《笑慰人生》 第八章 宏图

第八章    宏 图

一    比特的来临
二    视听万里
三    秦权汉尺
四    迷幻的信息



        一        比特的来临

        文化大革命的打砸抢和狂风暴雨的阶段,终于过去了。尽管四人帮仍然起着一定的控制
作用,极左思潮还在继续干扰,但那些至关紧要的科学技术研究工作,却还在艰难蹒跚地发
展着。
        1972年,四机部恢复了建制,王诤回来继续担任部长。罗沛霖由干校才回来时,担任科
学技术组副组长,这时也转任科技局副局长。由于电子工业管理没有按专业分工,科学技术
局就负责全面的具体技术发展和技术管理工作。
        七十年代初是电子技术与应用的一个重要转折点。由半导体晶体管派生的集成电路开始
进入应用阶段。每片集成近万个晶体管的集成电路已经制造出来,四位的微处理器也已经出
现。这就为电子技术的数字化,或说“比特”时代的来临准备了条件。
        “比特”是信息定量的单位,或二进制中的“1”或“0”。最早的数字计算机都是十进
位的。在冯诺依曼倡议下,当代的电子计算机则都改为二进制。这也使计算机成为最方便的
逻辑操作器,因为“1”或“0”代表了最基本的差别。声音、电视图像、电报码等信息,都
可以数字化。数字化以后,都可用计算的方法处理。这样,利用先进的数学工具,可以大大
改善被表达的信息(信号),可以加强抗干扰性,可以消除干扰,可以经过长途传输而不变
质,可以把湮没的信息恢复出来,还可以提供高超的加密解密等。如果没有当代的集成电路,
数字化是极其困难的。
        还是在六十年代,罗沛霖就把集成电路提上日程,倡议并主持了全国电子工业的微型化
会议,大大促进了数字化和微电子发展的进程。虽然和世界发达国家水平相差甚远,但数字
化毕竟是有了一个可喜的开端。
        罗沛霖从干校回到工作岗位后,就接触到中国第一批集成电路计算机中的150计算机的
工作。这是由北京大学、北京有线电厂和石油部门合作设计试制,以满足石油勘探的需要。
已经试制了一两年的一台指向每秒一百万次运算能力的机器,正因为每运行几小时就要出现
一次故障而令人烦恼。为此,四机部领导对于集成电路几乎失去了信心。罗沛霖经过与科技
司干部共同调查,得知此机共用了几万片集成电路和几万块独石瓷介电容器,两者的故障率
几乎是差不多的。这两种产品都是新产品,生产还缺乏经验,而且因为文化大革命的干扰,
生产秩序不好,造成一定数量的隐患。罗沛霖分析这个情况后认为,经过长期运行,不断剔
除隐患以后,计算机的可靠性是可以大幅度提高的。结果是, 在一年以后,达到了运行四百
小时未出故障,按计算任务要求停机的纪录。另外,电路片与电容器的质量也是可以提高的,
而且即以现状来说,如果产品所用的件数少,也是能解决问题的。罗沛霖一次一次地反映自
己的意见,坚定了部领导和技术人员的信心。这台计算机在1973年正式验收,舆论界认定是
中国第一台百万次计算机,实际按统一习惯标准测定,达到每秒一百一十三万次。验收时又
值中国氢弹试验成功,罗沛霖以诗表述自己的喜悦之情:

