毛澤東時代中國計算機事業回顧
作者:左克
前言
一年前,本人搜集了一些資料,以《科學的春天——毛澤東時代中國計算機發展曆程》為題張貼在互聯網上。這些資料證明:中國的計算機事業在毛澤東時代曾經取得了巨大發展。但是,由於受當時所掌握材料的限製,文章存在著不少缺陷,例如,沒有注意和國外同時代的計算機發展水平進行橫向對比,特別是,文章沒有分析在毛主席去世後,中國計算機事業衰落的原因。從網上的一些回複看,確實有些人鑽了這個空子,把這個責任歸罪於毛主席,繼續造謠誣 蔑。
上世紀六七十年代,在西方資本主義國家發生了“第三次技術革命”或“信息技術革命”,其影響持續至今。這一時期中國恰好又發生了文 化大革命,於是有很多誣蔑毛澤東時代的文章說:中國正處於內亂,耽誤了寶貴的機遇。例如,在那本被吹捧為科技史權威,由老自由化分子許良英主編的《20世紀科學技術簡史》[文獻1]中,對中國在毛澤東時代研製計算機的曆史,除了嘲諷之外沒有一句正麵描述。除此之外,我也看到很多不錯的專著和文章,由於對曆史不了解,加上受一些錯誤宣傳的長期影響,在介紹和分析中國研製計算機這段曆史的時候,也不夠全麵和客觀。
鑒於此,我認為有必要對中國計算機發展曆史做一個全麵的介紹,澄清那些強加給毛澤東時代的不實之詞,還事實本來麵目。
一. 中國的計算機事業在毛澤東時代取得了巨大發展
中國電子計算機的科研、生產和應用是從上世紀五十年代中後期開始的。1956年,周總理親自主持製定的《十二年科學技術發展規劃》中,就把計算機列為發展科學技術的重點之一,並籌建了中國第一個計算技術研究所。
我們知道,以邏輯電路器件作為標誌,到目前為止的電子計算機可以分為四代。(此外還有“第五代”即人工智能計算機和“第六代”即生物計算機的說法,但至今尚未成熟,本文不涉及。)每一代計算機,都比前一代更小、更快,技術工藝要求更高,價錢也更便宜。中國科學家研製從第一代到第四代計算機的工作,幾乎貫穿於整個毛澤東時代。
第一代計算機采用電子管。美國研製出第一代計算機用了4年(1943-1946,
標誌:賓夕法尼亞大學莫爾學院的ENIAC),而中國通過學習蘇聯的技術,僅用3年就完成了(1956-1958,標誌:中科院計算所的103機),並生產了50台左右[文獻2]。
第二代計算機采用晶體管。美國從第一代計算機進入第二代計算機花了9年時間(1946-1954,標誌:貝爾實驗室的TRADIC),中國用了7年(1958-1964,標誌:哈爾濱軍事工程學院,即國防科技大學前身的441B機),生產了約200台[文獻2]。
第三代計算機采用中、小規模集成電路。這段發展過程美國用了11年(1954-1964,標誌:IBM公司的IBM360),中國用了7年時間(1964-1970,標誌:中科院計算所的小規模集成電路通用數字電子計算機“111機”[文獻3])。我國研製的第三代計算機品種非常多。例如,北京大學、北京有線電廠和燃化部等單位聯合研製的150機於1973年完成;借鑒美國IBM公司16位小型機技術的DJS-100機也於該年(1973)研製成功,它的硬件為自行設計,軟件兼容;1976年11月,中國科學院計算所研製成功1000萬次大型電子計算機“013機”;等等。這裏不再一一介紹。
這一時期的1973年1月,四機部召開了電子計算機首次專業會議(即7301會議),總結了60年代我國在計算機研製中的經驗和教訓,決定放棄單純追求提高運算速度的技術政策,確定了發展係列機的方針,提出聯合研製小、中、大三個係列計算機的任務,以中小型機為主,著力普及和運用[文獻4]。從此,中國計算機工業開始有了政策性指導,重點研究開發國際先進機型的兼容機、研製漢字信息處理係統和發展微機[文獻5]。
第四代計算機采用大規模和超大規模集成電路,今天的計算機都屬於第四代計算機。這個過程美國用了9年(1964-1972,標誌:美國國防部高級研究規劃署與伊利諾斯大學聯合研製的ILLIAC-IV),中國用了8年(1970-1977,標誌:航天部陝西驪山微電子公司的77型機)。77型機是中國第一台自行設計研製的,采用大規模集成電路的16位微型計算機[文獻6]。另外,參照美國Intel 8008機型的國產DJS-050微機,也於該年(1977)由清華大學等單位仿製成功並通過鑒定[文獻5]。
通過以上數據可以看到,中國計算機事業的起步比美國晚了13年,但是經過毛澤東時代老一輩科學家的艱苦努力,中國與美國的差距不是某些人所歪曲的“被拉大了”,而是縮小了,從12年縮小到10年,再縮小到6年。到毛澤東離開我們之後不久,中國的計算機水平僅比美國落後5年。
毛澤東時代,是中國計算機奔跑的時代!
