段一士先生在兰大研制的第一台电子管计算机.DOC

1、段一士先生在兰大研制的第一台电子管计算机管会生 2016 年 12 月 23 日星期五纪念中国计算机事业开创 60 周年1956-1958 年，是兰州大学乃至中国计算机事业的开创起步年。1956 年，国务院制定了新中国第一个科学技术发展规划，即1956-1967 年十二年科学技术发展远景规划 。这个规划除确定了 56 项重大研究任务以外，还将“计算技术的建立”列为四大紧急措施之首（另外三项是：半导体、无线电电子学和自动化技术） ，并立即开始筹建中科院计算所，任命华罗庚教授为中国科学院计算技术研究所数字委员会主任。两年后，1958 年 8 月 1 日，中国有了自己的第一台电子管计算机103 机(

2、亦称“八一”机)。1956 年哈尔滨工业大学等院校率先开办了“计算装置与仪器”专业，这就是现在“计算机科学与技术”专业的前身。这一段时期共开办了 14 个计算机专业，从而使我国计算机专业教育的发展迎来了第一次高潮。依上所述，中国的计算机事业和大学计算机专业教育已走过了整整 60 年的历程。1956 年对于世界计算机界来说则更是具有里程碑意义的一年。首先，IBM 公司这一年创立了世界上第一个高级程序设计语言FORTRAN 语言，开创了计算机软件的新纪元，计算机从此真正走出了实验室，进入了应用普及大发展的新时代；其次，仅运行了 10 年的世界上第一台电子计算机 ENIAC 被送进了博物馆。人们对待

3、它就像对待出土文物一样，可见计算机这一新生事物的发展速度是何等惊人；还有：这一年日本科学家刚刚造出了日本的第一台电子管计算机；这一年 IBM 公司制造出了世界上第一个磁盘存储系统；这一年计算机界首次提出了“人工智能（AI） ”的概念；这一年世界上首次推出了采用晶体管的商用计算机 UNIVAC1946 年 2 月 14 日在美国费城开始运行的 ENIAC 计算机是世界上第一台全电子数字计算机。70 年来，计算机像一个神奇的精灵，以人类历史上其他任何一种学科都无法比拟的发展速度改变着我们的生活方式和思维方式。IT 行业的人们常常依照所采用的逻辑元器件将计算机划分为电子管、晶体管、集成电路和超大规模

4、集成电路（VLSI）四代产品，这种约定俗成的计算机年代的划分方法一直延用到现在。你可知道兰州大学就曾有过这四代产品吗？你可知道兰州大学曾经是中国有机会创办“中国计算机博物馆”为数不多的几所高校之一吗?兰大计算机的发展史不仅是一系列计算工具演变的历史，更是一代兰大人艰苦创业的历史；不仅是兰大人创造物质文明的记录，更是兰大人创造宝贵精神文明的结晶。“东方斯大林格勒”的第一代计算机五十年代后期，由于国家国防事业的发展和西北地区经济建设的需要，国家大规模投资建设兰大，使兰州大学的地位不断提高，以致于当时兰州大学的介绍是这样开头的：“兰州东方的斯大林格勒；兰州大学科学家的摇篮！”与此同时，国家陆续从北京

5、大学、复旦大学、南京大学、南开大学等东部高校动员了一大批学者教授、研究生和归国留学生到兰大工作。他们之中就有后来任兰州大学物理系系主任、理论物理博士生导师的段一士教授。段一士教授 1951 年 6 月金陵大学物理系毕业留校任教，1956 年 8 月苏联莫斯科大学理论物理研究生毕业，获副博士学位。1956 年 9 月，段一士还在苏联联合核子研究所任中级研究员，1957 年年底，30 岁的段一士从苏联回国，在兰州大学物理系执教至今整整 59 年。1958 年 8 月 1 日，我国第一台电子计算机103机诞生。仅仅四个月之后，段一士和邝宇平（清华大学教授，2003 年增选的中科院院士）等人研制的模拟

6、式电子计算机获得成功。该项目受到兰州大学校党委的表扬，省委第一书记张仲良等人也于 1959 年元月 4 日到我校参观了这台计算机。这台经费仅 1 万元，在兰大物理楼 5 楼中央经过 70 天日日夜夜苦干完成的模拟式电子计算机，与清华大学同类设备的研制工作同步进行，为兰大计算机事业的起步作出了重要贡献。这台模拟式电子计算机的机柜长 5 米、高 2 米，装有 200 个电子管、6000 个电阻、300个电容及其他一些精密仪器。它利用一套由电子学运算器（积分器、微分器、加法器、反向器）组成的电子网络线路来模拟微分方程的近似差分方程式，用以解各种类型的常微分方程和积分微分方程，精确度在 1%左右。解可

