中国第一台亿次巨型电子计算机:“银河”
 

成果简介

  “银河”系列巨型计算机的研制始于1978年5月,1983年12月6日通过国家鉴定。该计算机以向量运算为主,字长64位,运算速度为每秒1亿次以上。它的问世使中国成为世界上少数几个成功研制巨型计算机的国家之一,在国防建设事业和国民经济发展中发挥了重大作用。“银河”曾荣获“特等国防科技成果奖”,研制单位长沙工学院计算机研究所(国防科技大学计算机研究所的前身)荣立集体一等功。1984年10月1日,“银河”模型参加了“建国35周年”国庆检阅,引起社会广泛关注。


历史背景

  20世纪60年代,中国的尖端科技遇到了明显发展瓶须,有些重要理论研究和模拟实验,如航空航天飞行器设计、军事情报分析、卫星图片判读等,都需要解决大量计算问题才有可能取得新的突破,研制巨型计算机对加强国防实力、发展国民经济、促进科学技术进步等都具有十分重要的意义。但当时,西方国家对中国的高性能巨型计算机研究实行严格的技术封锁,因此中国迫切需要独立自主研究运算速度极高的计算机。1972年秋,当时的中国人民解放军国防科学技术委员会(以下简称“国防科委”)根据我国发展第二代战略武器、增强国防实力的迫切需要,指派长沙工学院计算机研究所(国防科技大学计算机研究所的前身)负责人慈云桂教授向中央专门委员会起草报告,建议将巨型计算机研制列入国家重点工程项目。

创新历程

  1978年5月至1983年12月,“银河-I”巨型计算机的研制工作重点大致可以分为6个阶段:

   一、是总体方案设计阶段。1978年5月,国防科委在北京召开巨型机方案论证和协作会议,确定该机代号为“785工程”。会议确定的总体技术指标是:中央处理机运算速度在高效时每秒1亿次以上,存储器容量200万字节,字长64位,平均故障时间24小时以下,可用性不低于90%,外围机字长16位,定点运算速度每秒50-100万次,存储容量512KB。

  二、是逻辑设计、插件工程化、模型机研制阶段。为了使设计理论更符合高速度与高质量的要求,研究团队进行了大量的理论研究和实验,不断完善设计方案,并通过研制模型机检验方案的可行性与有效性,为研制整机系统奠定了可靠的基础。经过不懈的努力,技术团队于1980年初完成了模型机的研制。

  三、是主机生产阶段。质量控制、工艺规范和元器件的配套是主机生产阶段的主要工作。当时,巨型机的生产需要组装大面积多层印制板,使用的绕接、焊锡等工艺技术难度极大,国内相关工厂无力承担这一艰巨任务。在此关键时刻,国防科技大学“785工程”领导小组毅然决定由本校的计算机工厂自行解决技术难题,组建了印制板车间、焊接车间、机加工车间,同时成立了生产、器材、技术科室。在15个月的时间里,100多名生产人员在大部分操作靠手工劳动的情况下,以高度的责任心和严格的岗位责任制,克服重重困难,顺利完成了“银河-I”主机49块6层底板、861块7层插件板的生产任务,实现整机230万焊点无虚焊、挂锡,主机底板工程化设计100%正确。

  四、是硬件系统调试阶段。这一阶段集中解决了三个问题:一是完成插件、底板、姆接点、绕接点的反复检查;二是解决插件测试问题;三是进一步完善了调试工具和方法。

  五、是软件系统的研制和联调阶段。在这一阶段,软件开发队伍成功开发出了200万行巨型机系统软件,包括功能齐全、使用方便、可扩展性强的分布式操作系统和批处理系统。系统采用FORTRON77标准文本和三级优化技术的向量FORTRON语言YHFT,并配有向量识别器,增强了向量识别能力。系统充分发挥巨型机优势,建立了80类292个模块数学子程序库以及多级诊断系统,可描述巨型机全部机器指令。

  六、是试算和国家技术考核、鉴定阶段。1983年5月以来,国务院电子计算机与大规模集成电路领导小组组织全国29个单位的95名计算机专家和工程技术人员成立了“银河”计算机国家技术鉴定组,并分成7个小组对“银河-I”电子计算机进行全面严格的技术鉴定。结果表明:26道在国家经济发展和科学研究方面具有广泛代表性的正确性考题,先后计算3遍,数据完全相同,结果正确,精度符合要求;在单道操作系统或者多道操作系统控制下,全系统和主机稳定可靠;硬件系统向量运算速度达到每秒一亿次以上;软件系统内容丰富,功能较强,使用方便,性能先进;图纸资料齐全。“银河”电子计算机在设计、生产、调试过程中,提出了很多新技术、新工艺和一些理论问题,有些是国内首次使用,有些达到国际先进水平。


重大意义和深远影响

   在“银河-I”型计算机的研制过程中,我国形成了一支超高性能计算机的科研队伍,建成了一条符合我国国情的半自动化巨型机生产线,摸索出了一套切实可行的大型计算机生产工艺和生产管理制度,极大地带动了我国计算机设计、生产、测试和调试的理论研究和工程实践。时至今日,不少成果和设备仍在发挥重要作用。“银河-I”的成功研制,使我国提前两年实现了全国科学大会提出的到1985年“我国超高速巨型计算机将投入使用”的目标,标志着我国计算机技术进入新阶段,使我国跨入了世界研制巨型电子计算机国家的行列。