記西南地區首臺晶體管計算機

王平

原名：記西南地區第一臺全晶體管通用數字計算機的誕生作者；劉乃奇發表于《計算機六十年》 這段時間我閑著沒事，與我的老師（劉乃奇教授）聯系去了“成都電子科技大學”。本想更深了解一些關于成電的發展史，本來打算去參觀學校博物館，由于役情（電子科大沙河校區有確珍）校園關畢只好作罷。征得老師同意編輯了一篇老師剛寫的文章。我和劉教授是“忘年交”，因劉教授有西藏服役的經歷，我恰好也有西藏當兵經歷?；氐匠啥紕偤煤蛣⒔淌谠谕患铱萍脊?，一來二往就成了朋友，為了提高我的電子通迅知識，劉教授為我在電子科技大學旁聽有關課程，（1996年大概有1年多時間）提供了重要的幫助。為我后來在國內維一上市通迅設備供應商工作了二十多年打下堅實的基礎。在這里再次感謝劉老師！我一直都叫劉老師。 劉乃琦, 電子科技大學教授，四川省教學名師，四川省有突出貢獻的優秀專家。1968年參軍入伍，1972年進入成都電訊工程學院計算機工程專業學習，畢業留校任教，1984年后先后到加拿大、美國進修學習。1988年后歷任電子科技大學計算機科學與工程系副系主任、系主任，計算機學院副院長，電子科大國家示范性軟件學院副院長。2010年兼任四川托普信息技術職業學院院長，2015年退休。 在40多年前的成電，一群成電人憑著開拓創新、團結協作、艱苦奮斗、無私奉獻和精益求精的精神，在極端困難的條件下，第一個成功復制出當時國內最先進的441-B機，也是整個西南地區第一臺全晶體管通用數字計算機，使我校成為當時全國研制計算機的“四大家族”之一。 一、成電復制441-B機的背景上世紀50年代末至60年代初期，國際上計算機進入了第二代（即由晶體管取代電子管）計算機的研制。英國的晶體管計算機已能連續運行57個小時。在國內還是電子管計算機的時代。當時蘇聯援助我國156項工程項目之一的738廠（北京有線電廠）生產的仿造蘇聯的104電子管計算機，體積十分龐大，占地面積達200m2，耗電量驚人，其售價卻高達400萬元，且生產周期長達22個月。 也就是在60年代初期，中國人民解放軍軍事工程學院（簡稱哈軍工）以康鵬助教發明的隔離阻塞式振蕩器和推拉式觸發器為基礎，通過自主創新，于1964年11月成功地研制出了我國第一臺全晶體管通用數字計算機，定名441-B。運算次數達到每秒8000次，樣機連續工作達268小時，其性能完全可以和英國研制的晶體管計算機相媲美。 國防部國防科學技術委員會（簡稱國防科委）對此成果非常重視。鑒于當時西方對我國計算機禁運，國內計算機奇缺的狀況，為解決國防科研與高等院校人才培養以及計算機專業發展需要計算機的燃眉之急，國防科委決定加快推進這一新技術成果，要求所屬的有關靶場、基地和院校等單位大力協作，復制441-B機。 學校先后于1964年9月1日和14日，兩次向國防科委四局、八局提出在我院開展復制441-B機的工作。1964年9月29日，國防科委以〔（64）科四字第1126號〕文批復同意西軍電（現西安電子科技大學）、北工（現北京理工大學）、上海交大、成電、西工大（現西北工業大學）從1965年起開始復制441-B晶體管計算機。所謂復制，就是各參與單位按照哈軍工提供的全套圖紙，利用國防科委提供的主要器材各自仿制一臺441-B機。為了集中優勢兵力，取長補短，避免重復，各參與單位大力協作，分擔了441-B機各部分的設計、制造任務。成電復制441-B機的大幕就此拉開。 二、441B機的復制過程（一）一幫年輕人被派往哈軍工學習1964年12月，學校從數學系選派了龔天富、陳景春、楊聲林等教師到哈軍工學習和摸索如何用機器代碼為441-B機編寫程序，先后開始接觸軟件方面工作。