一個世紀的風雨,一個百年的回眸,在經歷了百年滄桑之后,2009年9月,蘭州大學將迎來百年華誕。為回顧歷史、弘揚傳統(tǒng),謹以此文獻給我的母校,愿母校繼往開來、再創(chuàng)輝煌!而百年蘭大的計算機發(fā)展史實際上也是中國計算機發(fā)展史的一個縮影。

一九五六年——蘭州大學計算機事業(yè)的開創(chuàng)起步年

我是1956年生人,很幸運與計算機有緣。因為1956年是共和國計算機事業(yè)的開創(chuàng)起步年。1956年,國務院制定了新中國第一個科學技術發(fā)展規(guī)劃,即《1956-1967年十二年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃》。這個規(guī)劃除確定了56項重大研究任務以外,還將“計算技術的建立”列為四大緊急措施之首(另外三項是:半導體、無線電電子學和自動化技術),并立即開始籌建中科院計算所,任命華羅庚教授為中國科學院計算技術研究所數字委員會主任。兩年后,中國有了自己的第一臺電子管計算機——103機(1958年8月1日啟運,亦稱“八一”機)。

1956年哈爾濱工業(yè)大學等院校率先開辦了“計算裝置與儀器”專業(yè),這就是現在“計算機科學與技術”專業(yè)的前身。這一段時期有14所高校開辦了計算機專業(yè),從而使我國計算機教育事業(yè)的發(fā)展迎來了第一次高潮。

依上所述,中國的計算機事業(yè)和大學計算機專業(yè)教育已走過了半個世紀的歷程。

1956年對于世界計算機界來說則更是具有里程碑意義的一年。

首先,IBM公司這一年創(chuàng)立了世界上第一個高級程序設計語言——FORTRAN語言,開創(chuàng)了計算機軟件的新紀元,計算機從此真正走出了實驗室,進入了應用普及大發(fā)展的新時代;其次,僅運行了10年的世界上第一臺電子計算機ENIAC被送進了博物館。人們對待它就像對待出土文物一樣,可見計算機這一新生事物的發(fā)展速度是何等驚人;還有:

這一年日本科學家剛剛造出了日本的第一臺電子管計算機;

這一年IBM公司制造出了世界上第一個磁盤存儲系統(tǒng);

這一年計算機界首次提出了“人工智能(AI)”的概念;

這一年世界上首次推出了采用晶體管的商用計算機UNIVAC……

1956年,也是蘭州大學計算機事業(yè)的開創(chuàng)起步年。

1956年,剛從吉林大學畢業(yè)的王德人、蔣柱中來到了蘭州大學。他們兩位是同班同學,剛到蘭大無論是生活還是計算方法和程序設計的教學工作,一切對他們來講都十分陌生,但他們邊學邊干,廢寢忘食地工作,為開創(chuàng)蘭大的計算機事業(yè)建立了不可磨滅的功勛。1956年隨后的兩年里,從全國各地趕來的學者和大學生們就成了蘭州大學第一代計算機人,他們是:從北京大學無線電系研究生畢業(yè)的席先覺,從莫斯科專攻計算方法學成歸來的唐珍……還有蘭大自己的畢業(yè)生:劉忠文、熊藻、陳洪陶、李永禮……

可能由于工作的關系,時至今日,在蘭州大學工作多年,最讓我崇拜和從內心敬佩的人是改革開放后恢復職稱評定工作評聘的第一批高級工程師:蔣柱中、高冠群和謝持西。這三位高工以他們過硬的技術和高尚的人格魅力贏得了包括大學者、名教授在內的廣大教師們的稱贊和尊敬。那是一個高工比教授更受人尊敬的年代。

蘭州大學今天已擁有大大小小上百臺計算機服務器和近萬臺微型計算機。蘭大計算機的發(fā)展史不僅是一系列計算工具演變的歷史,更是一代蘭大人艱苦創(chuàng)業(yè)的歷史;不僅是蘭大人創(chuàng)造物質文明的記錄,更是蘭大人創(chuàng)造寶貴精神文明的結晶。

一九五八年——蘭州大學的第一臺計算機誕生

IT行業(yè)的人們常常依照所采用的邏輯元器件將計算機劃分為電子管、晶體管、集成電路和超大規(guī)模集成電路(VLSI)四代產品,這種約定俗成的計算機年代的劃分方法一直延用到現在。你可知道蘭州大學就曾有過這四代產品嗎?你可知道蘭州大學是中國有機會創(chuàng)辦“中國計算機博物館”為數不多的幾所高校之一嗎?

