我懷著十分高興的心情歡慶我們清華大學計算機系50周年慶典，心中萌生起充滿自豪的感情和回憶。

首先值得我們自豪的是：我們中華民族自古就有使用羅盤和算盤的光榮歷史，如果說我們系是第一批國內(nèi)建立的計算機系，指的自然是現(xiàn)代技術(shù)的電子計算機。第一臺電子計算機ENIAC于1945年誕生于美國，但計算機作為一門學科則是發(fā)生在較晚的時候。例如國際知名的專門針對計算機科學的學術(shù)組織ACM (Association for Computing Machinery)只是創(chuàng)建于1947年。由ACM和IEEE 計算機學會出版專門的計算機學術(shù)刊物只是開始于1955年?？梢哉J為我們計算機系建立于1958年，或者更準確地說開始籌備建立于1956年，在國際上來看也是比較早的。

另外，ACM在去年5月份出版了紀念60周年的?？?，其中有一篇文章[1]回憶了ACM早期介入模擬計算技術(shù)的歷史，說明計算技術(shù)更早是從機電控制技術(shù)發(fā)源的。那時的研究興趣主要是計算過程的自動化，屬于自動控制領(lǐng)域是很自然的。從本質(zhì)上說，物理模擬本身就是重現(xiàn)它的數(shù)學描述，進而利用專門的模擬器件直接實現(xiàn)任意的數(shù)學運算。我們系的建立也經(jīng)歷了這樣一條道路，即首先從電機工程系分離出自動控制系，培養(yǎng)初始的計算機硬件教師隊伍，接著吸收計算數(shù)學專業(yè)的軟件人才，使我們系逐步地轉(zhuǎn)向數(shù)字計算機領(lǐng)域，建立起一支優(yōu)秀的軟件硬件齊全，系統(tǒng)理論應(yīng)用結(jié)合的計算機專業(yè)隊伍。

我1952年被派往當時的蘇聯(lián)學習，認識和接觸計算機技術(shù)也大致是經(jīng)過了這樣的過程。以炮火控制儀為模型的機電技術(shù)和以運算放大器為元件的電子計算網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了模擬計算技術(shù)的基礎(chǔ)。進而以更大的發(fā)展動力轉(zhuǎn)向以二進制代碼為計算對象的數(shù)字計算技術(shù)。在1955年，我首次看到了前蘇聯(lián)科學院計算所開發(fā)的БЭСМ-1計算機以及工業(yè)部門開發(fā)的M2數(shù)字計算機，它們是典型的計算機第一代，反映了當時蘇聯(lián)計算技術(shù)的較高水平，也成為后來我們學習數(shù)字計算技術(shù)的起點。

肩負在全國范圍內(nèi)開展科學研究和培養(yǎng)高水平人才的雙重任務(wù)，我國的計算機事業(yè)于1956年的第一次全國科學規(guī)劃開始進入全面發(fā)展的新階段。我由于在國外學習，無緣了解這次科學規(guī)劃的具體情況，但有幸參加了1956年秋我國派往前蘇聯(lián)的計算技術(shù)考察團的全面學習過程。事實是這樣：當時我正好等待著論文答辯，有時間和能力為代表團擔任全程翻譯工作。代表團訪蘇三個月期間，受到了蘇方很好的接待和禮遇，并在11月7日參加了在紅場的觀禮。這次畢業(yè)前實習不但給我一次極好的學習機會，更重要的是為我以后回國工作中加強清華大學計算機系與國內(nèi)計算機界特別是科學院計算所的聯(lián)系和合作打下了良好的基礎(chǔ)?？茖W規(guī)劃后，我國計算機科研生產(chǎn)的發(fā)展力量包括科學院、工業(yè)部門和國防三大方面，但具體的研制工作都集中在科學院計算技術(shù)研究所。代表團成員中如何包含這三個方面的科學家，我現(xiàn)時回憶不是很清楚。但他們多數(shù)都是1955年前后從國外返回祖國任職計算所的骨干科學家，例如吳幾康、蔣士騛，范新弼、夏培肅等，還有任職我校的閔乃大，周壽憲。領(lǐng)導和行政干部則有王正(后來計算所所長是閆培霖)、張效祥、何紹宗等。

