一个世纪的风雨,一个百年的回眸,在经历了百年沧桑之后,2009年9月,兰州大学将迎来百年华诞。为回顾历史、弘扬传统,谨以此文献给我的母校,愿母校继往开来、再创辉煌!而百年兰大的计算机发展史实际上也是中国计算机发展史的一个缩影。
一九五六年——兰州大学计算机事业的开创起步年
我是1956年生人,很幸运与计算机有缘。因为1956年是共和国计算机事业的开创起步年。1956年,国务院制定了新中国第一个科学技术发展规划,即《1956-1967年十二年科学技术发展远景规划》。这个规划除确定了56项重大研究任务以外,还将“计算技术的建立”列为四大紧急措施之首(另外三项是:半导体、无线电电子学和自动化技术),并立即开始筹建中科院计算所,任命华罗庚教授为中国科学院计算技术研究所数字委员会主任。两年后,中国有了自己的第一台电子管计算机——103机(1958年8月1日启运,亦称“八一”机)。
1956年哈尔滨工业大学等院校率先开办了“计算装置与仪器”专业,这就是现在“计算机科学与技术”专业的前身。这一段时期有14所高校开办了计算机专业,从而使我国计算机教育事业的发展迎来了第一次高潮。
依上所述,中国的计算机事业和大学计算机专业教育已走过了半个世纪的历程。
1956年对于世界计算机界来说则更是具有里程碑意义的一年。
首先,IBM公司这一年创立了世界上第一个高级程序设计语言——FORTRAN语言,开创了计算机软件的新纪元,计算机从此真正走出了实验室,进入了应用普及大发展的新时代;其次,仅运行了10年的世界上第一台电子计算机ENIAC被送进了博物馆。人们对待它就像对待出土文物一样,可见计算机这一新生事物的发展速度是何等惊人;还有:
这一年日本科学家刚刚造出了日本的第一台电子管计算机;
这一年IBM公司制造出了世界上第一个磁盘存储系统;
这一年计算机界首次提出了“人工智能(AI)”的概念;
这一年世界上首次推出了采用晶体管的商用计算机UNIVAC……
1956年,也是兰州大学计算机事业的开创起步年。
1956年,刚从吉林大学毕业的王德人、蒋柱中来到了兰州大学。他们两位是同班同学,刚到兰大无论是生活还是计算方法和程序设计的教学工作,一切对他们来讲都十分陌生,但他们边学边干,废寝忘食地工作,为开创兰大的计算机事业建立了不可磨灭的功勋。1956年随后的两年里,从全国各地赶来的学者和大学生们就成了兰州大学第一代计算机人,他们是:从北京大学无线电系研究生毕业的席先觉,从莫斯科专攻计算方法学成归来的唐珍……还有兰大自己的毕业生:刘忠文、熊藻、陈洪陶、李永礼……
可能由于工作的关系,时至今日,在兰州大学工作多年,最让我崇拜和从内心敬佩的人是改革开放后恢复职称评定工作评聘的第一批高级工程师:蒋柱中、高冠群和谢持西。这三位高工以他们过硬的技术和高尚的人格魅力赢得了包括大学者、名教授在内的广大教师们的称赞和尊敬。那是一个高工比教授更受人尊敬的年代。
兰州大学今天已拥有大大小小上百台计算机服务器和近万台微型计算机。兰大计算机的发展史不仅是一系列计算工具演变的历史,更是一代兰大人艰苦创业的历史;不仅是兰大人创造物质文明的记录,更是兰大人创造宝贵精神文明的结晶。
一九五八年——兰州大学的第一台计算机诞生
IT行业的人们常常依照所采用的逻辑元器件将计算机划分为电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路(VLSI)四代产品,这种约定俗成的计算机年代的划分方法一直延用到现在。你可知道兰州大学就曾有过这四代产品吗?你可知道兰州大学是中国有机会创办“中国计算机博物馆”为数不多的几所高校之一吗?
