同品电子计算历史,共筑科技强国之梦

在纪念中国计算机事业50周年庆典上,当孩子们唱起“鲜花曾告诉我你怎样走过,…,在阳光灿烂的日子里,我们手拉手,想说的太多”的时候,鄙人作为半个世纪的亲历者之一,也被激起阵阵涟漪,似乎也有太多的话要说。作为电脑业界最普通的一员,想做一份学习和使用计算机的总结,回顾一下50年来经历的某些实事,计算机发展大潮中的一些浪花,表达对于自己所热爱的计算事业的情意。作为对其他人讲计算机历史的一点小小的补充和村托。不过当初没有料到的是,这可以是个只有起点没有终点的工作,总可以不断学习和继续做下去。到今天已经花去10年时间,也该画个句号了。

1956年是中国电子计算元年。60年来,我们从学习计算方法、计算机原理、程序设计课程,学习苏联的M-3机开始,很费劲地使用早期电子计算机,一步步发展到今天使用平板电脑和智能手机,经由互联网,想要什么就可以信手而来,老一代计算人都是这样走过来的。但是经历过这个全过程,为数本来就很少的第一批计算专业学生,立志终生从事计算事业,曾有幸参加过国家早期重大计算项目,并且始终坚守在一线做计算机应用的人,我们都年事已高。趁现在还有精力写作,希望通过本书,回顾中国计算机发展历史。以一个亲历者和践行者的角度,看看计算机怎样从丑小鸭变成美丽的白天鹅;从个人局部的应用说明计算机应用的无限性;同时抒发有电脑相伴的愉悦,表达对电脑的感激之情,对计算事业贡献自己最后一份微薄之力。

写这本书绝不是说我们所做过的有多么重要,在中国计算历史中,我们所做的不值一提。不过计算机技术的每一步发展,都引导着我们前行的步伐,我们的学习和应用与计算机发展轨迹高度一致,由此可以看到技术发展的一个缩影。而且有大众参与的历史,也许比只有英雄的历史更厚重。从实际的经历,可以品味技术历史的亲切。特别是经过梳理后,回头跟大家讨论对计算机的某些认识,或许可以从一个侧面丰富计算机的文化。起码可以表达,作为这个行当的一分子,我们热爱电子计算事业,心始终随人民的期望跳动,步伐跟随祖国的号令前行。且以小诗略表此志。

结缘电脑六十年,
苦辣酸甜01间。
硬体架构节节进,
软件应用步步强。
走过饱览城头景,
回首慢品个中缘。
笑描庐山真面目,
不枉久居此神山。

观察计算机硬件结构和软件的发展是这份总结的一条主线。从硬件角度看,60年计算机发展过程可以说是一个不断地提高存储容量和运算速度的过程。通常人们喜欢以存储和运算硬件,划分计算机的第一代、第二代等等,我的叙述顺序也与之相应。从记述早期计算机硬件结构和指令系统,以及基于机器指令的程序设计和上机操作环境开始,到当代网络服务器级的第四代机和平板电脑。

软件是计算机程序,是人们智力传递给计算机的表现。当裸机配备了操作系统等软件后,人们使用的计算机就不再是裸机,而是一个计算机系统了,此时计算机才变得聪明、高效、亲切起来。我们这样年龄,吃过早期计算机用机方式苦头的人,对这个过程有特别深切的体会。硬件的发展曾经有摩尔定律,软件也有其发展规律,它随着硬件的发展而发展,可以说硬件每走一步,软件就与之相适应地向前发展一步。但是既然软件是人们的智力,它就绝不满足于对硬件被动地适应,软件将使整个计算机硬件功能和机器智能达到极致。反过来,软件的发展又推动硬件发展。在以IBM/360为代表的第三代机上,开始有了以操作系统为代表的一批系统软件。操作系统的出现,在计算机发展史上有里程碑的意义。我特别注意到操作系统支持多道程序设计的基本技术,从多个视角去理解操作系统的微观特征。特别是通过对UNIX代码的分析,获得了对于计算机微观世界的深入理解。PC个人机时代,随着技术的公开,我用“驾驭个人电脑”为题来总结。包括为DOS增设命令历史机构,开发计算机实时控制系统,摆弄PC机多媒体等内容,说明此时在计算机面前,我们开始有了主动性。到了网络和第四代机互联网时代,系统结构和开发环境更是达到了一个新的高度。网络数字信息有了新的特点,分析了典型网络的C/S结构和B/S结构,也探讨了计算机技术发展到当今无线互联网云计算时代的必然性,展现了快速发展的智能计算的美好前景。

回顾典型电子计算应用项目开发是总结的又一线索。计算人的重要职责是做应用项目开发,扩展计算机的应用范围。从早期的三峡大坝下不稳定流计算、空空导弹弹道和脱靶量计算,到水文流速仪实时检定系统设计,再到网络环境下政府办公系统、城市供水调度系统,建立有动态网页的教学网站等项目。这些项目涵盖了计算机在科学计算、自动控制、网络MIS等多个领域的应用。因为每个项目都尽量使用当时最新的软硬件环境,项目开发过程涉及计算机技术运用的深度和广度,同样体现计算机技术的发展历程。

