我国第一台百万次150机的诞生
转载前言:昨天,有人问我中国在芯片的技术研发和市场化上已探索20多年，我们有市场、有决心、有投入，还有一批有情怀、能坚持的人，但至今和全球领先水平比还有一定差距，仍然成为“卡脖子”的地方，在您看来为什么会这么难？我们在过往的发展中有哪些问题和误区？
我说,我们探索已经有50年了,有过许多成功的经验,例如,1973年完成的第一台百万次的150计算机,全机就使用了小规模集成电路58000多块，厚膜电路7700多块，存储器磁芯800万颗。今天，特地转载陈正清的文章,大家可以从中得到启示。
（原文题为“纪念图灵诞辰100周年所想到的——追忆我国第一台百万次150(DJS-11)机的诞生”，本公众号摘录其中讲述机器部分。）
150(DJS-11)百万次计算机
150计算机是一项合作完成的综合性的科技成果，研制单位包括北京大学、四机部(即电子工业部)738厂、石油部、地质部的有关科技人员、管理人员和工人。
早在1968年，国家为了开发石油，由石油部、四机部共同设立了150工程，并签订了合作协议，确定了为这项工程研制一台大型计算机的计划。考虑到石油勘探每小时处理70张地震数据记录的需求，技术人员在试编一些程序后，商定并提出了计算机要达到每秒100万次浮点运算的指标。由四机部、石油部两部派出人员的联合研制工作是从1968年8月26日开始的，最初四机部派出738厂孙强南、娄敬宗两人参加，石油部的技术人员来自石油部200队的陈建新、李根有、林成明、孙清茂、劳永杰。双方一起在北京石油学院内一座简陋的小楼里，共同拟定了150计算机的总体设计方案，其关键点概括如下:
1)运算速度浮点运算每秒100万次；
2)采用集成电路和厚膜电路；
3)是一台通用计算机，并在此基础上能不断添加和更换新设备，发展新算法；
4)采用先行控制、交换器、多存储体并行调度、加快算术运算、指令重叠执行等新技术；
5)在硬件上引入多道程序技术，提高并行处理能力，为发展操作系统软件新技术提供条件。
150机的总体设计方案，于1968年11月形成《150机设计任务书草案》。实事求是地说，参加总体方案拟定工作的同志，除738厂孙强南工程师外，大多没有经验。孙强南同志在738厂已参加过多种电子计算机的研制设计工作，并主持和领导过其中的3种。他利用被打成“资产阶级反动学术权威”而“靠边站”的机会，阅读了介绍美国 Stretch大型计算机的书——《 Planning Computer System》，同时还到华东计算所了解了陈仁甫、谢玉和等同志正在研制同类的百万次级集成电路655机的情况。这对拟定150机总体设计方案有很大的启发和帮助。
1969年1月29日，四机部738厂和石油部签订了试制地震勘探计算机的协议书，随即在738厂里组成了专门的设计队伍(时称“150设计排”)3月中旬石油部等用户单位的技术人员陆续集中到738厂，于3月24日正式开始工作，孙强南工程师被任命为“产品负责人”(即“主持设计师”)。
1969年底前，“150设计排”已经确定了150机的总框图，指令系统以及机架和插件结构，开始各大部件的逻辑设计和线路设计以及结构设计，基本确定了配套元器件和外部设备的选型。
1969年10月，国务院决定将150机的研制列为国家重点科研项目，任务研制单位增加了北京大学。1969年年底，由四机部738厂和石油部组成的“150设计排”搬进北京大学海淀校区，与北京大学参加150机研制工作的同志合编组成了一个“设计连”。北京大学参与研制工作的教师来自数力系、物理系、地球物理系和无线电电子学系，他们都是刚从下放劳动的地方回到北京来的。1970年春，整个连队搬到北京大学十三陵校区(代号“200号”)，经协商由北京大学负贵领导。在北大的军宣队8341部队的童宣海同志担起了“设计连”领导的担子。北京大学硬件负责人是张永魁同志，参加硬件设计工作的还有王攻本、杨天锡、张兴华、余娟芬等同志，软件负责人是杨芙清同志，参加软件设计的还有杜淑敏、朱万森、陈成森等同志；石油部带队的是陈建新同志；地质部带队的是高国诚同志；四机部738厂带队的是白振敏同志，738厂配备了一个完整的设计工作队伍(参加人员名单附后)，整个“设计连”约有140人。
