馮·諾依曼(右一)
1946年2月,“計算機(jī)之父”馮·諾依曼成功研制世界第一臺電子數(shù)字計算機(jī)——ENIAC,人類社會由此邁入了計算機(jī)時代的門檻。1958年,中國第一臺電子管通用計算機(jī)103制造成功,每秒計算速度達(dá)到30次。
然而,這臺比ENIAC年輕12歲的國產(chǎn)計算機(jī),算力竟不及其百分之一。此后雖經(jīng)改良,但仍與新中國國防、科技事業(yè)的迫切需求相距甚遠(yuǎn),尤其制約著亟待壯大的中國海軍。
1958年,研制魚雷快艇指揮儀的任務(wù),落在了哈軍工一群平均年齡只有25歲的年輕人身上,代號901。
慈云桂
憑借一本只有數(shù)十頁紙的計算機(jī)科普書,慈云桂帶領(lǐng)9名學(xué)員邁出了中國自主設(shè)計研制電子計算機(jī)的第一步……
中國巨型機(jī)之父
慈云桂
慈云桂,21歲時在逃避戰(zhàn)亂途中考取西南聯(lián)合大學(xué)航空系,但卻因病無法前往昆明報到,只好就近借讀于湖南大學(xué)機(jī)械系。
八年抗戰(zhàn)烽火硝煙,慈云桂沒有中止學(xué)習(xí),因成績優(yōu)異被保送到清華大學(xué)。新中國成立以后,慈云桂調(diào)入哈軍工海軍工程系任副主任、雷達(dá)教研室主任。
為了研制電子計算機(jī),慈云桂將團(tuán)隊分成兩組,一組由他率領(lǐng)南下北京,赴中科院計算機(jī)研究所學(xué)習(xí)研制磁芯存儲器,解決元器件困難;另一組在組長柳克俊的帶領(lǐng)下,攻克了基本電路設(shè)計實驗以及運(yùn)算器、控制器邏輯設(shè)計等一系列難關(guān)。
磁芯存儲器
兩個多月后,慈云桂帶著寶貴的實驗數(shù)據(jù)和儀器元件回到了哈爾濱,整機(jī)組裝得以節(jié)節(jié)推進(jìn),但由于優(yōu)質(zhì)元件和經(jīng)驗的匱乏,自主研制的磁芯存儲器運(yùn)行時常不穩(wěn)定。
為此,慈云桂成立了一支攻關(guān)小組,苦戰(zhàn)三天三夜,終于發(fā)現(xiàn)了出錯的磁芯,成功替換后,901終于達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)。
901專用電子數(shù)字計算機(jī)
1958年9月28日,隨著一道橢圓積分?jǐn)?shù)學(xué)題被成功計算, 901正式通過驗收,后經(jīng)北海艦隊183 型快艇海試,魚雷的發(fā)射精度和可靠性得到大幅提高。
國防科技大學(xué)教授 胡守仁
1958年1月份,在海軍禮堂搞了個展覽。參觀的人有總理、朱德、陳毅,基本上大部分中央領(lǐng)導(dǎo)都來。901計算機(jī)是很小的機(jī)器,性能也比較低,但是它能計算數(shù)學(xué)題,初步掌握了計算機(jī)技術(shù),相當(dāng)于星星之火。
雖然只是仿制品,但最早一批計算機(jī)的成功研制,對于在黑暗中苦苦摸索的同行來說,是極大的鼓舞。
于敏
1965年11月1日,J-501機(jī)計算結(jié)果的打孔紙帶上,顯示出了期盼已久的數(shù)字。帶隊在上海進(jìn)行理論運(yùn)算的于敏,當(dāng)即用暗語給北京打了一個電話:“我們幾個人去打了一次獵……打上了一只松鼠……”
這只“松鼠”,就是我國第一顆氫彈理論研究的突破。
遙不可及的“銀河”
慈云桂的科研團(tuán)隊仍然沒有止步,1964年11月,我國第一臺晶體管通用數(shù)字計算機(jī)441B在他們的手中宣告誕生。
441-B晶體管通用數(shù)字計算機(jī)