五十年代后期,由于國家國防事業(yè)的發(fā)展和西北地區(qū)經濟建設的需要,國家大規(guī)模投資建設蘭大,使蘭州大學的地位不斷提高,以至于當時蘭州大學的介紹是這樣開頭的:“蘭州——東方的斯大林格勒;蘭州大學——科學家的搖籃!”與此同時,國家陸續(xù)從北京大學、復旦大學、南京大學、南開大學等東部高校動員了一大批學者教授、研究生和歸國留學生到蘭大工作。他們之中就有后來任蘭州大學物理系系主任、理論物理博士生導師的段一士教授。

1958年8月1日,我國第一臺電子計算機——103機誕生。僅僅四個月之后,段一士和鄺宇平(現清華大學教授,2003年新增選的中科院院士)等人研制的模擬式電子計算機獲得成功。這臺經費僅1萬元,在蘭大物理樓中央5樓經過百天日日夜夜苦干完成的模擬式電子計算機,與清華大學同類設備的研制工作同步進行,為蘭大計算機事業(yè)的起步作出了重要貢獻。這臺模擬式電子計算機的機柜長5米、高2米,裝有200個電子管、6000個電阻、300個電容及其他一些精密儀器。它利用一套由電子學運算器(積分器、微分器、加法器、反向器)組成的電子網絡線路來模擬微分方程的近似差分方程式,用以解各種類型的常微分方程和積分微分方程,精確度在1%左右。解可用靜態(tài)測量得到,示波器上還可繪出結果曲線。在研制過程中,他們還提出了一種新的直流網絡式電子計算機的設計方案,專門用于解原子核理論研究中常遇到的薛丁格爾方程,對師生進行量子力學、電子學及計算數學等方面的教學實踐都起到了很有益的作用。

1958年12月31日,《蘭州大學》?？诙婵橇藞蟮?“物理系模擬式電子計算機元旦前夕制成,比起初設計的規(guī)模還大了許多(原只有網絡式),并較原計劃提前一年零七個月完成?！眻蟮婪Q:“該機能解原子核、基本粒子理論的方程式,計算出能級;運算中可以自動給出微分方程的初始條件;能解薛丁格爾方程及其本征值、變系數方程;如果你沒看清它的答案,它可‘耐心地自動地給你重演一遍、兩遍。該機在全國范圍內更有它獨到之處,它把網絡式、積分式兩種計算機合而為一,使得解題范圍擴大,精確度提高。據了解國內現有電子計算機還未能達到這些要求。模擬式電子計算機主要用于自動控制,是現代國防力量強弱的重要標志之一,在向原子物理進軍中它是一個強而有力的武器,一般解這方面的微分方程往往需要好幾天乃至一個月、一學期,而它只需要幾小時?！?/p>

1959年1月4日,甘肅省委第一書記張仲良、書記霍維德、宣傳部長阮迪民等17人來我校參觀“元旦向黨獻禮”展覽會。在校黨委書記劉海聲、副教務長陸潤林的陪同下,參觀了大型網絡式和積分式模擬電子計算機。在參觀過程中,物四班的張敬業(yè)同學向省委領導詳盡介紹和匯報了電子計算機的功能、構造、創(chuàng)制過程和重大意義,物理系青年教師石俊嶺作了計算實現的現場表演。參觀時,張仲良書記對電子計算機的操作方法、計算技術等問題提出了一些詢問;當聽到所用的許多設備零件都是代用品時,張仲良書記對大家這種“苦干加巧干”的精神給予了贊揚。