今天回顾起来，似乎难以想象，在那个灾难深重的年代(不占天时)，在“重灾区”六厂二校中的北大(不占地利)完成这项十分艰巨的任务真可谓是“蜀道难，难于上青天”。可是在童宣海同志领导下，在各参加单位密切配合下，采用军事化的管理，在“北大200号”硬是开辟了一片“净士”，屏蔽了政治运动的于扰，历时4年，终于研制成功我国第一台每秒运算百万次的集成电路电子计算机。
事情的发展虽有它的偶然性，但也有它的必然性。当时国外对我国的技术、经济进行封锁我国又急缺石油等能源，这些困难激发了计算机工作者的热情、积极性和责任感。产用学研的几方结合，优势互补，是完成150机研制的重要条件。使用单位(他们经过大庆精神的洗礼，具有较强的政治觉悟)的介人，使得这支设计队伍充满了生机勃勃的活力；四机部738厂是我国第一个电子计算机的设计生产基地，力量强，经验丰富，他们配备的人员是整套的；北京大学参加研制的人员，正如总设计师、产品负责人孙强南同志所说的“他们的学术功底和理解能力都是一流的。可以这样设想，如果不搞几方结合，单由738厂一家来承担，终究也是可以研制成功，但进度就不会那么快了；单由北京大学一家来研制，也可以研制出一台完整的机器，但由于学校对生产制造工艺不熟悉，这台机器也许可以做做表演，能否可靠运行，投入使用，就很难说了。总之，150机的研制成果，不仅使我国的计算机研制生产达到了一个很高的水平，而且还创造了“产用学研”相结合的宝贵经验。
150计算机系统规模庞大，全机使用了小规模集成电路58000多块，厚膜电路7700多块，存储器磁芯800万颗。鉴于当年元器件的可靠性水平不高，装成整机后，难于稳定运行。在878厂(四机部一家半导体生产厂)的密切配合下，通过不断的实验、改进、筛选，一一解决了150机存在的设计和工艺质量问题。在1972年完成了全机联调，并通过了3000多小时的试算考验。150机的研制得益于集成电路技术，而150机的研制成功又为集成电路开拓了市场，促进了集成电路产业的发展。
这种百万次集成电路计算机并不是一台裸机，而是一种硬、软件相结合的计算系统，配有丰富的软件，包括了操作系统(管理程序)语言编译、符号汇编三套程序和地震处理专用软件。150机软件系统的研制开创了我国计算机软件事业的先河。150机还配了光电输入机、控制台打字机输出(窄行和宽行打印机)凿孔输出、绘图仪、磁带机、磁盘机(是4292厂试制的第一台立式磁盘机)等多种通用外部设备和一些专用外部设备，对于完成大量数据的高速运算和处理起到了重要的作用。
总之，150机研制中积累的软件硬件配套软硬结合、主机与集成电路相互支持和促进、硬件中加强外部设备等重要经验，成为1973年四机部召开的全国计算机专业会议(即“7301”会议)制定的计算机工业发展方针和技术政策的一个重要依据。
150机诞生后，立即投入到石油勘探和油田开发的应用中，经受住了一次又一次的考验。1974年4月2日完成了第一张数字地震剖面图(石油部把它赞誉为“争气剖面”)此后，150机为油田、煤田的寻找和开采建设作出了一个又一个的贡献。党和政府没有忘记150这支计算机研发团队，给了他们很高的荣誉，在1978年党中央和国务院召开的全国科学大会上，150机荣获了”全国科学大会奖”，对150机全体研制人员而言，这是一次崇高的奖赏。同时，对研制人员中作出重要贡献者进行了特别的嘉奖，他们依次为:孙强南(738厂)、杨芙清(北大)、陈华陵(738厂)、王攻本(北大)、张兴华(北大)、陈建新(石油部物探局)、贺汝法(北大电子仪器厂)等七人。1979年9月，石油部地球物理勘探局计算中心也因应用150机的优异成绩而获得了时任国务院总理华国锋签署的“国务院嘉奖令”。