這是一次技術(shù)的革命,第一代電子管技術(shù),中國整整落后了美國12年,而在第二代晶體管計算機(jī)441-B問世后,這一技術(shù)的差距被縮短到了6年。此后10年,隨著集成電路技術(shù)的應(yīng)用,世界算力再次迎來了新的突破。
但幾乎就在中國百萬次計算機(jī)誕生的同時,美國科學(xué)家運(yùn)用向量技術(shù),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)批量化處理,算力直指億次大關(guān),這也標(biāo)志著計算機(jī)前沿領(lǐng)域跨入高速度、大容量的巨型機(jī)時代。
百萬次與億次,算力的巨大落差下,甚至連國家石油礦藏這樣的機(jī)密數(shù)據(jù),都不得不送到國外去處理。而中國要想進(jìn)口一臺早已不算先進(jìn)的400萬次計算機(jī),外方的條件都極其苛刻。
國防科技大學(xué)教授 胡守仁
高檔的機(jī)器不賣,可以出租給你。1/3的價錢是硬件的價錢,另外1/3的價錢是軟件的價錢,還有1/3的錢是維護(hù)的條件。
結(jié)果另外要搞一個房子,中國人是不能進(jìn)去的,只有他們能進(jìn)去。而且通過他們管理這個機(jī)器,他就能夠掌握我們計算機(jī)。算什么題目,干什么任務(wù),他都掌握,你看看氣人不氣人。非得自己自力更生不可!
1978年,鄧小平指出:“中國要搞四個現(xiàn)代化,沒有巨型機(jī)不行!”當(dāng)年陽春三月,中央召集巨型機(jī)研制部署會,研制任務(wù),又一次落在了慈云桂的肩上。
然而此時,這支歷經(jīng)哈軍工分建南遷,輾轉(zhuǎn)湖南長沙的科研團(tuán)隊,研制出的最快計算機(jī)151也只有每秒100萬次。
事關(guān)國家尊嚴(yán),慈云桂年逾花甲,仍難涼熱血,受領(lǐng)任務(wù)后,他當(dāng)即立下了軍令狀:“每秒一億次,一次不少!六年研制時間,一天不拖!預(yù)算經(jīng)費(fèi),一分不超!”。
西蒙·克雷
六年是世界發(fā)達(dá)國家更新一代計算機(jī)的時間,然而,西蒙·克雷之所以能研制出世界第一臺每秒億次機(jī)克雷-1,除了他的智慧,還有當(dāng)時美國擁有的世界最深厚的技術(shù)積累、最雄厚的經(jīng)濟(jì)支撐、最完備的工業(yè)基礎(chǔ)。
那時,中國的電子元器件性能和工藝水平落后,加之國外的技術(shù)封鎖,此時上馬巨型機(jī)無異于自討苦吃。
國防科技大學(xué)教授 王振青
但是在這個情況下,慈老師也還是堅持:這個事既然是科工委下的任務(wù),那我們一定要干好。少活幾年,我也要把銀河機(jī)拿下來。開始因為1978年5月份開方案論證會,所以這個工程就叫“785工程”。
在條件不具備的情況下上馬,慈云桂確定的目標(biāo)并不是個人得失,而是國家需要??删彤?dāng)慈云桂懷揣任務(wù),回到學(xué)校時,發(fā)現(xiàn)困難遠(yuǎn)比想象得多,搭團(tuán)隊,建廠房,攢設(shè)備,一次碰頭會上,慈云桂邊討論邊扳著手指頭數(shù),每根手指彎了4遍,整整40個問題,如同40座山。
其中最難過的一座大山還是巨型機(jī)的核心,當(dāng)時美國的克雷-1,主頻是80兆赫,而中國只有20兆赫。元器件落后的情況下,如何保證這臺計算機(jī)每秒億次的算力? “銀河”巨型機(jī)的研制還需要更加精妙的構(gòu)思……
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