               氢弹一声惊广漠,
               新机百万算天河。
               年丰又是喜音繁,
               壮举中华唱凯歌。

        还是在新中国建立初期,为发展经济、巩固国防、发展新技术,为原子弹、导弹和卫星
服务,解决原子能研究,飞机、火箭的研制,气象、资源勘测、数理研究、重大工程设计中
存在的大量的复杂计算任务,迫切需要先进的计算工具。1956年制定科学技术发展规划的时
候,电子计算机被列为重点项目,由华罗庚起草了《紧急措施》。国家决定集中科研部门、
工业部门和国防部门的力量,研制中国第一台电子计算机。
        第一台电子计算机是1957年开始研制的,第二年6月就研制出来了。根据苏联M-3计算机
的技术资料,定名为103计算机。研制任务和生产相结合,由中国科学院和北京有线电厂的技
术人员共同完成。103计算机一共生产了三十六台。
        103计算机的研制工作接近成功的时候,1958年5月开始研制104计算机,1959年夏天完
成试制,从而宣告了中国第一台大型通用电子计算机的诞生,先后共生产七台。
        随后,工业部门也陆续研制成功108甲机、108乙机、320机、655机,并和高校、用户单
位联合研制成功150机,分别为国防工程、核工程计算,石油、地质地震勘探,气象预报等
提供了关键装备。同时,科学院系统也研制出905、109丙等计算机。
        自此,中国能够自主研制和生产电子管计算机、晶体管计算机和小规模集成电路计算机。
更重要也更可贵的是,培养了一支计算机技术队伍,锻炼了自主研制开发能力,使工厂掌握
了计算机工业化生产工艺、测试、调试及质量保证技术,为形成中国自己的计算机工业奠定
了基础。
        但是,这些计算机都是为特定工程服务的,还不能满足多方面的需求。而且,因为不是
通用产品系列,也就不能形成批量生产。因此,如何面向用户,面向生产,把科研与生产更
紧密地结合起来,成为中国计算机工业发展的关键性任务。
        在罗沛霖的支持下,科技局的科技发展处组织了一个调查组,走访了全国许多生产、科
研、使用和教学单位。然后,科技处草拟了一个关于发展中国电子计算机产业的报告,经罗
沛霖做了补充修改,报到部领导。
        这个报告经部领导认可后,由罗沛霖和计划司副司长姚太林共同主持召开会议,参与的
除了国防科委第十研究院和中国科学院的研究所、四机部的几个工厂、上海市的工厂等,还
有北京大学、南京大学、西安交大等几个院校。在会上,部署了大型机和中型机两个系列的
联合设计。
        大型机是第一重点。成立了一个联合设计领导小组,由已复任四机部副部长的刘寅任组
长,罗沛霖任副组长,主持日常工作。国防科委第十研究院第十五研究所作为主办单位,联
合全国十多个单位共同设计。后来成为中国工程院士的陈力为任总设计师,首先是集中了各
单位二十多人,住在四机部白塔寺招待所讨论总体方案。在文化大革命影响之下,各单位分
散化倾向很强,各自又都做过较完整的工作,各有特点,各有特长,讨论中难免言词龃龋。
如何能产生一个统一的总体方案,确实不是容易的事。但是,像这个在别单位要花十个月上
下才能议出的总体方案,竟然在三个月不到的时间内形成了。
        “这是个奇迹!”有人这样赞誉。
        罗沛霖则总结,参与设计的同志都是对计算机有很高造诣的,而且在文化革命中,因为
混乱,有劲使不上,憋着一口气要做出成就,这就给工作准备了最好的基础。当然,引导还
是关键。罗沛霖具有在技术总体工作上的素养和洞察力,以及电子计算机的关键具体知识。
因此,他和参加工作的专家们有共同的语言,相互讨论。他充分运用这一条件,依靠有力的
助手,依靠得力的总设计师开展工作。他还反复向专家恳谈:首先是团结一致为了一个共同
的目标,开辟中国计算机事业发展的一个新阶段。大家都是各单位依靠的专家,造诣很深,
