李 國 傑
從1953年1月我國成立第壹個電子計算機科研小組到今天，我國計算機科研人員已走過了40多年艱苦奮鬥、開拓進取的歷程。從國外封鎖條件下的仿制、跟蹤、自主研制到改革開放形勢下的與“狼”***舞，同臺競爭，從面向國防建設、為兩彈壹星做貢獻到面向市場為產業化提供技術源泉，科研工作者為國家做出了不可磨滅的貢獻，樹立壹個又壹個永載史冊的裏程碑。在這壹短文中，我們簡要地回顧我國通用計算機研制的歷程，總結歷史的經驗與教訓，給關心我國計算機事業的人們提供壹些史料性的參考。
壹、 華羅庚和我國第壹個計算機科研小組
華羅庚教授是我國計算技術的奠基人和最主要的開拓者之壹。當馮．諾依曼開創性地提出並著手設計存儲程序通用電子計算機EDVAC時，正在美國Princeton大學工作的華羅庚教授參觀過他的實驗室，並經常與他討論有關學術問題，華羅庚教授1950年回國，1952年在全國大學院系調整時，他從清華大學電機系物色了閔乃大、夏培肅和王傳英三位科研人員在他任所長的中國科學院數學所內建立了中國第壹個電子計算機科研小組。1956年籌建中科院計算技術研究所時，華羅庚教授擔任籌備委員會主任。計算機學科是應用技術和工程學科，但從世界與中國計算機研究的發源可以看出數學等基礎學科與計算機研制有很深的淵源。在我國計算機事業的發展史上，除華羅庚外，馮康、吳文俊等著名數學家和其他基礎研究科學家都做出過卓越貢獻。
二、 第壹代電子管計算機研制(1958~1964年)
1956年周恩來總理主持制定了我國十二年科學技術發展規劃，發展電子計算機技術、成立中國科學院計算技術研究所被列為當時的四項緊急措施之壹。在電子計算機技術剛剛萌芽時，剛從解放戰爭和抗美援朝的戰火中走出來的年輕***和國就將可能對國家長遠發展有重大影響的高技術列為“緊急措施”優先發展，充分顯示了我國第壹代領導人在發展科學技術方面的高瞻遠矚。做為制定科學技術發展計劃的楷模，這壹段光輝歷史應永遠銘記在我們心裏。
我國從1957年開始研制通用數字電子計算機，1958年8月1日該機可以表演短程序運行，標誌著我國第壹臺電子計算機誕生。為紀念這個日子，該機定名為八壹型數字電子計算機。在八壹型計算機進行可靠性調整和試算的同期，該機在738廠開始小量生產，改名為103型計算機(即DJS-1型)，***生產38臺。八壹型是根據(前)蘇聯提供的M-3機設計圖紙經局部修改，在(前)蘇聯專家的指導下研制成功的，運算速度只有每秒幾十次，後來安裝了自行研制的磁心存儲器，運算速度提高到每秒3000次。1958年5月我國開始了第壹臺大型通用電子計算機(104機)研制，以(前)蘇聯當時正在研制的БЭСМ –II計算機為藍本，在(前)蘇聯專家的指導幫助下，中科院計算所、四機部、七機部和部隊的科研人員與738廠密切配合，於1959年國慶節前完成了研制任務。在研制104機同時，夏培肅院士領導的科研小組首次自行設計於1960年4月研制成功壹臺小型通用電子計算機－107機。1964年我國第壹臺自行設計的大型通用數字電子管計算機119機研制成功，平均浮點運算速度每秒5萬次，參加119機研制的科研人員約有250人，有十幾個單位參與協作。
我國電子計算機研制起步比美國晚壹代。1959年104機問世時，IBM公司推出了該公司第壹套晶體管計算機(IBM7090)。當國際上致力於第二代計算機產品時(1959~1964年)，我們正在研制第壹代電子管計算機。日本幾乎與我們同時起步，1958年日本NEC公司研制成功日本第壹臺電子管計算機NEC1101。我國建國初期啟動電子計算機研制時采取了壹系列正確決策，如派技術人員赴蘇聯學習(當時唯壹可選的對外開放)、“先集中、後分散”、辦學習班培訓急需的人才、科研及生產單位大協作等。我國第壹代計算機研制者努力鉆研先進技術，忘我工作的精神是可歌可泣的，壹直到90年代初，他們都是我國計算機研制的中堅力量。我國第壹代電子管計算機在原子彈(104機)和氫彈(119機)研制中發揮了作用。由於帝國主義的封鎖政策，我國開始研制只能采取“全部采用國產器材，依靠自己的技術力量”的技術路線，119機花了五年才研制成功說明在當時條件下壹切從頭做起研制大型計算機是件相當困難的事。我國第壹代電子計算機研制的主要推動力是軍事應用，民用計算機的需求還不很強烈。高技術往往首先在軍事上得到應用，但高技術的普及推廣和產業的形成要借助大量民用需求的拉動。這壹點被世界各國高技術發展歷史所證明，我國計算機產業發展歷程也是如此。
三、 第二代晶體管計算機研制(1965～1972年)
