１００系列計算機聯合設計成功的啟示

1973年5月，當時主管我國計算機工業的四機部(后稱電子工業部)，在清華大學召開會議，宣布成立中國DJS-100系列機聯合設計組(即電子計算機系列—100)，并立即在清華大學計算機系開始進行該系列第一個中檔機型DJS-130機的聯合設計。從此拉開了清華大學計算機系為國家研制100系列計算機的序幕，前后持續十幾年。

1 DJS-130機

在清華大學計算機系進行DJS-130機聯合設計，清華大學擔任組長單位，副組長由北京無線電三廠和天津無線電研究所出任，共有十多個工廠、學校和研究所參加，是一支有二十多人的精干隊伍。100系列機是小型多功能計算機系列，大型機200系列在華北計算機所進行。

100系列確定從中檔機型130機開始研制，然后向上、向下展開。DJS-130機全部采用國產小規模集成電路(如D型觸發器、雙門電路、內存讀出放大器、磁芯驅動器等)；運控為十六位全并行運算處理器；內存采用三度三線法平面結構的磁芯體；全部采用雙面大型印刷電路板，背板有標準的輸入輸出I/O總線。有許多邏輯、結構以及工藝上新的設計。

聯合設計從1973年6月開始，清華大學由房家國擔任組長(1974年春節后，房家國另有他任，由呂文超繼任)，之前清華大學在房家國的主持領導下，王愛英、呂文超在運控組，房家國、林定基在內存組，王孝良在外部設備組，王爾乾主持器件組，事先已進行了許多準備工作，1973年6月，各廠、校、所的生力軍加入聯合設計，全體成員各施所長、各展所能，1974年1月就完成了全部邏輯設計和工程設計，并立即在北京計算機三廠(原叫無線電三廠)進行樣機的生產和組裝，接著在清華大學進行各部件的調試和系統總調試。1974年7月，總調考核成功，8月由四機部主持在清華大學召開了鑒定會，通過了鑒定。第二天《人民日報》頭版公布了DJS-130機聯合設計成功，樣機通過鑒定。之后很快在全國各地布點生產，主干廠有北京計算機三廠、上海無線電十三廠，蘇州計算機廠、天津計算機廠等，后來還有錦州計算機廠、山東濰坊計算機廠、云南計算機廠等先后生產了幾千臺之多。

DJS-130機從設計到鑒定僅用了一年多的時間，效率之高、成就之好是罕見的，在我國計算機界一度引起轟動。后來榮獲第一次全國科學大會獎。

現在回憶這段歷史有幾點值得懷念之處：

第一，標準化、規模化、通用化為標志的“系列化設計與生產”的正確決策。

標準化使全系列上下兼容；規模化能大批大量生產；通用性好可多方面廣泛應用。此前，我國計算機已經有好幾年設計與生產的歷史了，都是設計一臺，只生產幾臺，而不能形成批量。DJS-130機開創了我國計算機工業“系列化設計與生產”的先河，而且首創成功。這是四機部王諍部長，科技司羅沛霖司長為代表的領導的正確決策，在那個年代確實是一項英明決策。

第二，“廠、校、所”相結合聯合設計的組織機制是個創舉。

聯合設計以大學(清華大學)為主，吸收工廠和研究所的特長；生產以工廠(北京計算機三廠)為主；推廣應用：聯合設計組與用戶密切合作，用戶為主、共同開發。這一組織機制是系列化設計與生產的組織保證。這也是王諍部長與羅沛霖司長的正確決策。可惜王諍部長沒有看到聯合設計的豐碩成果而先逝了。陳正清教授，當時作為四機部機關的代表、聯絡員，認真貫徹領導層的決策和意圖，廣泛聽取下層意見，協調各方面的工作，努力布置生產和推廣應用，為100系列機的發展作出了重要的貢獻。

第三，DJS-130機的技術政策的創新與成功。

在邏輯、工程、工藝等各方面采用具有創新精神的技術政策，事實證明是成功的。一項工程不僅要重視邏輯設計，也要非常重視工程和工藝的設計。如上述集成電路，平面大板結構，標準化的系統總線等都非常適合于系列化的生產，對提高計算機的可靠性也起了重要作用。

