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千万开来 直赴载极
——从中国第一台计算机到世界第一超级计算机
  复旦校史馆一角,摆放着两张有点发黄的老照片。照片里有一台巨大的、类似老式仪表的“大家伙”,它就是复旦601型电子积分机。在美国人发明第一台计算机10年之后,1956年5月,复旦大学数学系和物理系师生合作研究、设计,成功研制中国第一台大型电子模拟计算机——复旦601型电子积分机。它可以解四阶常系数微分方程等问题。
  1956年6月,计算所筹委会成立,这是我国最早的计算机研究单位。计算机所筹备委员会的主任就是我国著名数学家华罗庚,其他几个副主任分别来自解放军参谋部和建设委员会等,除此之外还有许多高校的教授。计算机是诸如我们后来熟知的原子弹氢弹爆炸、人造卫星上天等一系列科技成果的关键。
  在前苏联的帮助下,1958年8月1日,中国第一台电脑——103型通用数字电子计算机研制成功,其运算速度为每秒1500次。因为刚好是8月的第一天,因此也被叫做八一机。虽然相比于现今的计算机速度来讲可以说是“龟速”,但在新中国成立初期,它无疑是一大开创性壮举。如果没有计算机的快速运算,核武器的研制过程所需要的数字计算量根本不是仅仅依靠算盘可以完成的,如果真的只用算盘估计算到地球完蛋的那一天也算不完。
  同年,中国科学院向计算所下达了研制109乙晶体管计算机的任务,华北计算所于1962年也开始研制108甲晶体管计算机。用了两年时间安装好109机,一通电,几分钟就出一次故障,称为“跳动”“抓鬼”。这时,国外计算机界权威断言:中国5年之内做不出晶体管通用计算机。
  1964年11月,哈尔滨军事工程学院晶体管计算机设计组研制的441-B整机终于在没有一点差错和返工的情况下宣告成功。样机连续工作268小时,直到一个电路板上的微型变压器被击穿才停机。两位国防科委的参谋日夜厮守,寸步不离,高兴地签字做出证明。研制小组荣立集体一等功。1965年4月26日,经过332个小时25分连续考核,441-机通过了正式鉴定。
  1965年6月,中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计算机:109乙机。并在《人民日报》刊登为首台晶体管计算机。随后,中科院计算所对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,在我国两弹试制中发挥了重要作用,被誉为“功勋机”。据1985年《中国计算机工业概览》记载,“哈军工441-B机的稳定性很高,较之电子管机有很明显的优越性,在试运行期间,已经造成很大影响,对我国计算机进入第二代起到很好的示范作用。”
  1973年,北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100万次的大型通用计算机。1974年清华大学等单位联合设计,研制成功DJS-130小型计算机,以后又推DJS-140小型机,形成了100系列产品。与此同时,以华北计算所为主要基地,组织全国57个单位联合进行DJS-200系列计算机设计,同时也设计开发DJS-180系列超级小型机。70年代后期,电子部32所和国防科大分别研制成功655机和151机,速度都在百万次级。进入80年代,我国高速计算机,特别是向量计算机有新的发展。
  巨型计算机又称超级计算机,是运算速度最快、规模最大的计算机,主要用于物理现象模拟和海量信息处理,在天气预报、核爆模拟、石油勘探、航空航天飞行器设计等领域都具有重要作用。二十世纪70年代,高性能计算已经成为推动科技创新和经济社会发展的重要战略技术。然而,由于没有自己的巨型计算机,中国在经济社会发展当中常常受制于人。勘探出来的矿藏、石油数据资料,得送到国外去处理,不但花费昂贵,而且数据首先要被外国专家掌握。
  在全国20多个科研、生产、使用单位的大力协作和支持下,1982年1月,亿次巨型计算机研制成功,命名为“银河-Ⅰ”。1983年,国务院电子计算机与大规模集成电路领导小组组织全国29个单位的95名计算机专家和工程技术人员成立“银河计算机国家技术鉴定组”,对银河计算机进行了全面、严格的技术考核。11月21日,“银河-Ⅰ”顺利通过全部鉴定。“银河-Ⅰ”计算机的研制成功,使中国跻身于世界上能够研制巨型计算机的国家行列,标志着中国计算机技术达到一个新的水平。
  2009年10月29日,作为第一台国产千兆次超级计算机“天河一号”在湖南长沙亮相。“天河一号”运行“核高基”专项支持研制的银河麒麟操作系统,名列当年的国际超级计算机TOP500排行榜世界第五位、亚洲第一位的排名,并使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千兆次超级计算机的国家。“天河一号”超级计算机的实测性能可以排列在本年度TOP500排名的第四位,至于“天河一号”超级计算机的峰值性能则可以排列本年度TOP500排名的第三位。这个速度意味着如果使用“天河一号”超级计算机运行计算一秒钟,其运行速度则相当于全国十三亿人连续计算八十八年。而如果用天河一号计算一天,则相当于使用一台当前作为主流机型的微型计算机连续运行计算一百六十年之久。
  2010年,中国国防科技大学在原有的“天河一号”超级计算机的基础上,对其加速节点进行了扩充与升级。新的天河一号A超级计算机系统已经完成了安装部署,其实测运算能力从上一代的每秒563.1兆次倍增至2507兆次,成为世界上最快的超级计算机。
  如今,国际上研究的计算机已经包含了人工智能计算机、生物分子计算机、蛋白质计算机、光子计算机等等,全新的计算机概念,需要年轻人更多地投入到前沿性、前瞻性的研究,有许多创新性的工作可做。年轻一代更应不负韶华,为了建成社会主义现代化强国的伟大事业而奉献。

(张祎豪)


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