1965年4月，由國防科委舉辦的441-B晶體管通用數字計算機經驗交流會在哈軍工開幕。實際上這就是一個大型學習研討班，來自國防科委下屬靶場、基地等軍內外學員60余人。我校參加學習的有計算機專業剛畢業沒幾年的年輕教師：黃安南、郭宗桂、袁宏春、周明天、歐慎章。后來又有黃天發、許家才老師參加軟件培訓。5月初，當北國初春，柳枝吐綠的時候，那一幫年輕教師踏上歸程回到成都，投入了成電當時規模空前的441-B機復制大戰。 1965年，成電教師赴哈軍工參加軟件開發，左起：龔天富、楊聲林、陳景春、許加才、黃天發。 （二）441-B機的復制過程復制441-B機是在國防科委直接指導下，由各參與單位大力協作，共同完成的。在組織領導方面，由各參研單位的技術負責人組成協作小組，“成電”為組長，“上交大”為副組長。該協作小組在國防科委直接指導下開展工作，研究復制的分工協作，決定重大技術問題。此外，還成立了由各參與單位分別派人參加的機械結構工藝設計、負責研制設計電路和器材等三個專業小組，分別在上交大、軍工和北工領導下進行工作。而各單位所需的主要器件、原材料如晶體三極管、二極管、記憶磁芯和阻容器件等等，是由國防科委出面安排國內廠家定點生產，統一供配。 為了有條不紊地開展工作，既保證工期的進度，又保證工程的質量，在成電校內組成了441-B工程領導小組：張志浩副主任親任組長，周錫齡老師為技術總負責人，程正賢老師為行政主管，原均任政治協理員，負責項目進展的日常管理工作。在領導小組下，設立了運控組（負責人：王學均、黃安南、郭宗桂）、存儲組（負責人：袁宏春、朱景義）、軟件組（負責人：龔天富、許家才）、外設組（負責人：章鑒汀、歐慎章）、電源組（負責人：周明天）、焊接組、磁芯測試組、印制工藝加工組等，具體承擔相關的工作。 當學員們在哈爾濱學習時，學校這邊的復制工作隨即展開。學校在主樓中部三樓投入了24平方米大的房間三間，72 平方米的房間兩間，還有主樓西一樓的幾間房，作為了生產車間和工作坊。從1965年6月至1966年4月，經過各個組和所有人員不辭辛勞，夜以繼日的奮戰，先后完成了441-B機全套圖紙的學習消化，15種單元電路的重新定型和測試，直流供電電源的研制，磁芯測試儀的自主設計與生產，數以千計晶體三極管、二極管的高溫老化及測試篩選，數十萬顆存儲器用記憶磁芯的測試挑選，40面磁芯板的穿線制作，上千個脈沖變壓器的繞制與測試，成千上萬個元器件、連線間的焊接，磁芯測試儀的調試，400多塊插件板的功能模擬測試，分調、聯調與系統可靠性測試等工作，我校仿研的441-B晶體管計算機終于聳立起來，在參加復制的單位中，“我們學校是最早搞出來的”，西南地區第一臺全晶體管通用數字計算機就此誕生。 （三）441-B計算機的成功1965年4月13日，成電計算機黃安南老師接到中國人民解放軍軍事工程學院函，邀請黃安南老師作為鑒定委員會委員，參加國產441-B晶體管通用數字計算機院內鑒定。 圖：哈軍工聘請黃安南老師作為鑒定組成員函 黃安南同志：我院441-B晶體管通用數字計算機定于本月21日舉行院內鑒定，敬聘您擔任鑒定委員會委員。1965年4月21日，以哈軍工為首研制的國產441-B晶體管通用數字計算機在哈爾濱軍事工程學院通過考核驗收，4月25-26日通過正式鑒定。成電計算機黃安南老師作為鑒定組成員和專家之一參加了鑒定。陳景春、周明天、楊聲林、黃安南、郭宗桂、朱景義、區慎章、袁宏春、龔天富等參加了驗收鑒定儀式。 