第四，聯合設計組是團結奮斗的集體，大家努力拼搏、頑強執著的敬業精神是可貴的。

當時，四機部領導把大家組織起來，集中在清華大學進行“類封閉式”的設計和調試時，大家欣喜若狂、大展身手、努力拼搏、為國效力。這種精神現在回憶起來還是很感人的。

2 DJS-140機

1974年底，DJS-130機鑒定、投產后，四機部又及時組織了高檔機DJS-140機的聯合設計。1975年中，開始進行聯合設計，仍在清華大學計算機系，組長由清華大學擔任，副組長是北京計算機三廠，成員有重慶大學、錦州計算機廠、湖南邵陽無線電廠、東北遼源無線電三廠等，隊伍共有五十多人。

清華大學由呂文超任聯合設計組組長，負責總體，運控組有王愛英、劉風云、蔡月茹等，內存組有林定基、溫冬嬋、陸明珍等，外部設備組有苗永蔚、王孝良、徐時新、鄭緯民等，電源組有廖先湜，器件組仍由王爾乾主持，呂文超參加運控組和軟件組，軟件組由朱繼生任組長。

由于當時條件的限制，130機樣機的外部設備只有控制臺電傳打字機，光電式紙帶輸入機，紙帶鑿孔機三樣(俗稱老三樣)；軟件只有獨立操作系統(SOS)，匯編語言和BASIC語言。配齊、配全各種外部設備(尤其是磁盤)以及各種語言(尤其是磁盤操作系統和Fortran語言)的重擔就落在140機聯合設計組的肩上。加強外部設備和重視軟件的應用，始終是100系列機的重中之重。

DJS-140機聯合設計的主要貢獻如下：

(1) 140機采用的中規模集成電路共有14種之多，許多在我國還是第一次設計與制作。這是提高速度和穩定性的電路基礎。王爾乾教授領導的器件組和北京器件二廠密切合作，經過艱苦努力，終于研制成功，為100系列機作出了重要的貢獻。

(2) 130機只有中央處理機CPU。140機增加浮點處理機FPU，以提高科學計算的速度；增加內存管理部件MMPU，實現有效的存儲管理功能，是MRDOS操作系統的硬件支持。CPU、FPU、HMPU三者一起體現高檔機的運算控制功能。

(3) 140機除老三樣外，增備磁盤機、磁帶機、寬行打印機、大型繪圖儀以及控制臺終端顯示器等常用外部設備。除磁盤機外其他都是國產機。當時我國不能生產磁盤機，而是從東歐保加利亞引進了一批磁盤。設計組經過認真設計和調試，將此盤聯機成功，這在我國還是首次。140磁盤子系統的成功，為100系列機作出了重要的貢獻，它不僅是實時磁盤操作系統RDOS、MRDOS的硬件基礎，也是100系列機實現數據處理功能的物質保障。大型磁帶是牡丹江磁帶機廠生產的，設計組與工廠密切結合，一面設計、一面制造、一面聯機，設計組成員多次下廠去牡丹江市。經過艱苦的努力，終于將國產的磁帶機聯成140磁帶子系統。這在我國也是首次。

(4) 140機研制、配備了實時磁盤操作系統RDOS和MRDOS，這是100系列機軟件不可缺少的支撐平臺。在此基礎上，Fortran、Cobol、編譯BASIC等高級語言配置成功，從而為100系列機的廣泛應用(科學計算、數據處理、實時控制)打下了扎實的基礎。

140機軟件組認真分析了RDOS、MRDOS兩個操作系統，并編制了MRDOS詳細的程序框圖，為聯機調試做好了充分準備。當磁盤子系統和MMPU存儲管理部件聯機之后，很快將RDOS和MRDOS先后調制成功，為100系列機作出了重要的貢獻。緊跟著又將磁盤子系統和RDOS下移到DJS-130機上，使130機的性能大大提高，這正是系列化設計帶來的方便。

