董士海：亲历计算技术专业的发展 —中国教育在线-亚博安卓

　　百余年来，北京大学始终与国家和民族同呼吸、共命运。特别是北大的广大离退休老同志在劈波斩浪中开拓前进，在披荆斩棘中开辟天地，他们的功业载入史册，他们的精神历久弥新。这里是北大一批老同志的回忆文章。他们的回忆，从不同的侧面，勾画出北京大学的发展历程，记述了许多鲜为人知的故事，是了解北大历史，乃至中国高等教育史的珍贵史料，也为我们理解北大传统、传承北大精神提供了一本生动的教科书。这是一封穿越时空的来信，更是一份矢志报国、不懈奋斗的青春宣言。

　　个人简介：董士海，1939年生，浙江镇海人，北京大学信息科学技术学院教授。1956年就读于北京大学数学力学系，1960年毕业后在无线电电子学系任教，曾任北大计算机系教授、图形与人机交互研究室主任，2002年退休。曾参加我国第一台百万次计算机、汉字激光照排系统等研制。

董士海

　　1956年我考入北大数学力学系，1960年毕业后在无线电电子学系任教。随着科技发展和国家需要，北大除了原有的极强基础学科外，又建立了许多新兴学科，其中计算技术专业就是从1959年创建，历经无线电电子学系、电子仪器厂、计算机系，发展到今天全校规模最大的信息科学技术学院。我在北大63年有幸经历了计算技术专业建立、发展、壮大的全过程，在此写上一些亲身经历，以庆祝新中国成立70周年(注：文章写于2019年)。

精彩瞬间

　　因为向往钱学森的空气动力学，1956年我考进北大数力系，被录取了第一志愿力学专业。到系里报到没几天，系教学秘书丁石孙老师委托章学诚老师找我谈话，问我愿不愿意转到计算数学专业，我表示服从分配。由此，我成了北大计算数学专业最早的一批新生(从大一开始就分专业)。当时在周总理亲自主持下制定的《十二年科学技术发展规划》中明确计算机是该规划的四项紧急措施之一。新成立的计算数学教研室主任徐献瑜先生给我们班介绍了他乘坐图104喷气客机到苏联考察计算机的情况，三年级的王选也给我们介绍他为什么选择计算数学专业。就这样，全班45名同学一心一意响应国家“向科学进军”的号召，刻苦学习。当时想的是国家需要，我就愉快地从力学转到了计算数学。

　　2018年北大准备120周年校庆时，北大亚博安卓官网在4月24日发表了一篇《百廿回眸——北大的120个瞬间》的长文，其中第59、71和82三个瞬间，分别展示了和北大计算技术专业直接相关的三个历史时刻：红旗机、第一台百万次集成电路大型计算机和王选主持的计算机激光汉字照排系统。我有幸参加了这三个大型攻关项目，自己得到了锻炼，并作出了一定的贡献。下面分享这三个瞬间背后的三个故事片段。

　　研制红旗机

　　提到红旗机，首先要特别提及计算技术专业的创始人张世龙先生。他是燕京大学的地下党员，院系调整后他任北大党委统战委员、教学研究科科长(相当于现在的教务部长)，1957年调到数力系任总支副书记，同时准备开设计算机原理课并主持建立计算实验室。

　　在张世龙先生的领导下，计算实验室摸索着为国防前沿、空三所研制测距指挥用的北京一号机(也称“北大一号改进机”)，1958年朱德总司令到北大北阁视察了该计算机。大家非常激动，同学们贴出大字报：学计算数学没有计算机怎么行?我们要自己造计算机!数力系领导初步确定研制一台赶超英国每秒1万次的数字计算机“北大二号机”(后定名为红旗机)，领导说你们班先做电阻吧。我们干劲十足，白手起家，又是“被碳”又是“刻槽”，经过奋战，真的把电阻做出来了，可惜因电阻腿接触不良等最终没有采用。

　　有别于当时仿制苏联计算机的状况，29岁的张世龙先生和美国归来的董铁宝先生在讨论班的基础上，提出自行设计一个简约、运算速度较快的计算机，确定了单地址、补码两位一乘、采用变址寄存器的结构，在电路上采用锗晶体二极管门电路(电子管驱动)的方案。

　　结合红旗机研制的初期成果，1958年北大还开办了面向全国高校的近百人的计算机训练班，称“红旗营”，张世龙任营长，我们班也参加了红旗营的培训和会战。1958年我被分配在红旗营一连(运控)四排任副排长，负责电位型门电路的设计、实验和定型。在营参谋王选老师的直接指导下，我和排里的同志一起，在简陋的小平房里日日夜夜用脉冲示波器对门电路的各元件参数、负载容量和速度等做大量实验，最后代表全排向全营汇报“门电路的定型总结”。面对近百人的训练班成员，19岁的我因亲身参加了实验，大胆上讲台做汇报。