二. 中國在毛澤東時代掌握了大規模集成電路製造技術
製造第四代計算機的基礎部件是大規模集成電路。有人認為毛澤東時代的中國不能製造大規模集成電路,成為導致計算機事業後來出現停滯的主要原因。這種說法是完全沒有根據的。
1965年,中國自主研製的第一塊集成電路在上海誕生,僅比美國晚了5年。在此後的歲月裏,盡管國外對我國進行技術封鎖,但這一領域的廣大科研工作者和工人階級,發揚自力更生和艱苦奮鬥的精神,依靠自己的力量建起了中國早期的半導體工業,掌握了從拉單晶、設備製造,再到集成電路製造全過程,積累了大量的人才和豐富的知識,相繼研製並生產了DTL、TTL、 ECL等各種類型的中小規模雙極型數字邏輯電路,支持了國內計算機行業。當時具備這種能力的國家除中國外,隻有美國、日本和蘇聯[文獻7]。
中國從小規模集成電路經過中規模集成電路,再發展到大規模集成電路,僅用了7年時間,這以1972年四川永川半導體研究所(現電子工業部24所)研製成功的我國第一塊PMOS型大規模集成電路為標誌,而美國用了8年。也就是說,到文革中期,我們在製造大規模集成電路上與國外的差距縮短到4年。
這一時期,由於受國內外微電子業迅速發展的影響,加上集成電路的利潤豐厚,國內出現一股電子熱潮,全國建設了四十多家集成電路工廠,為以後進行大規模集成電路的研究和生產提供了工業基礎。
通過對比會發現,美、日等國的大規模集成電路從實驗階段到定型,再到批量工業生產,通常用4、5年時間。到我國第一塊大規模集成電路誕生的時候,這些國家已先後進入大規模集成電路的規模生產階段。參照這個速度,可以預計,我國到70年代中期就可以實現大規模集成電路的批量生產,即使考慮到國外封鎖和工業基礎薄弱等不利因素,也不會晚於70年代末,這已經被曆史所證實。某些人說什麽“文化大革命耽誤了大規模集成電路的工業生產”,是站不住腳的。
在此之後,我國在大規模集成電路工業方麵堅持兩條腿走路。一方麵依靠自己的力量,繼續加強大規模集成電路的研製和生產工作。1975年,上海無線電十四廠又成功開發出當時屬國內最高水平的1024位移位存儲器,集成度達8820個元器件[文獻8],達到國外同期水平。另一方麵,在那個據說是“閉關鎖國”的時期,我國通過購買國外單台設備,自己組建了三條生產線,以緩解國內製造計算機的迫切需要。
當然,在這一時期也存在著一些問題。一是科研與生產聯係得不夠緊密,一些科研成果未能及時轉化為商品。二是生產線過多,國家投資分散,沒有發揮計劃經濟的優勢,一些地方難以形成規模生產效應。[文獻9]
即便如此,到上世紀70年代末,我國又陸續研製出256和1024位ECL高速隨機存儲器,後者達到國際同期的先進水平;可以生產NMOS 256位和4096位、PMOS 1024位隨機存儲器;掌握了對於大規模集成電路製造起著重要作用的無顯影光刻技術,可用於製造分子束外延設備[文獻10];中科院上海冶金所還獨立發展了製造集成電路所需要的離子注入機,並出口到日本[文獻7]。
毛澤東時代給我們的微電子業留下了一筆豐厚的家底。
三. 中國計算機事業在毛澤東時代之後的短暫輝煌
從文革結束到80年代初的這段時期,我國科研隊伍基本上繼承了毛澤東時代的傳統,在堅持自力更生的同時,還積極引進先進技術、進口成套件或關鍵件的組裝,並積極開展引進技術本土化的工作,在計算機事業和大規模集成電路製造方麵繼續取得一係列成就。但是在這一時期,也存在一些失誤。
在1977年4月的全國微型機專業會議上,確定了中國微機今後的發展方向為參照Intel 8008的DJS-050係列五個機型,以及參照Motorola 6800的DJS-060係列四個機型。這兩大係列的樣機於1980年前後陸續研製成功。[文獻5]
在1979年11月陝西的微型機交流會上,參展的國產微型機有六十多個品種,包括我國當時速度最快、外部設備最齊全的微型機DJS-061-1。[文獻10]
1982年,參考DG公司NOVA 16位小型計算機,采用國產中大規模集成電路的DJS-153小型計算機研製成功。同時,與NOVA-3機兼容的DJS-185機也由上海電子計算機廠完成。[文獻2]
1983年,中國國防科技大學自行設計的“銀河I”巨型計算機通過鑒定。它是一個每秒向量運算1億次的巨型計算機係統。成為我國第四代計算機中的巨型機代表機型。
同年,南京的734廠研製成功紫金1號,這是美國蘋果公司的仿製機;裝有中文操作係統CCDOS的16位長城0520-A誕生;浪潮公司通過采用英特爾8088芯片,以進口元散件為主,組裝的0520微機在濟南誕生。
