你所不知道的毛澤東時代計算機產業

你所不知道的毛澤東時代計算機產業

  (2015-10-26 15:30:49)

 

你所不知道的毛澤東時代計算機產業

 

10月22日，中國計算機學會名譽理事長、中國科學院院士、中國計算機事業的創始人之一張效祥先生逝世。

同日，“2015中國計算機大會”在安徽合肥濱湖國際會展中心召開。會上，龍芯、申威、飛騰、魂芯、麒麟操作係統的最新技術成果齊亮相，中國計算機事業的繼承者用近些年所取得的成績告慰逝去的前輩，用自己的實際行動向在一窮二白的情況下，創造出在技術上僅次於美蘇的半導體產業的前輩們致敬！

回溯曆史，張效祥、張梓昌、夏培肅、吳幾康、慈雲桂等中國計算機事業的創始人在那個滿目瘡痍的年代，依靠大無畏的犧牲和奉獻精神，著實給後輩們留下了一筆頗為可觀的家底。

師從蘇聯，從模仿到自主設計（1952-1960）

建國伊始，因軍事和科研上的需要，國家非常重視計算機技術研發。除了積極培養本土人才，並送尖子赴蘇聯進修外，還積極吸引海外留學歸國人才——這當中有曾在蘇聯進修的張效祥教授；在英國愛丁堡大學攻讀博士後的夏培肅院士，有在哥本哈根任無線電廠發展工程師的吳幾康院長，還有非常“土鱉”的張梓昌高級工程師......他們成為建國初期仿製蘇聯計算機、自主設計計算機的棟梁。

宏觀規劃、培養人才

早在1952年，國家就成立電子計算機科研小組，由數學研究所所長華羅庚負責。計算機小組提出了一台串行的電子管計算機的輪廓設想，性能參數與EDVAC、EDSAC計算機相當。

為培養技術人才，夏培肅院士完成了第一個電子計算器和控製器的設計工作的同時，編寫了中國第一本電子計算機原理講義。在院校開設了計算機設計、程序設計和計算機方法專業訓練班，並送技術尖子赴蘇聯進修。

1956年，國家製定了發展我國科學的12年遠景規劃，把開創我國的計算技術事業等項目列為四大緊急措施之一，中國科學院成立了計算技術研究所籌備委員會，將人才集中到該研究所，並依靠從蘇聯獲得的技術圖紙和蘇聯在156工程中援建的電子管工廠設計、生產自己的計算機。

在仿製中學習技術

原七機部高級工程師張梓昌於1958年對蘇聯提供的M-3機設計圖紙進行局部修改後，成功研製出103計算機，運算速度達每秒3000次，該計算機共生產36台。

張梓昌

張效祥教授以蘇聯還在研製中的БЭСМ-II計算機為模板，於1959年成功研製104計算機，該機共生產7台，每秒運行1萬次，在原子彈的研製過程中發揮了重要作用。

張效祥

103計算機和104計算機的誕生，使中國計算機完成了從無到有的跨越。而且因為是仿製蘇聯的先進計算機，在技術起點上比較高——103計算機和104計算機在技術水平上僅次於美蘇。

自主設計初嚐試

夏培肅院士自行設計的107計算機於1960年研製成功，並被安裝在北京玉泉路中國科學技術大學。107計算機是一台小型的串聯通用電子管數字計算機，雖然性能不如103和104計算機，但它是新中國第一台自主設計的計算機，標誌著中國的計算機從模仿到自主設計的跨越！

夏培肅

中科大以107計算機為基礎，編寫了《計算機原理》和《程序設計講義》，作為該校計算機專業、力學係、自動化係、地球物理係的教材。107計算機除了為教學服務外，還服務於潮汐預報、彈道計算、核物理、力學、微波等領域。

107計算機

獨立自主，技術封鎖下的自強不息（1960-1972）

因長波電台、聯合艦隊、中蘇論戰等事件的影響，中蘇關係迅速惡化，《中蘇友好同盟互助條約》名存實亡，赫魯曉夫撤走了全部在華蘇聯專家，而在珍寶島、鐵力提克事件後，中蘇幾乎到戰爭邊緣，在60年代至80年代初，中國已很難得到蘇聯技術支援。

