曲阜:对话60年前的计算机
2020年11月18日,中国计算机学会CCF记忆历史工作组包云岗、吴树民、徐祖哲与两位摄影师前往曲阜师范大学,探寻全国唯一保存完好的103电子管计算机。从1958年到1965年,103计算机共三个型号,生产49台。
庆祝中华人民共和国成立七十周年大型成就展,150个新中国第一,包括103计算机图为秦鸿龄,张梓昌摄。
展览会上的计算机模型就是依照曲阜师大的103机制做的。
一到曲阜,吴树民和摄影师就投入了紧张的采访。
1958年8月1日,中国第一台电子管计算机103机试制成功,由计算所和738厂合作完成。103机约用800个电子管,2000个氧化铜二极管,10000个阻容元件,全机约有10000个接触点和50000个焊接点。共生产49台,在科研、计算和教学中发挥了很大的作用。
中国教师博物馆为这台电子管计算机的展板。
复旦大学购置的这台103计算机是738厂生产的,经过全国产品质量整顿之后正式定型的型号为DJS-1,该型号生产16台,这是第14台,出厂时间1964年7月。
电子工业部的郭平欣局长和夏纪寅处长,在70年代考虑到国产设备的保护,提出要几台计算机转到中小城市保护。先考虑的是大连化学物理研究所的一台功勋103机,后来未成。转而促成了复旦的103机,调拨到曲阜师范学院,当时还里里外外全面拍摄了一段计算机的视频,现在不知所终。
2015年12月,高兰长向大众日报记者逄春阶讲述103机的操作。
1956年,时年19岁的高兰长,从济南考入曲阜师范学院,作为第一届数学专业的本科生。1960年毕业,她留校当老师,。之后,被派到吉林大学进修计算方法。那时候请的是苏联专家来讲,一学就是两年。
1972年初,高兰长去复旦大学参加一个学术会议,跟复旦计算机系的老师聊起来,说可以把103机无偿送给曲师院。她就在那里学习了不到一个月。
“曲师院为103机专门建筑了一座二层小楼。复旦派了三位老师来帮忙安装,他们非常认真。我们也在机房里日夜跟着转,几乎一个礼拜没怎么好好睡觉。后来通电能够运转,大家非常高兴。”
103机在曲师扎根了,问题也随之而来。机器电路系统太复杂了,光机器就占据三间屋,电机在楼下。当时学校自己发电,供电不稳,电子管容易坏掉。一旦出现问题,需要楼上楼下跑,加上当时计算机组只有两个老师和几个实验员,很长时间也无法调试好。因此,机器一直开着,需要三班倒,日夜值班。”高兰长回忆道。
在高兰长等数学系老师的精心“伺候”下,103机运到曲师三个多月就正常运转了。“由于103计算机的整个机器、线路都比较清晰,非常直观,我们一直将她运用在教学中。”高兰长说道。
“七十年代,全校的工农兵学员虽没有开设计算机课,但为了让他们了解一些科技的前沿,我们作为讲座,带他们参观103机机房,讲计算机的构造、原理、使用。一直到77、78级招生,103机还在运行,供计算机原理、流程的学习。”刚恢复高考后的青年们,也幸运地得到接触103机的机会,实现了由概念教学到实际应用的转变。103机的加盟,也使得曲师的计算机教育走在全省乃至全国前列。
高兰长老师保留了一段穿孔纸带,是在机器上运行过的。
为了编制一段电视节目,高老师模拟当年的操作,时光倒流50年啊!
高兰长向徐祖哲讲述这台机器加工的精致。
包云岗戴上手套观看高兰长老师保存的计算机图纸,他希望将103机的逻辑和指令编制在芯片中,成为计算机课的内容,同学们可以体会一下半个世纪之前的计算机编程与操作。
103机是仿制苏联的M-3计算机,原配是存储量很小的磁鼓,1959年,计算所范新弼带领攻关拿下了磁心存储器,不光增加了存储量,还大大提升了运行速度。增配了磁心存储器的103机,由738厂生产,定型为DJS-1。 103机的磁心直径只有1.4/2.0毫米。由于封闭安装,在机柜上是看不见磁心的。
1948年,美国哈佛计算研究所的艾肯博士,要王安找到一种不用机械运动就能记录和读出磁性存储信息的方法,存储装置要稳定,存取还要快速。他不仅要面临设计的概念问题,还要设法使设计方案在实践中真正能有效的发挥作用。磁通翻转的速度非常快,读出信息后重写也不困难,存储的概念就此解决。王安找到概念,只用了几个星期;但要找到合适的磁性材料来实施,所花费的时间却要长得多。
马萨诸塞理工学院的弗里斯特博士提出了用磁心构建立体矩阵成为网格的方式来存储和记录的方法,还可以精确地选择指定的磁心读写,而且这种存储器的容量规模可以远远扩大。IBM公司最终设计了一台拥有25万位磁芯存储器的计算机,60年代,这种计算机售出了3万多台。多年之后,存储器的转储操作,仍然称作磁心信息转储,以记念王安的贡献。
这个机柜是磁鼓和接口柜,磁鼓是在苏联专家的帮助下,由738厂生产定型的,鼓体镀膜,第一台磁鼓,磁层按照苏联配方用了镍钴合金。1958 年9 月,苏联第二批资料过来,镀层配方改为镍钴磷合金。鼓体每分钟转速3000转,用磁鼓作内存的容量为1024 字,字长30 位。该厂工具车间有四五百人,各种精密机床齐全,再难的工艺装备均能加工出来。
在有机玻璃罩后边,可以看到鼓体。
从空隙中,可以看到鼓体的顶部,40个磁头的加工也是非常精细的。为保证磁层不被划伤又能有最好的读写效果,要求磁头与磁层间保持0.03毫米的间隙。安装磁头只能靠手工,那时都是战战兢兢极为小心。
苏联人在设计时,因为电子管的脉冲幅度较高,所以连线都是架空的,穿过绝缘立柱走线。
电位线是吸收了电话交换机的生产工艺,依据布线表,在木板上布线,然后捆绑,大大提高了加工速度。
为了编制一部纪录片,曲阜师大的学生模拟当年秦鸿龄的操作,拍摄了一段视频。
怀着对前辈们的敬仰,我们在此向他们致敬!
包云岗、徐祖哲、高兰长、陈红(曲师大中国教师博物馆),吴树民摄。
时光茬苒,记忆也在衰退。上图是2012年我拍摄的103机的出厂标牌,下图是现在的模样,油漆在阳光照耀下已经加速风化。但是,前辈们的功绩和103机代表了一个时代永远激励着中国人。
CCF记忆历史工作组的出访得到曲阜师范大学和中国教师博物馆的大力协助,在此表示感谢!