在大規模集成電路製造方麵,截止到1983年,16K MOS動態存儲器研製成功,8位機用大規模集成電路品種基本配套,4K MOS靜態存儲器進入小批量生產,高性能4位處理機集成電路批量生產,電子器件工業總公司研製成功6800八位微處理器(仿製美國Motorola公司1974年推出的6800),甘肅天光電工廠生產出64位、256位、1024位雙極型ECL存儲器,上海無線電十四廠生產出CMOS大規模集成電路(1981年),等。另外,超大規模集成電路的關鍵設備研製工作也取得一定的進展,不少基礎材料基本達到生產要求。[文獻11]
值得一提的是,上海元件五廠和上海無線電十四廠於1979年研製成功單片8080八位微處理器[文獻8]。8080為美國Intel公司1974年的產品,西德仿製出該類產品是在1980年10月(Siemens SAB 8080 A-C),蘇聯是在1986年(Eastern Bloc 8080 KP580BM80A)。這標誌著我們此時與美國的差距隻有5年。
這個時期,國際計算機行業出現兩個新的變化。一是美國IBM公司於1981年推出了個人計算機(PC),從此計算機開始進入家庭。第二個變化是微處理器(CPU)的研發成為一個專門的行業。PC機的出現得益於CPU的價格不斷下降和速度不斷提高。PC機出現後,國外一些從事計算機研製的科研人員逐漸獨立出來,專門從事CPU設計。
我國及時注意到了第一個發展趨勢。1983年2月召開的全國計算機協調工作會議上,把生產IBM PC兼容機定為發展方向,提出“照著IBM的PC做”。所謂“照著IBM的PC做”,並不是現在電腦市場上的攢機,實際上當時沒有任何設計圖紙可供參考,完全靠自己摸索。但是對第二個變化,我國沒有注意,雖然此時已經可以仿造出8080、6800等CPU芯片,沒能及時將CPU的研究獨立出來,專門培養,這為日後中國微機的發展埋下了隱患。
在對待技術引進和發展高端計算機方麵,當時也存在著一些問題。以“銀河I”巨型計算機為例,這項工程耗費1億元人民幣,由於片麵追求國際最先進技術,忽視了國內相關部門的協調、促進和合作,硬件大量從國外購買,沒有使我國的整體技術取得任何實質性的進步。此時國內一些具有實力的集成電路科研和生產單位,由於得不到足夠的經費進行技術開發和設備改進,生產的計算機硬件沒有得到一展身手的機會。這樣,國際上早在1978年就已經開始出現了超大規模集成電路,而我國卻在邁向超大規模集成電路的路途中慢了下來。
四. 決策上昏招疊出,中國的計算機業進入嚴冬
1984年,鄧小平在上海說:“計算機普及要從娃娃抓起。”也是在這一年,鄧小平訪問美國。這一年成為中美關係史上的一個轉折點,也為我國的大量技術引進提供了機遇。在大量進口汽車、彩電、冰箱生產線的同時,各科研、製造單位和大專院校大量引進半導體器件生產線。從1984年到“七五”末期,先後共引進33條集成電路生產線。由於當時“巴統”的禁運政策,引進設備基本上都是國外已淘汰的[文獻12]。
雖然引進技術會受製於人,容易造成“引進一代,落後一代”的被動狀態,但是如果我們能夠堅持過去的方針,用已有的技術力量實現引進技術的本土化,中國的集成電路產業邁上一個新的台階仍然是有希望的,同時這也會對中國的計算機工業的進一步發展起到促進作用。日本、韓國就是成功的例子。但是,從80年代中期開始,我們的計算機和半導體電子器件工業的發展模式從過去的“創新為主,引進為輔”和重視基礎研究,轉變為單純的引進,放棄了在通用電路方麵的追趕[文獻12]。這種對改革開放的片麵理解,造成了極為嚴重的後果。
首先,我國自廢武功,停止了半導體研發計劃,天真地幻想依靠市場能自動生成和換取技術。[文獻13]
第二,一味地強調技術引進,促使集成電路企業急功近利,很少有明確的消化吸收方案,最後都虧本了,引進的33條集成電路生產線絕大多數沒有發揮作用。[文獻12]
第三,對洋技術、洋理論的無限美化,使國內出現了一種崇洋媚外的風氣,國產技術被貶為垃圾,科研單位和企業生存麵臨困境。在生存壓力和崇洋媚外風氣的雙重影響下,原有的計算機和微電子科研隊伍流失嚴重,很多科技人員流到國外。[文獻9]
在這個階段,雖然我國也仿製或研製出了幾種機型,如1984年的2780機,1985年的銀河超級小型機,1986年的HN-2730超級小型機,1987年的太極2220[文獻5],但由於缺乏微電子工業的支持,加上國家戰略決策的失誤,與國外產品的差距略有拉大。例如,2780機比DEC公司的原始機型VAX-II/780 32位小型機落後6年,太極2220比DEC公司的原始機型MicroVAX也落後6年。特別需要指出的是,這些計算機的主要硬件完全依靠進口,我國這個時候單憑自己的技術已經很難生產出一台計算機了。
這一時期又出現兩個極其錯誤的政策,給我們的計算機業和半導體集成電路業雪上加霜。