與此同時，西方對中國進行嚴格的技術封鎖。在美蘇的技術封鎖下，使中國隻能走自主設計、自主生產的發展路線，正如某人說“封鎖吧，封鎖他十年八年，中國的問題就解決了”。

自主製造晶體管計算機

晶體管製造對60年代初的中國而言難度不可謂不大，西方和蘇聯都認為中國根本不可能掌握該項技術。

為解決晶體管製造難題，中國人民解放軍軍事工程學院四係四○四教研室康鵬（25歲）臨危受命，成功研發“隔離-阻塞振蕩器”（後被命名為康鵬電路），解決了晶體管的穩定性問題，使中國比美國近晚8年進入晶體管時代。在“康鵬電路”問世後，109廠遂開始量產晶體管。

1965年，中國自主研製的第一塊集成電路在上海誕生，隻比美國晚了5年進入集成電路時代。

隔離-阻塞振蕩器

 

在解決晶體管製造難題後，哈軍工成功研製出新中國第一台全晶體管計算機441B-I於1964年誕生，相對於美國於第一台全晶體管計算機RCA501晚了6年。

441B係列計算機是我國第一台具有分時操作係統和匯編語言、FORTRAN語言及標準程序庫的計算機。在天津電子儀器廠共生產了100餘台，主要用於軍工、科研、氣象、油田勘探等，該機最大特點就是高可靠性和高可維性——1966年，北京舉辦計算機展覽，恰逢邢台大地震，441B計算機是唯一不受地震影響，穩定運行的計算機。該係列機型平均使用15年以上。

441B-II,穩定運行20餘年，照片攝於1991年

慈雲桂，主持設計411B係列機型

109、119計算機——研製氫彈“功勳機”

1964年，吳幾康成功研製119計算機，該計算機運算能力為每秒5萬次，運算能力略強於美國於1958年製造的IBM 709計算機，IBM 709計算機的運算能力為每秒4.2萬次。

吳幾康

119計算機

1965年，109計算機研製成功，該機由2萬多支晶體管，3萬多支二極管組成，穩定運行15年。109和119計算機在我國研製氫彈的曆程中立下汗馬功勞。

自主研發大規模集成電路

1972年，自主研製的大規模集成電路在四川永川半導體研究所誕生，實現了從中小集成電路發展到大規模集成電路的跨越。

美國從中小規模集成電路發展到中大規模集成電路，用了8年時間（1960年到1968年）。

而我們的前輩，在被美蘇同時封鎖扼殺之時，隻用了7年就完成了從中小規模集成電路發展到中大規模集成電路的跨越（從1965年到1972年），他們的奉獻和犧牲值得後輩銘記！

自主研發為主，技術引進為輔（1972-1979）

在72年尼克鬆訪華之後，中國和西方原本劍拔弩張的關係有所緩解，中國從西方了大量引進鋼鐵、化工等傳統行業西方淘汰的技術（四三方案），甚至從西方引進軍用技術（搭載L7線膛炮的五對負重輪，斯貝發動機引進項目）。

對於當時屬於高科技領域的半導體產業，中國雖然始終無法從官方途徑大規模引進半導體設備和技術資料，但也通過特殊渠道少量購買單機設備，並將其消化吸收後，大量仿製，推陳出新，搭建了自己的生產線。

在這個時期，不僅在解決了漢字處理難題，成功研發混合計算機，還在全國建設了四十多家集成電路工廠，為隨後的大批量生產奠定了基礎。

解決漢字處理難題

1974年，國家立項748工程。748工程成功研製漢字通信、漢字情報檢索、漢字精密照排、微型機漢字操作係統、漢字數據庫係統、漢字工具軟件、漢字全文檢索係統以及漢字輸入、輸出設備，形成了漢字信息處理產業。

混合計算機建功勳

數字計算機是串行操作的，運算速度受到限製，但運算精度很高；而模擬計算機是並行操作的，運算速度很高，但精度較低。混合計算機就是把兩者融合，實現取長補短。

在這個時期，我國成功研製HMJ-200係列型大型混合模擬計算機DJM-300係列混合模擬計算機，廣泛運用於航天、航海、原子能領域。

HMJ200型混合模擬計算機

DJM-310混合模擬計算機，DJM310型機是DJM300係列低檔小型機，可用於求解不高於8階的線性和非線性微分方程

DJM-330混合模擬計算機

 