1956年12月底，我從原蘇聯(lián)畢業(yè)回國。1957年剛過了年假，便立即參加了我們計算機系的前身 — 自動控制系 — 的籌建工作。當時的第一任系主任是鐘士模教授，他1947年從美國麻省理工學院回國后，初次為我們講授以模擬方法研究自動控制系統(tǒng)的過渡過程，60年前的情景至今仍歷歷在目，令我深深懷念。第一任總支書記是凌瑞驥，全面統(tǒng)籌建系的大量組織工作，并建立了系內(nèi)的黨支部?；I建的四個新專業(yè)是計算機、火箭技術(shù)、原子能控制以及運籌學，這是1956年蔣南翔校長率團訪問前蘇聯(lián)后戰(zhàn)略部署的重大發(fā)展。當時剛從前蘇聯(lián)回國的我和章燕申，以及唐澤圣和從國外回國的周華章分管這四個方面。開始時保密程度很高，在封閉環(huán)境中辦學，師生憑證出入系館內(nèi)的專門區(qū)域。當時恰逢1957年5月7日前蘇聯(lián)首次成功發(fā)射人造衛(wèi)星，它震驚了全世界，也使我們對衛(wèi)星技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。根據(jù)學校的安排，校內(nèi)各系與衛(wèi)星工程有關(guān)的專業(yè)集中在保密區(qū)內(nèi)學習和討論方案。章燕申和我參加了這項工作。參加人員各自介紹與自己的專業(yè)有關(guān)的衛(wèi)星技術(shù)以及可能的攻關(guān)設(shè)想。但后來由于計劃未能立案，有關(guān)的任務(wù)也就中止了。

前面說過，我們系的研究工作是從模擬計算機發(fā)源的。這是指我們從1958年開始研制55X序列模擬計算機。它的第一個型號551于開始的同一年即告完成，為以后陸續(xù)開發(fā)同一序列的后續(xù)各型號552--556打下了堅實的基礎(chǔ)。這些產(chǎn)品曾經(jīng)參加國內(nèi)外多次展覽，為我系爭得了榮譽，并經(jīng)批量生產(chǎn)獲得了實際應(yīng)用。

我們系在數(shù)字計算機方面的工作開始于1959年，反映在被命名為911的大型電子計算機的研制任務(wù)上。這個型號代表1959年第11號任務(wù)，對應(yīng)于第一代數(shù)字計算機的技術(shù)水平。它是一個全部使用真空管線路，包含運算控制器、磁芯存儲器、機電式外部設(shè)備以及帶有充電設(shè)備(直流發(fā)電機組)的蓄電池組和空調(diào)系統(tǒng)的龐然大物，光是幾十個機架就占滿了主樓二區(qū)一層的一間大教室，外加周圍安裝電源系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備的許多房間。這項任務(wù)的難度更多地表現(xiàn)在它的全部加工過程要由我們自己來完成，包括全部印刷電路板和它們的插頭插座，全部磁芯存儲矩陣從磁芯的測試挑選到穿線工藝等。 為此，我們系建立了自己的計算機生產(chǎn)車間。由于當時復雜的生產(chǎn)工藝條件還不能完全到位，裝配好的全機總調(diào)穩(wěn)定性成為一大難題，不易過關(guān)，致使這項任務(wù)于1964年方才最終完成，但仍在全校范圍內(nèi)受到表揚。我們的隊伍在從設(shè)計到制造的全過程中受到了全面的鍛練，為進一步開發(fā)新一代計算機打好了基礎(chǔ)。

這個新一代計算機就是1964年我們自行研究設(shè)計的112全晶體管計算機，屬于計算機的第二代。它是一臺小型計算機。當時，美國開始流行的第二代計算機是IBM360系列機，它是最早的中型機系列。我們在缺乏參考資料的情況下，自行設(shè)計了獨特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如說，它在機器內(nèi)部直接用二進制符號絕對值代碼實現(xiàn)加減運算，簡化了浮點數(shù)操作和人機接口；它引入了“廣義指令”的概念，實現(xiàn)浮點乘除等復雜運算，用最少的硬件實現(xiàn)中型機的功能。這臺機器研制的主要困難在于它的制造過程。當時晶體管生產(chǎn)在國內(nèi)剛剛處于起步階段，如果說國內(nèi)第二代計算機研制的領(lǐng)先水平以科學院計算所的109晶體管計算機為代表，它需要的晶體管尚且要由附設(shè)的109廠專門研制和供應(yīng)，我們的機器如果沒有晶體管供貨渠道的保證，它的設(shè)計再好也是不可能實現(xiàn)的。我們在北京市電子工業(yè)內(nèi)部建立和打通了這個渠道，由北京計算機三廠和沙河半導體研究所協(xié)作，開發(fā)和生產(chǎn)合格的半導體器件，并由我系王爾乾和有關(guān)教師密切配合，進一步完善測試開發(fā)工作，終于使我們的第二代計算機在1965年底奇跡般地誕生了。后來，我們系車間曾經(jīng)小批量生產(chǎn)小型計算機，開始的型號就是我們自行設(shè)計的112機。后來，我們在DJS130和140小型機研制任務(wù)上又進行了大量的開發(fā)定型工作，為我國計算機的序列化和推廣應(yīng)用作出了貢獻。但那已經(jīng)是進入70年代屬于第三代計算機的后續(xù)時期了。

