104计算机横空出世(1)
计算机六十年 2019-09-22 0 2404
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104机”全家福“,没有广角镜头,是在738厂食堂借地拍摄的。

为了制造中国的第一台大型电子计算机,1957 年赴苏计算机进修队延期半年回国,就地消化БЭСМ 全部图纸资料。队长张效祥强调:“我们自己全面掌握技术是十分重要的。”进修队的大部分人员于1958 年8 月回到北京,立即投入104机的试制工作。104 电子管计算机仿制苏联的БЭСМ-Ⅱ计算机,有22 个机柜,主机、电机组各占地200 平方米。全机共用4200 个电子管,4000 个晶体二极管。字长39位,容量4K,每秒运算1 万次,内存2048 个全字长磁芯体,2 台2096全字长卧式磁鼓。1958 年10 月完成部件生产,1959 年4 月完成调试。

最初拟仿M-20 计算机, 后因该机工作还不稳定, 改为БЭСМ-Ⅱ计算机。这个型号功能很强,技术复杂,生产加工量大,当然机器所发挥作用也很大。

1958 年2 月5 日,中科院计算所和738 厂签订了“704 型电子计算机的协议书”,机柜、插件的生产要在一年之内完成。此时,每秒运算速度一万次的IBM704 计算机正在研制中。王正副所长提出,要避免与美国的计算机混淆,遂改称为104机。协议详细规定了生产进度,如当年3 月底提供图纸,一季度备料,磁鼓、检验台、标准插座、机架各有完成时间,10 月完成装配,12 月总装基本完毕。为了适应不可预见的情况,协议规定“所发生的一切费用,均由甲方负责”。参加104 机设计、调试的还有四机部十五所、七机部706 所和总参56 所,计算所工厂参与生产组装。

1959 年9 月30 日,中科院计算所宣布104机调试完成,1962 年3 月,通过国家鉴定,工业型号定名DJS-2。

吴几康和张效祥是仿制104 机的负责人,吴几康从生产准备工作开始,一直到进入机房调试,都和大家一起“摸爬滚打”,后来调他去负责119 机,可104 机出现问题,还会过来参加讨论。工程组分为运控、内存、磁芯、外设、电源、外围设备六个小组。

研制计算机,不只是在实验室和车间,许多疑难的答案是大家在走路、吃饭、睡觉时想出来的。

从1957 年底开始,在104 机仿制的过程中,先后有六位苏联专家到中科院计算所参与工作。他们是谢尔巴柯夫(电源和前期准备)、维宗(磁芯和磁芯存储器)、斯梅格列夫斯基(计算方法和程序设计)、巴甫里柯夫(外围设备)、米里尼柯夫(运算控制器)和费道洛夫(外存储器,工作时间3个月)。苏联专家带来了图纸资料、关键元器件、化工材料和磁芯板,解决了磁心制造及磁心存储器调整,运算控制调整,外部设备的研究及调整,以及机器总调等重要关键问题。他们一边传授经验,一边培养人才,担任俄语技术翻译的有于桂芝、张伟、耿立大等。

1958 年10 月19 日, 吴几康( 右)和张效祥(左)陪同参与指导104计算机的苏联专家米里尼柯夫游览颐和园。

张效祥去苏联实习并任队长,1958 年7月回国时,专家米里尼柯夫已在北京指导。在调机时,张效祥提出“脉冲标准化”,把脉冲波形和幅度控制在一个标准范围内,此举极为有效,机器运行稳定,整机联调也很顺利。

清华大学计7 班的毕业生王梦阳参加了104 机的研制。他说,吴几康领导运控组(老二组)时,组内还有吴忠明、周锡令、陈绍诚、董占球、竺乃刚、黄汛、李春华、吕志文等。