批量生產計算機

從國外采購少量單機設備，自行組建了3條生產線後，中國計算機告別了過去單機型生產百餘台的曆史，在完成對國外設備的仿製並大量生產後，國產計算機更是進入大批量生產時代。

批量生產的計算機有161型“南華”牌台式計算機、LX--121型銀行利息機、130係列、150係列、180係列計算機。其中，130係列計算機產量最大，總產量近千台。這批計算機也告別過去僅限於軍工科研使用，使用範圍也擴大到政府機關、銀行的數據采集和數據處理，工業控製，信息和事物處理等方麵。

130機全家福

130控製台終端

130係列機型用的內存——磁芯存儲器

70年代廣泛使用的硬磁盤機，全國裝機超過6000台

部分領域追平國外

在這個時期，雖然美國計算機發展迅猛，但中國同行追得也很快，甚至在某些局部領域追平西方，比如上海無線電十四廠於1975年成功開發出的1024位移位存儲器，就基本達到國外同期水平；1979年研製的HDS—9計算機每秒運算500萬次，是美國1972年的IBM 370-168計算機運算能力的兩倍；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。

截至70年代末，中國科研人員和產業工人發揚自力更生、自強不息的精神，建成了中國自己的半導體工業，掌握了從單晶製備、設備製造、集成電路製造的全過程技術。

在當時，隻有美國、蘇聯掌握從單晶製備、設備製造、集成電路製造的全過程技術（當時日本技術很強，但個別領域被美國閹割）。

成功經驗

堅持“自主研發為主，技術引進為輔”的發展路線

無論是50年代末引進蘇聯技術資料，還是70年代通過特殊渠道少量購買歐美先進設備，走的是都“消化吸收、融會貫通、推陳出新、舉一反三”的路線，技術引進不僅沒對自主技術造成衝擊，反而使其融入自己的工業體係中，使中國自主技術更上一層樓。

重視科研

自建國至1978年，國家依靠“高積累、低消費”的方式集中大量資源用於國家建設和技術研發，以老一代革命先輩“獻完青春獻子孫”的奉獻精神和人為壓低人民生活水平為代價，將滿目瘡痍的農業國建設為擁有核武的世界第六工業國。

在此期間，雖然國家財政並不富餘，但中國用於科技研發的經費占國民生產總值的平均比例為1.28%，到70年代末，隨著經濟實力的提升該比值提升到2.32%（80年代軍工項目下馬、市場換技術、撥改貸後，該比值長期維持在0.6%），做到了竭盡所能為科研工作保障資金。

重視人才

一方麵積極吸引在海外留學、工作的技術人才回國效力；另一方麵積極培育自己的人才，在開設短期速成班的同時，在院校開設計算機專業，培育專業技術人才。

全國大協作

各個單位互幫互助，盡可能克服產業布局分散的不利影響，齊心協力，共同攻堅，以集中全國科研力量攻堅克難的方式解決了科研道路上一個又一個難題。

一些教訓

科研與生產聯係得還不夠緊密

生產的計算機大多是用於軍事、科研和教學。在計劃經濟體製下，科研成果未能及時轉化為商品。

產業布局分散，沒有形成規模效應

因外部環境惡劣，特別是中蘇論戰後同時與美蘇交惡，遵循“不把雞蛋放到一個籃子”的指導思想，科研力量和生產廠家全國東西南北遍地開花，造成科研力量分散，各地的集成電路產業也難以形成規模生產效應。

未能將CPU研發獨立於計算機的研發

進入大規模集成電路時代後，美國將CPU研發獨立出來，而中國依舊將CPU研發附屬於計算機研發，從而造成一些CPU研發項目因配套的計算機項目下馬而夭折。

文革對科研造成衝擊

文革時期過於頻繁的政治運動影響了科研工作的正常開展，在一些單位白天搞運動，晚上搞科研成為常態，一批資產階級出生的科學家受到衝擊離開了科研一線，並受到了不公正的待遇。但禍兮福所倚，福兮禍所伏，在文革時期極左的政治生態使“獨立自主，自力更生”成為政治正確，反倒成了中國半導體產業自主技術發展的護身符。

（文/ 觀察者網特約作者 鐵流）