7、用静态测量得到，示波器上还可绘出结果曲线。在研制过程中，他们还提出了一种新的直流网络式电子计算机的设计方案，专门用于解原子核理论研究中常遇到的薛丁格尔方程，对师生进行量子力学、电子学及计算数学等方面的教学实践都起到了很有益的作用。DJS121兰大的第二代计算机1964 年之后我国开始推出第二代计算机晶体管计算机。当时中国贵州的凯里由于生产国产计算机而被称之为“中国硅谷” 。1974 年 4 月，兰州大学用 80 万人民币从贵州凯里国营 830 厂购进了一套国产晶体管计算机系统DJS121。该系统每秒 3 万次，内存32K，磁鼓 64K，采用光电纸带输入和电传打字输出等外设，软件使用 ALGOL

8、60 语言的解释执行系统。前去接机并接受培训的有计算机组的熊藻（1958 年兰大毕业） 、蒋柱中、刘国义、蒲兴荣和李永礼（1965 年兰大毕业，计算机系教授）五位老师。安装调试投入运行后，又将 ALGOL60 升级为 ALGOL68 语言，另增设了上海产 D2 型磁带机及窄行和宽行打印机。高冠群、王德人、蒋柱中、刘国义、蒲兴荣、李恒滨（原校党委副书记） 、袁复兴、尤传华等教师形 成了兰州 大学在计 算机领域 中最初的 技术队伍。而通过 DJS121 受益最多的是现物系和力学系搞科学计算的教师们。如叶开源教授、邢正教授、陈星渠教授他们常常在机房上机一天就是十几个小时。DJS121 的运行也使兰大

9、早期的计算机教师们有了用武之地。如席先觉、刘仲春（曾任教育部条装司贷款办设备处处长） 、李忠信（计算机系退休教师，早年在酒泉卫星发射中心从事计算机编程工作，1972年来兰大）等等。1985 年，DJS121 调往定西教育学院。还是蒋柱中老师在 DJS121 上的一项“绝活” ，最终改变了我的人生道路。1981 年 3 月，我大四时在 DJS121 上实习，这套系统的输入设备是纸带光电输入机。上机前，我们都要人工校对穿孔纸带上的 ALGOL68 语言程序。校对时两人一组，一人看穿孔纸带上的一列孔眼读出其编码，另一人按 ASCII 码表将编码转换为字符，与源程序语句逐个字符进行比对。如编码“42，

10、65，67，69，6e”转为字符拼在一起就是“Begin” 。而蒋老师校对穿孔纸带时几列孔眼一起看，直接读出“Begin read end”等，就像看象形文字一样，真是神了，简直就是一台自动翻译机。这是长时间日积月累的结果！我毕业后听说刚成立的计算中心需要人，我毅然决然到计算中心报了到，从此便开始了作为一个兰大计算机人的生涯。穿孔纸带上的 ALGOL68 语言程序DJS130兰大的第三代计算机曾几何时，在兰州市盘旋路方圆一平方公里的地面上，集中着中国最优秀的核物理科学家，因为兰大北边仅隔一条马路，就是中科院兰州分院的化物所和近物所（原近物所所长是兰大现物系 77 级校友詹文龙，2005 年增选

11、的中科院院士） 。为提高兰大现物系整体科研能力和科学计算的水平，1978 年兰州大学又用 40 多万元人民币从山东潍坊电子计算机厂购进了 DJS130 计算机。该机为 16 位机，采用小规模集成电路，定点加法运算速度为每秒 50 万次，内存为 32KB4 的磁芯存贮器，外设有电传纸带输入机、55 型电传键盘输入机、纸带穿孔机、20 英寸彩色显示器（贵阳 803 厂出品，八单位字符显示仪） 、80 列宽行 9 针打印机等。主机柜尺寸：1500700700 厘米。当时由核电子学组的 7 位教师去接机。乘火车返回时，有些贵重部件老师们干脆抱在怀里一直坚持到兰州。在现物系安装设备完成后，成立了计算机室