五十年代后期,由于国家国防事业的发展和西北地区经济建设的需要,国家大规模投资建设兰大,使兰州大学的地位不断提高,以至于当时兰州大学的介绍是这样开头的:“兰州——东方的斯大林格勒;兰州大学——科学家的摇篮!”与此同时,国家陆续从北京大学、复旦大学、南京大学、南开大学等东部高校动员了一大批学者教授、研究生和归国留学生到兰大工作。他们之中就有后来任兰州大学物理系系主任、理论物理博士生导师的段一士教授。
1958年8月1日,我国第一台电子计算机——103机诞生。仅仅四个月之后,段一士和邝宇平(现清华大学教授,2003年新增选的中科院院士)等人研制的模拟式电子计算机获得成功。这台经费仅1万元,在兰大物理楼中央5楼经过百天日日夜夜苦干完成的模拟式电子计算机,与清华大学同类设备的研制工作同步进行,为兰大计算机事业的起步作出了重要贡献。这台模拟式电子计算机的机柜长5米、高2米,装有200个电子管、6000个电阻、300个电容及其他一些精密仪器。它利用一套由电子学运算器(积分器、微分器、加法器、反向器)组成的电子网络线路来模拟微分方程的近似差分方程式,用以解各种类型的常微分方程和积分微分方程,精确度在1%左右。解可用静态测量得到,示波器上还可绘出结果曲线。在研制过程中,他们还提出了一种新的直流网络式电子计算机的设计方案,专门用于解原子核理论研究中常遇到的薛丁格尔方程,对师生进行量子力学、电子学及计算数学等方面的教学实践都起到了很有益的作用。
1958年12月31日,《兰州大学》校刊第二版刊登了报道:“物理系模拟式电子计算机元旦前夕制成,比起初设计的规模还大了许多(原只有网络式),并较原计划提前一年零七个月完成。”报道称:“该机能解原子核、基本粒子理论的方程式,计算出能级;运算中可以自动给出微分方程的初始条件;能解薛丁格尔方程及其本征值、变系数方程;如果你没看清它的答案,它可‘耐心’地自动地给你重演一遍、两遍。该机在全国范围内更有它独到之处,它把网络式、积分式两种计算机合而为一,使得解题范围扩大,精确度提高。据了解国内现有电子计算机还未能达到这些要求。模拟式电子计算机主要用于自动控制,是现代国防力量强弱的重要标志之一,在向原子物理进军中它是一个强而有力的武器,一般解这方面的微分方程往往需要好几天乃至一个月、一学期,而它只需要几小时。”
1959年1月4日,甘肃省委第一书记张仲良、书记霍维德、宣传部长阮迪民等17人来我校参观“元旦向党献礼”展览会。在校党委书记刘海声、副教务长陆润林的陪同下,参观了大型网络式和积分式模拟电子计算机。在参观过程中,物四班的张敬业同学向省委领导详尽介绍和汇报了电子计算机的功能、构造、创制过程和重大意义,物理系青年教师石俊岭作了计算实现的现场表演。参观时,张仲良书记对电子计算机的操作方法、计算技术等问题提出了一些询问;当听到所用的许多设备零件都是代用品时,张仲良书记对大家这种“苦干加巧干”的精神给予了赞扬。
1959年1月8日,《兰州大学》校刊头版刊登了兰州大学党委给物理系的表扬信。
文革时期,这台机器的机壳沉睡在原兰大1号文科楼南侧的地下室里,其上诸多电子元器件也早被校办工厂拆走另作他用了。
DJS121——兰大的第二代计算机
