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她被誉为“中国计算机之母”,主持研制出我国第一台电脑,首款国产芯片以她的名字命名

小德 德先生 2019-10-10

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20世纪50年代,一位年轻的女性设计出了第一台有自主知识产权的通用电子计算机;半个世纪过去了,她的学生又用一颗中国“芯”结束了中国计算机产业“无芯”的尴尬历史把这个芯片命名为“夏50”,为了纪念从事计算机事业和从教50周年


她用一生参与并见证着中国计算机发展的艰辛历程她就是中国计算机事业的创始人之一,中国科学院院士夏培肃。她一生淡泊名利、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。


夏培肃

年少有为,立志工业救国

1923年,夏培肃出身于一个世代书香之家,她的祖父夏风薰是前清的秀才,从事教育工作40年;父亲夏鸿儒是满清末年的举人,曾在江津县办学和办实业;母亲黄孝永师范学校毕业,曾任江津女子小学校长、江津女子中学教员等。这样的成长环境,为年幼的夏培肃打下了良好的古文、数学基础。


在母亲的安排下,夏培肃从两三岁开始接触古典诗词,使她了解了历代仁人志士的精神风貌,认识到中华文化的博大精深,无形中培养了她的爱国主义情怀。


在夏培肃因病辍学的情况下,由父母安排在家中自学6年,学完了初中课程和高中数学,并展现出极高的数学天赋,1937年,她以同等学历考取私立南渝中学的高中。


抗日战争期间,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,便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,她以全校第一的成绩毕业,考入国立中央大学电机系。


在大学时代,夏培肃对电路理论发生了浓厚的兴趣,除了学习本系的课程之外,还旁听了数学系的一些课程,另外还学习了为研究生开设的关于电路瞬态分析的课程。


1945年大学毕业后,夏培肃进入上海交通大学研究电路的张量分析。当时的上海交通大学聚集了一大批刚从欧美留学归来的年轻学者,他们带回了世界科技发展的新知识、新技术,使夏培肃获益匪浅。


受这些学者的影响,1947年夏培肃远赴英国爱丁堡大学电机系学习,研究电路理论、自动控制和非线性常微分方程及其应用。三年后,夏培肃获得博士学位并留校进行博士后研究,这段经历为她后来从事计算机电路研究和设计工作奠定了坚实的基础。


夏培肃在英国爱丁堡大学取得博士学位,并留校做博士后

在英期间,身处异国他乡的夏培肃既感受到了英国良好的学术风气,也感受到了中国人受到的歧视:多少年的闭关锁国让英国普通民众以为中国还是男人抽鸦片、女人裹小脚,穷得没钱点灯……当时,夏培肃夫妇在科学研究上已取得了多项重要成果,但他们开始考虑回国的事情了。


年轻时的夏培肃

在进行博士后研究没多久,著名物理学家周培源教授访问英国。在拜会爱丁堡大学时,周培源会见了夏培肃的先生杨立铭,并对杨先生回国工作给予了很大的希望。听闻新中国生机勃勃的景象,眼看报效祖国的时机已到,于是夏培肃夫妇决定启程回国。回国后,夏培肃在清华大学机电系电讯网络研究室工作。


幸遇华罗庚,成就命运转折点

1946年,美国成功研制世界上第一台电子计算机埃尼阿克(ENIAC),著名数学家冯·诺依曼成功研制了世界上第一台可自动编程的电子计算机EDVAC。和冯·诺伊曼熟悉的中国数学家华罗庚敏锐地感觉到这个庞然大物会改变整个世界。


作为世界知名的数学家,华罗庚于1950年毅然离开美国返回祖国,执教于清华大学数学系,并筹备成立中国科学院数学研究所。1952,年他被任命为中国科学院数学研究所所长,一切工作从头开始。他多方选调人材,成立了数学的各个分支的科研组,还特别创立了计算机科研组。


夏培肃早在出国以前就听说过华罗庚,当得知华罗庚有研究计算机的意图时,她非常兴奋。因为夏培肃也知道电子计算机是很有发展前途的一门新学科,而且已经初步看过一些这方面的书。