1959年1月8日,《蘭州大學》校刊頭版刊登了蘭州大學黨委給物理系的表揚信。

文革時期,這臺機器的機殼沉睡在原蘭大1號文科樓南側的地下室里,其上諸多電子元器件也早被校辦工廠拆走另作他用了。

DJS121——蘭大的第二代計算機

1964年之后我國開始推出第二代計算機——晶體管計算機。當時中國貴州的凱里由于生產國產計算機而被稱之為“中國硅谷”。1974年4月,蘭州大學用80萬人民幣從貴州凱里國營830廠購進了一套國產晶體管計算機系統(tǒng)——DJS121。該系統(tǒng)每秒3萬次,內存32K,磁鼓64K,采用光電紙帶輸入和電傳打字輸出等外設,軟件使用ALGOL60語言的解釋執(zhí)行系統(tǒng)。前去接機并接受培訓的有計算機組的熊藻(1958年蘭大畢業(yè))、蔣柱中、劉國義、蒲興榮和李永禮(1965年蘭大畢業(yè),現計算機系教授)五位老師。安裝調試投入運行后,又將ALGOL60升級為ALGOL68語言,另增設了上海產D2型磁帶機及窄行和寬行打印機。而在此之前,蘭州大學就已經有28位老師和工程技術人員在中科院蘭州地震大隊的DJS103機(仿蘇式M-3機,1971年蘭州市的第一臺電子管計算機,每秒30次,內存4K,磁鼓16K)上進行了兩年多的探索研究,由高冠群、王德人等老師授課并指導。DJS121共運行11年,高冠群、蔣柱中、劉國義、蒲興榮四位老師也堅持了11年,后來又有李恒濱、袁復興、尤傳華等一批青年教師也加入了這一行列,形成了蘭州大學在計算機領域中最初的技術隊伍。而通過DJS121受益最多的是現代核物理系和力學系搞科學計算的教師們。如葉開源教授、邢正教授、陳星渠教授……他們常常在機房上機一天就是十幾個小時。DJS121的運行也使蘭大早期的計算機教師們有了用武之地。如席先覺、劉仲春(曾任教育部條裝司貸款辦設備處處長)、李忠信(計算機系退休教師,早年在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心從事計算機編程工作,1972年來蘭大),等等。1985年,DJS121調往定西教育學院。

還是蔣柱中老師在DJS121上的一項“絕活”,最終改變了我的人生道路。1981年,我大四時在DJS121上實習,這套系統(tǒng)的輸入設備是紙帶光電輸入機。上機前,我們都要人工校對穿孔紙帶上的ALGOL68語言程序。校對時兩人一組,一人看穿孔紙帶上的一列孔眼讀出其編碼,另一人按ASCII碼表將編碼轉換為字符,與源程序語句逐個字符進行比對。如編碼“42,65,67,69,6e”轉為字符拼在一起就是“Begin”。而蔣老師校對穿孔紙帶時,幾列孔眼放在一起看,直接讀出“Begin read……end”等,就像看象形文字一樣,真是神了,簡直就是一臺自動翻譯機。這是長時間日積月累的結果!1982年元月畢業(yè)后聽說剛成立的計算中心需要人,我毅然決然到計算中心報了到,從此便開始了作為一個蘭大計算機人的生涯。

穿孔紙帶上的ALGOL68語言程序

DJS130——蘭大的第三代計算機

曾幾何時,在蘭州市盤旋路方圓一平方公里的地面上,集中著中國最優(yōu)秀的核物理科學家,因為蘭大北邊僅隔一條馬路,就是中科院蘭州分院的化物所和近物所(目前近物所的所長是2005年新增選的科學院院士,蘭州大學現代核物理系77級畢業(yè)生——詹文龍)。為提高蘭大現代核物理系整體科研能力和科學計算水平,1978年蘭州大學又用40多萬元人民幣從山東濰坊電子計算機廠購進了DJS130計算機。該機為16位機,采用小規(guī)模集成電路,定點加法運算速度為每秒50萬次,內存為32KB×4的磁芯存貯器,外設有電傳紙帶輸入機、55型電傳鍵盤輸入機、紙帶穿孔機、20英寸彩色顯示器(貴陽803廠出品,八單位字符顯示儀)、80列寬行9針打印機等。主機柜尺寸:1500×700×700厘米。當時由核電子學組的7位教師去接機。乘火車返回時,有些貴重部件老師們干脆抱在懷里一直堅持到蘭州。在現物系安裝設備完成后,成立了計算機室,由趙崇侃(負責運算器)、董發(fā)運(負責內存)、朱石泉(負責軟件)三位老師具體維護和管理系統(tǒng)的運行。該機當時所配的語言有Basic語言和匯編語言,但無論使用還是系統(tǒng)維護都有不夠完善的地方。三位老師花了大量的時間和精力閱讀各類有關資料,反復實驗和調試,自己動手進行二次開發(fā),取得了很好的效果。1980年,“DJS130電子計算機顯示編輯程序”獲甘肅省科技成果三等獎。1983年3月他們又用匯編語言開發(fā)了“跟蹤查錯顯示”程序。DJS130計算機共使用6年,1984年底該機調往武威一中。

