１００系列计算机联合设计成功的启示

1973年5月，当时主管我国计算机工业的四机部(后称电子工业部)，在清华大学召开会议，宣布成立中国DJS-100系列机联合设计组(即电子计算机系列—100)，并立即在清华大学计算机系开始进行该系列第一个中档机型DJS-130机的联合设计。从此拉开了清华大学计算机系为国家研制100系列计算机的序幕，前后持续十几年。

1 DJS-130机

在清华大学计算机系进行DJS-130机联合设计，清华大学担任组长单位，副组长由北京无线电三厂和天津无线电研究所出任，共有十多个工厂、学校和研究所参加，是一支有二十多人的精干队伍。100系列机是小型多功能计算机系列，大型机200系列在华北计算机所进行。

100系列确定从中档机型130机开始研制，然后向上、向下展开。DJS-130机全部采用国产小规模集成电路(如D型触发器、双门电路、内存读出放大器、磁芯驱动器等)；运控为十六位全并行运算处理器；内存采用三度三线法平面结构的磁芯体；全部采用双面大型印刷电路板，背板有标准的输入输出I/O总线。有许多逻辑、结构以及工艺上新的设计。

联合设计从1973年6月开始，清华大学由房家国担任组长(1974年春节后，房家国另有他任，由吕文超继任)，之前清华大学在房家国的主持领导下，王爱英、吕文超在运控组，房家国、林定基在内存组，王孝良在外部设备组，王尔乾主持器件组，事先已进行了许多准备工作，1973年6月，各厂、校、所的生力军加入联合设计，全体成员各施所长、各展所能，1974年1月就完成了全部逻辑设计和工程设计，并立即在北京计算机三厂(原叫无线电三厂)进行样机的生产和组装，接着在清华大学进行各部件的调试和系统总调试。1974年7月，总调考核成功，8月由四机部主持在清华大学召开了鉴定会，通过了鉴定。第二天《人民日报》头版公布了DJS-130机联合设计成功，样机通过鉴定。之后很快在全国各地布点生产，主干厂有北京计算机三厂、上海无线电十三厂，苏州计算机厂、天津计算机厂等，后来还有锦州计算机厂、山东潍坊计算机厂、云南计算机厂等先后生产了几千台之多。

DJS-130机从设计到鉴定仅用了一年多的时间，效率之高、成就之好是罕见的，在我国计算机界一度引起轰动。后来荣获第一次全国科学大会奖。

现在回忆这段历史有几点值得怀念之处：

第一，标准化、规模化、通用化为标志的“系列化设计与生产”的正确决策。

标准化使全系列上下兼容；规模化能大批大量生产；通用性好可多方面广泛应用。此前，我国计算机已经有好几年设计与生产的历史了，都是设计一台，只生产几台，而不能形成批量。DJS-130机开创了我国计算机工业“系列化设计与生产”的先河，而且首创成功。这是四机部王诤部长，科技司罗沛霖司长为代表的领导的正确决策，在那个年代确实是一项英明决策。

第二，“厂、校、所”相结合联合设计的组织机制是个创举。

联合设计以大学(清华大学)为主，吸收工厂和研究所的特长；生产以工厂(北京计算机三厂)为主；推广应用：联合设计组与用户密切合作，用户为主、共同开发。这一组织机制是系列化设计与生产的组织保证。这也是王诤部长与罗沛霖司长的正确决策。可惜王诤部长没有看到联合设计的丰硕成果而先逝了。陈正清教授，当时作为四机部机关的代表、联络员，认真贯彻领导层的决策和意图，广泛听取下层意见，协调各方面的工作，努力布置生产和推广应用，为100系列机的发展作出了重要的贡献。

第三，DJS-130机的技术政策的创新与成功。

在逻辑、工程、工艺等各方面采用具有创新精神的技术政策，事实证明是成功的。一项工程不仅要重视逻辑设计，也要非常重视工程和工艺的设计。如上述集成电路，平面大板结构，标准化的系统总线等都非常适合于系列化的生产，对提高计算机的可靠性也起了重要作用。