　　1959年2月北大决定成立无线电电子学系，在办公楼礼堂的成立大会上宣布的专业中有一个计算技术专业，由335教研室承担教学科研工作，教研室主任是张世龙先生。我和班上共8名同学调入该专业，1960年我们又转成留校“预备师资”，从“计算数学”改为“计算技术”，成为无线电系的教师了。虽然没有征求本人的意见，但我们都愉快地“改行”了。

　　红旗营结束后，我被分配负责大批插件的生产和测试，成为小“工头”来管理大批学生(包括高年级)参加插件生产劳动。由于工期紧、人数多，所以事先准备及事后检验任务比较重。虽然我们白天黑夜加班，还是出现许多焊接质量不合格的插件。这些给后来机器的分调联调带来极大的困难，也就是王选所说的“捉鬼”。1960年5月在师生的日夜奋战下，红旗机经联调，成功地完成了试算任务。

　　《百廿回眸——北大的120个瞬间》中第59个瞬间就是当时王选、杨天锡等同事联调成功后的照片。作为市重点科研项目，北京市领导刘仁在陆平校长的陪同下、张爱萍副总参谋长在党委副书记张群玉的陪同下都来一斋机房视察祝贺。335教研室被评为“北京市群英会先进集体”，教员王选及实验员吴全富被评为“先进个人”。

　　红旗机试算的成功说明了张世龙、王选及很多人参加的“敢为人先”的设计方案是可行的，问题在于零部件(包括电子管、磁芯、插件、磁芯存储器)工艺差，可靠性和一致性达不到要求，从而使计算机不能稳定工作。我从亲身经历中特别感受到实事求是和科学态度的重要性。

　　在红旗机研制取得阶段性成果的基础上，教研室修订了教学计划，加强了对学生的基础、理论和科学研究的训练。以前学生只学红旗机的原理，1962年在王选的精心选材下，王选、张永魁与我三人分工合作为1957级和1958级本专业的同学开设了逻辑设计专题课，以加强专业基础的学习(因王选病重，他的讲课由我完成)。在科研方面，除继续改进红旗机以外，也开展了一些新器件(如磁滞伸缩延迟线元件)和交叉学科(如仿生学、与程序设计相关的系统结构等)的探索。1965年与日本东京大学伏见和郎先生合作开展了磁编织线存储器的国际项目。王选、许卓群、陈堃銶和朱万森等老师自行设计和研制的algol60编译系统，1968年在djs-21计算机上投入运行，被列入《中国计算机工业概览》“中国计算机工业发展简史”中。1963年无线电系搬迁到昌平分校后，我也在同事的帮助下，开设了“脉冲技术”专业基础课。通过教学实践，我爱上了教师的工作，懂得了既要提高教学质量、业务素养，又要以身作则、教书育人的道理，我的课受到了学生们的欢迎。

　　从1957级开始的六年制各届本专业毕业生，成为我国计算机事业的生力军。例如，1959级的马定贤曾担任华东计算所所长，后任上市公司“华东电脑”的董事长;1961级的张海盛曾担任中国科学院成都计算所科研处长、所长多年，后任中科院成都信息技术公司首任董事长兼《计算机应用》主编等。

　　第一台百万次的集成电路计算机

　　1969年10月按统一部署，无线电系搬到汉中分校(“653”)办学，留下计算技术专业在昌平分校(“200号”)和物理系、数力系等兄弟系的部分师生一起筹备以生产电子计算机和集成电路为主的北大电子仪器厂，到1973年与北京有线电厂(738厂)、石油部等单位共同研制成功了我国第一台百万次的集成电路计算机——djs-11(代号150)机，《百廿回眸》第71个瞬间所拍摄的就是150机。

　　1973年8月27日《人民日报》头版刊登了150机研制成功的消息。后来一共生产了四台150机分别交付给石油部646厂、地质部等单位使用，第一台150机在646厂使用后完成了我国陆上和海洋部分石油勘探地震数据资料的处理任务，并提高了我国石油勘探数字处理技术能力。该机1978年荣获了全国科学大会奖，并作为重要历史事件之一镌刻在北京中华世纪坛前的甬道上。北大电子仪器厂还研制成功djs-18(代号6912)每秒15万次的中型集成电路计算机，共生产了12台分别供北京空军、北大计算中心等单位使用。