1984年,當時的國務院總理趙紫陽聽信一些智囊和洋專家的建議,未經科學論證,在違反民主集中製組織原則的情況下貿然實行“撥改貸”,從過去國家向企業撥款作為流動資金和設備更新改造基金,改為銀行向企業貸款,企業不僅要償還銀行貸款,還要付高額利息。而政府不僅不投一分錢,反而像從前一樣抽走企業的大部分收入。這樣一來把大部分國營企業搞虧損了,為以後的“產權”改革和公開搞私有化提供了口實。然而,“撥改貸”至今沒有被政府公開否定,趙紫陽的錯誤也一直沒有得到清算。
正是由於“撥改貸”,使得我國當時的集成電路工業遭到嚴重打擊,企業隻能忙於解決生存問題,沒有精力和經費去消化引進技術和開發新產品。這就是企業急功近利的根源。當時曾有一些專家警告說:“計算機工業投資不足,資金分散的問題仍然沒有很好解決”[文獻14],但始終沒有引起重視。
另外一個失誤,是當時的決策者在進入了“科學的春天”後,並沒有真正重視科學技術。
國際上,通常把科技經費中用於研究和開發的部分占國內生產總值的比例,稱作“R&G/GDP”,用來衡量一個國家的科技水平,以及這個國家對科技的重視程度。在整個毛澤東時代,我國用於科技研發的經費占國民生產總值的比例,平均在1.28%,達到當時幾個初等發達國家的平均水平(如意大利、西班牙)。到了毛澤東時代後期,隨著我國經濟實力的不斷增強,這個指標增加到2.32%,達到同期幾個最發達國家英、法、西德的水平,僅比當時的美國、日本低一些(美國長期為2.8-3.0%,日本70年代以前1.6%,進入70年代後與美國接近)[文獻15,16]。這個數字如果拿到今天,甚至比2003年全世界發達國家的平均值2.2%還要高[文獻17],可見毛澤東時代對科學技術的重視程度。有些人指責文 革時期或者毛澤東本人不重視科學技術,完全是睜眼說瞎話。
進入上世紀70時年代以後,特別是到了80年代,由於電子、計算機等新興產業的興起,世界各主要發達國家和新興發達國家的政府、企業等部門紛紛增加對研發經費的投入。這個時候,如果我國對科學技術有起碼的重視,把“科學技術是第一生產力”真正落到實處,即使我們能保持毛澤東時代後期那個據說是“不重視科學技術”、“國民經濟到了崩潰邊緣”時期的2.3%的水平,中國的微電子業和計算機業的情況也會好很多。但是從80年代開始,我們的決策者卻把R&G/GDP大幅度往下砍,到了80年代中期,全社會對研發經費投入的R&G/GDP值不到0.7%。1984年以後由於“撥改貸”造成了的困境,使企業基本無力進行研發投資,R&G/GDP驟然降到0.6%以下[文獻16]。
由於研發經費縮水,我國70年代末至80年代初自主研製的計算機項目,與集成電路和半導體研發一起,都以“沒錢”為由停掉了。這些科研隊伍解散後,除了出國的以外,有的下海經商,有的回高校教書,更有甚者竟然被調去看機房。
這一時期,我國的半導體領域從爭相引進、無所建樹到人財兩空,以致到後來誰都說“半導體不是好玩的”,“幾十億扔進去聽不到響”,“上頭一聽半導體就頭大”[文獻12]。由於失去了基礎,我國此時的計算機工業,隻能靠0520等舊機型、千元的中華學習機、長城286等組裝PC機維持。
五. 一錯再錯,中國的計算機業被徹底剿滅
進入90年代,我國仍然延續了研發經費的低投入,除了1993年之前的幾年受國際封鎖的影響有了點緊迫感,R&D/GDP略微超過0.70%以外,90年代中期再次回到80年代的水平,其中1995和1996連續兩年下跌到0.60%[文獻18]。
1989年中美關係的蜜月期結束,美國政府嚴格限製對中國出口高性能計算機,除了要付出高額的采購費用外,還要把服務器放在一個透明的玻璃房子中,由洋人監控,以防止用於其他目的。中國因技不如人而飽受屈辱的情形可想而知。痛定思痛,國人自主研發高性能計算機的激情終於被喚醒。
1993年,具有標誌性意義的曙光一號誕生;1995年曙光1000誕生,它與美國Intel公司1990年產品的技術相近,標誌著我國高性能計算機與國外的差距縮小到5年左右; 1997年國防科大研製成功銀河-III百億次並行巨型計算機係統,係統綜合技術達到90年代中期國際先進水平[文獻4]。然而,由於國內微電子業近十年的技術停滯,這些高性能計算機沒有實現完全國產化,技術上仍然受製於人。例如,曙光一號采用美國Motorola公司1989年底推出的M88100商業微處理器,操作係統移植了美國IBM公司的AT&T UNIX。後來的國產計算機,也都沒有“中國芯”。
盡管如此,我國的高性能計算機與國外的差距並沒有被拉得太大。這要感謝國外對高性能計算機技術的封鎖,使我國不能買到相關技術,不得不自行研究。相比之下,我國的微機業由於沒有遭到封鎖,在“造船不如買船”的洋奴哲學指導下,日子反而不好過了。