各有自己的见解,带来自己的特色技术。但是,一定要放在总体中考虑,要尽最大可能吸收
各家的优秀技术。有的很优秀的技术,作为个体是很好的,而组合到总体中却不如次好的技
术更适当。因此,在这种情况下必须勇于放弃。一个主见总会有优点有弱点,应当多去考虑
别人见解中自称的优点是否真有道理,也应当多去考虑别人指出自己见解中的弱点是否真有
道理。罗沛霖对专家彼此之间偶然发生的闲言碎语,虽听到些反映,却并不去追问,而尽力
用共同的目标去增强团结。于是,工作开展一段以后,那些闲言碎语也就都不再出现了。
        究竟选取何种技术为基础,因为有一些客观存在的差异,也就有个选择的问题。在外国
封锁之下,中国技术人员自己摸索实践的经验,既是多种多样,难于统一,而且未经长期运
行考验。国际上成熟的系列,如果能借用一部分,那当然是好事,然而没有样机,资料也不
全。罗沛霖就决定,要大家集体讨论,外国的,中国的,共同考虑,凡是好的,又能协调成
一个优化的整体,就采用。这些因素集合在一起,就使得一个好的方案,在很短的时间内完
成了。这些计算机曾在洲际导弹和潜地导弹的发射试验中显露了身手,立下了赫赫战功。
        200系列计算机工作,基本是顺利的。中间也出现过部分参加人员贴大字报,到部长王
诤那里,说总体方案是“爬行主义,洋奴哲学,抄袭外国”。中国处于落后状态,如果是仿
制外国先进产品,有利于自己加速前进,似也无可非议。这种指责,只可说是极左思潮影响
下的干扰挑剔。而事实上,200系列计算机只是按照通用电子计算机的客观规律,并无完整
的外国范本可供抄袭,何况还是按照计算机发展的一般规律,综合国内外优秀技术,制定总
体设计。后来,这一方案还受到另一方面的批评,说是为了充分利用外国的现成软件,不应
“另起炉灶”,应当走与外国产品兼容的道路。事实上,想兼容也是不可能的。制造大型通
用计算机,国外也曾走兼容道路,但没有一家走通。仿制是可能的,也必须先有样机和完整
资料,而且因为外国厂商改型极快,仿制必然走迟一大步,若自行改进就又不能兼容了。
        中型系列实际上相当于国际的小型机,当时只有美国才有样机,因此决定大体按它的架
构,根据自己的实际条件,自行设计。主持者是清华大学计算机系,参加的有北京、上海、
天津等地工厂。滕藤在清华大学主持科学研究,他向罗沛霖通报情况:由于软件力量还弱,
暂时还吃不透它。因此,属于基本的、关键性的“指令集”,可能只好照抄,希望能同意。
这当然是冒着“爬行主义”帽子的风险,罗沛霖果断地承担了这个风险,使设计试制工作得
以顺利进行。这个系列用了一年多的时间就完成了,两三年内就生产了近千台。以前每种型
号只生产几台几十台,现在生产近千台,自然是个飞跃,在推广计算机应用上,起了划时代
的作用。
        “比特”时代的物质基础,关键在于半导体集成电路。两个系列的计算机的试制,是和
相应的集成电路平行进行的,因此也就带动了数字型的集成电路生产前进了一大步。
        罗沛霖在系列机设计研制过程中,考虑到一个课题,逻辑运算方法已有很大进展,何以
还要按笔算方法用进位步骤实现加法?既然两个相加数的每个位的值已知,应当就能直接判
断和的每个位的值。他以此创造了直接逻辑判决的多位二进加法器,先经过一个逻辑“乘”
再经过一个逻辑“加”,两个门延迟,达到理论最高速度,并给出较易实现而速度略慢的方
案。后来在《计算机技术》杂志上发表了他在计算技术方面的独创性的论文《直接及亚直接
判决逻辑的多位加法器,或无进位链的加法器》,探讨了加法逻辑速度的理论极限。后与王
攻本合作,充实了内容,在《中国科学》发表了《超高速二进多位加法硬件算法》的论文。
接着,又写了有关高速乘法器的论文,获得国家自然科学基金的资助,以期在高清晰度电视
图像的实时压缩方面应用。



上一章        下一章        返回上页        返回首页