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夏培肃:中国计算机之母

2021-03-18祁威

科学大观园 2021年5期
关键词:研制研究生计算机

祁威

2001年3月,夏培肃的学生胡伟武主动请缨组建CPU设计队伍。图片|大美科学

作为我国计算机研究的先驱和中国计算机事业奠基人之一,夏培肃曾主持研制中国第一台通用电子数字计算机(107机)。她这一生淡泊名利、默默奉献的品质,创新求实、孜孜不倦的探索精神,严谨治学、甘为人梯的思想,为后人树立了做人、做事、做学问的典范。

年少有为,立志工业救国

夏培肃1923年生于重庆市一个教育世家,从小就展露了她的数学天赋,仅用了一年半的时间,就把代数、平面几何、立体几何和三角都学完了,还做了《欧氏几何》《范氏大代数》中的不少题目,这大大提升了夏培肃的思维逻辑性,并且激发了她对数学的浓厚兴趣。

抗日战争期间,日本人在中国的暴行肆无忌惮,正在求学的夏培肃目睹民不聊生的动荡局势,心中无比愤慨,下定决心报考工科院校,长大后投身工业,实现工业救国。1940年,夏培肃高中毕业,考入当时赫赫有名的重庆国立中央大学电机系。1945年,夏培肃免试进入交通大学重庆分校电信研究所攻读研究生。同年春天,在夏培肃22岁的时候,她遇到了生命中的另一半——中央大学校友杨立铭,并赴英国爱丁堡大学电机系攻读博士学位期间,与已在英国读书的杨立铭结为伉俪,杨立铭后来成为我国著名理论物理学家。

1951年10月,夏培肃夫妇应清华大学校务委员会副主任周培源的邀请回国。满怀建设新中国的热情,他们登上了回国的远洋客轮。夏培肃被安排在清华大学电机系电讯网络研究室任助理研究员、副研究员。

1952年,中国科学院数学研究所所长华罗庚提出要在中国研制电子计算机,他在清华大学电机系物色了三位电信和电子学方面的科技人员,既懂电子,数学又出色,29岁的夏培肃被华罗庚选中,成为三人小组中的一员。夏培肃曾说:“一个人在一生中,常常会有一些改变命运的重要转折点。对于我来说,这个重要的转折点出现在1952年秋天的一个晚上,当我第一次谒见华罗庚教授时。”正是这个转折点,使她成为我国计算技术的主要开拓者。

培养我国首批计算机人才

夏培肃开始研究电子计算机时,计算机方面的资料奇缺,她克服重重困难,一方面从图书馆的英文期刊中查找关于计算机的文章,另一方面还托国外的同学帮助寻找相关的资料。

在逐渐弄明白电子计算机的原理后,为了让更多人知道计算机,夏培肃于1955年开始着手编写讲义。这些讲义在全国一直沿用至今。

从1956年3月开始,夏培肃举办了一个计算机原理讲习班,听讲的有数十人。除了近代物理研究所的计算机小组和数学研究所的计算数学小组人员外,还有北京大学、清华大学的一些教师和其他单位的有关人员。讲习班讲授电子计算机的基本原理,被认为是中国计算机界的第一个计算机原理讲习班。夏培肃的讲课条理清楚、深入浅出,深受大家的欢迎。

同年6月,她调入新成立的中国科学院计算技术研究所筹备处,此后一直在这里工作。处在创建阶段的计算所的首要任务之一是培养我国计算技术的专业人才,夏培肃被安排专职负责计算机训练班的教学工作。从1956年到1962年,计算所和清华大学、中国科学技术大学等高等学校合作举办了4届计算机训练班,夏培肃主讲《电子数字计算机原理》课程。她花费了很多时间和精力重新编写了《电子计算机原理》讲义,这是我国在计算机原理方面的第一套系统完整、理论联系实际、通俗易懂的原创性自编教材。4期训练班为全国各行各业,包括高等学校、研究所、国防和工业等部门培养了700多名计算机方面的专业人才。

当时国内的大学还没有计算机专业的毕业生,计算所的训练班在全国来说是开创性的,这些人才后来大部分成了各行各业在计算机方面的领军人物。夏培肃为中国计算机事业奠定了坚实的人才基础,不愧为中国计算机事业的奠基人之一。

