本刊記者 李玉琨

編譯人生
——記中科院計(jì)算所編譯技術(shù)領(lǐng)路人張兆慶

本刊記者 李玉琨

張兆慶

20世紀(jì)50年代，IBM的John Backus帶領(lǐng)一個(gè)研究小組對FORTRAN語言及其編譯器進(jìn)行開發(fā)，相應(yīng)的一批編譯系統(tǒng)開發(fā)成功。雖然，由于當(dāng)時(shí)人們對編譯理論了解不多，開發(fā)工作變得既復(fù)雜又艱苦，但項(xiàng)目的成功給予了科學(xué)家們在這一領(lǐng)域深入探索的勇氣。

我國編譯器研發(fā)工作起步并不算晚，早在20世紀(jì)60年代初期，董韞美院士和楊芙清院士就分別在中科院和北大領(lǐng)導(dǎo)研究組開發(fā)編譯器。至今，中國的編譯技術(shù)研究已歷經(jīng)60余載。這段記載了中國科研人共同奮斗的歷史，創(chuàng)造著一個(gè)個(gè)編譯技術(shù)領(lǐng)域的奇跡，而這其中，永遠(yuǎn)都不乏一個(gè)身影，她就是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室編譯團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)建者，中科院計(jì)算所研究員——張兆慶。

作為2015年“夏培肅獎(jiǎng)”獲得者，張兆慶在學(xué)術(shù)、工程、教育及產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，為推動(dòng)中國的計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。現(xiàn)如今，年近80高齡的她，仍然保持著自己最初的信仰，用熱情與堅(jiān)持譜寫著屬于自己的編譯人生！

中科院計(jì)算所編譯技術(shù)領(lǐng)路者

編譯技術(shù)是計(jì)算機(jī)語言發(fā)展的支柱，它集中體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)發(fā)展的成果與精華。從上世紀(jì)60年代起，國家開始重視研發(fā)大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而編譯技術(shù)則是大型機(jī)能否發(fā)揮性能的關(guān)鍵因素之一。

“工欲善其事，必先利其器”，作為國內(nèi)最早研究編譯技術(shù)的科學(xué)家之一，張兆慶深感責(zé)任重大。為了響應(yīng)國家號(hào)召，擔(dān)負(fù)起一位科研人的職責(zé)，她作為學(xué)術(shù)帶頭人及核心骨干，持續(xù)在“六五”“七五”“八五”等重大攻關(guān)項(xiàng)目中主持研制了面向013、757、KJ8920等國產(chǎn)大型機(jī)系統(tǒng)的高級語言編譯系統(tǒng)，為中科院計(jì)算所國產(chǎn)大型計(jì)算機(jī)高級語言編譯系統(tǒng)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，為中國計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

進(jìn)入上世紀(jì)90年代，為滿足國家建設(shè)對高性能服務(wù)器的需求，張兆慶主持研發(fā)了面向曙光服務(wù)器的并行優(yōu)化編譯系統(tǒng)及工具。這一系統(tǒng)屬國內(nèi)首批并行編譯成果，并成為曙光1號(hào)和曙光1000系列產(chǎn)品的增值亮點(diǎn)，為國產(chǎn)高性能服務(wù)器的發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)，支持了曙光系列高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)和基礎(chǔ)科學(xué)計(jì)算等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2000年后，為支持國產(chǎn)處理器的發(fā)展，張兆慶指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了龍芯編譯系統(tǒng)。眾所周知，龍芯編譯系統(tǒng)基于國際知名高性能開源編譯器Open64，支持C、C++、Fortran等多種語言，并繼承了Open64的多種特性，如性能好、代碼風(fēng)格較好、有固定社團(tuán)支持等優(yōu)點(diǎn)。張兆慶團(tuán)隊(duì)的研發(fā)，進(jìn)一步提高了龍芯系列處理器的整體性能，為國產(chǎn)處理器的成功提供了重要的技術(shù)支持。

作為中科院計(jì)算所編譯技術(shù)的領(lǐng)路人，張兆慶在科研方面碩果累累。多年來，她帶領(lǐng)和指導(dǎo)編譯組在長期的產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的過程中突破了編程語言、程序設(shè)計(jì)、支撐環(huán)境等領(lǐng)域中的一系列重要問題，相關(guān)科研成果大量向華為、中科曙光、龍芯中科等企業(yè)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生了很大的影響力。

開創(chuàng)國際化合作

20世紀(jì)90年代，PC產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的歷史階段，產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)權(quán)和價(jià)值空間越來越向上集中，在市場規(guī)模迅速擴(kuò)大的同時(shí)，技術(shù)公開化、競爭同質(zhì)化已不可避免。