1964年之后我国开始推出第二代计算机——晶体管计算机。当时中国贵州的凯里由于生产国产计算机而被称之为“中国硅谷”。1974年4月,兰州大学用80万人民币从贵州凯里国营830厂购进了一套国产晶体管计算机系统——DJS121。该系统每秒3万次,内存32K,磁鼓64K,采用光电纸带输入和电传打字输出等外设,软件使用ALGOL60语言的解释执行系统。前去接机并接受培训的有计算机组的熊藻(1958年兰大毕业)、蒋柱中、刘国义、蒲兴荣和李永礼(1965年兰大毕业,现计算机系教授)五位老师。安装调试投入运行后,又将ALGOL60升级为ALGOL68语言,另增设了上海产D2型磁带机及窄行和宽行打印机。而在此之前,兰州大学就已经有28位老师和工程技术人员在中科院兰州地震大队的DJS103机(仿苏式M-3机,1971年兰州市的第一台电子管计算机,每秒30次,内存4K,磁鼓16K)上进行了两年多的探索研究,由高冠群、王德人等老师授课并指导。DJS121共运行11年,高冠群、蒋柱中、刘国义、蒲兴荣四位老师也坚持了11年,后来又有李恒滨、袁复兴、尤传华等一批青年教师也加入了这一行列,形成了兰州大学在计算机领域中最初的技术队伍。而通过DJS121受益最多的是现代核物理系和力学系搞科学计算的教师们。如叶开源教授、邢正教授、陈星渠教授……他们常常在机房上机一天就是十几个小时。DJS121的运行也使兰大早期的计算机教师们有了用武之地。如席先觉、刘仲春(曾任教育部条装司贷款办设备处处长)、李忠信(计算机系退休教师,早年在酒泉卫星发射中心从事计算机编程工作,1972年来兰大),等等。1985年,DJS121调往定西教育学院。
还是蒋柱中老师在DJS121上的一项“绝活”,最终改变了我的人生道路。1981年,我大四时在DJS121上实习,这套系统的输入设备是纸带光电输入机。上机前,我们都要人工校对穿孔纸带上的ALGOL68语言程序。校对时两人一组,一人看穿孔纸带上的一列孔眼读出其编码,另一人按ASCII码表将编码转换为字符,与源程序语句逐个字符进行比对。如编码“42,65,67,69,6e”转为字符拼在一起就是“Begin”。而蒋老师校对穿孔纸带时,几列孔眼放在一起看,直接读出“Begin read……end”等,就像看象形文字一样,真是神了,简直就是一台自动翻译机。这是长时间日积月累的结果!1982年元月毕业后听说刚成立的计算中心需要人,我毅然决然到计算中心报了到,从此便开始了作为一个兰大计算机人的生涯。
穿孔纸带上的ALGOL68语言程序
DJS130——兰大的第三代计算机
曾几何时,在兰州市盘旋路方圆一平方公里的地面上,集中着中国最优秀的核物理科学家,因为兰大北边仅隔一条马路,就是中科院兰州分院的化物所和近物所(目前近物所的所长是2005年新增选的科学院院士,兰州大学现代核物理系77级毕业生——詹文龙)。为提高兰大现代核物理系整体科研能力和科学计算水平,1978年兰州大学又用40多万元人民币从山东潍坊电子计算机厂购进了DJS130计算机。该机为16位机,采用小规模集成电路,定点加法运算速度为每秒50万次,内存为32KB×4的磁芯存贮器,外设有电传纸带输入机、55型电传键盘输入机、纸带穿孔机、20英寸彩色显示器(贵阳803厂出品,八单位字符显示仪)、80列宽行9针打印机等。主机柜尺寸:1500×700×700厘米。当时由核电子学组的7位教师去接机。乘火车返回时,有些贵重部件老师们干脆抱在怀里一直坚持到兰州。在现物系安装设备完成后,成立了计算机室,由赵崇侃(负责运算器)、董发运(负责内存)、朱石泉(负责软件)三位老师具体维护和管理系统的运行。该机当时所配的语言有Basic语言和汇编语言,但无论使用还是系统维护都有不够完善的地方。三位老师花了大量的时间和精力阅读各类有关资料,反复实验和调试,自己动手进行二次开发,取得了很好的效果。1980年,“DJS130电子计算机显示编辑程序”获甘肃省科技成果三等奖。1983年3月他们又用汇编语言开发了“跟踪查错显示”程序。DJS130计算机共使用6年,1984年底该机调往武威一中。