第四，联合设计组是团结奋斗的集体，大家努力拼搏、顽强执着的敬业精神是可贵的。

当时，四机部领导把大家组织起来，集中在清华大学进行“类封闭式”的设计和调试时，大家欣喜若狂、大展身手、努力拼搏、为国效力。这种精神现在回忆起来还是很感人的。

2 DJS-140机

1974年底，DJS-130机鉴定、投产后，四机部又及时组织了高档机DJS-140机的联合设计。1975年中，开始进行联合设计，仍在清华大学计算机系，组长由清华大学担任，副组长是北京计算机三厂，成员有重庆大学、锦州计算机厂、湖南邵阳无线电厂、东北辽源无线电三厂等，队伍共有五十多人。

清华大学由吕文超任联合设计组组长，负责总体，运控组有王爱英、刘风云、蔡月茹等，内存组有林定基、温冬婵、陆明珍等，外部设备组有苗永蔚、王孝良、徐时新、郑纬民等，电源组有廖先湜，器件组仍由王尔乾主持，吕文超参加运控组和软件组，软件组由朱继生任组长。

由于当时条件的限制，130机样机的外部设备只有控制台电传打字机，光电式纸带输入机，纸带凿孔机三样(俗称老三样)；软件只有独立操作系统(SOS)，汇编语言和BASIC语言。配齐、配全各种外部设备(尤其是磁盘)以及各种语言(尤其是磁盘操作系统和Fortran语言)的重担就落在140机联合设计组的肩上。加强外部设备和重视软件的应用，始终是100系列机的重中之重。

DJS-140机联合设计的主要贡献如下：

(1) 140机采用的中规模集成电路共有14种之多，许多在我国还是第一次设计与制作。这是提高速度和稳定性的电路基础。王尔乾教授领导的器件组和北京器件二厂密切合作，经过艰苦努力，终于研制成功，为100系列机作出了重要的贡献。

(2) 130机只有中央处理机CPU。140机增加浮点处理机FPU，以提高科学计算的速度；增加内存管理部件MMPU，实现有效的存储管理功能，是MRDOS操作系统的硬件支持。CPU、FPU、HMPU三者一起体现高档机的运算控制功能。

(3) 140机除老三样外，增备磁盘机、磁带机、宽行打印机、大型绘图仪以及控制台终端显示器等常用外部设备。除磁盘机外其他都是国产机。当时我国不能生产磁盘机，而是从东欧保加利亚引进了一批磁盘。设计组经过认真设计和调试，将此盘联机成功，这在我国还是首次。140磁盘子系统的成功，为100系列机作出了重要的贡献，它不仅是实时磁盘操作系统RDOS、MRDOS的硬件基础，也是100系列机实现数据处理功能的物质保障。大型磁带是牡丹江磁带机厂生产的，设计组与工厂密切结合，一面设计、一面制造、一面联机，设计组成员多次下厂去牡丹江市。经过艰苦的努力，终于将国产的磁带机联成140磁带子系统。这在我国也是首次。

(4) 140机研制、配备了实时磁盘操作系统RDOS和MRDOS，这是100系列机软件不可缺少的支撑平台。在此基础上，Fortran、Cobol、编译BASIC等高级语言配置成功，从而为100系列机的广泛应用(科学计算、数据处理、实时控制)打下了扎实的基础。

140机软件组认真分析了RDOS、MRDOS两个操作系统，并编制了MRDOS详细的程序框图，为联机调试做好了充分准备。当磁盘子系统和MMPU存储管理部件联机之后，很快将RDOS和MRDOS先后调制成功，为100系列机作出了重要的贡献。紧跟着又将磁盘子系统和RDOS下移到DJS-130机上，使130机的性能大大提高，这正是系列化设计带来的方便。