　　在建厂初期，我负责计算机整机车间的规划和基建，冒着严寒和其他老师(如半导体专家黄昆教授)坐着敞篷卡车到昌平奋战。后来根据需要又从厂生产组调到一连(150连)任二排(外设)排长，在738厂工人师傅协同下，负责整个150机电源系统的生产任务。其间，我多次出差上海、贵州等地，落实400赫兹发电机、大功率管等。有一次坐火车因拥挤只得站着回京，到校时发着40℃高烧被诊断为丹毒而住院。在150机电源系统运行后，我又被调到刚成立的教学连，承担1970级、1973级、1974级计算机专业的电路课等教学及1974级班教员工作。在许卓群老师领导下为北京分析仪器厂等单位研制了微程序控制“积30”专用计算机，我负责磁芯存储器。

　　电子仪器厂计算机专业培养了许多优秀人才。例如，1970级的张大鹏曾任香港理工大学计算机系主任，是国际著名的“生物特征识别”专家;1974级的凌小宁是微软中国研究院的资深创始人之一等。738厂参加会战的人员为保证150机研制成功做了全面的前期准备，并在质量进度控制、设计工艺规范等许多方面做了种种努力，特别是任150机产品负责人的孙强南老师更是为此注入了大量心血。我也和多位738厂同事、专业学员建立了真诚的友谊。

　　参加“748”大会战

　　从1975年起计算技术专业的王选老师和数力系陈堃銶老师，在校系、四机部等多方支持下，经过反复模拟、认证，克服了重重困难，创造性地设计成功了汉字字形的高倍率压缩和不失真的快速复原方案。1976年9月，四机部终于将“748”工程中的精密照排项目下达给北大。当时北大“748”会战组长张龙翔亲自向校党委汇报，得到了大力支持后，要求全校各单位派出人员支持。于是我和陈葆珏老师等从电子仪器厂来到“748”参加会战，先投入将老图书馆改造为机房等的基建劳动，同时在王选“汉字激光照排系统总体设计方案”的基础上，经过认真消化、热烈讨论、分工设计了后处理(照排)系统的相关硬件，进行了日夜奋战调试。记得有一次工作太晚我骑自行车绕西校门回四公寓，因校友桥路灯不亮而撞了大石头。

　　当时，王选老师、陈堃銶老师虽然都是老病号，但他们承担的业务工作比谁都多，不仅自己要编程序和微程序，落实各部分的工作和接口，研究四线激光扫描等技术难题，还要联系许多协作单位落实配套设备和校内外的许多人事问题，更主要的是当时国内一些单位不相信我们能成功而要引进英国的蒙纳系统。王选花了大量的精力说服许多单位，据理力争让他们采用我国自己研制的第四代照排系统。

　　王选是一位拔尖的业务能手，他也真诚关心一起参加会战的同事，别人的困难他都一一记在心里。正是他的以身作则，使会战人员团结一心，红红火火地在老图书馆战斗，项目取得了显著进展。

　　1979年7月27日汉字激光照排系统成功地输出首张报刊样张，《百廿回眸》第82个瞬间就是王选正在仔细看此样张的胶片。当时大家真的非常兴奋，终于成功了。方毅副总理没有通知就来老图书馆参观，给了大家极大的鼓舞。8月11日《光明日报》头版对此做了报道。

　　我们在完成了原理性样机的攻关任务后，回到成立不久的计算机系。“748”虽然增加了吕之敏、毛德行等许多得力骨干，并在1980年照排出第一本中文图书《伍豪之剑》，但仍面临着系统稳定性、实用化、产品化等更大的挑战。王选带领团队克服了一个个难关。1987年《经济日报》成为世界上第一张用汉字激光照排系统实现的屏幕组版、整版输出的中文报纸。1989年通过国家级生产定型鉴定，出版领域掀起推广国产照排系统的风暴。到1993年我国99%的报社和95%的书刊印刷厂采用国产照排系统。王选再接再厉带领团队研制了远程传版新技术、彩色桌面出版系统、具有采编流程管理的电脑一体化亚博安卓的解决方案等产品，使信息化覆盖了整个印刷行业，并向我国港澳台地区及日本、欧美市场大规模进军，被称为我国第二次印刷革命。

改革开放后，开创新局面

　　1978年经周培源校长提议，校党委通过决定成立计算机科学技术系(简称计算机系)，由张世龙先生担任首任系主任，设立了理论、软件、系统结构、应用等多个教研室。我在“748”愉快地奋战两年多以后，即回计算机系参加教学科研工作，负责应用教研室(开始为cad)并给全校开设pascal程序设计语言课程。原电子仪器厂计算机专业的多数教师也转入计算机系，承担了许多国家科研项目，招收并培养了大批计算机软硬件专门人才，全校逐渐呈现计算机系、计算机研究所、计算中心、信息中心蓬勃发展的新局面。经国务院学位委员会批准，北大成为首批按计算机科学与技术一级学科授予硕士、博士学位的单位之一。2002年计算机系与电子学系、信息中心、微电子所等又重新合并为北大信息科学技术学院，成为全校最大的学院之一。下面分享一些亲历片段。

