夏培肅 與中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展水乳交融

2015年3月31日，首顆使用中國(guó)自主研發(fā)的中央處理器“龍芯”的北斗衛(wèi)星發(fā)射成功。“龍芯一號(hào)”結(jié)束了中國(guó)只能靠外國(guó)人的CPU生產(chǎn)計(jì)算機(jī)的歷史。為了紀(jì)念夏培肅從事計(jì)算機(jī)事業(yè)50周年，“龍芯一號(hào)”被命名為“夏50”，人們習(xí)慣稱(chēng)其為“夏芯”。

夏培肅是我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)的開(kāi)拓者和奠基人，被稱(chēng)為“中國(guó)計(jì)算機(jī)之母”，她的一生和計(jì)算機(jī)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，可以說(shuō)，她的生命歷程就是中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷程。

1923年7月28日，夏培肅出生于一個(gè)教育世家。她的祖父夏風(fēng)薰是前清的秀才，從事教育工作40年;父親夏鴻儒是滿清末年的舉人，曾在江津縣辦學(xué)和辦實(shí)業(yè);母親黃孝永師范學(xué)校畢業(yè)，曾任江津女子小學(xué)校長(zhǎng)、江津女子中學(xué)教員等。這樣的成長(zhǎng)環(huán)境，為年幼的夏培肅打下了良好的古文、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

1939年，夏培肅轉(zhuǎn)到位于江津縣的國(guó)立第九中學(xué)學(xué)習(xí)，身邊大多是流亡學(xué)生，生活非常艱苦。艱苦的生活和抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)日本人的暴行讓她下定決心學(xué)工科，以求工業(yè)救國(guó)。

1940年，夏培肅考入中央大學(xué)電機(jī)系，其間，吳大榕教授講授的交流電路的瞬態(tài)分析，激起了她的興趣，這對(duì)她日后研究計(jì)算機(jī)影響很大。大學(xué)畢業(yè)后，學(xué)校推薦她到交通大學(xué)重慶分校電信研究所攻讀研究生，在張鐘俊院士門(mén)下研究電路張量分析，再次為她日后在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域大展拳腳添磚加瓦。1947年，夏培肅通過(guò)留學(xué)考試，順利成為英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)電機(jī)系的博士生。這段經(jīng)歷為她后來(lái)從事計(jì)算機(jī)電路的研究和設(shè)計(jì)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

1948年冬天，28歲的夏培肅回國(guó)，被分配到清華大學(xué)電機(jī)系電訊網(wǎng)絡(luò)研究室任助理研究員。1952年，中科院數(shù)學(xué)研究所所長(zhǎng)華羅庚提出，要在中國(guó)研制電子計(jì)算機(jī)。他從清華大學(xué)挑選了三個(gè)高精尖人才，夏培肅就是其中之一。

“一個(gè)人在一生中，常常會(huì)有一些改變命運(yùn)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，這個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在1952年秋天的一個(gè)晚上、當(dāng)我第一次謁見(jiàn)華羅庚教授時(shí)。”這是夏培肅生前憶及平生時(shí)的感慨。華羅庚無(wú)疑是夏培肅的伯樂(lè)，從此計(jì)算機(jī)成為夏培肅一生的摯愛(ài)和引領(lǐng)。在華羅庚的領(lǐng)導(dǎo)下，夏培肅和另外兩位伙伴閔乃大、王傳英很快投入工作。

這是中國(guó)第一次研制計(jì)算機(jī)，他們連一本完整敘述計(jì)算機(jī)原理的書(shū)都找不到，只能從英文期刊上尋找有價(jià)值的線索。經(jīng)過(guò)半年的調(diào)研和初步的實(shí)驗(yàn)，夏培肅提出研制中國(guó)第一臺(tái)通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的設(shè)想和技術(shù)路線。1954年，夏培肅轉(zhuǎn)到近代物理研究所計(jì)算機(jī)小組繼續(xù)開(kāi)展第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的研制工作，主要負(fù)責(zé)運(yùn)算器和控制器的設(shè)計(jì)。不久，中國(guó)向蘇聯(lián)購(gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)圖紙和資料來(lái)仿制計(jì)算機(jī)，夏培肅的研究工作不得不暫停。1958年8月1日，我國(guó)第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)誕生，該機(jī)定名為八一型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，在738廠開(kāi)始小量生產(chǎn)，改名為103型計(jì)算機(jī)，共生產(chǎn)38臺(tái)。1958年5月我國(guó)開(kāi)始了第一臺(tái)大型通用電子計(jì)算機(jī)（104機(jī)）研制，在研制104機(jī)同時(shí)，夏培肅得以繼續(xù)原來(lái)的工作。暫停工作期間，她對(duì)原來(lái)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改。1960年，奮斗了8年之久后，夏培肅終于成功研制出中國(guó)第一臺(tái)自行設(shè)計(jì)的電子計(jì)算機(jī)——107計(jì)算機(jī)。

