說起計算機,我們第一時間就會想到非常熟悉的日用電腦,但如果是巨型計算機的話,大家可能就不是那么了解了。?
在湖南長沙,中國人民解放軍國防科技大學(xué)計算機學(xué)院寬敞明亮的機房里,就存放著一個紅黃相間的大機柜,它就是我國自行設(shè)計和研制的第一臺每秒運算速度達到億次的巨型計算機——“銀河1號”。它的誕生,使我國成為當(dāng)時世界上第三個能夠獨立設(shè)計和研制巨型計算機的國家。?
今天,我們就沿著歷史的長河,逆流而上去探尋巨型計算機背后的故事。?
20世紀(jì)70年代初期,外國科學(xué)家率先研制出了每秒運行一億次的巨型計算機,被人們簡稱為巨型機。這種巨型計算機的面世,以及它強大的數(shù)據(jù)處理能力迅速在國際計算機領(lǐng)域引發(fā)了強烈反響,同時也改變了其他生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢。?
比如,石油的開采就需要借助巨型計算機來計算相關(guān)數(shù)據(jù)。要知道,對于那些被表面土壤、沙漠和海水覆蓋住的,沒有巖層,直接暴露的地區(qū),就主要依靠土壤研究等方法間接了解地質(zhì)構(gòu)造和巖層性質(zhì),進而來尋找地下的石油和天然氣,這一步驟被人們稱為石油物探,是一種覆蓋區(qū)勘探石油不可缺少的方法。但在當(dāng)時的條件下,我國石油物探的數(shù)據(jù)是用磁帶記錄的,數(shù)據(jù)磁帶多到需要卡車裝運,更不要說需要耗費多少人力物力進行計算分析了。?
由于我國沒有高性能的計算機,計算處理能力不足,這些數(shù)據(jù)磁帶不得不用飛機空運到國外處理,然而這樣會有很大的缺陷,一方面是經(jīng)費消耗巨大,另一方面是處理時間沒有辦法滿足工作需要,更重要的是容易導(dǎo)致我國的勘探資料泄露出去。?
而當(dāng)我國提出向其他發(fā)達國家進口一臺性能不算很高的計算機時,對方卻提出要求,讓我國為這臺機器建一個六面不透光的“安全區(qū)”,并且能進入“安全區(qū)”的只能是國外的工作人員。面對這種情況,我國科學(xué)家下定決心,一定要自己研制出巨型計算機,打破國外的技術(shù)封鎖。?
1978年,那是一個科學(xué)的春天。也正是這一年,以計算機專家慈云桂教授為代表的科研人員接受了研制巨型計算機的任務(wù),并表露心跡說:“假如人生能實現(xiàn)一個夢,我的這個夢,就是讓中國在世界高性能計算領(lǐng)域擁有一席之地。”?
但想要研制出巨型計算機,談何容易?當(dāng)時我國的技術(shù)比較落后,資料匱乏,因此了解國外研制巨型機的情況十分有限。中國國防科技大學(xué)雖然是國內(nèi)最早研制計算機的單位,此前為“遠望號測量船”研制的“151”機,每秒運算速度只有100萬次,現(xiàn)在要研制每秒運算一億次的機器,計算機運算速度一下要提高100倍,可以想象得有多么地困難。面對這樣的情況,大家只有一個信念,全力以赴打造出自己的巨型計算機,大家把它叫做“爭氣機”,就是要爭一口氣,不再讓外國人卡著我們的脖子。慈云桂教授更是立下軍令狀表示,無論如何,都要把中國首臺巨型計算機制造出來。?
“遠望號測量船”是中國航天遠洋測控船隊的總名稱,中國擁有的7艘遠洋測控船,分別命名為遠望一號到遠望七號。我國第一艘“遠望號測量船”是在20世紀(jì)70年代研制成功,主要擔(dān)負(fù)衛(wèi)星、飛船和火箭飛行器全程飛行試驗測量和控制任務(wù)。從“遠望一號測控船”工作以來,它圓滿完成了我國洲際導(dǎo)彈、潛射導(dǎo)彈、通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星和“神舟”號飛船以及澳星、亞太二號、菲律賓星等34次重大科研試驗任務(wù),并于2010年退役,目前放置在江南造船廠進行展覽。?
剛剛提到為服務(wù)“遠望號測量船”而制造的“151”計算機,就是在慈云桂教授和其他幾十名科研人員的共同努力下研制成功的。隨后該計算機便在20世紀(jì)80年代首次向南太平洋發(fā)射了運載火箭,首次潛艇水下發(fā)射導(dǎo)彈以及第一顆試驗型廣播通信衛(wèi)星的發(fā)射和定位中,出色地完成了計算測量任務(wù),為中國航天等重點試驗的圓滿成功做出了巨大貢獻。?
