我的计算机情缘与天文

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作者吴连大先生近照

       2005年春节（作者长篇回忆之一）

     1、出生日食天文命

    1941年9月21日，我国从东到西出现了日全食，我和张明昌就出生日全食前后，也许“出生日食天文命”，我们两人长大了均学了天文，而且成了同班同学，做了一辈子天文工作。紫金山天文台张钰哲台长当年在甘肃临洮拍摄了日全食照片，在我们62岁生日时，李元研究员将这张珍藏多年的照片，送给了张明昌，张明昌又送给了我。

图1 紫金山天文台张钰哲台长在甘肃临洮拍的日全食照片

   由于学了天文，而且我还学了数字繁琐的天体力学，就注定要与计算机打交道，于是，我就与计算机结下了不解的情缘。

     2、第一次想用计算机

  在南大毕业时，1964年初我和孙长安做的毕业论文是“月球表面的击中区域”，需要计算许多月球表面的击中点。当时，计算用的是手摇计算机（这种计算设备也叫计算机）。计算一个击中点，需要摇半天计算机，感到很累。

  1961年，南京大学物理系购置了一台（上海736厂生产的）103电子计算机，每秒计算30次定点运算。当然，103计算机的速度是很慢的，但是，总比我们手摇计算机快。于是，我们就想用103计算机在做毕业论文。我们的论文指导老师朱耀鑫老师，就去和物理学老师联系，将我们的计算公式给他们看，也许是我们的计算太烦，没有学清楚；也许是103计算机功能太小；也许是老师认为我们无法在很短的时间内学会使用计算机，结果没有用上计算机。朱耀鑫老师告诉我们，我们的公式太烦，103计算机不能计算。听到这个结论，我们很失望，无可奈何，我们只能用手摇计算机摇完了毕业论文。不过，我们的心中仍然存有疑问：难道真的电子计算机，不能计算我们的论文？

     3、与计算机的第一次交道

  大学毕业后，分配在紫金山天文台，劳动锻炼一年后，分在人卫室，到室里报到的第一天，室主任童傅，就叫我到合肥去，参加“合肥工作组”工作，1965年11月19日，我到合肥，当时的主要工作是使用合肥自动化所的103电子计算机，每天计算卫星预报。我去时，已有狄晓华等人编好了预报，初轨计算程序。但是，当时的计算机正常工作时间很少，一般一个星期只能使用到1－2次，不管什么时间计算机正常，就得去上机。

   当时的103计算机，是电子管的，每秒3000次定点运算，1K内存，外存是2个磁鼓，程序和原始数据，每次要用纸带从输入机输入，有时输入机不正常，要输好多次，才输完纸带。输入后，还有求代码和，正确后才能计算。有时刚输入好，计算机又有问题了，还要等机房人员调试，能调试好，计算1－2个卫星的预报，就很高兴了。即使是上机的时间是半夜，也是如此。

   当时，计算机程序的编制，也是很麻烦的，由于内存很小，计算机指令、数据和运算结果均需放在1K的内存之中，我们的计算公式又很长，有时为了节省一条内存，要动好多脑筋。计算机是定点运算，即所有计算结果，包括中间运算结果，均不能出现大于1的数，因此，经常需要引进比例因子，即运算中的物理量，不能以自然单位为单位，必须改变单位，这些均需煞费苦心。

   在合肥时，开始看了一些103的指令系统，在别人的程序中，作了一些算法的修改，看到自己要算的结果被打印出来，就很高兴了。毕竟这是我第一次使用计算机程序计算出的结果。这是我与计算机打的第一次交道。

     4、我国第一颗卫星上天

     1966年9月，我参加了651（我国第一颗卫星上天任务的代号）任务，首先是学习电子计算机的程序设计，先在南京集中，学了一段时间，到上海华东计算所后，被告知有新的计算机叫X-2，经讨论请示决定，改用X-2计算机。于是，重新学习指令系统，改用X-2计算机编制轨道改进程序。

     X-2计算机，已是晶体管的，机房小了许多，计算机已是浮点运算，方便了许多。但是，计算机仍是纸带输入，磁鼓外存，使用的仍是计算机机器语言。内容已有4K，计算速度已有每秒40000次浮点运算。与103计算机相比，已经感到非常好了。这种感觉使我与X-2计算机打了12年交道。