如上所述，140機的工作量比130大大增加，技術上的難度也增加了許多。許多中規模電路和部件是首次研制，磁盤子系統、磁帶子系統以及RDOS、MRDOS也是首次聯機調試。聯合設計組不懼艱難、努力奮斗，克服了種種困難，解決了許多技術難關，從1975年中開始設計，經過四年的努力，于1979年研制成功100系列高檔機DJS-140計算機系統。1979年10月通過電子工業部主持的鑒定會。1980年獲電子部科技成果一等獎；1981年又獲國防科工委科技成果一等獎。之后又獲一個國家科技進步獎。

3 DJS-142機

DJS-140機鑒定投產后，電子部又在清華大學組織了更高檔142機的聯合設計。主要是清華大學、北京計算機三廠和錦州計算機廠三家。140機聯合設計組主要成員繼續參加這項工作。

DJS-142機是140機的改進和提高。

第一、142機首次研制成功動態半導體集成電路存儲器，取代了傳統的“小磁芯存儲器”。這一成功大大提高了計算機的可靠性和穩定性，使DJS-142機的平均無故障時間一下子提高到了幾百小時，甚至上千小時。130機和140機的可靠性盡管比以前的計算機提高了很多，但是穩定性的薄弱點還是“磁芯存儲器”。半導體存儲器的成功徹底解決了這個問題，從此內存與中央處理機一起稱為主機不再遜色。142機主機的速度比140機快2－3倍。

第二、成功地改進了內存管理部件MMPU的性能，使半導體存儲器的總容量擴大了一倍，為128K。從而充分發揮了MRDOS這一多道程序、多用戶操作系統的作用。

第三、聯合設計軟件組在RDOS的基礎上，全面分析、編制了MRDOS操作系統的程序框圖，并改進了MRDOS操作系統的功能，使其控制的內存量擴大了一倍，成為真正的前后臺同時操作的多道程序操作系統。RDOS操作系統是科學院計算所曹東啟、物理所褚克弘等分析的，并編寫了教材。為MRDOS的分析和改進，也為RDOS和MRDOS的調試提供了有力的支持。

第四、聯合設計組、錦州計算機廠與142機的用戶密切合作，努力協助用戶研發了幾個很好的應用系統：

(1) 與科學院地面空間中心合作，以用戶為主，協助中心主任李志榮、宮敏、辛巖等研制了142機衛星遙感測試系統。

(2) 聯合設計組在科學院曹東啟、劉福滋的幫助下，協助總參61所，使142機用于國防建設。

(3) 協助總參測繪局李晶偉等研發了142機前后臺同時操作的多功能測繪系統。

(4) 協助科學院電工所馮國治領導的科研組，研制了140機和142機控制的多臺大型平面繪圖系統，用于國內多家用戶。

1982年，DJS-142機在錦州計算機廠通過了電子部主持的鑒定。DJS-142計算機系統的成功研制，可靠性的顯著提高以及幾個應用系統的成功案例，獲得電子部科技進步一等獎。又經過評比、考核，成為我國計算機工業唯一優質產品銀質獎獲得者。

1984年，清華大學100系列機聯合設計組又接受了電子部研制32位超級小型機的任務。但是，在當時的形勢下，繼續研制計算機硬件系統已經不適時宜。經分析研究、報領導批準，我們將力量轉向了“計算機網絡與電子辦公”這一新課題。我們與錦州計算機廠合作，研發了“中英文兩用的辦公自動化網絡系統”，通過X25公用數據網絡和公用電話網(那時沒有Internet公用網)，將全國同類型計算機連成廣域網，傳輸電子郵件、文檔數據、圖形表格，已具有現代電子辦公的雛形。

該系統1989年通過計算機總局主持的鑒定會，并獲得電子部科技進步一等獎。此系統用于國務院辦公廳、外交部、中紀委、國家工商局、廣東省、福建省、天津市等許多部門。清華大學校長辦公也用了此系統，也為國家作出了應有的貢獻。