1957 年初,还在西苑大旅社那边,运控组细分为几个小组,开始了运控插件线路的实验和定型工作,每个小组分到一定种类的插件,完成实验后要向全体人员报告,大家共同讨论、分析、质疑。负责实验者要是不能给出令人满意的结果,就要根据讨论意见重新实验,再次报告、讨论分析和质疑,直到通过。这种讨论每周都要进行一两次,“人人平等”,长者、智者可以分析讲解,刚刚毕业参加工作的大学生,也可质疑或提出论点,学术空气相当活跃。

吴几康充分运用了国外学到的生产经验,许多测试难题迎刃而解。他委派熟悉生产的霍翼民带领李春华、王梦阳、齐祥元到738 厂车间对运控部分插件做技术监测,每天把加工好的插件运回计算所进行电气性能检验,不合格的再返厂整修。王梦阳在738 厂下班后,用过晚餐,然后背着装好插件的口袋,从将台路坐401 路汽车到东直门,换乘7 路有轨电车到西直门外,再换乘去往颐和园的32 路汽车(今332 路),在中关村路口下车,走回计算所,天天如此跑了一个多月。

王梦阳(二排中),1988年中科院计算所三十周年纪念合影。

运控部分有11 个机架,插件都是晚上测试、检查出来的。协议规定在甲方交货,部件要送到中关村,但是工作起来就没人计较,怎么方便怎么来,这是一种真诚和责任。

为了避免高压触电,测试打印机磁头线圈的电感,规定只能单手操作,另一只手要放到衣服口袋中。工作条件差,操作步骤更要严密,不断改进工艺和规则。

1958 年9 月,机柜全部运到计算所北楼后楼一层机房安装,连通了电源。机柜“自调”开始,要保证的是各部分逻辑电路的正确性。在米里尼柯夫和吴几康、张效祥的指导下,很快就从管理和技术两方面顺利完成。

王梦阳说,104 机控制台的指令功能正确性检查程序顺利通过了。这两个年头,外部世界轰轰烈烈。他们在安静的机房里做了这样几件事:检测插件、运算控制器全部信号幅度标准化;记录每支电子管上机时间,在“寿命”到期之前及时更换,可有效减少因电子管失效造成的突然停机。依靠人工“管理”好四千多只电子管也非易事,需要认真的态度和技巧。

调试计算机普遍使用检查程序和“敲击法”消除虚焊,用木榔头轻轻敲击机柜或插件边沿,停机后让接触不良的地方暴露,补焊之后,还要反反复复敲击。专家米里尼柯夫人高马大,抡起铁棍用力击打机柜,机器各处发出震耳回响与摩擦声音,技术人员心惊肉跳。这样的大冲击,直接伤害一些部件,更为严重的是,此后电子管大批烧毁、爆裂,停机不断。

104 机使用的国产五极管6ж4、6п9 与苏联产品的结构不同,第二栅极是水平放置的。在电子管发热时,水平栅极的热塌陷会引发短路让电子管自毁。遭遇强烈震动时,工作中的电子管栅极塌陷和短路更为严重。张效祥决定更改104 机的结构,让电子管栅极工作位置改为垂直状态,栅极直立减少相互触碰,全部更换被敲击过的电子管,防止电子管损坏引起停机。

博主收藏的各种电子管

自调结束,联调接连进行,相互干扰是最难解决的问题,故障现象千变万化,寻找不出故障点,令人一筹莫展。运控和磁芯存储器联试时,40 位数出现随机差错,不是电路逻辑错误,也不是虚焊存在。米里尼柯夫也束手无策。吴几康提出在运控和存储器的入口,分别增加一路“门电路”。干扰虽然消除了,隐患依然存在。利用晚上休息时间,小组人员反复测试。发现两个机柜电缆的屏蔽外层没有相连,脉冲传输时相互干扰。而苏联原装计算机的传输电缆是一整根。他们赶紧将40 根电缆屏蔽层的两端相连接地,彻底解决了传输干扰问题。许多简单的问题,发现过程却很不简单。王梦阳和同伴们就这个故障的解决写出了论文,交给张效祥和吴几康,得到肯定和赞扬。


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