1990年,中國大幅降低了關稅、取消了計算機產品進出口批文、開放了國內微機市場。頃刻間,國外的286、386電腦如潮水般湧入,長城、浪潮、聯想等國內公司潰不成軍;1991年由英特爾和AMD掀起的“黑色降價風暴”,更是讓中國計算機產業雪上加霜。由於絕大多數整機企業積壓了高價買進的芯片,從而背上巨額虧損的包袱,一家家整機廠商前赴後繼般悲壯地倒在了血雨腥風之中。長城、浪潮和聯想也都元氣大傷;1992年,國家實施控購,進一步使中國PC整機製造業進入發展的低潮[文獻19]。此後,國內的計算機企業隻能從事低附加值的微機組裝。相比之下,同樣是麵對外國計算機企業的競爭,由於日本非常注意對本國企業的保護,規定進入日本市場的微機必須支持日語環境,從而使美國微機難以進入日本市場。
在微電子集成電路方麵,國內企業繼80年代中後期陸續虧損後,90年代紛紛倒閉,國內集成電路工業逐步變為三資企業為主的局麵。據專家估計,到上世紀90年代末,我國微電子科技水平與國外的差距至少是10年[文獻20]。
其實我們還可以假設一下,即使沒有80年代和90年代初期的一係列失誤,即使我國的計算機和集成電路技術能做到世界一流水平,到90年代中後期,這些工業也會被龍永圖這類敗家子們賣掉,成為他們與國際接軌的政績。這樣看來,中國計算機業的提前死亡,死得幹淨,沒有落得個“苦恨年年壓金線,為他人做嫁衣裳”的結局,從某種意義上說也是一件好事。
六. 尾聲:亡羊補牢,猶未為晚
1999年,美國為首的北約侵略軍悍然轟炸了中國駐南斯拉夫大使館。美帝國主義的暴行,激發了中國人民的愛國熱情。人們逐漸認識到,國家安全是花錢買不來的。中國政府在這個時候,似乎也意識到了自主科技研發的重要性,有了危機感,增加了科技投資。2000年,中國的R&D/GDP比例首次達到1.00%,2003年增加到1.31%,首次達到毛澤東時代的平均水平,但是離毛澤東時代後期的水平仍有一段距離。這個時候的中國民間,還出現了反思 改革的思潮,一些長期居於主流的學說遭到了全民聲討。在這樣的背景下,中國瀕臨死亡的計算機業出現了一絲轉機。
2002年8月10日,我國成功製造出首枚高性能通用CPU——龍芯一號。此後龍芯二號問世,龍芯三號也正在緊張的研製中。
此時的國際CPU市場,除了美國、日本一些高端機型的專用CPU,以及蘋果公司的PC專用CPU以外,主要被美國的Intel和AMD兩家公司壟斷,兩家的市場份額約占98%。第三家是我國台灣的威盛公司,但它是1999年連續收購了美國兩家製造CPU的小公司之後,才進軍處理器市場的,因此盡管威盛公司也打著“中國芯”的牌子,但嚴格地說仍屬於美國芯。龍芯的誕生,打破了國外的長期技術壟斷,結束了中國近二十年無“芯”的曆史。
龍芯的成功,是在毛澤東思想的激勵和和指引下實現的。“龍芯”係列CPU的主設計師、青年科學家胡偉武經常強調要學習毛澤東思想,要用毛澤東思想來武裝自己的頭腦。為了紀念毛主席誕辰110周年,他還把“龍芯2號”芯片命名為“毛澤東110”。他說:“我們年青一代如何學習毛澤東思想是我在科研工作中一直都在思考的問題,我覺得自己對中國近現代史、對毛主席了解得越多,心裏對毛主席就越敬佩,我在計算所經常說要用毛澤東思想來武裝我們的課時組。”[文獻21]
[文獻1] 許良英等,20世紀科學技術簡史,科學出版社,1985第一版,1999第二版。
[文獻2] 周蕾,中國計算機產業發展大事記。
[文獻3] 孫凝暉,計算所高性能計算機的研究,2004年第2期,中國科學院計算技術研究所。
[文獻4] 李國傑,從103機到曙光機——中國高性能通用計算機研製曆程回顧。見李國傑院士主頁:http://www.ict.ac.cn/liguojiewenxuan/
[文獻5] 董光璧,中國近現代科學技術史,湖南教育出版社,1995。
[文獻6] 黎言,前進中的驪山微電子公司,p.VIII-56,中國經濟年鑒,1984年刊(北京版),經濟管理出版社,1984。
[文獻7] 董玉振,建國後中國經濟發展的艱難曆程——反思毛澤東時代的經濟成就。
[文獻8] 上海科學技術誌,上海市地方誌辦公室。
[文獻9] 鄒世昌。摘自李尚誌等,兩院院士展望新世紀,上海科學普及出版社,2000。
[文獻10] 李少白,科學技術史,華中工學院出版社,1984。
[文獻11] 中國電子器件工業總公司辦公室,中國電子器件工業,p.IV-79,中國經濟年鑒,1983年刊(北京版),經濟管理雜誌社,1983。
[文獻12] 高粱,挺起中國的脊梁。
[文獻13] 鍾慶,中國彩電業的危機、機遇和出路。
[文獻14] 丁詩武,中國電子計算機工業,p.VI-87,中國經濟年鑒,1987年刊(北京版),經濟管理出版社,1987。
[文獻15] 科技部副部長程津培院士在中國化學學會年會開幕式上的講話記錄,2004,長沙。見筆者的《科技部副部長公布的數據,證明毛澤東時代是中國科技發展的黃金時期》。(注:文章張貼外互聯網上,並不像有些轉載所說的來自《中國科技報》)
[文獻16] 梁戰平,《各國科技 要覽》,科學技術文獻出版社,1991。
