍,1971年陕西千阳汉墓出土的骨质算筹就与史载相符。使用更为方便的算盘也是国人首创。

用算筹计数示意1976

陕西千阳出土的西汉骨算筹

随着社会的进步,天文、航海等类科学家们迫切需要能自动计算的机器处理庞大的数据来推动自己的研究,17世纪,法国科学家帕斯卡发明出世界上第一台齿轮式计算机,此后世界上才又相继有机电式计算机、电子计算机

我们现在日常使用的计算机就是电子计算机,它的发展共经历了电子管数字机、晶体管数字机、集成电路数字机、大规模集成电路机4个时代,441B机晶体管通用计算机属于第二代,它的问世年份,正好是计算机界划定的第二、三代电子计算机的隔代年份。

441B-I晶体管通用数字计算机

2 0世纪5 0年代初,华罗庚、闵乃大、夏培肃和王传英等组成新中国第一个电子计算机研究小组,这时的中国,连一本系统介绍电子计算机原理的书籍都找不到,只能从清华大学电机系图书馆的英文期刊中查找相关文章,手抄需要的信息。

1956年国家制定科技发展的远景规划,电子计算机技术被列入重点发展项目,华罗庚任计算技术研究所筹备委员会主任,组织领导中国计算机技术的创建工作。

20世纪50年代后期至60年代初期,彼时的西方发达国家已开始大力发展二代晶体管计算机,而我国首个电子计算机研究小组组员夏培肃(中国计算机之母)才在1956年完成第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作,编写出中国第一本电子计算机原理讲义。为了尽快缩短与美英日等发达国家的计算机差距,我国在自主研究电子管计算机的同时,有部分单位还着手研究和开发晶体管计算机。

要生产晶体管计算机自是离不开晶体管。20世纪50年代末,我国的晶体管研制正在起步阶段,但生产的晶体管质量较差,参数还不一致,到1961年时,国产的晶体管安装上机器测试,只消几分钟,要么管子被烧坏,要么电路出现故障,无法支撑计算机运行。与此同时,在美国提议下秘密成立的巴黎统筹委员会(1949年11月成立)对社会主义国家实行禁运和贸易限制,也就是我们通俗讲的技术封锁,中国是不可能依靠进口解决这暂时的技术短板,只能自己开发。

国际上唱衰的声音和国内持消极态度的响动就没断过,更有外国专家断言,中国在5年内,做不出能用的晶体管计算机。所以晶体管计算机的上马,对觉醒的新中国而言,其意义就十分重大了。(www.xing528.com)

老一辈的共产党员常讲:国家需要什么,我们就生产什么;国家需要什么,我们就研究什么。国际上的形式,加上对半导体技术的敏锐度,时任中国人民解放军军事工程学院(因校址在哈尔滨,通称哈尔滨军事工程学院,简称“哈军工”)电子工程系副主任慈云桂(中国巨型计算机之父),在1961年底至1962年初,团结起一支年轻的队伍。这支队伍正是日后成功研发中国第一台晶体管计算机441B机的班子。

这套班子除了慈云桂自己和刘德祯是讲师外,其他成员都是20来岁的助教、见习助教、研究生和工人,只个别人经历过901专用计算机(哈军工海军系研制,舰艇射击自动指挥仪,系电子管计算机)的锻炼,大部成员都不了解计算机,更不消说晶体管计算机。

慈云桂安排康鹏负责运算控制器设计,嵇启先、任连仲负责存储控制器设计,谭信负责电源设计,曹恤如负责机械结构设计,并指定当时还是见习助教的康鹏任课题组技术负责人和逻辑设计师,鼓励他们,在苏联,这样的大项目是院士一级的科学家研究的课题,但是年轻人有想法,有创造力,通过努力也能成功。

冬春之际,设计组自己动手,在学院一间空置的坦克仓库里,搭建起自己即将探索深究的科研领地,并给彼时尚未研制成功的计算机命名441B。441B指的是四系404教研室1号任务的第二个型号,科研组依照教员去领取材料时,仓库保管员在器材登记本“科研项目”一栏写的“441B”商榷的名字。

1962年5月,设计组成立2个月后的一天,设计组传来好消息,康鹏独创隔离-阻塞式间歇振荡器(即1967年经国防科委聂荣臻主任批准命名的“康鹏电路”),用国产的参数不一致的晶体管,构建出一致的、波形宽度标准的电路,率先解决国内无人解决的晶体管计算机运算稳定性难题。1963年7月,设计组又用试制的性能较差的晶体管,研制成功8位稳定可靠的运算器模型机。

前面讲了,对于研发晶体管计算机这件事,国内持消极态度的响动没断过,所以即便最初研制441B机时国防科委是支持的,但受大环境和国内工业水平的影响,其实并没有把好的元件提供给科研组专做研究用,好的元件拿去生产苏联有偿援助我国的工业项目更符合经济价值。但是运算器模拟机的相对成功,使国防科委看到441B机研制成功的希望,之后才从哈军工的兄弟单位调拨了性能可靠、质量更好的5000支晶体管给设计组。后来学院也将441B机设计组从军用计算机教研室分出,成立计算机研究室,代号408,专门从事计算机研制工作。

在慈云桂的带领下,科研组将8位运算器模型机扩展到20位,在1964年8月完成样机研制,次年1月22日,研制组经过联调、试算和稳定性考核,确认441B机一切正常后,随即向国防科委机关报告。

1965年4月26日,441B机通过国防科委鉴定宣告成功。据当时参与验收工作的国防科委四局唐遇鹤回忆:“考核441B机时我们去了三个人。说实在的,那个时候我们心里也没有底呀,不放心呢。所以一个人8小时轮流守着,考核进行了11昼夜,机器连续运行268小时,直到一个脉冲变压器出现短路计算机才停止运行。”

“268小时”这一数据足够让中国在国际计算机科技林站稳脚跟,彼时国际平均运行57小时,英国最好的晶体管计算机KDF-9也只能连续运行72小时。

国防科委不仅给予哈军工441B晶体管通用计算机设计组集体一等功的奖励,还决定推广这一科研成果,在国防科委所属的高校、科研所和基地复制11台441B机,国防科委提供每台60万元经费和主要器材。

1965年4月,哈军工举办441B机复制和推广培训班,成都电讯工程学院等是第一批参加复制的高校。成都电讯工程学院对这一任务相当看重,在学员们在哈尔滨学习时就筹备着为复制人员开辟生产车间和工作坊,1965年9月29日国防科委发文批复前,又先后于当月1日和14日向国防科委四局、八局提出在校内开展复制441B机工作的强烈要求和希望。最终如愿入选第一批复制单位。同批参加复制的还有西安军事电讯工程学院、上海交通大学、西北工业大学、北京工业学院、三机部六院一所、六机部七院六所等。

在国防科委直接领导下,各参与单位的技术负责人组成协作小组,“成电”为组长,“上交大”为副组长,按照哈军工提供的全套图纸,取长补短分担441B机各部分的设计、制造任务,比如成都电讯工程学院,承担的就是研制、生产磁心测试仪和电灼式打印机等外设的任务。研制过程中互通有无,完成研制、生产任务后向其他单位供货。

从1964年9月开始筹备到1966年4月,成都电讯工程学院主楼中,诞生了西南地区第一台全晶体管通用数字计算机411B机,这也是参与复制的单位中首先仿研成功的441B机。后期经过不断的完善和维护,这台机器一直服务到1978年学校购入DJS-130小型机(采用的是集成电路)后才退役。

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