     1967年，405组成立后，紫金山天文台自己购买了X-2计算机，安装在省科委的3楼。

图2  X-2计算机的外形图

     1968年，到湖南湘西站，使用717计算机，容量8192，主频1MC，运算速度定点52000次/秒，浮点46000次/秒，外存已有磁带

   最有趣的是：计算机有半固定存储器，相当于现在的ROM，但形式完全不同。该存储器是用导线绕的，一条指令36位，有36个金属竿子，导线在左为0，在右为1，一块扳子32条指令，相当于一页程序纸。一个战士一天绕不到10页，而且还会出错。由于，我们编程序的地址在前面内存中，半固定存储器的地址在后，在提交战士绕线之前，必须将地址搬家。由于当时计算机已有变址存储器，搬家已经可能，我们的程序已可在内存任何地方运行。现在看了简直不值一提的事，当时能实践，还引起了大家的注意，因为，搬家程序的实现，毕竟大大提高了当时半固定存储区程序的编制速度。

      717计算机是我国第一颗卫星上天时，大站使用的计算机，当时的计算中心使用的是108－乙机，比717略为先进一些，但也相差不大。我国当时就是采用这样的计算机，将卫星送上了天。为了保证计算机的稳定，当时的半固定存储器，应该作出了它的历史贡献。

      5、卫星动力测地

      1978年文化大革命结束，1979年停了5年的卫星动力测地任务正式启动。1980年，紫金山天文台购置了当时我国最好的、号称运算速度达到100万次的TQ-6计算机。

      TQ-6计算机，字长48位，内存4个体，每个体4K。有磁带，磁盘。但是，磁盘经常不能正常工作，内存也经常只有2个体好用，因此，当时的虽然有ALGOL-60语言，常因内外存不够而无法使用，因此，计算机仍多数使用手编指令进行计算。

图3 TQ-6计算机的外形图

     TQ-6计算机仍然是以手编程序为主，为了完成卫星动力测地任务，我们在磁带上建立了数据库，每计算一个循环，必须记一次中间结果，我们不能指望一次上机能将结果出来。

     1987年我们完成了卫星动力测地任务，TQ-6计算机也就淘汰了。这是我们用到的最好的国产计算机，随着我国改革开放，随后我们用上了国外引进的VAX计算机。我们可以使用FORTRAN语言编程序了。从此，我们结束了“购买计算机－编制程序－购买新计算机－再编程序┄┄”的循环。

   6、我的电脑买卖

      1984年，国内开始引进IBM微机，从此电子计算机开始称为“电脑”。开始的IBM-XT电脑，主频只有4.77M，计算很慢，计算一次摄动，需要50多分钟，在通程序时，还认为是出现了死循环。简化了算法之后，计算工作从VAX机，搬到了微机上运行，于是，我们的计算工作，开始不再依靠机房，我们有了自己的计算机；有了CCDOS,中文操作系统，许多文档也开始用电脑打印；有了数据库软件，我们的观测数据可以方便地进行管理┄ ┄

   电脑与过去的电子计算机相比，显然有许多优点。社会上也开始了使用电脑热。由于，我们这时已使用了近20年的计算机，我们自然成为我国最熟悉电脑的使用者。有了电脑的资料，我们很快熟悉了，甚至比当时买电脑的公司还熟悉。因此，电脑公司开始找到我们，希望我们帮他们的忙，当然主要是培训用户。在当时社会上“下海”风的推动下，我们紫金山天文台有7个人，开始做起了电脑代销买卖（我们没有本钱自己做生意）。

   电脑代销一共做了3个月，卖了10多台IBM-XT电脑，办了2次培训班，赚了2万元钱。但是，由于当时我们的单位，大家在吃大锅饭，我们7人每人只分到了250元。显然，大家没有什么积极性了。于是，电脑买卖很快收场。当然，收场的主要原因，不是赚的钱少了，更重要的原因是我们感到自己是科学院的知识分子，不应该做生意─放不下知识分子的架子。

  如果我们放下架子，继续做下去，也许，现在我们已是“老板”，或许还是有钱的大款了─我们培训班上的学员，很快成了“老板”，为了表示对老师的尊重，我们到他们公司买电脑时，还特别优惠。

   电脑买卖也有一定乐趣，我学会了电脑的安装和简单维修。还学会了教人用电脑，在培训班上，我讲的是DBASE－Ⅱ数据库，可以用来管理单位的工资等。记得有个通信兵部队，要我们编一个器材管理软件，给了500元经费，我们化了一个星期时间，就完成了任务，当兵的回去后就在工作中应用了，还得了一个奖，非常高兴，有个他的休息日，还高兴地买了糖果，送给我们吃，说他已经提干了，我们研制的软件起了很大的作用。

      7、刘项原来不读书

      1985年，我们很快就不卖电脑了，开始做电脑应用。我们自己研制了TELEX穿孔机，在我们的发预报中应用了，从此，我们实现了预报不穿孔了，节省了许多劳动，也减少了发报的错误。