[文獻17] 世界經合組織(OECD),主要科學技術指標,2004。
[文獻18] 國家統計局和科學技術部,中國科技統計年鑒(2004),中國統計出版社,2004;中國科技統計年鑒(2005),中國統計出版社,2005。
[文獻19] 肖平,二十年回顧:中國計算機產業寫就宏圖大業,《國際電子商情》網站。
[文獻20] 胡啟衡,兩岸三地信息產業發展研討會紀要(半導體篇),產業論壇,1998年第16期。轉引自[文獻12]。
[文獻21] 鄭千裏,龍芯2號的響亮命名—“毛澤東110”——青年科學家胡偉武說研製中國芯要有井岡山精神,科技日報,2003年12月26日。轉自中國科學院網站:http://www.cas.ac.cn/html/Dir/2003/12/26/0345.htm
[文獻22] 中國科技部,圖強•改革•創新——共和國科技事業50年,廣西科學技術出版社,1999
[附1] 中國計算機產業發展大事記 周蕾
● 1956年 在黨中央“向科學進軍”的號召指引下,周恩來總理親自主持製定了我國《12年科學技術發展規劃》。
8月,成立了由華羅庚教授為主任的科學院計算所籌建委員會,並組織了計算機設計、程序設計和計算機方法專業訓練班,並首次派出一批科技人員赴蘇聯實習和考察。 同年,夏培肅完成了第一台電子計算機運算器和控製器的設計工作,同時編寫了我國第一本電子計算機原理講義。
●1957年 哈爾濱工業大學研製成功中國第一台模擬式電子計算機。
●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字節。 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。
●1959年 10月,我國研製成功104型電子計算機,內存容量為2048字節,字長39位,運算速度為每秒1萬次。103機共生產了36台,104機生產了7台,為我國尖端武器的發展作出了重要貢獻。
●1960年 我國第一台大型通用電子計算機-107型通用電子數字計算機研製成功,字長32位,內存容量為1024字節,有加減乘除等16條指令,主要用於彈道計算。
●1961年 由南京大學徐家福、北京大學楊芙清等人撰寫的《程序設計》一書問世,這是一本我國早期有代表性的計算機高級語言通用教材。
●1963年 中國科學院計算所推出中國第一台大型晶體管電子計算機,代號為109機,這標誌中國電子計算機技術進入第二代。
●1964年 由慈雲桂支持研製的441B全晶體管計算機研製成功,字長40位。
●1965年 中國第一台百萬次集成電路計算機“DJS-II”型的操作係統編製完成。108乙型計算機由華北計算所設計成功,北京有線電廠共生產156台。
● 1967年 開始籌建電子計算機外部設備研究所,集中了一大批技術力量,同時開展外部設備中最薄弱的磁盤機、磁帶機、打印機的研製工作。 10月,新型晶體管大型通用數字計算機在北京誕生。
●1969年 為了支持石油勘探事業,北京大學承接了研製百萬次集成電路數字電子計算機的任務,稱為150機。
●1970年 最新型441B-III型全晶體管計算機研製成功,是中國第一台具有多道程序分時操作係統和標準匯編語言的計算機。
●1972年 11月,每秒運算11萬次的大型集成電路通用數字電子計算機在複旦大學的支持下,由上海華東計算技術研究所研製成功。
● 1973年 年初,由北京大學、北京有線電廠和燃化部等有關單位共同研製成功中國第一台百萬次集成電路電子計算機,字長48位,存儲容量13KB。 1月,第四機械工業部在北京召開了“電子計算機首次專業會議”,確定把發展係列機作為當前發展方向。 5月,借鑒美國通用數據機器公司的16位小型機的技術,硬件自行設計,軟件兼容,DJS100計算機研製成功。 到1973年止,我國原四機部係統共生產了數字計算機250台,模擬計算機323台,機床控製設備133台,台式計算機1520台,在30多個行業得到應用。
●1974年 8月,第一台DJS-130機在北京無線電三廠試製成功。之後,131、132、135、140、152、153等共13個機型先後研製成功,近31個廠點生產,產量近千台。 8月,四機部、一機部、中國科學院、新華社、國家出版事業管理局聯合提出“研製漢字信息處理工程”,命名為“748工程”,取得一係列重大突破。
●1976年 12月,由華北計算機技術研究所、西北電訊工程學院和西北工業大學聯合設計,南豐機械廠試製出第一台DJS-183機,又先後研製出184、185、186和1804共5個機型。
● 1977年 4月,安徽無線電廠、清華大學和四機部六所聯合研製成功我國第一台微型計算機DJS-050機。 4月,第四機械工業部和中國科學院聯合主持召開了全國微型計算機專業會議,會議決定以Intel8080、Motorola6800兩大芯片研製我國DJS-050和DJS-060兩大係列微機產品。 慈雲桂研製的151-III型機投入運行,達到每秒200萬次運算速度。 “銀河”巨型計算機在長沙國防科技大學投入研製工作。