M340S——蘭大的第四代計算機

1985年8月,在剛剛建成的蘭州大學計算中心大樓一樓的150平米的主機房內,M340S計算機系統(tǒng)正式啟用了。M340S中型計算機屬日本富士通公司(FACOM)80年代初的產品。經過1984年歷時6個多月的談判,國家教委利用世界銀行的無息貸款為包括清華大學在內的13所委屬重點院校購買了M340S系統(tǒng)。這是我國自改革開放以來第一次大規(guī)模引進國外的計算機系統(tǒng)來裝備高校的教學實驗設備。為了管好和用好這些設備,國家教委要求各校在裝機之前派四位技術人員接受外方的培訓和考試。1984年5月蘭州大學派硬件工程師趙崇侃、王培新和軟件工程師徐德啟和筆者四人前往日本東京富士通電算機專門學院進行培訓,時間半年。硬件按設備的類型分別開設了安裝、調試、檢測和維護等各門課程;軟件按系統(tǒng)軟件、應用軟件及編程語言等共開設了23門課程。FACOM—M340S系統(tǒng)價值264萬元,共有55臺(件)設備。包括:

8軸硬磁盤(F493),雙通道交叉訪問方式聯(lián)接,數據傳送速率為1.2MB/秒。

2臺磁帶機(F617A),9道磁帶,帶速每秒125英寸,數據傳輸速率為781KB/秒。

1臺軟盤機(F445D),盤箱容量為20張8英寸軟盤片,數據傳輸速率為40KB/秒。

2臺行式打印機(F6732D),送紙速度1.4米/秒,打印速度750行/分鐘。

30臺終端顯示器(F6262K),14英寸彩顯,每屏24行?80字符。

1臺滾筒式繪圖儀(F6202B),范圍30米?306毫米,步長0.1毫米,繪圖速度1000步/秒,2支筆,筆移動速度30次/秒。

1臺平板式繪圖儀(F9436PL1),范圍380?230毫米,步長0.1毫米,繪圖速度400步/秒,10支筆,筆移動速度12次/秒,采用20英寸圖形顯示器,分辨率4096?3199。

漢字系統(tǒng)(F6651B),14英寸彩顯,每屏24行?40字符,采用筆觸式漢字大鍵盤,包括國標一、二級全部漢字,配有24針漢字打印機(每行90個漢字),打印速度每秒40字。

M340S系統(tǒng)配有大型操作系統(tǒng)OSⅣ/F4,虛擬存貯空間為16MB/作業(yè),實聯(lián)通道數5個。CPU具有動態(tài)地址轉換及指令預取裝置,指令分析及指令執(zhí)行可并行工作。運算速度為250萬次/秒。系統(tǒng)共運行11年(1996年元月停運,是13所委屬院校中最后停運的系統(tǒng)),提供主機機時22233小時,CPU效率達70%以上。提供終端機時60.72萬,曾連續(xù)三年獲蘭州大學大型儀器設備效益獎。

該系統(tǒng)曾為丑紀范(院士)、程昌鈞、程麟生、王順金、汪志誠、胡之德、鄧汝溫、李篤、湯仁基、段一士、李吉鈞(院士)、艾南山、陳長和、邢正、蔡光柏、俞煥然、王天民、王勛陵、葛墨林(院士,現南開大學數學所所長)、汪映海、張林源、彭周人等一批博士生導師指導博士生論文效過力,而蘭州大學一代年青的學術帶頭人如陳發(fā)虎副校長、王式功等教授也曾在M340S機房度過了許許多多不眠之夜。計算中心的硬軟件技術人員也陪伴M340S度過了11個春秋,在做好系統(tǒng)運行維護的同時,他們完成了十幾項應用與系統(tǒng)的二次開發(fā)項目:《國土面積量算與統(tǒng)計》、《地學文獻計算機檢索》、《敦煌壁畫顏料及材料監(jiān)測數據圖形顯示程序》、《經濟數學模型軟件包》、《西北地區(qū)星火計劃發(fā)展戰(zhàn)略與對策的數學模型研究》、《FACOM M340S計算機圖像處理子系統(tǒng)》、《FACOM M340矢量漢字庫及繪制子系統(tǒng)》、《異型機磁帶數據轉貯》、《Prolog-10語言解釋系統(tǒng)》、《Reduce語言解釋系統(tǒng)》、《系統(tǒng)計時計費COBOL程序》等。為此,他們曾于1991年獲得中國計算機用戶協(xié)會FACOM分會軟硬件技術開發(fā)優(yōu)秀獎一等獎一個,二等獎三個。