主持研制中国第一台计算机

夏培肃在近代物理研究所工作期间,对串行计算机的运算器所执行的四则运算的算法进行了比较深入的研究,初步完成运算器和控制器的逻辑设计,并完成一些基本电路实验。1958年,计算所提出要研制一台小型计算机,交由夏培肃负责,该计算机被命名为107计算机。

夏培肃负责107计算机的总体设计、逻辑设计、工程设计和可靠性設计。107机是一台小型的串行通用电子管数字计算机,这是我国第一台自行设计的通用电子数字计算机。该计算机工作很稳定,连续无故障工作时间为20小时30分钟。平时机器可以像一台电子仪器那样随时开机和关机,这是当时其他电子管计算机无法做到的。

夏培肃指导学生做实验。图片|中国科学报

107计算机研制成功的意义不仅仅因为它是我国第一台自行研制的通用电子数字计算机,更重要的是它说明了中国人有能力、有志气设计和研制自己的计算机。

她负责研制成功高速阵列处理机150-AP,150计算机的运算速度是100万次/秒,而150-AP的运算速度达到了1400万次/秒,用低成本实现运算速度高于美国当时对我国禁运的同类产品的运算速度,在国际上受到了巨大关注,为我国石油勘探作出了重大贡献。

夏培肃在成功研制150-AP的基础上,于1982年提出了研制GF(功能分布式)计算机的设想。她认为新型计算机系统应该是分布式的,不同的部分负责不同的功能,这种设计思想,即使对21世纪初期的计算机系统设计,仍然具有重要的指导意义。

夏培肃认为研究工作一定要有很强的超前性,她在上世纪90年代初即深深体会到高性能计算机的开发和应用关系到国家的整体实力,在推动相关工作的同时提出国家应该大力开展超大规模集成电路的设计和制造,否则将永远受制于人。后来,她培养的研究生在这两个领域均作出了卓越的贡献。

当时国内的大学还没有计算机专业的毕业生,计算所的训练班在全国来说是开创性的,这些人才后来大部分成了各行各业在计算机方面的领军人物。夏培肃为中国计算机事业奠定了坚实的人才基础,不愧为中国计算机事业的奠基人之一。

传播科学,甘为人梯

为了配合实施“科学发展远景规划”的需要,中国科学院于1958年成立了中国科学技术大学。夏培肃负责中国科技大学计算机专业的筹建工作,并为此付出大量心血。在中国科技大学的发展史上,夏培肃被公认为是计算机专业的创始人和奠基人。

从上世纪60年代起,夏培肃开始培养研究生。她共培养了60多名研究生,其中有两名获全国优秀博士学位论文奖,三人获中国青年科技奖。夏培肃认为培养研究生主要是为国家培养人才,而不是为了协助导师完成科研任务。她坚信计算机事业要发展,没有新生力量绝对是不行的,而为计算机事业培养人才则是她应尽的责任。

夏培肃根据研究生的能力和兴趣,引导他们从事科研工作。她不但对研究生在业务方面严格要求,更重要的是以身作则,要求研究生有良好的科学道德。她的研究生经常在国际会议和期刊上发表论文,但她从来不允许学生在文章上随便署她的名字,即便她帮助修改了很多次。如果没有做实质性的工作,她也决不把名字加在上面,这种实事求是的精神对学生的影响很大。在夏培肃的精心指导和热情帮助下,她的学生中的不少人都取得了令人瞩目的成绩:李国杰院士领导的曙光系列高性能计算机的研制为打破国外垄断、促进我国高端计算机产业发展作出了重要贡献;胡伟武领导的龙芯团队曾经研制出中国第一枚高性能CPU芯片,“龙芯”芯片系列为提升我国信息产业的核心技术、保护国家的信息安全作出了重要贡献。

夏培肃一生淡泊名利,为人低调,除了专注于科研,就是教书育人,传播计算机科学,凡是和她接触过的同行,都对她敬佩有加。2014年8月27日,91岁的夏培肃不幸与世长辞,这位坚信“不义而富且贵,于我如浮云”的老人走完了她的人生之路。人生虽已落幕,但她在中国计算机科技发展史上留下的深深印迹却灿烂夺目。

◎ 来源|中国科学报

夏培肃

电子计算机专家,中国科学院院士语錄:“我对计算机太着迷了,我满脑子、无时无刻不在想着计算机。”

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