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两弹一星是靠算盘算出来的?真正的“幕后英雄”其实是它..

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匿名  发表于 2018-5-22 10:28 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

两弹一星是靠算盘算出来的?真正的“幕后英雄”其实是它..





  今年是中国第一台计算机诞生60周年。60年前的1958年8月1日,中国第一台M-3计算机完成了四条指令的运行表演。因为这个有纪念意义的日子,这台计算机被定名为“八一机”,后来同样仿制M-3的计算机则命名为103机。

  正是从“103机”开始的中国第一代计算机,承担了“两弹一星”研制过程中的大量关键运算,是“两弹一星”的幕后英雄、不为人所知的国之重器。

  不过,因为保密的需要,对中国核武器研究做出卓越贡献的中国第一代计算机,长期以来一直是默默无闻的“幕后英雄”。甚至在有些宣传中,会说中国科学家用算盘完成了“两弹一星”的运算。殊不知,那些海量的复杂运算,用算盘不知要拨打到何年何月。

  说起“八一机”和“103机”的诞生,得从1956年6月计算所筹委会——这家中国最早的计算机研究基地的成立开始。

  

  计算所筹委会的主任是华罗庚,三位副主任分别来自解放军总参某部、二机部和建设委员会。筹委会成员中,除了这几家单位的专家学者,还有清华、北大等高校教授。

  即便如此,人才也非常有限,毕竟计算机还是一个“只闻其声、未见其型”的新学科。为了解决研究和教学人员的极度短缺,计算所筹委会和清华大学、北京大学合作,抽调高年级学生和已毕业的大学生,举办了四期训练班。

  从1956年至1962年举办的这四期训练班,可以说是中国计算机的“黄埔军校”。四期训练班共毕业学生684人。

  训练班开始办的时候,计算所尚在筹备,完善的教学、科研条件还不具备。训练班的教学场地,借用过清华、北大的教室,甚至用过西苑兵营、香山大庙等地。在远离市区的古庙里办现代电子计算机训练班,现在看来很有些“穿越”的感觉。

  1956年,中科院两次派出计算机技术考察团赴苏“取经”,带回了大量资料。第一期训练班开学的时候,考察团正在莫斯科参观苏联最新型的БЭСМ计算机。人还没回国,他们拍摄的大量照片就先送到了训练班的课堂上。

  到了第三期、第四期训练班的时候,学员们就已经有了亲眼观摩乃至上机操作计算机的机会。

  中科院派出的赴苏计算机考察团,带回国的不仅仅是苏联计算机的照片。几个月后,中国向苏联订购了M-3计算机的图纸资料。

  M-3计算机其实并不算先进,是苏联早期研制的一种中小型计算机。中国引进这种计算机的目的也很明确,就是通过它吃透计算机生产技术。这也是中国计算机起步阶段与“先集中、后分散”并列的另一大原则:“先仿制、后创新”。

  纯粹的理论研究,不可能凭空造出计算机来,而当时中国自己的工业水平,尚不足以撑起计算机这个电子工业的“塔尖”。就拿第一代电子管计算机使用最多的电子管来说,当时中国电子管主要应用于收音机,使用最多的也不过“十一灯”,即十一只电子管。

  北京广播器材厂最初被选中生产计算机,也是“以电子管论英雄”。广播器材厂是当时中国使用电子管最多的工厂,既然计算机用的也是电子管,工业主管部门就想当然地认为广播器材厂能“照葫芦画瓢”。

  殊不知,虽然都用电子管,但广播设备属于模拟信号系统,而计算机是数字信号,这是计算机区别于之前的所有工业设备、电子设备的根本特点。两者虽然“沾亲”,却隔代远矣。

  北京广播器材厂制造计算机力所不及,M-3图纸资料转给了国营第738厂。

  738是北京有线电厂代号,兆维集团的前身,可能很多人并不了解,提到它的“兄弟”798,可就无人不知了。不过,798现在的名气来自于艺术园区,而在上世纪50年代,798、738都是苏联援建的电子工厂,它们所在的酒仙桥,就是中国最早的电子工业基地。

  按“辈分”,798其实是738的“侄子”,它原来是718厂的三分厂。酒仙桥基地最初有三个电子大厂,即718(无线零件厂)、738(有线电厂)和774(电子管厂)。

  738厂生产计算机,就是将774厂的电子管、718厂的各种元器件,自己加工的部件及苏联提供的部分元器件,按照M-3的图纸和技术说明进行装配。

  现在的家用电脑只有几个部件,数条接线,装配简单,很多人都能自己动手“攒机”。而M-3虽然性能远远比不上现在的任何一台家用电脑,但块头可大得多了。它有三个大衣柜大小的机箱,全机有700多只电子管、2000个二极管、10000个阻容元件、400个插件,不但有插接,还有焊接,全部都要手工完成,一条导线、一个螺丝、一个焊点都马虎不得。

  装配中国第一台电子计算机,738厂日夜兼程用了八个月。

  1958年6月1日,738厂仿制的M-3计算机交付中科院计算所调试。

  开机运行,问题来了。

  这台计算机运行很不稳定,甚至有些简单的运算也会出错,有时候又干脆中途“罢工”。问题出在哪里?计算所的技术人员只能根据苏联图纸,用电子仪器一处处地测试关键点。

  这个中国第一台电子计算机,装配时出现了个别接线错误或虚焊点,纠正后却仍没有效果,运行中各种不稳定一如既往。

  时间却不等人了。时值“大跃进”,各行各业都在“放卫星”,仿制M-3计算机被定为1958年“八一献礼”。为了赶上这个时间点,科技人员只能在调试中做出取舍:先不管可靠性和实用性,集中力量解决“正确性”,也就是确保这台计算机能在8月1日运转起来,运算正确。

