科學的春天－－－毛澤東時代中國電子計算機發展歷程！

楊芙清（作者系中國科學院院士，北京大學教授）

有 些人否認毛澤東時代中國在計算機事業上所取得的任何成就； 有些人把中國當時自行設計製造的計算機貶低為低劣的摹仿品；有些人無視西方對毛澤東時代中國的封鎖，一味強調水平差距； 有些人雖然承認當時取得的成就，但總不忘加上一句：“若沒有十年文革的耽誤，成就會更大”；…… 事實果真如此嗎？ 記得南開大學計算機系教授，朱自清的四子朱思俞先生，在課堂上多次強調中國計算機事業在毛澤東時代所取得的進步。

人民是不會被永遠欺騙的，時間將會證明一切。

科學的春天——毛澤東時代中國計算機發展歷程

１９５６年，夏培肅完成了第一台電子計算機運算器和控制器的設計工作，同時編寫了中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，中國第一台計算機——１０３型通用數字電子計算機研製成功，運行速度每秒１５００次。

１９５９年，中國研製成功１０４型電子計算機，運算速度每秒１萬次。

１９６０年，中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。

１９６３年，中國第一台大型晶體管電子計算機——１０９機研製成功。

１９６４年，４４１Ｂ全晶體管計算機研製成功。

１９６５年，中國第一台百萬次集成電路計算機“ＤＪＳ－Ⅱ”型操作系統編制完成。

１９６７年，新型晶體管大型通用數字計算機誕生。

１９６９年，北京大學承接研製百萬次集成電路數字電子計算機——１５０機。

１９７０年，中國第一台具有多道程序分時操作系統和標準匯編語言的計算機——４４
１Ｂ－Ⅲ型全晶體管計算機研製成功。

１９７２年，每秒運算１１萬次的大型集成電路通用數字電子計算機研製成功。

１９７３年，中國第一台百萬次集成電路電子計算機研製成功。

１９７４年，ＤＪＳ－１３０、１３１、１３２、１３５、１４０、１５２、１５３等１３個機型先後研製成功。

１９７６年，ＤＪＳ－１８３、１８４、１８５、１８６、１８０４機研製成功。

１９７７年，中國第一台微型計算機ＤＪＳ－０５０機研製成功。（註：該機由清華大學、安徽無線電廠等組成的聯合設計組於１９７４年開始研製）

[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制定了我國《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制器的設計工作，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”型的操作系統編制完成。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系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復旦大學的支持下，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”，確定把發展系列機作為當前發展方向。

5月，借鑑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，我國原四機部系統共生產了數字計算機250台，模擬計算機323台，機床控制設備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”，取得一系列重大突破。

●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－060兩大系列微機產品。

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系統的誕生
我國的計算機科學起步於50年代。1955年北京大學在數力系成立了計算數學專業，着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，國際上對我國採取技術封鎖，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 系、物理系、地球物理系、無線電電子學系等一批年輕人和來自原四機部738廠、原石油部等單位的同志一起奔赴北大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。

面對嚴重的技術封鎖，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系統及多道運行操作系統和編譯系統，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機的操作系統必須支持多 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 單任務操作系統要複雜得多，加上沒有大型系統軟件的開發經驗，沒有現成的技術資料，我們只能從零做起。當時操作系統研製組的成員除了我是30多歲，使用過 計算機之外，其餘的只有20多歲，對計算機和操作系統可以說是一無所知。年輕人具有初生牛犢不怕虎的精神，我們憑藉着“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，到底什麼是操作系統？什麼是多道運行？又如何在一台處理器上實現 多道程序的“並行”執行呢？由於計算機操作系統的設計和計算機硬件系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，以及多道運行操作系統的概 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系統的邏輯 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，操作系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，並反覆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機操作系統的設計方案終於定稿。緊接着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。

當我們完成了操作系統的編程後，15O機硬件系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機這樣的大型操作系統。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
機軟件系統。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嘗試，既有挑戰 性，又可以加快150機整體的研製速度，於是我們毅然採取了這一方案。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機的操作系統軟件。經過日夜苦戰，只用了23天的時間，就完成了操作系統全部分調工作，並作了模擬聯調。這一成功，保證了系統軟件 設計與硬件製造同步，同時又以系統軟件的調試推動了硬件系統的調試。

當我們在150機上把全部系統軟件連通之後，150 機里傳出清晰、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系統研製成功！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系統軟件。

由 於在15O計算機系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、多道運行操作系統和高級語言編譯系統 等系統軟件產品的研製成功，150計算機系統的投產使用，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計算機系統榮獲全國科學大會獎。在總結150機多道運行操作系統的基礎上撰寫的《管理程序》一書，也成為高校計算機系的教材，為培養人才做出 了貢獻。

[附3]

200系列機的聯合設計和用高級語言書寫的操作系統的研製

進人70年代之後，電子計算機的發展勢頭更加迅猛。計算機開始向系列化方向發展。
1973 年，電子部根據全球電子計算機的發展形勢，提出生產國產系列計算機的計劃，命名為DJS-200系列機。研製系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系列機軟件系統總體方案設計，並負責操作系統的文本設計。200系列機由 220、24O、260三個檔次的計算機系統組成，系統軟件包括三個檔次的操作系統和10種程序設計語言編譯系統。這樣大型的成套軟件系統的設計從技術上 講，難度更大，也更複雜。就操作系統而言必須解決的問題是，如何保證三擋操作系統具有統一的文本，如何使操作系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系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機操作系統 而言，開始時，系統設計採用了模塊組合結構。後來由於200系列總體計劃推遲，加上世界軟件技術的快速發展，我們開始對系統軟件設計方法、操作系統結構進 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機操作系統總體設計方案“改版”，為240機 操作系統設計了“層次管程結構模式和PCM設計方法”，並首次提出將操作系統全部用高級語言編寫。這兩項改進意味着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機操作系統組全體技術人員 為了此項改動，把24O機操作系統方案做了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着改寫了多遍，工作量之大之難可想而知。之後，我們又根據用戶需求，在原多道運行操作系統的設計基礎 上，增加了實施操作系統的設計，相當於完成了2套操作系統。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機的全部系統軟件（包括操作系統、XCY語言編譯系統、FORTRAN語言編譯系統等）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系列機軟件培訓班；對所有參加200系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機操作系統通過了電子工業部鑑定。這是我國第一個用高級語言-XCY語言編寫的大型操作系統，具有開拓性和首創性，當時在國際上也無先例。

1985年，240機操作系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系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《操作系統結構設計》一書成為北京大學計算機系教材。

到 1983年底，200系列機所有軟硬件設計項目都宣告研製成功。200系列機的研製成功，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。如高難度的系列機總體方案設計、十幾個大型系統軟件統一的標準文本設計，保證向上兼容的技術、240操作系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系統等方面都體現了技術創新，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系統和大型系統軟件的開發，同時也從一個側面說明，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 系列機系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》，作者系中國科學院院士，北京大學教授