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被燒毀的技術資料

1978年3月18日,全國科學大會召開了。

這是一場鋪墊了一年的大會,會期長達半個月。大會表彰了862個先進集體、1192名先進科技工作者和7675項優秀科研成果。更重要的是,對于全國所有的科技工作者而言,他們都得到了屬于自己的表彰——在開幕式上,鄧小平在發言中再次闡述了“科學技術是生產力”的論斷,明確“為社會主義服務的腦力勞動者是勞動人民的一部分”,[1]摘掉了壓在知識分子頭上的“資產階級”帽子。

春天的故事里,空氣里的一切都在淺吟低唱著一句歌詞:冬蟄結束了。作為國家教學科研的一線工作者,高校的教師是第一批報春的鳥兒,他們饑渴地尋找著每一點兒學習的機會。

秋天,華中工學院組織了一個20余人的教師隊伍前往武漢鋼鐵廠[2]參觀學習。武鋼是那一年中國工業領域最耀眼的明星,耗資40億元(約6億美元)從聯邦德國和日本引進的“一米七軋機工程”經過四年的施工裝配接近完工,馬上要投入試生產。

20世紀70年代初,隨著中美關系的正常化,中國逐步回到世界大家庭中。借此契機,中央決定三至五年內引進一批國外的先進技術設備,預算總計43億美元,這被稱為“四三方案”。“四三方案”最終引入了26個大型工業項目,所有項目中,武鋼的“一米七軋機”單項投資最高。耗資6億美元“迎娶”來的“一米七軋機”并非浪得虛名,它具有當時的國際先進水平,熱軋速度最快可達到每秒23.26米,25臺電子計算機監管著長達三公里的生產線,可以實現無人值守、自動化生產。來自華中工學院自動化專業、經濟管理專業和計算機專業的老師們十分好奇,想要趕快弄明白,到底是什么樣的技術,支撐著戰敗國日本在三十年的時間里取得了如此高的工業成就。

12月12日,“一米七軋機”主體工程順利建成,實現一次投料試車成功,全廠歡喜。日方的援建專家隨后陸續撤離。就當馮裕才和其他老師迫切地希望能夠看到工程的技術文件時,他們才被告知,為了防止核心技術流到中國人手中,那堆積起來能裝滿三卡車的原始資料早在日方專家撤離前就已經被小心翼翼地燒毀掉了。

亮紅的鐵水依然在生產線的指揮下奔涌流動,軋成的鋼板沖入武漢冬天的空氣中冷卻暗淡下來,馮裕才的心卻好像被這鋼板狠狠地燙了一下。這是一個殘酷的叢林法則:科技領先的國家是不會把核心技術施舍于人的,中國人應該,也必須把核心技術掌握在自己手里。

計算機軟件的門類繁多,由此開始,馮裕才認真思考起究竟要投身于哪一個具體的軟件領域。一組數據引起了他的注意:來自同時期發達工業國家的統計顯示,用于各種管理的計算機占計算機總數的80%,還有用于控制的計算機占15%,真正用于計算的計算機不到總數的5%。管理領域最重要的軟件就是數據庫管理系統,馮裕才頓時明白,一個由國人掌握核心技術的數據庫管理系統將會迸發出巨大潛力。

參觀武鋼“一米七軋機”的痛苦回憶影響了馮裕才的一生——研發自主數據庫需要大量投入,每當“放棄自主研發技術路線”作為一個選項擺在公司的發展道路上時,馮裕才總是毫不猶豫地避而遠之,堅持在艱辛而晨光熹微的小路上繼續走下去。這個時候,是他心口的那塊燙疤在隱隱作痛。

萬事開頭難,馮裕才要讓自己在知識上縮短與前沿數據庫技術的距離。為此,他組織了一個16人的數據庫課題組,分工翻譯和理解當時還十分不易獲得的來自國外的數據庫資料。課題組將大部頭的數據庫理論教材以章節為單位分解,再由相應的老師以讀書報告的形式進行分享,這樣的分工合作大大縮短了消化一本理論圖書所需的時間,幫助小組成員汲取了許多開發所需的數據庫知識。

就在馮裕才準備全力研究數據庫知識的時候,一個看似與數據庫不相關的任務突然降臨到他的身上。

七機部希望,華中工學院能夠組織老師開發一個小型操作系統軟件,用于我國自研的一款航天系統。航天器在空中飛行會產生模擬數據,這些數據在空中處理后,要回傳給地面進行分析。馮裕才需要開發的這套操作系統實際上就是地面上各個設備的“指揮官”。

這時距離馮裕才第一次接觸計算機編程還不到三年,對于操作系統究竟是個什么東西,馮裕才只是讀過幾本書,有個大概了解,根本談不上精通,甚至連選什么匯編語言都不知道。他能依仗的,只有大學時學到的機械制圖知識、學習高等數學帶給他的邏輯思維能力,以及此前參與開發Fortran語言編譯系統的實操經歷。即使這些能力加在一起,距離完整地開發出一套操作系統也山遙路遠。