4 幾點啟示

100系列機是在清華大學向上研制高檔機140、142的同時，由天津無線電研究所、華東師范大學、蘇州計算機廠等單位向下研制了120、110、112等低檔機型，使100系列形成了高、中、低檔配套的小型多功能計算機系列族。據粗略統計全國生產2，000臺到3，000臺之多，廣泛應用于科研、教學以及石油、通訊、海關等許多工業和軍事部門，為我國計算機事業的發展作出了重要貢獻。

歸納起來，100系列機有以下成功之處：

第一、領導層分析國內外動向，匯集專家和群眾的意見，作出了正確的決策。

(1) 系列化設計與生產以及廣泛推廣應用的正確方針。

DJS-100系列機是我國第一個系列化設計又能大批量生產的機種。由于“性能與價格比”非常適合我國當時的國情和國力，所以受到國內各界普遍歡迎，得到了廣泛應用。

(2) 廠、校、所相結合的聯合設計組是100系列機成功的有效機制和組織保證。

聯合設計組在清華大學進行，以科研部門為主；生產在主干工廠進行，以工廠為主；推廣應用與用戶密切結合，以用戶為主。這種廠、校、所結合的組織機制也是將科研成果迅速轉化成產品的有效保證。

聯合設計在研制100系列機的過程中，很重視改革與創新。

(1) 非常適時地采用中、小規模集成電路，大大縮小了機器的體積，顯著地提高了機器的可靠性。同時也有力地促進了我國半導體集成電路工業的發展。

(2) 首次采用大型印刷電路板以及三度三線平面結構的磁芯體，顯著地提高了機器的穩定性。當條件(性能與價格)成熟時又及時甩掉磁芯體，大膽采用半導體集成電路存儲器，使機器的穩定性發生了質的飛躍。

(3) 堅決引進保加利亞磁盤機，努力研制成功100系列磁盤子系統，調試成功RDOS操作系統。又及時改進MMPU存儲管理部件，使內存容量擴大了一倍，改進并調試成功MRDOS前后臺并行操作的多道程序操作系統。

第二、聯合設計組十分重視人才的培養和教材、教學工作。

(1) RDOS、MRDOS操作系統的分析成果以及編寫的教材為提高我國操作系統和軟件的水平起了重要作用。

(2) 以100系列機為藍本編寫的硬件和軟件教材一度成為我國許多院校計算機專業的教材或參考書。

(3) 140、142機在清華大學聯合設計中，清華大學教師始終帶領畢業班的學生參加，有些學生還參加了設計、生產、調試的全過程。學生在學校有這種訓練的機會是難得的，畢業后在工作崗位上發揮了很好的作用。

第四、聯合設計組全體成員團結奮斗、努力拼搏、不辭辛苦、無私奉獻。在1976年那個特殊難忘的歲月仍堅持不懈，直到最后勝利。這是聯合設計成功的精神保證，當年我們稱之為100系列機精神。

100系列機從1973年到1985年，在清華大學有十多年的經歷。1985年之后，受大量進口計算機的沖擊，加之國家有關部門貫徹“保護、發展民族工業和國有品牌”的政策非常不利，100系列機在我國逐漸銷聲匿跡，十多年發展起來的許多工廠也轉行他干。今天回憶這段歷史，很耐人尋味，也令人感慨。今天，國家在第十一個五年規劃中，再次強調：要發展自己的民族工業，創建國有品牌，在引進國外技術和產品的同時，要有自己的創新精神，要掌握核心技術。并提出以企業為主體，廠、校、所相結合，及時把科研成果轉化為產品、商品，推向市場、廣泛應用，才能產生效益。這些政策如果能有強有力地組織實施，從上到下堅決徹底的貫徹執行，那么不久我國自己設計的計算機和IT技術事業一定會有更輝煌的明天。

作者簡介：呂文超，男，1936年出生，山東煙臺人，教授，1958年哈爾濱工業大學轉來清華大學自動控制系自108班就讀，1961年畢業，并留系任教，直至1996年退休。曾任100系列機聯合設計組組長。獲國務院政府特殊津貼。