我國在研制第壹代電子管計算機的同時，已開始研制晶體管計算機。1965年研制成功的我國第壹臺大型晶體管計算機(109乙機)實際上從1958年起中科院計算所就開始醞釀啟動。在國外禁運條件下要造晶體管計算機，必須先建立壹個生產晶體管的半導體廠(109廠)。經過兩年努力，109廠就提供了機器所需的全部晶體管(109乙機***用2萬多支晶體管，3萬多支二極管)。這種“沒有條件，創造條件也上”的拼搏精神至今對我們仍有激勵作用。對109乙機加以改進，兩年後又推出109丙機，為用戶運行了15年，有效算題時間10萬小時以上，在我國兩彈試驗中發揮了重要作用，被用戶譽為“功勛機”。我國工業部門在第二代晶體管計算機研制與生產中已發揮重要作用。華北計算所先後研制成功108機、108乙機(DJS-6)、121機(DJS-21)和320機(DJS-6)，並在738廠等五家工廠生產。1965～1975年，738廠***生產320機等第二代產品380余臺。哈軍工(國防科大前身)於1965年2月成功推出了441B晶體管計算機並小批量生產了40多臺。
我國的第二代晶體管計算機大部分是文化大革命前夕研制的，當國外在發展第三代中小規模集成電路計算機時(1964~1972年)，我們對於以IBM 360(1964年推出)為代表的大型機系列機以及以DEC公司PDP系列為代表的小型機(1963年推出PDP-8)還沒有多大反應，壹直到1970年中期才開始重視與國外主流產品兼容的系列機，已經晚了10年。我國第壹、二代計算機的系統軟件大多是自己開發，早期以前蘇聯的算子法為指導思想，1962年以後轉到以ALGOL 60為基礎的編譯技術，開發了BCY、BX119等有影響的編譯系統。但總的來講，我國從研制第壹代計算機開始就有重硬件輕軟件的傾向。
四、 第三代基於中小規模集成電路的計算機研制(1973~80年代初)
我國第三代計算機的研制受到文化大革命的沖擊。IBM公司1964年推出360系列大型機是美國進入第三代計算機時代的標誌，我國到1970年初期才陸續推出大、中、小型采用集成電路的計算機。1973年，北京大學與北京有線電廠等單位合作研制成功運算速度每秒100萬次的大型通用計算機，1974年清華大學等單位聯合設計，研制成功DJS-130小型計算機，以後又推DJS-140小型機，形成了100系列產品。與此同時，以華北計算所為主要基地，組織全國57個單位聯合進行DJS-200系列計算機設計，同時也設計開發DJS-180系列超級小型機。70年代後期，電子部32所和國防科大分別研制成功655機和151機，速度都在百萬次級。進入80年代，我國高速計算機，特別是向量計算機有新的發展。1983年中國科學院計算所完成我國第壹臺大型向量機－757機，計算速度達到每秒1000萬次。這壹記錄同年就被國防科大研制的銀河-I億次巨型計算機打破。銀河-I巨型機是我國高速計算機研制的壹個重要裏程碑，它標誌著我國文革動亂時期與國外拉大的距離又縮小到7年左右（銀河-I的參考機克雷-1於1976年推出）。
70年代中到80年代初是我國計算機工業初步形成的階段。1973年元月第四機械工業部召開了“電子計算機首次專業會議”(即7301會議)，總結了60年代我國計算機研制都是為特定工程任務(主要是國防)服務，不能形成批量生產的教訓，決定放棄單純追求提高運算速度的技術政策，確定了發展系列機的方針，提出聯合研制小、中、大三個系列計算機的任務，以中小型機為主，著力普及和運用。7301會議在我國計算機發展史上具有重要意義。DJS-130小型通用機生產銷售了近千臺，標誌著我國計算機工業已走上系列化批量生產道路。60年代末，全國安裝計算機約500臺，到1980年全國計算機裝機臺數已達到6000多臺。由於70年代後期國外PC機已開始起步，到1983年美國計算機容量已超過1000萬臺，我國在微機的研制與推廣方面比國外又晚了壹拍。自從1971年Intel公司推出第壹片微處理器芯片4004、尤其是1974年推出8位微處理機芯片8080以後，摩爾定律(即集成電路的集成度，性能大約每18個月翻壹番)就開始對計算機的發展起決定性影響，國際上已進入第四代計算機時代(即以微機為主的時代)。國外早期從事計算機研制的科研人員壹部分轉入微處理機設計，處理機體系結構和實現技術的進展大部分在微處理器芯片內。而我國在這壹時期沒有註意這壹重要的技術變化，造成微電子及集成電路技術人員與計算機邏輯及電路設計科研人員的分離，集成電路企業嚴重缺乏計算機體系和邏輯設計人員。我國從60年代開始就研制過壹些微處理機，1977年也研制成功自行設計的16位大規模集成電路微處理機，但都是用來做航天專用機，我國有不少從事專用計算機與芯片研制的研究所，但沒有壹個單位以研制通用微處理器為目標。今天國人都在呼籲必須要有自己的微處理機芯片，殊不知造成90年代困境的隱患我們在70年代已經留下了。
五、 第四代基於超大規模集成電路的計算機研制(80年代中期至今)