不過,“151”計算機的成功雖然可以為制造巨型機提供一些經(jīng)驗,但研制工作迅速展開之后,還是有各種復(fù)雜技術(shù)問題。比如,走什么樣的技術(shù)路線?采取什么樣的體系結(jié)構(gòu)?如何實現(xiàn)每秒一億次的運算速度?這些問題就像“攔路虎”一樣,阻攔著研究人員的前進,但他們并沒有任何氣餒,而是迎難而上,解決問題。他們把實驗室當(dāng)戰(zhàn)場,像打仗一樣攻關(guān),大家吃在工廠,睡在機房,夜以繼日地進行著這一場沒有硝煙的戰(zhàn)斗。?
當(dāng)時參與研制的李思昆教授回憶說:“那時加班費一個晚上兩毛錢,我讓大家登記領(lǐng)錢,結(jié)果沒一個人愿意來領(lǐng)。大家心里想的是省下每一分錢,盡快造出中國的巨型機?!?
俗話說,天道酬勤。經(jīng)過幾年沒日沒夜的頑強拼搏后,以慈云桂教授為代表的科研人員,闖過了一個個理論、技術(shù)和工藝難關(guān),攻克了數(shù)以百計的技術(shù)難題,大大提高了機器的運算速度,提前一年完成了研制任務(wù),系統(tǒng)達到并超過了預(yù)定的性能指標(biāo),機器更是穩(wěn)定可靠。?
1983年12月26日,我國第一臺億次巨型計算機順利通過了國家技術(shù)鑒定,并被命名為“銀河1號”。它的研制成功標(biāo)志著:中國成了當(dāng)時世界上第三個能夠獨立設(shè)計和制造巨型計算機的國家。?
到了1984年10月1日,在國慶大典上,我國首臺“銀河”巨型機模型受閱通過天安門廣場,向世人展示了她那迷人的風(fēng)采。?
“銀河1號”巨型計算機的橫空出世,可以說是震驚中外,引起世界各國一片嘩然。但沒過多久,西方國家突然同意把每秒億次級巨型機向中國出口,而且價格十分低廉,降價幅度在50%以上。?
“銀河人”心里明白,這是西方國家試圖用“價格戰(zhàn)”打入中國巨型計算機市場,把剛剛問世的“銀河1號”巨型計算機沖垮。由于當(dāng)時我國的經(jīng)濟尚不樂觀,國內(nèi)有需要的行業(yè)都想選擇性價比高的計算機,于是“銀河1號”巨型計算機就被逐漸擠出了巨型應(yīng)用機市場。這種情況在不斷地警示我們,如果我們的巨型機研制工作不奮起直追,最后只會被西方越甩越遠。因此,除了繼續(xù)創(chuàng)新發(fā)展,我們別無選擇。?
1987年,國防科工委在北京邀請全國巨型機主要用戶和同行專家對“銀河2號”進行方案論證,確定了“銀河2號”的應(yīng)用方向主要是面向氣象、石油、航空與航天等大型科學(xué)計算、工程計算與大規(guī)模數(shù)據(jù)處理,并與用戶密切合作,支持用戶建立應(yīng)用系統(tǒng),開發(fā)應(yīng)用軟件。?
通過商討,我國搶占世界巨型機“制高點”的重任,落在以陳福接等人為代表的第二代“銀河人”的肩上。黨的支持、人民的信任、科研條件的改觀,給了“銀河人”前所未有的勇氣與信心。為了節(jié)省科研經(jīng)費,采購元器件時“銀河人”精打細算,貨比三家,能自己開發(fā)的元件設(shè)備堅決不采購,“銀河人”的艱苦奮斗創(chuàng)造了“銀河2號”的高性價比。?
最終,我國“銀河人”以精益求精的態(tài)度快速穩(wěn)妥推進任務(wù)進程,在1992年成功實現(xiàn)了中國巨型機的又一次跨越,使我國再次成為世界上第三個掌握了每秒10億次計算能力巨型計算機研制技術(shù)的國家。??
此后,我國“銀河人”又研制出“銀河3號”“銀河4號”等一系列巨型計算機,孕育形成了“胸懷祖國、團結(jié)協(xié)作、志在高峰、奮勇拼搏”的“銀河精神”。?
回望激情燃燒的歲月,是為了更好地延續(xù)老一輩“銀河人”的優(yōu)良傳統(tǒng),讓新一代“銀河人”領(lǐng)悟“銀河精神”的真諦。讓我們的祖國在世界科技領(lǐng)域不斷譜寫出新的輝煌。?
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