  经过两个月不舍昼夜的调试,这台仿制的M-3计算机终于在8月1日完成了四条指令的运行表演。因为这个有纪念意义的日子,这台计算机被定名为“八一机”,后来同样仿制M-3的计算机则命名为103机。虽然它的运算速度只有每秒30次,但“中国第一台电子计算机”的标志性意义,已经足够激动人心,新华社当即播发了中国研制成功计算机的消息。

  

  103计算机

  时任中国科学院党组书记的张劲夫,那一天也特意来到计算所。看到计算机成功运行,张劲夫风趣地说,这台计算机就叫“有了”。

  “有了”,饱含着夙愿达成的喜悦,却也有一种不满足的心境——“八一机”解决的是中国计算机“有和无”的问题,但距离这台计算机实际应用还有很长的路要走。

  1958年9月,苏联计算机专家来计算所指导,最后找到了症结:“八一机”的磁鼓质量不合格。没想到这又引起了一番争论。苏联专家说738厂生产的磁鼓镀层不合格,与苏联的产品标准不符。738厂说磁鼓是严格按照苏联技术文件生产的,指标合格。谁对谁错莫衷一是。倒是后来苏联方面送来了第二批资料,把磁鼓的磁层配方,由镍钴合金改成了镍钴磷合金,这才真正解决了问题。

  其实,M-3计算机是苏联研制计算机过程中的一个实验性的初级产品,本身就很不完善。中国的科技人员在仿制和调试的过程中,对其进行了大量改进。比如磁性存储设备,眼见“八一机”的磁鼓问题一时解决不了,中国科技人员没有“等靠要”,而是另辟蹊径,自行设计研发磁芯存储器,这也是我国第一个自行设计使用的计算机部件。

  1959年5月,磁芯存储器研发成功,装配到103机上以后,将其运算速度提高到每秒1500次,后来进一步改进,又提高到每秒2300次。

  在仿制M-3计算机的同时,我国又从苏联引进了大型电子计算机技术。大型计算机的“蓝本”是苏联的БЭСМ计算机,中国生产型号命名为104机。104计算机有22个机柜,占地400平方米,全机共用4200个电子管,4000个二极管,运行速度达到了每秒一万次。

  1959年10月1日,我国第一台大型通用数字电子计算机研制成功,向国庆十周年献了礼。《人民日报》在头版头条报道了这一喜讯。

  这时候,103机其实也刚刚完成可靠性和实用性的调整改进,这两种计算机成了738厂供不应求的产品。相对而言,倒是运算速度慢很多的103机销路更广,一共生产了48台。原因很简单,103机便宜。

  当然,便宜只是相对于104机而言。104机每台造价达200万元,103机则是25万元——这也相当于400个大学毕业生一年的工资了。

  104机的高昂造价,注定其只能服务于国家重大项目。1960年,第二台104机交付航天706所,为研制导弹、火箭和卫星进行了大量轨道计算。我国第一颗原子弹的很多相关计算就是由104机完成的。

  104机总共生产了7台,其水平虽然不及美国的大型计算机,但已经超过了和中国同时起步研制计算机的日本,与英国的水平旗鼓相当。

  103机和104机虽然都是国产,终究是仿制品,只能解决中国计算机“有和无”的问题。中国计算机的创业者们可不想永远跟在苏联屁股后面。仿制这两种型号的苏联计算机之初就“有约在先”:“先仿制后创新”。

  1958年8月,103机刚刚仿制出来,中国就开始自主研发计算机。仅用了不到两年时间,1960年5月,我国第一台自主设计、制造的计算机107机交付中国科技大学。

  107机由夏培肃主持研发,设计思想与苏联计算机有着本质区别,其基础设计来源于1953年中科院数学所时期的计算机科研小组,又装配了我国自主研发的磁芯存储器。107机一出手就全面超越了仿制的103机。

  全机采用了1200余只电子管,运算速度最初为每秒250次,后来调整设计和程序,达到了每秒2000次。107机连续无故障运行时长超过20小时,创造了电子管计算机的纪录。而且,这台计算机可以随时开关机,看似简单的这个功能,却让同时代的电子管计算机难以望其项背。

  作为小型计算机,107机只是牛刀小试。1964年4月,中科院计算所研制的119计算机投入使用,每秒运算速度达到5万次,是世界上运算速度最快的电子管计算机。

  119计算机的运算速度是104机的五倍,很快替换了在国家重点工程中值班的104机。彼时,我国第一颗氢弹正在理论攻关阶段,中科院计算所的119机和华东计算所的J-501机(在119机基础上仿制),一北一南,高速运转着。

  

  为我国氢弹研制做出突出贡献的J-501电子管计算机。

  1965年11月1日,J-501机输出结果的打孔纸带上,终于显示出令人兴奋的数字。带队在上海进行理论运算的于敏,当即用暗语给北京打了一个电话:“我们几个人去打了一次猎……打上了一只松鼠……”

  这只“松鼠”,就是我国第一颗氢弹理论研究的突破。

  因为保密的需要,对中国核武器研究做出卓越贡献的119计算机,长期以来都是默默无闻的“幕后英雄”。甚至在有些宣传中,会说中国科学家用算盘完成了“两弹一星”的运算。殊不知,那些海量的复杂运算,用算盘不知要拨打到何年何月。

  来源  北京日报纪事

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飞龙之云 发表于 2018-5-24 06:34 | 只看该作者

因为保密的需要,对中国核武器研究做出卓越贡献的119计算机,长期以来都是默默无闻的“幕后英雄”。甚至在有些宣传中,会说中国科学家用算盘完成了“两弹一星”的运算。殊不知,那些海量的复杂运算,用算盘不知要拨打到何年何月。

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