1969年我被派往江西鯉魚洲農(nóng)場進行勞動鍛煉，1971年最后一批隨農(nóng)場撤回北京，又在學校發(fā)電廠繼續(xù)勞動一段時間。回到計算機系時，第三代大型計算機724機的研制任務(wù)剛剛開始。我被分配在運算控制器組，組長是王克宏。我得知724機已經(jīng)是一臺設(shè)計好的計算機，服務(wù)于衛(wèi)星跟蹤任務(wù)，指令系統(tǒng)等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)都已固定。我們的任務(wù)只是把提供的全部設(shè)計資料消化吸收，進行必要的修正和改進，進而產(chǎn)生插件板和機架布線等工藝資料，并進行生產(chǎn)和調(diào)試。由于電子數(shù)字計算機的運算控制器從本質(zhì)上說是一個同步式自動機，嚴格地按照時鐘頻率的節(jié)拍工作，我們用圖表(格)形式把這個時序過程描寫出來，稱它為操作表。這樣既易于理解，又便于發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤。它的最大好處是用圖解方法比用語言方法更加直觀，易于發(fā)現(xiàn)每條指令所需的最少周期以及哪些指令可以共享同一組控制命令。這樣我們運算控制器組完成了最佳化設(shè)計，高質(zhì)量地完成了任務(wù)。后來我由于與謝錫迎等被派往南京開門辦學，沒有機會參加724機的總調(diào)和交機，但整個過程我還是很清楚的。在南京我和從無線電系同樣派去開門辦學的王漢生合作開發(fā)了圖形顯示終端，算是有了一點成績吧。

我們開展第四代計算機的研究是在10年“不聞窗外事，只讀圣賢書”的閉塞時期之后，當時我們對國際計算機的發(fā)展已經(jīng)是很生疏了。我仍記得自己親身經(jīng)歷的一些例子。那時我們開始被允許接待外賓了，和他們討論問題時甚至會遇到一些新鮮專業(yè)名詞而不知其準確含義。經(jīng)過努力，到1979年，我們系組織一個5人小組訪問美國11所著名大學時， 我們已能夠應(yīng)對自如，主動地完成被賦予的學習交流任務(wù)，為回國后重建我們的計算機系和確立新的研究方向提供了參考和依據(jù)。這些新的研究方向，從本質(zhì)上說，是圍繞第四代計算機的發(fā)展來進行的。

第四代計算機起源于1978年美國Intel公司利用超大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)首先研制出微型處理器芯片。它奠定了第四代計算機賴以發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。我們系在此后新的發(fā)展時期中在下列方面體現(xiàn)了它的影響：

(1) 制造計算機不再是計算機系的附屬車間能全部勝任的工作。為此學校建立了新的半導體專業(yè)和配備精密制造工藝設(shè)備的實驗室或超潔凈車間，但它屬于無線電系。

(2) 初期的微處理器芯片尚不是一臺完整的微計算機，至少需要配備內(nèi)存儲器和外設(shè)接口才能構(gòu)成一臺最低功能的單板計算機。但如此簡單的新型微計算機依靠VLSI技術(shù)卻開辟了計算機普及和應(yīng)用的廣闊領(lǐng)域，例如人工智能，過程控制，模式識別，圖像處理，計算機輔助設(shè)計等。它們分別成為我們系有關(guān)教研組在計算機應(yīng)用方面新的研究發(fā)展方向。

(3) 微處理器及其代表的VLSI技術(shù)成為第四代計算機的發(fā)展動力，構(gòu)成各種類型，規(guī)模和應(yīng)用對象的計算機系統(tǒng)。它為我們系另外幾個教研組在計算機系統(tǒng)設(shè)計方面衍生出新的研究發(fā)展方向，包括微型計算機組織和設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。