和國外壹樣，我國第四代計算機研制也是從微機開始的。1980年初我國不少單位也開始采用Z80，X86和M6800芯片研制微機。1983年12電子部六所研制成功與IBM PC機兼容的DJS-0520微機。10多年來我國微機產業走過了壹段不平凡道路，現在以聯想微機為代表的國產微機已占領壹大半國內市場。由於篇幅限制，本文只側重於高速通用計算機，有關微機研制的情況不再贅述。1992年國防科大研究成功銀河-II通用並行巨型機，峰值速度達每秒4億次浮點運算(相當於每秒10億次基本運算操作)，銀河-II是***享主存儲器的四處理機向量機，其向量中央處理機是采用中小規模集成電路自行設計的，總體上達到80年代中後期國際先進水平。從90年代初開始，國際上采用主流的微處理機芯片研制高性能並行計算機已成為壹種發展趨勢。經過10多年努力，我國已面臨對外開放的大好形勢，與60～70年代相比，研制計算機的條件已有很大改變。根據國家863計劃的部署，國家智能計算機研究開發中心經過分析，采取了符合技術發展趨勢、有所為有所不為的技術路線，以較少的人力與資金投入和較短的設計開發周期，於1993年研制成功曙光壹號全對稱***享存儲多處理機，這是國內首次以基於超大規模集成電路的通用微處理器芯片和標準UNIX操作系統設計開發的並行計算機並推向了市場。曙光壹號並行機的創新實踐探索了壹條在改革開放條件下研制高性能計算機的路子。沿著這壹技術路線，1995年國家智能機中心又推出了國內第壹臺具有大規模並行處理機(MPP)結構的並行機曙光1000(含36個處理機)，峰值速度每秒25億次浮點運算，實際運算速度上了每秒10億次浮點運算這壹高性能臺階。曙光1000與美國Intel公司1990年推出的大規模並行機體系結構與實現技術相近，與國外的差距縮小到5年左右。1997年國防科大研制成功銀河-III百億次並行巨型計算機系統，采用可擴展分布***享存儲並行處理體系結構，由130多個處理結點組成，峰值性能為每秒130億次浮點運算，系統綜合技術達到90年代中期國際先進水平。近幾年來國外大力發展具有高擴展性與高可用性的機群系統(Cluster)，這已成為高性能計算機的主流發展趨勢。國家智能機中心與曙光公司於1997至1999年先後在市場上推出具有機群結構的曙光1000A，曙光2000-I，曙光2000-II超級服務器，峰值計算速度已突破每秒1000億次浮點運算，機器規模已超過160個處理機，2000年將推出每秒浮點運算速度3000億次的曙光3000超級服務器。在超級服務器的研制中，技術突破的重點集中在高速互連和易於管理、具有單壹系統映象的機群操作系統和方便用戶使用的編程及運行環境。曙光機群超級服務器的起步比國際上同類產品(如IBM RS6000SP系列)晚3～4年，但目前已能做到與IBM同步推出新產品，在市場上具有較強競爭力。
綜述：
綜觀40多年來我國高性能通用計算機的研制歷程，從103機到曙光機，走過了壹段不平凡的歷程。總的來講，除了文革動亂時期外，我們的研制水平與國外的差距在逐步縮小。下表列出每壹代(其中第四代又分為幾種典型體系結構)國內外標誌性計算機推出的時間，其中國外的代表性機器為ENIAC，IBM 7090，IBM 360，CRAY-1，Intel Paragon，IBM SP-2，國內的代表性計算機為103，109乙，150，銀河-I，曙光1000，曙光2000。
機型 第壹代 第二代 第三代 向量機 大規模並行機 機群
美國 1946 1959 1964 1976 1990 1994
中國 1958 1965 1973 1983 1995 1998
推出時間相關年數 12 6 9 7 5 4
在計算機研制方面我國與發達國家的差距主要不是推出同類型機器比國外晚幾年，而是在於以下兩點：(1) 原始創新少，我們推出的計算機絕大多數都是參照國外機器做壹些改進，幾乎還沒有壹種被用戶廣泛接受的體系結構由我們自己創新發展出來。(2) 研制成果的商品化、產業化落後於發達國家。除了微機取得了令人自豪的產業化業績外(但自主知識產權不多)，工作站以上的高性能計算機的產業化道路還在摸索之中。太極、華勝等公司曾做過多年努力，在小型機、工作站方面有所建樹，最近幾年曙光公司在發展高性能服務器(包括超級服務器)方面進行了不懈努力。我國國防科研單位曾研制成功具有當時國際領先水平的巨型機，但美國政府對我國制定高性能計算機禁運標準時還是參考我國有市場競爭力的產品。曙光超級服務器已在市場上推出的是百億次水平，目前的禁運限制也是百億次水平。這也說明產業化市場化能力是壹個國家計算機實力的主要標誌。要取得市場上成功，我國計算機領域的人員和有關企業還要進壹步解放思想、轉變觀念、真誠合作，在競爭中開拓新局面。