讲到应用开发,就必然涉及编程语言,因此本总结的又一条线索,是关于程序设计语言的发展。本人直接接触和使用过的,从机器语言,到ALGOL、FORTRAN,到PASCAL,到C,到BASIC与8086/8088汇编语言混编,到后来的TC、BC、VB、PB,接着有几种带++的语言,再后来是适应网络环境的VBscript、JAVAscript、Jbuilder等,也经历了从面向过程的设计到支持面向对象设计思想的进化,构成了程序语言的发展轨迹。当然只谈到它们的特点,而不陷入冗长的赘述。

此外围绕着技术发展的,还有人机界面的昨天今天,从围着机器转,到今天手指触摸式操作的巨大变化,以及担负主要输入输出设备的键盘、显示器和打印机,从纯数字到多种媒体形式,从纯英文字符到支持汉字的发展过程,也有讨论。

书中也总结了我国计算专业教育的发展历程。这部分内容跟前面也有紧密联系,因为计算机专业人才培养,是计算技术持续发展的保证,也是当初计算技术发展规划的重要组成部分。

总结的所有内容立足于全局,又都有本人亲历,实实在在。作为背景引用的材料也尽可能直接源自原出处。

总结本身又是一次学习和升华,在众多材料和故事的基础上,形成对于电子计算发展规律的一些认识。这些认识是独立而严肃的。立论中还冒昧地提到一些同行专家、机构的名字,除了对他们的褒赞,也表示了对于某个观点的不认同。作为学术观点的表达,对事不对人,希望谅解我的用意。书中所表达的学术观点和教学观点,只是一孔之见,不一定正确,欢迎讨论指正。

回顾计算机60年艰辛的发展历史,油然地对许多留下了脚印的人满怀敬意。特别是在本书中提到或者没有提到的,国内外的高人,以及我的老师、同学、有较深交往的同行朋友,有的已经驾鹤西去,让我想起他们心里就酸楚。跟计算机科学技术无限的发展长河相比,人的生命是短暂的,我们能够享受到计算技术到今天的成果,实在幸运。可以告慰他们的是,今天的计算技术已经得到长足发展和普及,呈现出越来越喜人的态势,越来越给人类带来实惠。我想借本书向他们表达一个幸运者的敬意,告慰他们也可以安心了。

如果把计算事业过去的60年比作人从婴儿成长到了青年,那么下个60年是不是可以比作从青年到壮年呢?本书最后也涉及到未来计算智能的发展。在计算机刚刚诞生时,就有人将计算机和人脑进行比较,并预言计算机也有学习能力,这是一种比较高级的人类特征,这一点今天已经得到了证实。机器能够与人下棋并且战胜世界冠军,就是学习了前人各种走法,且每一步都能够取优。可以肯定的是,电脑作为人类的助手,会越来有智能,越来越聪明,越来越人性化。我对智能计算的发展充满信心。

这份东西从初稿写就到现在,陆续请一些专家和同仁审读了稿子。我要特别感谢张尧学院士,他是最早看过并鼓励我出版的。还要特别感谢北京大学董士海教授、北京信息工程大学周锡令教授、中科院网络中心张尤腊研究员、国防科技大学杨桃栏教授、中南大学陈志刚教授、张龙祥教授、工信部电信技术研究院成通亮教授级高级工程师等专家同仁,他们在百忙之中,花去很多时间审读,并及时回复,给予肯定和支持,提出宝贵意见。感谢中国计算机学会秘书长杜子德研究员对我写这本书的肯定。也要感谢我的老同学,一起参与三峡大坝下不稳定流计算的河海大学邓述渝教授,感谢老朋友湖南师范大学李炎年教授、国防科技大学赵德镜教授,他们对我的部分书稿, 特别是涉及高等数学知识和高等教育的部分进行了斟酌。我的同事易兴忠、费洪晓、张修如、胡小龙老师,对于本书的写作也给予了多方面的支持。在本书出版之际,一并谨表深深的谢忱。

特别感谢图灵社区的武卫东先生,是他给了我发表这份总结的平台,并能够得到同仁们的反馈交流。我跟许多朋友一样,喜欢图灵社区。就是经由图灵社区,看到计算机界大师级人物,美国科尼汉的近著《世界是数字的》。该书简要地介绍了据他说是现代信息社会每个公民,包括总统在内都应该具备的,计算机和通信方面的知识。他是UNIX和C语言核心团队的重要成员,其经典著作《The C Programming Language》以及《The UNIX Programming Environment》等,对中国计算事业影响巨大,在我的书中有专门的章节介绍这两本书,特别还提到了跟我个人的缘分。柯尼汉还在书中说,他在20世纪60年代也用过,现在“已经成了古玩”的计算尺,这说明在微型计算机出现之前,即使在美国,电子计算机也不普及。我们随后有关于计算尺的具体介绍,也可以作为对《世界是数字的》在这方面的一点补充。

彭民德 2016年5月 时年七十有六
邮箱:mdpeng40@126.com

(与本文相关的更多内容,请参看彭民德《电子计算60年》前言 电子工业出版社)