150机获奖名单
在150机的设计和研制过程中，主管部门的有关领导，在当时困难重重的环境下，还是尽可能地给与了支持和关心。四机部科技司领导罗沛霖博士不但多次听取878厂朱贻玮同志关于提高150机配套集成电路可靠性的汇报，并作了有关的指示，还在1973年5月12日陪同国家计委副主任袁宝华，国防工办军管小组副组长、国家计委副主任陈华堂到北京大学电子仪器厂参观，以十分兴奋的心情听取汇报，观看操作演示。
四机部办公厅在1973年5月22日印发了《我国集成电路150型电子计算机试制成功》为题的《电子工业简报》，向中共中央、国务院、中央军委及时作了汇报。《人民日报》在1973年8月27日头版上刊登了《我国第一台每秒钟运算百万次的集成电路电子计算机试制成功》的消息。报道中说，“半年来经过三千多小时的试算运转证明，这台计算机性能稳定，质量良好，主机的解题能力、外部设备和软件等主要指标均已达到设计要求。……为今后生产同类型或更大规模的电子计算机积累了经验。”
150计算机的研制成功还为国家培养了批计算机的高级人才，他们中许多人成了我国计算机(包括硬、软件和应用)事业的领军人物。150机“设计连”中的孙强南、王攻本、陈华陵、张仁立、杨芙清、朱万森、陈成森等同志还参加了由四机部组织的200系列集成电路计算机的联合设计和研制工作，张水魁同志也参加了“DJS-200系列电子数字计算机总体方案”的制定。他们中的许多人都已被评为教授、研究员和高级工程师。
北大的杨芙清教授还被评为中科院院士，是中国软件事业的重要开拓者。
孙强南研究员级高工在上世纪八十年代，与仲济炳、游鄂毓、任公越同志一道，创办了中国计算机技术服务公司，在国内开拓了计算机技术服务的先河。从上世纪八十年代后期起，他在北京信息工程学院(即现在的北京信息科技大学)任教授，用他几十年来积累的计算机研制、生产制造和应用服务的学识与丰富经验去培养人才，传授给年轻的一辈，获得北京市委和市政府授予的“优秀教师”称号。
王攻本教授几十年来在计算机科研和教育战线上精心耕耘，在北京大学及其分校工作，是计算机科研和教育战线出类拔萃的学科带头人。不幸的是王攻本教授于2011年3月26日因病而撒手人寰，让我们永远怀念他吧。
陈建新教授级高工担任了石油物探局的副总工程师兼地球物探局研究院院长，近年来还一直活跃在计算机应用战线上，为推进国家的信息化建设付出了许多辛劳。我们在推进信息化的活动中多有交往，他们都是笔者的良师益友，早年才华横溢，叱咤风云，怀着一颗热爱祖国的拳拳之心，报效国家和人民如今，他们老当益壮，仍是国之瑰宝。
150计算机研制成功后，共生产了4台，在石油、地质、气象等战线上作出了巨大贡献后，于1994年正式退役。150计算机在中国计算机发展历史的长河中，留下了它光辉灿烂的一页。
(附)电子工业部738厂参加150机设计工作的36位成员:
产品负责人(150机总设计师):孙强南
线路:李腾汉、董虎祥、谢林全
运算器:黄孝康、李宪明、赵清晨
控制器:陈华陵、刘焕珍、张玉荣
内存和高速存储器:彭志瑜、刘经华、张连祥、蔡惠兰、范云华、孟昭琴
交换器:白振敏、叶启华、陈洪煊
磁带存储器:柳丛林、铁桂荣
磁盘存储器:宋树江、鲁致中
输入输出设备控制:李金堂、郑柱衡、苏东瑞、马华容
电源:李翠平、德福英
结构工艺:张仁立、冯昌菊、邱金荣、张景奎、杨重光
软件:张新永、李玉珍
(注:北京大学和石油系统参加150机设计工作的人员资料暂缺)
后记:为写此文，笔者曾以电话、邮件等方式采访了北京理工大学吴鹤林教授、北京信息科技大学孙强南教授、中石油陈建新教授级高工、北京大学张永魁教授级高工，对他们提供的资料和帮助表示衷心的感谢。
本文作者2015年12月在机关门口
借纪念图灵诞辰100周年之际，追忆我国第一台百万次集成电路150计算机的研制应用情况，以此献给参加过150机工作的人们!