盡管從上世紀(jì)80年代起，中國開始研發(fā)銀河系列超級計(jì)算機(jī)，但這些超級計(jì)算機(jī)是為高性能計(jì)算設(shè)計(jì)的，主要面向國防、軍工等領(lǐng)域，大量的行業(yè)用戶仍然依靠進(jìn)口產(chǎn)品，所以，我國對于國外服務(wù)器的進(jìn)口需求相當(dāng)大。在這種情形下，中國的計(jì)算機(jī)事業(yè)迫切要與國際接軌。

由于張兆慶在編譯技術(shù)上形成的深厚積淀，她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)吸引了美國信息科技巨頭公司對中科院開展了一系列合作。1995～1998年，張兆慶團(tuán)隊(duì)與Motorola公司合作開展的數(shù)字通信芯片Vecomp的并行C編譯系統(tǒng)及相關(guān)工具的研發(fā)，是我國高新技術(shù)領(lǐng)域科研機(jī)構(gòu)與國外大公司深入合作的一個(gè)成功案例；2000～2003年，與Intel合作開展的面向安騰芯片的高性能開源編譯系統(tǒng)ORC的研究工作，是我國首次與國際巨頭芯片公司在重要芯片產(chǎn)品線上開展戰(zhàn)略性合作的成功案例，極大地提高了我國在編譯技術(shù)方面的國際影響力。

并行編譯權(quán)威Kuck教授和編譯團(tuán)隊(duì)骨干合影

科研之外，張兆慶還注重在學(xué)術(shù)方面與國際的交流與合作。她指導(dǎo)的學(xué)生于2003年發(fā)表了大陸第一篇ICS(CCFB)論文，并作為合作者發(fā)表了大陸第一篇PLDI(CCFA，編譯領(lǐng)域旗艦會(huì)議)論文。而后，她帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)又陸續(xù)在PLDI、ASPLOS、ISCA、CGO、PACT、OOPSLA等旗艦級或領(lǐng)域內(nèi)重要的學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文，其中2012年發(fā)表在ASPLOS的文章是亞洲范圍發(fā)表于該會(huì)議的第一篇學(xué)術(shù)文章。在她的引薦下，高光榮、游本中、徐慰中、薛京靈、李致遠(yuǎn)、丁晨、Olivier Temam等國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)與編譯組建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，使編譯組的科研水平迅速提高。

編譯人才的培養(yǎng)者

“十年樹木，百年樹人”。為滿足國家需要，張兆慶堅(jiān)持從事編譯技術(shù)基礎(chǔ)研究50余年，為國家培養(yǎng)和積累了大量的編譯技術(shù)相關(guān)人才，對國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。經(jīng)過幾十年的砥礪，張兆慶親手鍛造了一支作風(fēng)優(yōu)良、目光遠(yuǎn)大、腳踏實(shí)地的科研團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)如今編譯團(tuán)隊(duì)成員已達(dá)到80余人。在長期的產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的工作過程中，編譯組逐漸形成了深厚的技術(shù)積淀，包括以編譯技術(shù)為核心的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，軟硬件協(xié)同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，高可靠、高安全性的系統(tǒng)機(jī)制，面向大數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜并發(fā)系統(tǒng)，以及面向“云端”“海端”設(shè)備的編程與運(yùn)行支撐環(huán)境等。

時(shí)光荏苒，如今的張兆慶已過了古稀之年。在別人眼中正是享受天倫之樂的年紀(jì)，但她還是一心牽掛著我國的編譯事業(yè)，用自己對編譯事業(yè)的執(zhí)著與堅(jiān)持，影響著每一位投身于編譯技術(shù)研究的學(xué)子們。對于學(xué)生們而言，張兆慶帶給他們的不僅僅只是學(xué)術(shù)上的指導(dǎo)，她更讓學(xué)生明白了作為一名科研人應(yīng)盡的責(zé)任。多年來，在她的努力下，學(xué)生中有近10位成為業(yè)界學(xué)術(shù)帶頭人。進(jìn)入工業(yè)界的學(xué)生，或不同時(shí)期在張兆慶指導(dǎo)下學(xué)習(xí)或工作過的學(xué)者，很多都成為活躍于編譯領(lǐng)域的骨干專家。華為中軟2012實(shí)驗(yàn)室編譯組的骨干成員，很多都是編譯組的畢業(yè)生，他們一直在用自己所學(xué)到的專業(yè)編譯知識(shí)，在企業(yè)中發(fā)光發(fā)熱，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

“老驥伏櫪，志在千里”，張兆慶一直認(rèn)為自己能做的事情還有很多，從始至終，她也一直在盡自己的努力為祖國的編譯事業(yè)貢獻(xiàn)力量。不知從什么時(shí)候開始，這早已變成了她始終縈繞在心的情懷。歲月悠悠，衰微只及肌膚；熱忱拋卻，頹唐必至靈魂。行走在編譯技術(shù)這條道路上，張兆慶一生無悔！

（稿件資料提供：中科院計(jì)算所國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員劉磊）