圖：國產441-B晶體管通用數字計算機在軍事工程學院通過考核驗收合影陳景春（2排左2）、周明天（2排左3）、楊聲林（2排左5下）、黃安南（3排左5）、郭宗桂（3排左6）、朱景義（2排左12）、區慎章（2排左14）、袁宏春（3排右7）、龔天富（3排右5） 成電自行仿制441-B計算機，參加人員共有40余人。任務領受者：王甲綱、何文清。任務組織者：張志浩、周錫令、原鈞、陸世昌。參加教師（以姓氏筆劃為序）：陳景春、陳文珍、程正賢、俸遠禎、龔天富、郭家治、郭宗桂、何光華、何興華、黃安南、黃天發、敬萬均、劉正容、羅運修、彭得榮、區慎章、屈炳秀、舒銘惠、孫貞運、唐佳云、王昌群、王世云、王學均、王正智、吳克忠、許家才、楊成忠、楊聲林、楊玉海、袁宏春、張素清、章鑒汀、曾麗蓉、鄭韻萍、周明天、朱景義。 三、441-B計算機的技術狀況441-B機是由晶體三極管、二極管、電阻、電容等分立元件組成的全晶體管通用數字計算機。字長20位，可浮點運算（階碼5位）；運算速度為平均每秒1-1.2萬次；內存儲器由兩個磙芯體構成，采用電流重合法技術，存儲容量2×4096字；機器指令20多條；輸入設備為穿孔紙帶讀入機，輸出設備為自行研制的電灼式打印機。 從外觀上看，441-B機由鋁、鋼材質的四個雙門機柜組成，每個機柜大約高165cm、寬80cm、厚45 cm。其中1號、2號機柜為運算控制器機柜，3號機柜為存儲器機柜，4號機柜為外設（輸入/輸出設備）機柜。運控、存儲、外設機柜的上方各放置一組提供±5伏、±12伏供電的電源。四個機柜豎立在一起構成一個長3.2米、高1.85米的機柜組。中央操作控制臺安置于面對機柜組2米左右的中部，它通過電纜導線與各機柜相連，控制臺上布置了幾排板鍵式開關、指示燈和按鈕等，以對全機實施人工操作控制?？刂婆_的兩側，分別放的是紙帶讀入機和電灼式打印機。整個441-B機，從外觀上看壯觀而氣派。 每個機柜內部包含三個機箱，每個機箱劃分成上下兩層，每層24個插槽，以插入插件板用。每個插槽根據其所在機柜、機箱的位置給一個編號，這就是它的物理位置。運控、內存和外設機柜分別有288個、110個和48個插槽，外設機柜留有一定的空插槽以作為今后擴充功能時使用。在機柜的前部，按插槽編號插入對應的裝有40芯插頭的某單一功能的插件板，運控機柜實裝插件板278塊；內存機柜裝有2個磁芯體，實裝插件板101塊，外設機柜實裝插件板48塊，全機共用插件板427塊，每塊插件板尺寸接近A4紙大小。機柜背板的每個插孔裝有由兩個20芯拼成的40芯插座，各個40芯插座引腳及其之間按其在運控、存儲邏輯圖中連線的規定用導線焊連起來，以實現整個計算機電路的聯系。 四、難能可貴的441-B機精神我常在想441-B機的成功靠的是什么？答案是：靠“不甘于人后”的開拓創新精神；靠的是團隊攻關的團結協作精神；靠的是不怕吃苦的艱苦奮斗精神；靠的是不計名利的無私奉獻精神；靠的是“嚴”字當頭的精益求精精神……這些難能可貴的441-B精神融入了成電精神，豐富了成電精神的內涵。 441-B機的成功靠的是“不甘于人后”的開拓創新精神。1964年8月，國防科委組織召開第一次軍內晶體管計算機的經驗交流會，“仿制XXX機問題”是當時十個討論專題之一。而會前，上交大、西軍電、西工大、北航、北工等院校均已知曉復制441-B機的任務，并已做了許多工作。而我校對此毫不知情，甚至連441-B的名字也未聽說。但在會議過程中，考慮到西南地區這么大，國際工廠這么多，還沒有一臺像樣的計算機，國防科委希望我院參加復制工作，學院經過慎重考慮，決定參與其中，并最終獲得國防科委支持，成為首批參與單位之一。 一方面，這是學院在計算機教學與研究方面實力的體現。