[附2] 第一台百萬次集成電路數字電子計算機的研製和多道運行操作係統的誕生
我國的計算機科學起步於50年代。1955年北京大學在數力係成立了計算數學專業,著手培養計算機科學人才。1956年國家在12年規劃中把計算機科學技術定為重點發展方向。 1958年研製出103型電子計算機。 1959年10月,又研製成功104型電子計算機,主要技術指標都超過了當時日本的計算機,同英國已投人運行的最快的計算機相比,也毫不遜色。 60年代,石油地質部門為加快能源勘探步伐,以滿足國民經濟建設的基本需求,急需裝備先進的計算機,及時處理大量地層數據,實現在石油勘探領域的數字化革命。但是,國際上對我國采取技術封鎖,花錢買不來技術和實用的計算機,唯一的辦法就是依靠國內自己研製。
1969 年,為支持石油勘探事業,北京大學承接了研製百萬次集成電路數字電子計算機的任務。這台計算機在電子部備案時編號為150,簡稱150機。當時,來自數力係、物理係、地球物理係、無線電電子學係等一批年輕人和來自原四機部738廠、原石油部等單位的同誌一起奔赴北大200號科研基地,走上了校辦工廠、廠辦專業,產、學、研、用相結合的道路。 麵對嚴重的技術封鎖,我們研製組手中連一本起碼的參考資料都沒有,也就是說,我們必須靠白手起家,獨立設計出每秒百萬次的大型計算機係統及多道運行操作係統和編譯係統,任務之艱巨是可想而知的。
由於石油勘探工作的需要,要求15O機的操作係統必須支持多任務同時工作,這種支持多任務並行工作的方式稱為“多道運行”,既可以更有效地管理計算機軟硬件資源,又可以充分提高計算機的使用效率,當然設計難度比起單任務操作係統要複雜得多,加上沒有大型係統軟件的開發經驗,沒有現成的技術資料,我們隻能從零做起。當時操作係統研製組的成員除了我是30多歲,使用過計算機之外,其餘的隻有20多歲,對計算機和 操作係統可以說是一無所知。年輕人具有初生牛犢不怕虎的精神,我們憑借著“一定要為祖國爭氣,為石油工業的發展盡一份力”的信念,開始向世界先進技術挑 戰。
我們必須解決的難題是:把有關概念弄清楚,到底什麽是操作係統?什麽是多道運行?又如何在一台處理器上實現多道程序的“並行”執行呢?由於計算機操作係統的設計和計算機硬 件係統的設計是緊密相連的,因此首先要完成的是指令文本的設計,以及多道運行操作係統的概念設計和邏輯框圖設計。經過反複分析、提煉,經過多少個不眠之 夜,一稿、二稿、三稿,…直至最後定稿,終於拿出了全部的指令文本設計方案和操作係統的邏輯設計框圖。
由於軟件的不可見性和邏輯結構的複雜性,很難確定 其正確性。 於是我們設計了一種模擬審查的檢測方式,將所有的邏輯框圖都懸掛在牆壁四周,進行模擬運行,操作係統研製組的每個成員都扮演一個“角色”,如:內存管理、 設備管理、中斷處理、調度等,並反複模擬程序的運行過程。經過這樣認真地檢查,既確保了邏輯框圖設計的準確性,而且又使每個設計者掌握了全局,加深了對 自己所承擔設計部分的理解。功夫不負有心人,在大家的努力工作下,150機操作係統的設計方案終於定稿。緊接著我們又在機器條件和編程環境相當差的條件 下,畫出全套的程序流程圖,用機器語言(手編指令)編寫了全部軟件。
當我們完成了操作係統的編程後,15O機硬件係統還沒有組裝及完成聯調,如何使軟件的調試和硬件的組裝調試並行,以爭取寶貴的時間,是我們遇到的又一難題。當時國內也沒有一台計算機能調試150機這樣的大型操作係統。為此,我們提出新的解決方案,即用小馬拉大車的辦法,用低檔次的108乙機配上模擬程序形成虛擬機,來調試高檔次的150 機軟件係統。雖然應用這一方案,會加大我們的工作量,但它是一種新技術的嚐試,既有挑戰性,又可以加快150機整體的研製速度,於是我們毅然采取了這一方 案。1971年夏初,我們軟件組全班人馬來到大慶油田,利用油田的1O8乙機作為150機的虛擬機,調試15O機的操作係統軟件。經過日夜苦戰,隻用了 23天的時間,就完成了操作係統全部分調工作,並作了模擬聯調。這一成功,保證了係統軟件設計與硬件製造同步,同時又以係統軟件的調試推動了硬件係統的 調試。 當我們在150機上把全部係統軟件連通之後,150 機裏傳出清晰、嘹亮的《東方紅》樂曲聲,它向世界宣告中國第一台百萬次集成電路數字電子計算機研製成功!中國第一個多道運行操作係統研製成功!它同時向世界宣告,中國人有能力研製開發具有自主版權的係統軟件。