1952年秋天的一个晚上,在清华大学他的寓所内,华罗庚接见了他从清华大学电机系物色来的阂乃大、夏培肃和王传英。他们讨论的正是这个前沿话题:研制中国的电子计算机。


夏培肃曾回忆说:“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,使她走上了开拓中国计算技术之路,与中国计算机事业结下了难解的情缘。


计算机科研小组成立时,中国的计算机研究水平与国际相差很远,几乎是一片空白,国内甚至找不到一本系统介绍计算机原理的书。当找到一些有用的资料需要人手一份的时候,又没有复印机,他们只能一个字一个字的抄录下来。除了这些困难,连最基本的硬件条件——实验室和实验设备也没有。


1954年,计算机小组从华罗庚任所长的数学研究所转到了钱三强领导的近代物理研究所。两年后,夏培肃在长期研究和实验的基础上,完成了中国第一台电子计算机的运算器和控制器的设计,同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。同年,夏培肃参加了发展我国科学技术的十二年远景规划中的“计算机技术的建立”部分,这使她对我国计算机技术的发展有了战略性的认识。


从无到有,主持研制中国第一台计算机

1958年,计算技术研究所决定研制一台自己设计的小型通用计算机。但是,当时3人科研小组的闵乃大去德国定居,王传英也改行去了苏联,只剩下了夏培肃一人,于是她独自一人踏上了设计计算机的征程,这一坚持就是半个多世纪。


在自行研制计算机时,夏培肃遇到了重重困难,其中最大的困难是没有器材,而且很多实验的线路设计也不是很理想。设计一个稳定的电路需要很多时间,并要经过反复的测试。而电路是否稳定,会直接影响计算机储化器的稳定状态。


夏培肃与中国科大参加107机研制的部分教师合影

夏培肃对过去在近代物理研究所设计的计算机进行了修改,最大的改动是将示波管存储器改为磁芯存储器。该计算机取名为107。107计算机是一台小型的串行通用电子管数字计算机。字长32位,二进制定点,磁心存储器容量1024字。


在国外留学多年的夏培肃,从不迷信外国,她深信中国人有能力在计算机领域达到世界先进水平。虽然美国和英国在十年前就研制出来类似的计算机,但是107机可靠性和稳定工作时间比仿前苏联的计算机长几十倍,也是我国科学家自己设计的第一台通用电子数字计算机。

 

之后,107计算机安装在位于合肥的中国科学技术大学,这是我国高校中第一台计算机。中国科学技术大学以107计算机为依据编写了计算机原理和程序设计讲义,作为该校计算机专业、力学系、自动化系、地球物理系的教材,共有计算机专业的学生240人和外系学生360人自己编写程序在机上算题。除为教学服务外,107计算机还接受了外单位的计算任务,包括潮汐预报计算、原子反应堆射线能量分布计算等。

 

夏培肃在计算机科学技术方面的突出贡献,得到了国际上的承认。她曾作为中国科学院对国外的交换教授,前去英国和美国讲学。1992年,她被收入英国剑桥世界妇女名人录。


传播科学,甘为人梯

夏培肃不仅在学术上取得了丰硕的成绩,作为一名教育工作者,她为中国的计算教育事业付出了大量的心血。


1956年,夏培肃参加了中科院计算所的筹备与建立,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。对此,夏培肃专门举办了一个计算机原理讲习班,讲授电子计算机的基本原理。


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。四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。


夏培肃指导学生做实验

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。例如,中国工程院院士李国杰,计算机体系首席科学家韩承德,“龙芯一号”CPU芯片的主要研制人胡伟武。可以说,夏培肃为中国计算机事业奠定了坚实的人才基础。


2001年开始,在李国杰和唐志敏的领导下,胡伟武率领几十名年轻骨干日夜奋战。2002年9月28日,中国第一枚通用CPU“龙芯一号”成功发布,终结了中国计算机产业“无芯”的尴尬历史。作为研制龙芯的功臣胡伟武成了所有媒体和公众关注的焦点。有媒体问起他最想感谢的人是谁时,他的回答是:我的恩师夏培肃先生。他们把这个芯片命名为“夏50”,是为了纪念夏培肃从事计算机事业和从教50周年。


夏培肃与她的研究生韩承德(右一)、李国杰(右二)等人的合影

2014年8月27日,91岁的夏培肃与世长辞,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。



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