我校是全國最早開辦計算機專業（當時叫“解算裝置”）的院校之一，同時在準備經驗交流會期間，學院計算機系和相關教研室就組織9位教師、實驗員和技工及十多位同學開展了“晶體管化磁芯存儲器”、“晶體管化電壓—數字變換器”、“二進制 —— 十進制數碼轉換裝置”等三個項目的研究試制，并向大會提交了6篇論文。在最后的論文評選中，我校1篇論文獲得表揚，是僅有的4篇獲得表揚的論文之一。更重要的是，這是成電“不甘于人后”的開拓創新精神的體現。在1964年8月知曉復制441-B機任務，到9月1日電話請示國防科委領導，到9月14日正式提出申請，到9月29日得到同意，中間只有短短的一個多月時間。這種工作的高效率和的開拓精神，使我校同其他先期開展工作的院校站在了同一起跑線上。到1966年4月，首臺仿制成功的441-B機的誕生，使我校成為當時全國研制計算機的“四大家族”之一。 441-B機的成功靠的是團隊攻關的團結協作精神。441-B機的復制，在當時的歷史條件下，不管是器材還是工藝設計與生產加工，參加復制的單位誰也很難單獨完成。441-B機的成功，離不開參加復制的各高校之間的大力協作，也離不開校內相關系、教研室的團結合作、團隊攻關。在國防科委的統一領導下，開展了高校、研究所和工廠的大協作：比如上海交大承擔設計和制造機箱、電源等任務，北工承擔設計、制造磁芯板的任務，西軍電承擔生產晶體管測試儀的任務，而我校則承擔研制、生產磁心測試儀和電灼式打印機等外設的任務。各單位完成研制、生產任務后還得向其他單位供貨。 在研制過程中，大家互通有無，同舟共濟，共克難關。比如，當得知三機部六院一所缺少20線插頭座時，我校主動支援200付。當磁芯測試儀不穩定影響磁芯測試工作時，我校周錫齡老師前往上交大協助修理，并到各單位巡回排除故障。又比如，我校在制造磁芯測試儀過程中，在遇到缺乏3AA型、3ZK型大功率晶體管的困難時，曾得到相關兄弟院、所的大力支持，七院六所25支、上海上大15支、哈軍工15支、西軍電15支、西工大10支。再如，哈軍工在了解到有些單位缺少10×6×5脈沖變壓器磁芯時，主動調撥給需要的單位。同樣，441-B機的成功，也是學校內部相關系、教研室團隊攻關的結果。由于教研室數字部分的人手不夠，從本系的其它教研室、儀器修配室以及當時的六系抽調了不少人來支援。如從數學專業抽調了龔天富、黃開發等老師參與調試工作。磁芯組調來了羅運修、劉正容、張素清等七八位師傅，焊接組還從十所和40信箱請來師傅作為外援，整個工程人數最多時有近100人。可以說，如果沒有校院所的大力協作、互通有無，沒有校內各系、教研室的團隊攻關，就沒有441-B機的成功。 441-B機的成功靠的是不怕吃苦的艱苦奮斗精神。在磁芯測試儀生產中，由于學校沒有無線電設備加工廠，校外也無適當的工廠協作，為此教研室動員了一切可能的力量參加生產工作，成立了焊接組、測試組和工藝組，儀器從敲機殼、安裝、焊接到調試全部是在教研室中進行。正是這種不怕吃苦的艱苦奮斗精神，使30臺磁芯測試儀得以按計劃順利完成。此外，測磁芯也是一項艱苦卓絕的工作。測試的方法是用磁芯測試儀通過對小磁環加入一定幅度的讀寫電流脈沖，使其磁場發生翻轉，從而產生感應電勢。只有電壓波形幅度在一個范圍內相一致的才算合格品。測試就是要挑選出磁芯中的合格品。當時磁芯的合格率只有30%左右，441-B機要用16萬多顆記憶磁芯，這就需要測試幾十萬顆。而一般每人每天只能測磁芯4000-4500次，要完成工作量這么巨大的測試工作是一件多么艱苦的事情。但成電人做到了。 441-B機的成功靠的是不計名利的無私奉獻精神。由于工作量太大，時間緊任務重，加夜班是太平常的事情了，那時主樓三樓中間的幾個房間，日夜都是燈火通明。