如上所述，140机的工作量比130大大增加，技术上的难度也增加了许多。许多中规模电路和部件是首次研制，磁盘子系统、磁带子系统以及RDOS、MRDOS也是首次联机调试。联合设计组不惧艰难、努力奋斗，克服了种种困难，解决了许多技术难关，从1975年中开始设计，经过四年的努力，于1979年研制成功100系列高档机DJS-140计算机系统。1979年10月通过电子工业部主持的鉴定会。1980年获电子部科技成果一等奖；1981年又获国防科工委科技成果一等奖。之后又获一个国家科技进步奖。

3 DJS-142机

DJS-140机鉴定投产后，电子部又在清华大学组织了更高档142机的联合设计。主要是清华大学、北京计算机三厂和锦州计算机厂三家。140机联合设计组主要成员继续参加这项工作。

DJS-142机是140机的改进和提高。

第一、142机首次研制成功动态半导体集成电路存储器，取代了传统的“小磁芯存储器”。这一成功大大提高了计算机的可靠性和稳定性，使DJS-142机的平均无故障时间一下子提高到了几百小时，甚至上千小时。130机和140机的可靠性尽管比以前的计算机提高了很多，但是稳定性的薄弱点还是“磁芯存储器”。半导体存储器的成功彻底解决了这个问题，从此内存与中央处理机一起称为主机不再逊色。142机主机的速度比140机快2－3倍。

第二、成功地改进了内存管理部件MMPU的性能，使半导体存储器的总容量扩大了一倍，为128K。从而充分发挥了MRDOS这一多道程序、多用户操作系统的作用。

第三、联合设计软件组在RDOS的基础上，全面分析、编制了MRDOS操作系统的程序框图，并改进了MRDOS操作系统的功能，使其控制的内存量扩大了一倍，成为真正的前后台同时操作的多道程序操作系统。RDOS操作系统是科学院计算所曹东启、物理所褚克弘等分析的，并编写了教材。为MRDOS的分析和改进，也为RDOS和MRDOS的调试提供了有力的支持。

第四、联合设计组、锦州计算机厂与142机的用户密切合作，努力协助用户研发了几个很好的应用系统：

(1) 与科学院地面空间中心合作，以用户为主，协助中心主任李志荣、宫敏、辛岩等研制了142机卫星遥感测试系统。

(2) 联合设计组在科学院曹东启、刘福滋的帮助下，协助总参61所，使142机用于国防建设。

(3) 协助总参测绘局李晶伟等研发了142机前后台同时操作的多功能测绘系统。

(4) 协助科学院电工所冯国治领导的科研组，研制了140机和142机控制的多台大型平面绘图系统，用于国内多家用户。

1982年，DJS-142机在锦州计算机厂通过了电子部主持的鉴定。DJS-142计算机系统的成功研制，可靠性的显著提高以及几个应用系统的成功案例，获得电子部科技进步一等奖。又经过评比、考核，成为我国计算机工业唯一优质产品银质奖获得者。

1984年，清华大学100系列机联合设计组又接受了电子部研制32位超级小型机的任务。但是，在当时的形势下，继续研制计算机硬件系统已经不适时宜。经分析研究、报领导批准，我们将力量转向了“计算机网络与电子办公”这一新课题。我们与锦州计算机厂合作，研发了“中英文两用的办公自动化网络系统”，通过X25公用数据网络和公用电话网(那时没有Internet公用网)，将全国同类型计算机连成广域网，传输电子邮件、文档数据、图形表格，已具有现代电子办公的雏形。

该系统1989年通过计算机总局主持的鉴定会，并获得电子部科技进步一等奖。此系统用于国务院办公厅、外交部、中纪委、国家工商局、广东省、福建省、天津市等许多部门。清华大学校长办公也用了此系统，也为国家作出了应有的贡献。