M340S——兰大的第四代计算机
1985年8月,在刚刚建成的兰州大学计算中心大楼一楼的150平米的主机房内,M340S计算机系统正式启用了。M340S中型计算机属日本富士通公司(FACOM)80年代初的产品。经过1984年历时6个多月的谈判,国家教委利用世界银行的无息贷款为包括清华大学在内的13所委属重点院校购买了M340S系统。这是我国自改革开放以来第一次大规模引进国外的计算机系统来装备高校的教学实验设备。为了管好和用好这些设备,国家教委要求各校在装机之前派四位技术人员接受外方的培训和考试。1984年5月兰州大学派硬件工程师赵崇侃、王培新和软件工程师徐德启和笔者四人前往日本东京富士通电算机专门学院进行培训,时间半年。硬件按设备的类型分别开设了安装、调试、检测和维护等各门课程;软件按系统软件、应用软件及编程语言等共开设了23门课程。FACOM—M340S系统价值264万元,共有55台(件)设备。包括:
8轴硬磁盘(F493),双通道交叉访问方式联接,数据传送速率为1.2MB/秒。
2台磁带机(F617A),9道磁带,带速每秒125英寸,数据传输速率为781KB/秒。
1台软盘机(F445D),盘箱容量为20张8英寸软盘片,数据传输速率为40KB/秒。
2台行式打印机(F6732D),送纸速度1.4米/秒,打印速度750行/分钟。
30台终端显示器(F6262K),14英寸彩显,每屏24行80字符。
1台滚筒式绘图仪(F6202B),范围30米306毫米,步长0.1毫米,绘图速度1000步/秒,2支笔,笔移动速度30次/秒。
1台平板式绘图仪(F9436PL1),范围380230毫米,步长0.1毫米,绘图速度400步/秒,10支笔,笔移动速度12次/秒,采用20英寸图形显示器,分辨率40963199。
汉字系统(F6651B),14英寸彩显,每屏24行40字符,采用笔触式汉字大键盘,包括国标一、二级全部汉字,配有24针汉字打印机(每行90个汉字),打印速度每秒40字。
M340S系统配有大型操作系统OSⅣ/F4,虚拟存贮空间为16MB/作业,实联通道数5个。CPU具有动态地址转换及指令预取装置,指令分析及指令执行可并行工作。运算速度为250万次/秒。系统共运行11年(1996年元月停运,是13所委属院校中最后停运的系统),提供主机机时22233小时,CPU效率达70%以上。提供终端机时60.72万,曾连续三年获兰州大学大型仪器设备效益奖。
该系统曾为丑纪范(院士)、程昌钧、程麟生、王顺金、汪志诚、胡之德、邓汝温、李笃、汤仁基、段一士、李吉钧(院士)、艾南山、陈长和、邢正、蔡光柏、俞焕然、王天民、王勋陵、葛墨林(院士,现南开大学数学所所长)、汪映海、张林源、彭周人等一批博士生导师指导博士生论文效过力,而兰州大学一代年青的学术带头人如陈发虎副校长、王式功等教授也曾在M340S机房度过了许许多多不眠之夜。计算中心的硬软件技术人员也陪伴M340S度过了11个春秋,在做好系统运行维护的同时,他们完成了十几项应用与系统的二次开发项目:《国土面积量算与统计》、《地学文献计算机检索》、《敦煌壁画颜料及材料监测数据图形显示程序》、《经济数学模型软件包》、《西北地区星火计划发展战略与对策的数学模型研究》、《FACOM M340S计算机图像处理子系统》、《FACOM M340矢量汉字库及绘制子系统》、《异型机磁带数据转贮》、《Prolog-10语言解释系统》、《Reduce语言解释系统》、《系统计时计费COBOL程序》等。为此,他们曾于1991年获得中国计算机用户协会FACOM分会软硬件技术开发优秀奖一等奖一个,二等奖三个。