當時根本沒有什么加班費或報酬的概念，唯一的待遇就是過午夜零點后，教工食堂的師傅會送來饅頭或者面湯為大家加油。當時，張志浩老師冒著夏日的酷暑到全國各地出差、協作，連續幾個月不休息，結果導致前列腺疾病復發，形成尿潴留。在住院期間，他也沒有停止工作，仍然不斷找同事談話，撰寫方案。正是有這些教師、實驗員和工人不計名利的無私奉獻，才有了我校441-B機第一個復制成功。 441-B機靠的是“嚴”字當頭的精益求精精神。當時提出的口號是嚴字當頭，一絲不茍，精心施工。穿磁芯板，機柜插座引腳焊線的檢查，大批量阻容元件焊裝前將引腳彎曲成形和上錫等等，都是既重要又枯燥的工作。要在每顆內徑0.2cm的磁芯中穿過4根線，要求不能漏穿一顆，穿線時，每條漆包線的絕緣層不能有劃破之處，否則就會導致磁芯板的報廢。整個復制過程中，要穿60多萬根線，要保證上萬個焊點無虛焊，上萬條連線無漏線、無錯連，這是多么不容易的啊！但成電人硬是靠著精益求精的精神高質量地完成了。 從1964年9月開始籌備到1966年4月，歷時一年半，411-B仿研任務圓滿完成了！經過不斷地完善和維護，直到1978年購入DJS-130小型機后，441-B機才退役。它為我校教學科研整整服務了12年。441-B的成功，使成電計算機專業擠身于國內前茅；培養鍛煉了一批掌握計算機內核的專業隊伍，不少人成為以后研發“930”保密通信專用機的設計者和主研；創建了讓學生參觀和操作實習的平臺，為理論聯系實際，提高教學質量起到了十分重要的作用。當時成電計算機專業學生的這種條件是難得和令人羨慕的。 今天，在建設國內外知名高水平研究型大學的征程中，我們更應該與時俱進地傳承老成電人的優良品格和光榮傳統，發揚光大包含441-B精神在內的成電精神，鑄就新時代的電子科大精神，并用這些精神激勵、鼓舞、引導我們的事業和行動，以取得新的更大的輝煌。（2016-04-07 電子科大檔案館，發表于《成電記事》）（劉乃琦根據成電檔案館，及袁宏春、黃安南、龔天富等同志回憶綜合） 成電計算機曾經研制、仿制、設計、組裝出多種型號的計算機：441-B、930、DJS-130、JKX-352、紫金-II、ZD-4000、華勝-32…… 劉乃奇教授；代表成電計算機先后申報的六項計算機歷史文物，如實記載了成都電訊工程學院當年研發計算機的歷史，和在中國國防應用的發展水平。包括：“441-B晶體管計算機文檔”、“БЭСМ電子管電子計算機教材“、“DJS-130計算機邏輯電路藍圖”、“DJS-180計算機插件板”、“國產930保密通信專用計算機（板卡）”和“國產計算機存儲器（磁芯存儲器系列）”等。這是成電計算機的驕傲和榮譽！電子科大《電子科技博物館》入選了2021-2025年度全國科普教育基地。 劉院長；應邀參加在浙江橫店舉行的“2021CCF頒獎典禮”，會上頒發了2021年度CCF的各類獎項。并在CCF計算機博物館籌建中心和規劃圖前留影。 劉教授的多才多藝令人佩服！劉教授原來一位學生，找見幾本早期學院出的刊物《太陽車》，發現里面有劉老師幾首詩，發給劉老師，有的詩老師都不知道記在哪里了。這里分享出來，前面四首是旅游隨感。一首《滿庭芳》是1997年香港回歸時寫的（也刊載在《太陽車》中）。另一個刊物是電子科大晴川文學社《晴川》創刊，當年電子科大汪勁松校長為此刊題詞“晴虹萬里，川匯百流”，劉老師寫了賀詞并作一首《七律》“藏頭詩”，賀《晴川文學社》創刊。

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記西南地區首臺晶體管計算機

王平