4 几点启示

100系列机是在清华大学向上研制高档机140、142的同时，由天津无线电研究所、华东师范大学、苏州计算机厂等单位向下研制了120、110、112等低档机型，使100系列形成了高、中、低档配套的小型多功能计算机系列族。据粗略统计全国生产2，000台到3，000台之多，广泛应用于科研、教学以及石油、通讯、海关等许多工业和军事部门，为我国计算机事业的发展作出了重要贡献。

归纳起来，100系列机有以下成功之处：

第一、领导层分析国内外动向，汇集专家和群众的意见，作出了正确的决策。

(1) 系列化设计与生产以及广泛推广应用的正确方针。

DJS-100系列机是我国第一个系列化设计又能大批量生产的机种。由于“性能与价格比”非常适合我国当时的国情和国力，所以受到国内各界普遍欢迎，得到了广泛应用。

(2) 厂、校、所相结合的联合设计组是100系列机成功的有效机制和组织保证。

联合设计组在清华大学进行，以科研部门为主；生产在主干工厂进行，以工厂为主；推广应用与用户密切结合，以用户为主。这种厂、校、所结合的组织机制也是将科研成果迅速转化成产品的有效保证。

联合设计在研制100系列机的过程中，很重视改革与创新。

(1) 非常适时地采用中、小规模集成电路，大大缩小了机器的体积，显著地提高了机器的可靠性。同时也有力地促进了我国半导体集成电路工业的发展。

(2) 首次采用大型印刷电路板以及三度三线平面结构的磁芯体，显著地提高了机器的稳定性。当条件(性能与价格)成熟时又及时甩掉磁芯体，大胆采用半导体集成电路存储器，使机器的稳定性发生了质的飞跃。

(3) 坚决引进保加利亚磁盘机，努力研制成功100系列磁盘子系统，调试成功RDOS操作系统。又及时改进MMPU存储管理部件，使内存容量扩大了一倍，改进并调试成功MRDOS前后台并行操作的多道程序操作系统。

第二、联合设计组十分重视人才的培养和教材、教学工作。

(1) RDOS、MRDOS操作系统的分析成果以及编写的教材为提高我国操作系统和软件的水平起了重要作用。

(2) 以100系列机为蓝本编写的硬件和软件教材一度成为我国许多院校计算机专业的教材或参考书。

(3) 140、142机在清华大学联合设计中，清华大学教师始终带领毕业班的学生参加，有些学生还参加了设计、生产、调试的全过程。学生在学校有这种训练的机会是难得的，毕业后在工作岗位上发挥了很好的作用。

第四、联合设计组全体成员团结奋斗、努力拼搏、不辞辛苦、无私奉献。在1976年那个特殊难忘的岁月仍坚持不懈，直到最后胜利。这是联合设计成功的精神保证，当年我们称之为100系列机精神。

100系列机从1973年到1985年，在清华大学有十多年的经历。1985年之后，受大量进口计算机的冲击，加之国家有关部门贯彻“保护、发展民族工业和国有品牌”的政策非常不利，100系列机在我国逐渐销声匿迹，十多年发展起来的许多工厂也转行他干。今天回忆这段历史，很耐人寻味，也令人感慨。今天，国家在第十一个五年规划中，再次强调：要发展自己的民族工业，创建国有品牌，在引进国外技术和产品的同时，要有自己的创新精神，要掌握核心技术。并提出以企业为主体，厂、校、所相结合，及时把科研成果转化为产品、商品，推向市场、广泛应用，才能产生效益。这些政策如果能有强有力地组织实施，从上到下坚决彻底的贯彻执行，那么不久我国自己设计的计算机和IT技术事业一定会有更辉煌的明天。

作者简介：吕文超，男，1936年出生，山东烟台人，教授，1958年哈尔滨工业大学转来清华大学自动控制系自108班就读，1961年毕业，并留系任教，直至1996年退休。曾任100系列机联合设计组组长。获国务院政府特殊津贴。

推荐访问:启示 联合 计算机 成功 系列