此時(shí)，最初和夏培肅一起參與研制工作的兩位伙伴早已離開(kāi)小組了，只有她從頭到尾堅(jiān)持了下來(lái)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)就像她的孩子一樣，為了“這個(gè)孩子”，她卻疏忽了自己的孩子。

夏培肅的第一個(gè)兒子由于缺乏照顧，在她研制107機(jī)期間意外去世，第二個(gè)兒子也因?yàn)槭栌谡疹櫍眢w一直不太好，這成為她一生的遺憾。107機(jī)問(wèn)世后，夏培肅并沒(méi)有因?yàn)槿〉昧伺e世矚目的成而有所懈怠。此后，她又研制出多種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，并且提出了一系列計(jì)算機(jī)應(yīng)用理論，幾乎是每10年就出一個(gè)重大成果。20世紀(jì)60年代初期，夏培肅開(kāi)始研究如何提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，探索如何研制性能更好的計(jì)算機(jī)。

幾年后，她有效地解決了大型計(jì)算機(jī)中高速信號(hào)傳輸波形畸變問(wèn)題，提出全機(jī)特性阻抗匹配概念、導(dǎo)線不分支原則、分布式地網(wǎng)等思想。此項(xiàng)研究成果后來(lái)成為國(guó)內(nèi)大型高速計(jì)算機(jī)研制的參考標(biāo)準(zhǔn)。1968年，她又提出最大時(shí)間差流水線原理，在時(shí)間上比美國(guó)學(xué)者早了一年。夏培肅研究計(jì)算機(jī)的每個(gè)10年，都沒(méi)有空當(dāng)期。20世紀(jì)70年代，她成功研制出了高速陣列處理機(jī)150-AP，該機(jī)的最高運(yùn)算速度為每秒1400萬(wàn)次，高于當(dāng)時(shí)美國(guó)對(duì)中國(guó)禁售的同類(lèi)產(chǎn)品的運(yùn)算速度。

20世紀(jì)80年代，夏培肅負(fù)責(zé)分布式計(jì)算機(jī)和并行計(jì)算機(jī)的研究，并先后研制出GF-10功能分布式陣列處理機(jī)和BJ并行計(jì)算機(jī)。下一個(gè)10年，她又提出基于反圖拓?fù)涞目缮炜s高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并在國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)了3項(xiàng)專(zhuān)利。

僅僅研究計(jì)算機(jī)，就十分忙碌了，可夏培肅仍然擠出了很多時(shí)間來(lái)教書(shū)育人，為中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)培養(yǎng)后備力量。20世紀(jì)60年代起，她先后培養(yǎng)了60多名研究生。除了胡偉武，還有領(lǐng)導(dǎo)曙光系列高性能計(jì)算機(jī)研制的李國(guó)杰，曾任曙光1000大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和聯(lián)想深騰1800/6800超級(jí)計(jì)算機(jī)總設(shè)計(jì)師的祝明發(fā)，設(shè)計(jì)試制成功時(shí)鐘周期為10ns的GF-10/13 計(jì)算機(jī)的林琦……在她眾多的學(xué)生中，隨便拎出一個(gè)來(lái)，都是業(yè)界有分量的人物。

短短一生，碩果累累，夏培肅不愧為中國(guó)計(jì)算機(jī)的先驅(qū)。 在以男性為主導(dǎo)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，盡管是一名女性，但是夏培肅依然被尊稱(chēng)為“先生”。這種稱(chēng)呼確屬罕見(jiàn)。

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