新中國的計算機技術與清華大學

20世紀80年代，一個曾經從事過數學、國際關系和中國歷史研究的美國人——John H. Maier， 來到中國，對新中國的計算機技術發展史作了一番考察。回到美國后，他在美國信息處理學會聯合會( AFIPS)的1988年報《計算技術史》上以《1956-1985中華人民共和國計算機科學發展的三十年》為題發表了文章。

他的考察雖欠全面，但結束語比較客觀：

“20世紀60年代至70年代初，中華人民共和國完全依靠自己的力量完成了若干顯赫的計算機科學成就。雖然還不能完全同西方或蘇聯的計算機技術并駕齊驅，但是卻宣告了中華人民共和國在完全封閉的境遇下確實參與了20世紀后期全球科學技術發展的現象。我們不應忽視中華人民共和國的潛力和追求。”清華大學正是這“潛力”和“追求”中的一員。

從全國來說，發展計算機技術的主力軍是中國科學院、軍工和軍隊，高等學校只是一支方面軍，處于配合、保證地位。但是在我國計算機技術發展的前期醞釀、起步、奠基和全面發展的各個階段，清華大學都是一支十分活躍和富有成效的突擊隊。

早在20世紀50年代初，清華大學電機系和數學研究所先后在閔乃大教授和華羅庚教授的領導下開始了計算機技術前期的予研工作，主要是開關電路理論和設計方法的探索。從英國留學歸來的夏培肅和清華電機系研究生王傳英、林在旭等參加了這一工作。

1955年中央決定獨立發展我國的核技術與核力量。1955年清華大學受命創建一整套為核工業服務的專業，其中有自動控制專業(當時叫作：自動學遠動學專業) 。不久，從蘇聯莫斯科動力學院和列寧格勒多科性工業大學新建的“數學計算裝置及儀器專業”的教學計劃和課程設置中得到啟發，1956年初清華大學決定增設計算機專業(當時也叫：數學計算裝置及儀器)，并立即抽調三年級其他專業學生轉入此專業，計劃1959年培養出第一批畢業生。這是新中國最早建立的計算機專業。

1956年4-6月，我國制定的《1956-1967科學技術發展長遠規劃》將發展計算技術列為緊急措施，要求清華大學提前提供計算機專業畢業生。教育部隨即決定從上海交通大學抽調電機專業(強電)高年級學生到清華大學，一面補學電訊(弱電)方面課程，一面參加由科學院組織的聯合專業培訓。清華大學的孫念增教授和周壽憲教授先后在該培訓班授課。

清華大學的計算機專業從一開始就有以下明顯的特征：

1．立足學科，面向應用，以航天工業與核工業為主要服務對象。專業一經建立，蔣南翔校長就明確指定這兩個專業要為“一尖(航天)、一圓(原子)”服務。1957年初，航空工業委員會第五研究院錢學森院長同蔣南翔校長簽署合作協議。自動控制系系主任鐘士模教授遂率領剛剛留蘇回來的金蘭和章燕申到“五院”參加研究工作。1958年6月，聶榮臻副總理批準清華大學計算機專業和自動控制專業繼續面向航天工業和核工業，并適當擴寬，以便軍民兩用。同年8月，中央決定由十個重點院校抽調287名高年級學生到清華大學，轉入計算機和自動控制專業為五院(航天工業部前身)和二機部(核工業部)定向培養。

2．計算機專業同自動控制專業的緊密結合。不把計算機單純當成科學計算工具，而重視計算機在其他領域的應用。

3．始終遵循教學實踐同科學實踐、生產實踐的三結合。把培養人、發展新技術和支持新技術產業作為己任。截至1966年，清華大學的這兩個專業已經為國家培養出1179名畢業生，其中大部分輸送給了航天工業與核工業。

在科學研究方面獨立完成了一系列開創性的項目。

911機(1959-1964) 是一臺清華自行設計與制造的中型通用電子數字計算機。1959年起步，1961年完成初樣(原理樣機)，1964年完成正樣。采用小型電子管 (花生管)電路和磁心存貯。字長31位、指令格式：定點/單地址(有別于當時國內仿蘇的104機所采用的浮點/三地址)。目的是簡化結構和提高內存空間的利用率。911機的研制成功推動了清華大學計算機技術的普及和應用，并鍛煉出一支年輕(平均年齡只有25歲)技術骨干隊伍，為以后一系列研究項目的成功奠定了堅實的基礎。