1994年11月11日,国家教委副主任韦钰(中)在兰州大学校长李发伸(右)的陪同下参观计算中心 (左1管会生)。通过互联网检索出韦钰当年发表的8篇论文,而当时全国仅有北京高能所的300多台计算机终端通过美国斯坦福大学的IP能连接互联网。
兰州大学的计算机之最
兰州大学最早的机械式电动计算机——是1963年由数学系邓常寿购进的美国进口全自动、半自动及手摇机械式电动计算机,价值4000元/台,共60多台。
兰州大学的第一台单板机——是1981年1月由福建电子计算机厂购进的型号为DBJ—Z80的单板机。8位机,1K内存。1980年6月的产品,价值6950元。
兰州大学的第一台微机——是1981年3月购进的美国B/11微型电子计算机。16位机,价值26797.63元。
兰州大学第一台有计算机接口的电传机——1988年春节由管理系陈士成等人改装调试成功。可以通过计算机文字编辑软件编辑公众电报、用户电报和传真稿件,然后通过电传机发出。而原来要发的内容是通过纸带穿孔录入的。
兰州大学第一台国际科技情报联机检索终端——1988年9月由管理系陈士成等人调试投入使用。这台终端作为北京中科院科技情报研究所的一个远程登录的用户,可检索美国Dialog和STN系统的科技情报(300bit/秒)。采用的设备仅仅是一台PC/XT机、一根电话线和一台300～2400bps的调制解调器。
兰州大学计算机科学专业首次招生——是在1981年9月。早在1976年,“四人帮”刚刚被打倒,当时的崔乃夫教务长(后曾任中华人民共和国民政部部长)就提出要办计算机专业。他说:“不搞计算机专业,我们将成为历史罪人”。1981年,我校成立了无线电物理计算机科学系,设无线电物理和计算机科学两个专业,由来自本校物理系无线电专业、数力系计算数学专业和现物系电子学专业的三个教研室中的教师组成。第一个软件教研室由5人组成:李永礼、徐德启、李忠信、陈洪陶和张征。9月首次招生。1985年9月第一届毕业生毕业。1986年兰州大学计算机系正式成立。历任的系主任为陈洪陶、李廉、徐德启和李志斌。2000年7月,计算机系并入信息学院。
兰州大学的第一封电子邮件——1994年5月发出。是由计算中心发给香港城市理工学院计算中心主任潘其浩先生的。当时兰州市还没有公用信息网络,所以是通过电信局X•25异步专用数据网远程登录到中科院高能物理研究所计算中心而实现的。使用的软件为Procomm仿真终端软件,调制解调器速率为2400bps。这套电子邮件服务系统曾为兰大1000多人发送和接收过E-mail。
兰州大学的第一批IP地址——1996年互联网在中国刚刚兴起,当时Internet在全球只有四个地址管理中心:美国、西欧、澳大利亚和亚洲的东京。我校1996年6月通过东京申请4个C类IP地址(1024个),东京方面回复6个邮件反复询问学校情况(教授数,博士点,学科点等等,最后又将计算机系、网络中心的情况仔细询问了一遍),记得最后一封邮件是要笔者把兰大的地理位置在中国版图上标注出来。一定是这个地理中心位置起了作用,东京方面最后批复给我校的IP地址是16个C类地址,即4096个地址,这可是当时最紧俏的网络资源。 兰州大学的第一个“多媒体电子阅览室”——1997年5月9日在图书馆二楼教室建成,有24台多媒体计算机。可通过各类光盘情报系统或上Internet网进行情报检索和浏览。