1994年11月11日,國家教委副主任韋鈺(中)在蘭州大學校長李發(fā)伸(右)的陪同下參觀計算中心 (左1管會生)。通過互聯(lián)網檢索出韋鈺當年發(fā)表的8篇論文,而當時全國僅有北京高能所的300多臺計算機終端通過美國斯坦福大學的IP能連接互聯(lián)網。

蘭州大學的計算機之最

蘭州大學最早的機械式電動計算機——是1963年由數學系鄧常壽購進的美國進口全自動、半自動及手搖機械式電動計算機,價值4000元/臺,共60多臺。

蘭州大學的第一臺單板機——是1981年1月由福建電子計算機廠購進的型號為DBJ—Z80的單板機。8位機,1K內存。1980年6月的產品,價值6950元。

蘭州大學的第一臺微機——是1981年3月購進的美國B/11微型電子計算機。16位機,價值26797.63元。

蘭州大學第一臺有計算機接口的電傳機——1988年春節(jié)由管理系陳士成等人改裝調試成功?？梢酝ㄟ^計算機文字編輯軟件編輯公眾電報、用戶電報和傳真稿件,然后通過電傳機發(fā)出。而原來要發(fā)的內容是通過紙帶穿孔錄入的。

蘭州大學第一臺國際科技情報聯(lián)機檢索終端——1988年9月由管理系陳士成等人調試投入使用。這臺終端作為北京中科院科技情報研究所的一個遠程登錄的用戶,可檢索美國Dialog和STN系統(tǒng)的科技情報(300bit/秒)。采用的設備僅僅是一臺PC/XT機、一根電話線和一臺300～2400bps的調制解調器。

蘭州大學計算機科學專業(yè)首次招生——是在1981年9月。早在1976年,“四人幫”剛剛被打倒,當時的崔乃夫教務長(后曾任中華人民共和國民政部部長)就提出要辦計算機專業(yè)。他說:“不搞計算機專業(yè),我們將成為歷史罪人”。1981年,我校成立了無線電物理計算機科學系,設無線電物理和計算機科學兩個專業(yè),由來自本校物理系無線電專業(yè)、數力系計算數學專業(yè)和現物系電子學專業(yè)的三個教研室中的教師組成。第一個軟件教研室由5人組成:李永禮、徐德啟、李忠信、陳洪陶和張征。9月首次招生。1985年9月第一屆畢業(yè)生畢業(yè)。1986年蘭州大學計算機系正式成立。歷任的系主任為陳洪陶、李廉、徐德啟和李志斌。2000年7月,計算機系并入信息學院。

蘭州大學的第一封電子郵件——1994年5月發(fā)出。是由計算中心發(fā)給香港城市理工學院計算中心主任潘其浩先生的。當時蘭州市還沒有公用信息網絡,所以是通過電信局X?25異步專用數據網遠程登錄到中科院高能物理研究所計算中心而實現的。使用的軟件為Procomm仿真終端軟件,調制解調器速率為2400bps。這套電子郵件服務系統(tǒng)曾為蘭大1000多人發(fā)送和接收過E-mail。

蘭州大學的第一批IP地址——1996年互聯(lián)網在中國剛剛興起,當時Internet在全球只有四個地址管理中心:美國、西歐、澳大利亞和亞洲的東京。我校1996年6月通過東京申請4個C類IP地址(1024個),東京方面回復6個郵件反復詢問學校情況(教授數,博士點,學科點等等,最后又將計算機系、網絡中心的情況仔細詢問了一遍),記得最后一封郵件是要筆者把蘭大的地理位置在中國版圖上標注出來。一定是這個地理中心位置起了作用,東京方面最后批復給我校的IP地址是16個C類地址,即4096個地址,這可是當時最緊俏的網絡資源。 蘭州大學的第一個“多媒體電子閱覽室”——1997年5月9日在圖書館二樓教室建成,有24臺多媒體計算機?？赏ㄟ^各類光盤情報系統(tǒng)或上Internet網進行情報檢索和瀏覽。