12、，由赵崇侃（负责运算器） 、董发运（负责内存） 、朱石泉（负责软件）三位老师具体维护和管理系统的运行。该机当时所配的语言有 Basic 语言和汇编语言，但无论使用还是系统维护都有不够完善的地方。三位老师花了大量的时间和精力阅读各类有关资料，反复实验和调试，自已动手进行二次开发，取得了很好的效果。1980 年， “DJS130 电子计算机显示编辑程序”获甘肃省科技成果三等奖。1983 年 3 月他们又用汇编语言开发了“跟踪查错显示”程序。DJS130 计算机共使用 6 年，1984 年底该机调往武威一中。M340S兰大的第四代计算机1985 年 8 月，在刚刚建成的兰州大学计算中心大楼一楼的 1

13、50 平米的主机房内，M340S计算机系统正式启用了。M340S 中型计算机属日本富士通公司（FACOM）80 年代初的产品。经过 1984 年历时 6 个多月的谈判，国家教委利用世界银行的无息贷款为包括清华大学在内的 13 所委属重点院校购买了 M340S 系统。这是我国自改革开放以来第一次大规模引进国外的计算机系统来装备高校的教学实验设备。为了管好和用好这些设备，国家教委要求各校在装机之前派四位技术人员接受外方的培训和考试。1984 年 5 月我前往日本东京富士通电算机专门学院进行培训，时间半年。硬件按设备的类型分别开设了安装、调试、检测和维护等各门课程；软件按系统软件、应用软件及编程语言

14、等共开设了 23 门课程。FACOMM340S 系统价值 264 万元，共有 55 台（件）设备。包括： 8 轴硬磁盘（F493） ，双通道交叉访问方式联接；数据传送速率为 1.2MB/秒。 2 台磁带机（F617A） ，9 道磁带，带速每秒 125 英寸，数据传输速率为 781KB/秒。 1 台软盘机（F445D） ，盘箱容量为 20 张 8 英寸软盘片，数据传输速率为 40KB/秒。 2 台行式打印机（F6732D） ，送纸速度 1.4 米/秒，打印速度 750 行/分钟。 30 台终端显示器（F6262K） ，14 英寸彩显，每屏 24 行80 字符。 1 台滚筒式绘图仪（F6202B）

15、 ，范围 30 米306 毫米，步长 0.1 毫米，绘图速度 1000 步/秒，2 支笔，笔移动速度 30 次/秒。 1 台平板式绘图仪（F9436PL1） ，范围 380230 毫米，步长 0.1 毫米，绘图速度 400 步/秒，10 支笔，笔移动速度 12 次/秒，采用 20 英寸图形显示器，分辨率 40963199。 汉字系统(F6651B)，14 英寸彩显，每屏 24 行40 字符，采用笔触式汉字大键盘，包括国标一、二级全部汉字，配有 24 针汉字打印机(每行 90 个汉字)，打印速度每秒 40 字。M340S 系统配有大型操作系统 OS/F4，虚拟存贮空间为16MB/作业，实联通道数

16、 5 个。CPU 具有动态地址转换及指令预取装置，指令分析及指令执行可并行工作。运算速度为 250 万次/秒。系统共运行 11 年（1996年元月停运，是 13 所委属院校中最后停运的系统） ，提供主机机时 22233 小时，CPU 效率达 70%以上。提供终端机时 60.72 万，曾连续三年获兰州大学大型仪器设备效益奖。该系统曾为丑纪范、程昌钧、程麟生、王顺金、汪志诚、胡之德、邓汝温、李笃、汤仁基、段一士、李吉钧、艾南山、陈长和、邢正、蔡光柏、俞焕然、王天民、王勋陵、葛墨林、汪映海、张林源、彭周人等一批博士生导师指导博士生论文效过力，而兰州大学一代年青的学术带头人如陈发虎、方小敏、王式功等教

17、授也曾在 M340S 机房度过了许许多多不眠之夜。作为系统硬软件负责人的赵崇侃和我也曾陪伴 M340S 度过了 11 个春秋。在作好系统运行维护的同时，他们完成了十几项科研项目。如赵崇侃的国土面积量算与统计 ，我的地学文献计算机检索 、 异型机磁带数据转贮 、 Prolog-10 语言解释系统 、 Reduce 语言解释系统 、 系统计时计费 COBOL 程序 、 敦煌壁画颜料及材料监测数据图形显示程序 、FACOM M340S 计算机图像处理子系统 、 FACOM M340 矢量汉字库及绘制子系统 、 经济数学模型软件包 、 西北地区星火计划发展战略与对策的数学模型研究等。为此，我们曾于1991 年获得中国计算机用户协会 FACOM 分会软硬件技术开发奖一等奖一个，二等奖三个。