　　探索软件工程环境集成中的关键问题

　　1982年我受派遣到美国马里兰大学计算机科学系做访问学者，师从世界著名的软件工程学创始人之一叶祖尧先生(dr.r.yeh)，主攻软件工程。1983年我回国后参加国家科委主持的中美合作项目“c软件工程环境”总体组，在组长北航周伯生教授主持下参加了100多次总体组例会，认证、落实总体和各子项目的方案，监控项目的进展，使整个项目顺利进展。由我主持完成了“sib软件信息库”“dfd图形工具”北大的两个子项目，给研究生开设了软件工具课程，并出版了《计算机软件工程环境和软件工具》专著。这是我第一次独立完成研究项目，对软件工程环境集成中的关键问题和图形化软件工具做了有益的探索，并与国内外同行建立了良好的合作关系。同时，我还任《计算机科学技术百科全书》编委及软件分支副主编，成为我国较早从事软件工程队伍中的一员。

　　开拓图形和人机交互等新方向

　　1985年北京大学成立由我主持的图形研究室，开设计算机图形学课程。虽然面对经费少、人员缺、设备差的情况，但通过与学校地球系、力学系及微软中国研究院等开展合作研究，我们完成了“气象绘图软件”“多窗口系统”“三维gks图形包”等国家攻关子项目。考虑到人机交互的重要发展前景，20世纪90年代起图形研究室全力开展多通道人机交互、虚拟现实、可视化方向的研究。由北大、中国科学院、浙大参加，我负责主持的“多通道用户界面研究”国家自然基金重点项目取得了成功。接着我在北大开设人机交互课程，出版了相应教材，并和戴国忠教授等一起发起成立sigchi china。这些都对我国的人机交互领域的发展起了重要的推动作用。2014年在由中国计算机学会、中国图像图形学会、中国自动化学会所属相关专委会及sigchi china联合召开的第十届全国和谐人机环境联合学术会议上，我被授予“卓越贡献奖”。

　　1999年我们开发了以虚拟现实为核心技术、以桌面计算和高速网为基础的数字地球系统原型，成功地在自然基金重大项目“中国高速互联研究试验网”典型示范系统和“九五”攻关子项目“面向internet的3d地形浏览”中得到应用。博士生王宏武以该课题为背景撰写的学位论文《面向数字地球的虚拟现实系统及若干问题研究》，被评为北大优秀博士论文。近年来我国的人机交互、普适计算、虚拟现实、可视化等领域蓬勃发展，年轻人群星荟萃，我内心由衷地高兴。

　　言传身教，把培养人放在首位

　　从1962年正式开设逻辑设计专题课以来，我在改革开放后又开设了软件工具、计算机图形学、多媒体技术、人机交互等多门内容一新的专业课程，受到同学们的欢迎，同时培养了10名博士生及40余名硕士生，我将自己多年来的知识积累、工作心得、访美收获及做人、做事、做学问的体会，通过讲课、讨论班、个别谈心与学生们交流。看到学生们卓越的学术追求，一批批高质量人才辈出，尤其是我亲自教过的学生在国际学术领域、国内外企事业单位中取得骄人的成果，更使我欣慰。我在教书育人上的努力也得到了同学们的认可。1996年，我获得北京大学“最受欢迎的教师”称号。

　　我是一名普通的退休教师，在北京大学这样的人非常多，我们只是中国知识分子中的普通一员。2008年我给一位同事写道：“我们这一代人历经‘甜酸苦辣’，看到国家强大由衷地感到高兴。我所做的都是一名教师应该做的。书上只是写了一个人的‘成就’‘优点’的一面，而每个人的另一面则常常被掩盖了。”我们这一代人所经历的坎坷，年轻人是了解很少的。我牢记“在坎坷中要坚强，遇困难要乐观，成功时要冷静”。按照北大的规定，我63岁退休，不图名不图利，让年轻人去闯新天地。退休后我和年轻同事一起修订教材，并出版了《董士海文集》。人老了更应该“苦中求乐、助人为乐、自得其乐，知足常乐”，例如，应以乐观的精神、顽强的意志，对待疾病;应帮助年轻人走上教学科研第一线;要活到老学到老。我力争这样去做!

2006年与部分博士生合影

　　我感恩培养、帮助、关心过我的许许多多老师、朋友和亲人，真心谢谢你们!我也特别想念在海内外的历届学生们，希望你们都好。原335教研室已经故去了张世龙、王选等多位师长、同事和朋友，他们为计算机事业作了大量贡献，在此为他们默哀并愿他们安息!