我工作在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教研組，親身經(jīng)歷了1979至1988年我們組的科研工作。最早引起我們興趣的科研方向是互連網(wǎng)絡(luò)和并行處理。我和王鼎興、沈美明合作編寫了《并行處理計算機結(jié)構(gòu)》一書于1982年由國防工業(yè)出版社出版。當時比較熱門的課題是巨型計算機，它屬于多處理機類型，即多個處理器通過互連網(wǎng)絡(luò)和多個并行存儲器模塊連接成一個大系統(tǒng)，解決單一的巨型題目。研制成功的典型機器首推美國的CRAY機。它通過大量寄存器組向多個流水線函數(shù)部件源源不斷地供給數(shù)據(jù)，以達到高速處理的目的。因此，它屬于按單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)模式工作的向量計算機一類。它能較好地滿足國防氣象等應(yīng)用領(lǐng)域的需要，但處理速度取決于應(yīng)用程序的向量化程度。由于它耗資巨大，沒有國家級任務(wù)，是不適合我們的研究環(huán)境的。實際上我們從1980年開始就在另一方向研究用多臺微計算機組成分布式計算機系統(tǒng)。這種系統(tǒng)速度較慢，但成本低，應(yīng)用靈活，能較好地適應(yīng)多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)處理模式的需要。因此，我們這項工作被確立為國家教委重點科研任務(wù)，命名為THUDS分布式計算機系統(tǒng)。經(jīng)全組師生的積極努力，于1987年圓滿完成任務(wù)，通過了專家組鑒定，并獲國家教委科技進步二等獎。結(jié)合這項科研任務(wù)，單憑我參與次數(shù)的統(tǒng)計，我們組曾經(jīng)發(fā)表了至少23篇文章，包括我們教研組集體在國內(nèi)小型微型計算機系統(tǒng)雜志1984年第1期至1985年第3期上發(fā)表的11篇連載文章，用以介紹這一新的科研領(lǐng)域。另外，我們組在完成國家863計劃的任務(wù)上作出了更大的成績，在分布式計算機系統(tǒng)方面完成了有實用價值的產(chǎn)品。

就這樣，我們系經(jīng)歷了從計算機的第一代到第四代的鍛煉，通過自己的不懈努力和近30年的對外開放和國際交流，使我們系的專業(yè)重新成長為在全國和國際有影響的第一流專業(yè)。因此，我們多次被評為重點學科，第一批被賦予博士學位授予資格，這是值得我們引以自豪的。值得指出的一點是：在我們?nèi)涤?996年獲得“計算機科學與技術(shù)”學科博士學位授予權(quán)[2]之前，早在1981年我們就已經(jīng)在計算機系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)學科評審中被賦予博士學位授予資格，并指定我為唯一的博士導師。我作為國務(wù)院學位委員會計算機科學技術(shù)評審組組長，親身經(jīng)歷了這一光榮的歷史時刻，至今不能忘記。在歡慶我們清華大學計算機系50周年之際，我衷心祝愿母系更加進步，興旺發(fā)達，以現(xiàn)代計算機本身前所未有的特高發(fā)展速度繼續(xù)向最高峰邁進。

作者簡介：金蘭，男，1927年出生，湖南長沙人，教授，1945年入西南聯(lián)大電機工程系34班就讀，1946年學校遷回北京清華大學原址，1949年畢業(yè)留校任教，1952年公派赴蘇留學，1957年獲副博士學位，并回到清華任教，參與籌建自動控制系，直至1991年離休。曾任副系主任兼計算機教研組主任、高性能計算機教研組主任等職。兼任校務(wù)委員會和校學位委員會委員、國務(wù)院第一屆學位委員會計算機科學技術(shù)學科評議組組長、還曾先后兼任中國計算機學會的執(zhí)行委員兼計算機學報付主編、普及委員會主任、學術(shù)委員會主任，以及1988年亞太地區(qū)計算機教育學術(shù)會議主席、國家教委全國大學計算機教材編輯委員會主任等職。1984-86年先后接受美國麻省理工學院和賓州州立大學分別邀請擔任訪問教授。離休后受聘于美國弗雷斯洛加州州立大學計算機科學系任教，隨即獲得該校終身教授職位。

參考文獻

[1] Care， Charles， Not only Digital: A Review of ACM’s Early Involvement with Analog Computing Technology， Communications of the ACM， Vol.50， No.5， May 2007， pp. 42-45.

[2] 周立柱.奮起騰飛(1987到 1998).《智圓行方》.