由於在15O計算機係統的研製開發過程中,堅持了產、學、研、用相結合,堅持了技術創新,取得了首台國產百萬次計算機、多道運行操作係統和高級語言編譯係統等係統軟件產品的研製成功,150計算機係統的投產使用,也促使我國石油勘探首次實現了勘探數據的數字比處理和計算機管理,被譽為“石油勘探領域數據處理的第一次數字化革命”。之後,我們又生產了多台150機,它們分別為我國的氣象數據處理,國防科研等做出了重大貢獻。1978年,即150機研製成功後的第 5年,150計算機係統榮獲全國科學大會獎。在總結150機多道運行操作係統的基礎上撰寫的《管理程序》一書,也成為高校計算機係的教材,為培養人才做出了貢獻。
[附3] 200係列機的聯合設計和用高級語言書寫的操作係統的研製
進入70年代之後,電子計算機的發展勢頭更加迅猛。計算機開始向係列化方向發展。 1973 年,電子部根據全球電子計算機的發展形勢,提出生產國產係列計算機的 計劃,命名為DJS-200係列機。
研製係列機在當時是一項高難度的高科技項目。為此,國家組織了一場大規模的會戰,參加會戰的有幾十個單位,200多位 技術人員,分別集中在北京大學、電子部15所、738廠、南京大學和西安交通大學等5個主要設計點。
我參加了200係列機軟件係統總體方案設計,並負責 操作係統的文本設計。200係列機由 220、24O、260三個檔次的計算機係 統組成,係統軟件包括三個檔次的操作係統和10種程序設計語言編譯係統。這樣大型的成套軟件係統的設計從技術上講,難度更大,也更複雜。就操作係統而言必 須解決的問題是,如何保證三擋操作係統具有統一的文本,如何使操作係統的設計在不同檔次的機型中做到向上兼容;如何同時支持和管理十幾種語言編譯係統的 運行等技術難題。 堅持技術創新,是解決軟件設計難題的法寶。
就北大設計點負責的240機操作係統而言,開始時,係統設計采用了模塊組合結構。後來由於200係列總體計劃推 遲,加上世界軟件技術的快速發展,我們開始對係統軟件設計方法、操作係統結構進行了深人的研究,經過對當時美國一些軟件科學家提出的先進的“管程”概念 的研究和理解後,研製組決定對240機操作係統總體設計方案“改版”,為240機操作係統設計了“層次管程結構模式和PCM設計方法”,並首次提出將操 作係統全部用高級語言編寫。
這兩項改進意味著向當時世界先進的軟件開發技術挑戰,我們站到了科技競爭的最前沿。為此,由北京大學和南京大學組成了XCY 語言研製組,專門設計可以支持並行工作的高級語言。而240機操作係統組全體技術人員為了此項改動,把24O機操作係統方案做了2次大的改動,把全部程 序設計流程圖重新設計了3遍,所有的程序用機器語言編寫了l遍,又用我們自行設計的高級語言-XCY語言重新編寫了1遍。所有的設計文檔也隨著改寫了多 遍,工作量之大之難可想而知。
之後,我們又根據用戶需求,在原多道運行操作係統的設計基礎上,增加了實施操作係統的設計,相當於完成了2套操作係統。經 過幾度轉戰上海、常州、大連、西昌等地,克服了重重困難,終於在1981年完成了DJS200/XT2即 240機的全部係統軟件(包括操作係統、XCY語言編譯係統、FORTRAN語言編譯係統等)的調試工作,並很快用於國防科研工作。
在此期間,我們還組織了200係列機軟件培訓班;對所有參加200係列研製單位的技術人員進行了較大範圍的計算機軟件技術培訓,同時組織了一批研究生參加研製工作,為我國發展軟件產業培養了一大批技術人才。 1984 年8月,240機操作係統通過了電子工業部鑒定。這是我國第一個用高級語言-XCY語言編寫的大型操作係統,具有開拓性和首創性,當時在國際上也無先例。 1985年,240機操作係統榮獲電子工業部科技成果一等獎。作為軟件工程基礎研究的操作係統結構設計方法及工具的研究,也獲得國家教委科技進步二等獎,為此編寫的《操作係統結構設計》一書成為北京大學計算機係教材。
到1983年底,200係列機所有軟硬件設計項目都宣告研製成功。200係列機的研製成功,是我們堅持自主設計和自力更生方針的結果,是堅持技術創新的結 果。如高難度的係列機總體方案設計、十幾個大型係統軟件統一的標準文本設計,保證向上兼容的技術、240操作係統的層次管程結構模式和PCM設計方法、 可以支持並行設計的高級語言-XCY語言、全部用高級語言書寫操作係統等方麵都體現了技術創新,而取得的技術成果無論從設計思想上、還是從實際功能上,都 可與當時世界上的同類產品相媲美,有力地證明了我國完全有能力完成大型計算機係 統和大型係統軟件的開發,同時也從一個側麵說明,軟件是硬件設計的基礎,是一門獨立的學科。
通過聯合設計,不僅取得了寶貴的大型全套軟件的開發經驗,也造 就了一支軟件研發隊伍,它為我國軟件產業的建設打下了基礎。曾經參加過200 係列機係統軟件開發的年輕技術人員,現在有些已經成為我國軟件界著名的科學家。
左克摘自楊芙清:《堅持自主創新 發展民族軟件產業》,作者係中國科學院院士,北京大學教授