112機(1965-1966)是一臺完全由清華自行設計研制的晶體管小型通用數字計算機。運算器、控制器采用北京(沙河)半導體研究所生產的硅晶體管，內存采用超小型磁心。打印設備采用清華自行研制的靜電熱灼無接觸式快速打印機。系統啟動采用計算機專業畢業生創造的磁心唯讀存儲的自動導引程序。112 機的字長21位、內存4KB、外存(磁鼓) 4 x 250KB。現在看來，112的整機設計和硬件水平，可以和同時期美國的PDP-8 (字長12位 ) 相比 (雖然我們的研究設計人員在當時對PDP-8全然不知)。

112機是學校科研成果轉化為社會生產力的成功范例。項目自始至終吸收北京市無線電三廠(一個生產收音機的小廠)的技術骨干參加。試制成功后又無償地將整套設計和工藝經驗提供給該廠，使這家工廠成為北京市第一個生產電子數字計算機的基地，后來改名北京計算機三廠。

112機也是高等學校同產業合作的成功范例。由于當時處于我國半導體工業的起步階段，對如何生產出參數穩定、一致性好、適合計算機線路要求的半導體器件完全缺乏工業經驗。在研制112機的全過程中，我們同北京市沙河半導體器件研究所通力合作，建立了一整套器件測試、篩選的標準和方法，并自行設計制造了整套設備。我們還把器件和線路試驗結果建立檔案，及時反饋給器件研制部門，不斷改進器件性能和穩定性，形成線路和器件同步進展的雙贏局面。

112機還直接或間接影響了以后一連串數字計算機應用項目的成功。其中有利用112機插件而另行設計的劈椎測量專用數字機。該機于1968年研制成功，劈椎生產效率提高了十倍、成品率提高了將近四倍，從而滿足了我國有關常規先進武器的需求。

又如，利用112機，為北京新華印刷廠研制成功“計算機排版系統”。在我國最早實現用計算機控制光機電結合的自動照排系統，完全取代手工鉛字排版。

724機(1972-1974) 是清華設計、研制的中型實時專用數字計算機，用來監控彈道遠程導彈和衛星發射。724機曾出色地完成多項重要發射任務，受到國防科工委的多次嘉獎。724機采用國產小規模集成電路，是我國最早的集成電路計算機之一。

724機的器件又是清華大學計算機教研組同北京半導體器件二廠(牛王廟)通力合作的結果。我系老師集112機器件試制的經驗帶領學生在器件二廠設計了724機的各種邏輯單元，并與器件二廠的工程技術人員合作，利用硅平面管技術把它們制成集成電路器件。

736 機 (1973 )是利用112機的邏輯和724機的器件、插件研制的小型通用集成電路數字計算機，由校辦工廠小批量投產，裝備各系。清華動力系用736機研制了我國最早的電站計算機仿真系統DJS100國產小型通用數字計算機系列(1973-1974) 。

由于清華在中、小型數字計算機方面屢屢成功，積累了比較成熟的經驗，電子工業部委任清華負責、牽頭，吸收其他生產、科研單位參加，先后設計研制了DJS130、DJS140小型通用集成電路數字計算機，并定型在國內十余家工廠批量投產，成為20世紀70年代中至80年代初全國生產批量最大、最流行的機型。

在模擬計算機方面， 起步更早。

1958年至1966年先后研制成8種型號模擬計算機，其中有：

- 我國自行研制的第一臺非線性模擬計算機(1958)。

- 我國首次在國際博覽會上展出的六階小型模擬計算機(1959)。

- 我國第一臺三自由度飛行模擬實驗臺的模擬計算機。該飛行模擬平臺是清華大學精儀器系同自動控制系通力合作的成果。自動控制系負責計算機和控制系統。經過兩年研制，達到了預期的先進水平，不僅可供我工業部門使用，還為我國航空、航天工業作出了貢獻。

- 我國第一個批量投產的六階非線性臺式模擬計算機(1960)，先是在清華自動控制系車間小批量生產，隨后無償提供北京無線電一廠批量投產。這個廠后來成為北京市計算機一廠，專門生產各種型號的模擬計算機。

- 20階中型非線性模擬計算機，用于海軍魚雷模擬試驗( 1961- 1963 )。

- 我國第一臺自動搜索式模擬計算機，是采用數字技術的混合式模擬計算機。

上述這些成果反映了我們當時在十分艱苦的條件下，在陌生的高新科技領域內，急國家之所急，把國防和國民經濟的重要課題作為己任，腳踏實地，自力更生，虛心學習，敢于創新，把科研同教學，科研同社會生產緊密結合，為發展我國計算機技術和產業作出了自己的貢獻。

凌瑞驥教授，清華大學計算機科學與技術系前身——自動控制系創始人之一，曾任該系黨總支書記。