   由于当时的微机应用热，1985年中科院要我们研制成果管理软件，1986年又研制了人事管理软件，这些软件均用DABSE数据库软件为基础研制，在中科院系统内进行了应用推广。后来，还得到了科学院科技进步一等和二等奖。当然，这也是一种成功。但是，研制这种应用软件和搞科研工作的心情是完全不一样的：搞科研工作要的是精益求精，软件愈先进愈好；而应用软件要求的是愈简单愈好。

   为了用户使用简单，在软件中，不断（不厌其烦地）提问：“YES”OR“NO”，尽管如此，用户还提意见说，我们软件中仍然有许多地方应用了填查询条件，不方便，要求我们使用更多的“YES”OR“NO”。当然我们改是改了，但心中总感到编这样的软件没有乐趣。

   更有甚者，在与一个单位研制管理软件时，要求我们在成本核算时，要给一个可以做假帐的口子。企业的微机管理软件，只是单位达标的要求，不是正式用于提高企业的效率。我们感到很无奈，后来这个软件我们没有做，因为，良心不允许我们去研制做假帐的软件。

   我们心中的不平，促使我们很快不再研制这样的管理软件了。后来，在“读者文摘”上看到了“刘项原来不读书”的叹息：电脑市场是有用户主宰的，而用户由于水平或应用目的等问题，并不要求软件的水平高，大多数只是要作个样子，你如果想改变这种状态，实际上就是犯了秦始皇“焚书坑儒”的错误，因为，主宰电脑市场的不是读书人，而是那些不读书的用户。

       8、车轮滚滚

   自从使用电脑后，电脑发展得很快，从机型讲，有 IBM-XT，286，386，486，586，奔腾2，奔腾3，奔腾4，奔腾5┄，而且，主频不断提高，从IBM-XT的4.77M，到现在得主流电脑得3G，还出现了多种笔记本电脑，图4为现在用的一个笔记本电脑，以带有一个小摄像头了；从操作系统来讲，有DOS，WINDOWS 95,WINDOWS 98,WINDOWS 2000,到WINDOWS NT，从电脑的使用范围来讲，从单纯的科学计算，到数据库应用，到现在的INTERNET网和IT产业，计算机发展速度出乎人们的意料。

图4 现在的笔记本电脑

   我们是搞科学计算的，计算机是我们的工具，我们不可能熟悉现在电脑应用的各个领域。当然，除了科学计算外，我们还需要编辑文件，形成文档，需要写PPT讲稿，书写科学论文；为了通俗和宣传，需要编写图文音响资料；我们需要进行图像（照片，摄像，绘图等）处理和编辑；需要将数据进行数据库管理，进行统计分析┄┄但这种需求，只是使用的需要，过去我们有应用需要，就要我们自己研制软件，而现在，不必要了，有人研制了大量的应用软件，可供我们使用。随着计算机的发展，我们用计算机的角色最终发生了变化：除了我们自己的专业计算，需要研制很小一部分软件外，其他软件均由计算机软件产业来帮我们完成了。

   随着我们应用计算机的角色的变化，也随着年龄不断增大，我在科研工作中的角色也发生了变化，我具体工作做少了，我们身边有了计算机比我们熟悉的年轻人，有些计算机方面的问题，如软件选择，安装等用不着我去关心了，在大多数情况下，我只是在年轻人安装好软件后，甚至教会你如何使用该软件后，再做一些专业软件的工作，成为计算机的一个普通的用户了。再也没有人认为我是搞计算机的了，我恢复了天文工作者的原来的面貌。从这个角度上来看，社会是进步了；但是，从熟悉计算机的程度上来看，我毕竟落伍了，对计算机生疏了。如果说，在84年我还是国内计算机的第一流的用户的话，现在，只是一个二流或不如流的用户了。这使我想起了一部电影“车轮滚滚”，支前民工将解放军送过长江后，大多数都回家了，百万雄师过了长江，也没有多少敌人可打了，我们过去熟悉的事情，过去了。“俱往矣”，回想我的计算机应用的一身，从一个计算机的外行，由于需要，变成了一个计算机的内行；随着技术的发展和角色的改变，又从一个计算机的内行，变成了一个计算机的外行，也许，这就是历史的辩证法。

     9、电脑高唱东方红

  计算机会唱歌，我们在70年代，使用X-2计算机时，就知道了，当时，我们使用计算机的移位指令，不断改变计算机的频率，就可让计算机唱出歌来，不过要有收音机才能听到。

   这里，不是讲的这种唱歌，也不是现在电脑接上MP3，放电脑音乐。而是，计算机病毒。

     1991年9月9日，下午3时，我们机房的两台386电脑，同时唱起了东方红，开始时，我们还觉得奇怪，好玩，不多久一台计算机主板冒起了青烟，赶快关机，东方红是停了，计算机再也开不起来了，我们损失了一台计算机和计算机中的大量软件和数据。这是我们碰到的第一次计算机的严重病毒。这当然引起了我们的严重关注，过去，计算机也出现过病毒，如88年出现了小球病毒，它没有对计算机产生多大的破坏，只是在屏幕上出现上下跳动的小球，将屏幕上的文字抹去，重新开机就好了。

   从电脑高唱东方红之后，我们才知道病毒的厉害，才知道公安部已经介入，有专门的杀毒软件，而且不断更新。现在，还有计算机病毒发作预报，有杀毒软件的网上更新┄，魔高一尺，道高一丈，病毒和杀毒软件在比高下。

   当然，为了计算机和数据的安全，我们使用电脑要小心了。

      10、也许还要与电脑打交道

   快要退休了，用了一辈子计算机，也该休息了，可是，电脑也许还要用。对于退休人来说，计算机大致有如下用处：     

  ①、也许还要写本书，搞了一辈子天文，也该学些什么，没有退休时，没有时间学书，退休了，该学本书了，问题是不知什么时候才有时间；   

  ②、在家里安装一个宽带网，看看外面的世界，我从1994年开始使用INTERNAT，也可算是上网较早的了，由于工作的原因，实际上，我没有上过多少时间的网，甚至连网上聊天，网上学帖子均没有做过，也许有些遗憾吧；     

  ③、对于退休者来说，也许电脑的最主要的用途是玩。例如，玩照相，现在有数码相机了，照片可以送到电脑之中，选好的去印出来，不好的，不时看看，也是一种乐趣，玩照片现在我基本会了，修改照片还不熟悉，尤其是专业的照相还不会，需要化时间来熟悉和练习；还有一种是玩摄像，老同学聚会，家庭聚会，拍个录像，在电脑中进行编辑，配上音乐和解说词，刻一个光盘，随时看看，很有乐趣。

   也许是我的计算机情缘未了，电脑还会用下去，只是用法不同了：计算的成分少了，玩的成分多了，问题是，现在我的电脑水平还不够是电脑玩家，许多玩法都不会，需要不断学习，也算是“活到老，学到老”吧。也许学习的方法也不同了，不能自己在电脑上摸索了，要学学拿破仑：学一门技术，不如交一个懂这门技术的朋友，懂技术的朋友，主要是年轻人了，向年轻人学学，交个忘年之交的朋友。对于，退休生活来说，也许是件好事吧。

   了而未了，我的计算机情缘。

2019

2009

1999

吴连大简历

吴连大，江苏常州人，1941年9月出生，1964年毕业于南京大学天文系，紫金山天文台研究员。长期从事卫星动力学和空间目标探测研究。曾任中科院人造卫星观测研究中心主任，中科院天文委员会委员，兼天测天力组组长。

发表论文40多篇，主要著作有：

2011年《人造卫星与空间碎片的轨道和探测》，中国科学技术出版社。

2012年《 Inclinatioan Function in Satellite Dynamics 》，科学出版社。

2017年《空间目标的天基探测》，科学出版社。

2022年《卫星动力学中的 Hansen 系数》，南京大学出版社。

2022年《近地目标探测的天基篱笆》，科学出版社。

1987年获国家科技进步一等奖，1992年评为国家有突出贡献的中青年专家，享受国务院津贴。

2004年，中国天文学会的张钰哲奖。

2009年，何梁何利奖。

2017年，科学院最美科学家的提名。

2019年，获建国70周年纪念章。

京津冀三地“银发达人”评选火热进行

    银发达人评选是北京，天津，河北三家广播电视台和相关机构联合的活动，中国计算机研究学者徐祖哲被推荐为，〝抢救历史达人（7号）”，为了让更多的人都知道中国计算机历史过往的辉煌，今日的抢救与研究，希望大家辛苦一下给7号本号徐祖哲投票。活动从9月27日开始，至10月26日结束  每人每天可投5票。  [握手][胜利][玫瑰][玫瑰][玫瑰][玫瑰][玫瑰][玫瑰][玫瑰]

   请点击本页面最左下角“阅读原文”，就可以看到“达人投票页面”，参加投票，每人每天可投5票，到10月26日结束。

   投票页面最右下角有一个“提供完整服务”，点击以后就能看到你自己的微信名字，然后你按“确认”就可以参加评选活动了。

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