一切都沒有頭緒,馮裕才勉強接受了這一讓他心里沒底的任務,并謝絕了學校為他加派人手的提議,只身一人前往北京。

在清華大學,馮裕才接觸到了NOVA系列計算機。NOVA系列計算機是美國數據通用公司(Data General,簡稱DG)于1969年開始陸續推向市場的一系列小型計算機,在20世紀70年代十分受歡迎。除了美國,日本和中國也研發制造出了能夠與NOVA系列實現軟件兼容的類似機型。其中國產機型叫DJS 100系列機,它是由清華大學、華東師范大學等單位參與研發的。NOVA機型上帶有獨立操作系統(SOS,Standard Operating System)。SOS是一個簡單的管理程序,占用內存較少,它主要用于管理一些基本的輸入輸出設備,控制它們和主存之間的信息傳輸。這個系統的規模和功能與馮裕才即將開發的操作系統比較相近,這讓他第一次庖丁解牛般地研究了一個商用操作系統的構成。

研究SOS的原理、設計思路和算法為馮裕才帶來了啟迪,可落到實際操作上還有很大的難度。操作系統想要成為各個設備的“指揮官”,一個先決條件是,所有的設備都能夠與系統所在的主機相連,并且能夠正常驅動運轉。而擺在馮裕才面前的卻是一堆來自全國各地的散件——北京生產的計算機、來自呼和浩特的繪圖儀、來自牡丹江的磁帶機、來自天津的寬行打印機等等。由于硬件之間缺乏標準接口,硬件要想相互連接并且搭配運作起來,需要計算機專業、自控專業、無線電專業的老師通力合作,研發相應的硬件接口。

馮裕才在大學學習的是液體火箭發動機專業,看起工程圖來沒有難度,可是老師們交給馮裕才的卻是電路圖。電路圖上,走線密密麻麻地連接著各個設備的不同接口,第一次鋪開它的馮裕才仿佛一頭撞進了蜘蛛網。為了讀懂電路圖,馮裕才在編程的同時還花費了大量時間學習電子電路的圖書資料。

操作系統編寫完成后,馮裕才開始試著將所有設備連在一起,卻發現程序不能正常運行。這是一個最令開發者沮喪的時刻——問題可能出在外設上,也可能出在程序上,馮裕才只能面對實驗室內如盤絲洞中一般的走線和計算機上星羅棋布的代碼,一個角落、一個角落地排查。這也是操作系統難于編譯系統的地方:編譯系統的運行遵循一定的順序,如果出了錯誤,可以沿著運行邏輯慢慢排查;操作系統的異步任務如果出現了運行故障,則很難快速定位到錯誤點。

停滯持續了兩個月,馮裕才進行了很多次調試,都查不到錯誤到底出在哪兒,這幾乎成了讓他寢食難安的一塊心病。

一天夜里,半睡半醒之間,馮裕才又開始在腦中過代碼。他的大腦就像是運行系統的計算機,默默地回顧完一個模塊的代碼,就開始想象這段代碼所執行的信號在各個外接設備間傳遞的過程。忽然,他停住了,腦中的畫面定格在了寄存器上。有一種直覺告訴他,就是這里出了問題。

第二天一起床,馮裕才就飛奔向實驗室,他打開電腦,開始篩查寄存器相關的代碼。果不其然,一個應該輸送給AC3寄存器的數據被輸向了AC1寄存器。寄存器的前面連接著計算機,后面連接著外設,計算機計算出的數據,需要通過寄存器送到外設上。正是這個錯誤,讓操作系統的運行邏輯被中斷,導致幾個外設與計算機之間不能正常“握手”交換數據。

馮裕才急忙開始修改代碼,敲代碼的手微微有些顫抖,他覺得又好氣又好笑,埋怨自己沒有早點發現這個問題,又有點擔心起來:如果修復了這個錯誤,系統還是繼續宕機,那么另一個問題又會出在哪兒?

代碼修改完畢,馮裕才再次啟動了系統。這一次,沒有出現任何問題,外設上嘀嘀嗒嗒地傳出計算數據。馮裕才高興得就像磁帶機里的轉輪一樣,一邊放聲唱著歌,一邊在實驗室里轉起了圈。

花了一年多時間開發出的這套操作系統,雖然并不復雜,但麻雀雖小五臟俱全。它很好地滿足了國產航天器的核心需求,并在此后沿用了許多年,研發小組也憑此獲得了七機部頒發的技術一等獎。

對馮裕才而言,他的收獲不僅僅是積累了軟件開發實踐經驗。編譯系統搭起了人與機器之間的溝通橋梁,操作系統則將硬件和軟件資源調配和管理起來,曾經從事這兩類軟件開發的經歷并非對于數據庫管理軟件的開發毫無用途,相反,它們奠定了馮裕才對計算機的理解。數據庫管理軟件同時應用了編譯系統和操作系統的技術。特別是操作系統,與數據庫的關系就如同兩個齒輪,彼此牢牢地咬合在一起,這讓馮裕才的編程經歷成為他調轉方向進入數據庫領域的最大優勢。

另一方面,從零開始研制成功小型操作系統的經歷,讓馮裕才絲毫不懼怕基礎軟件的技術壁壘,反而更加重視自主核心技術的研發。在日后的許多年,特別是開源的基礎軟件蔚然成風后,馮裕才經常告訴自己的學生和同事:開源,作為一種學習工具、學習途徑,是非常不錯的,但是如果以“拿來主義”的態度對待開源代碼,沒有消化、沒有理解、沒有吸收、沒有融會貫通,開源可能反而是有害的。

此后的四十年,無論軟件市場上對于開源代碼多么趨之若鶩,馮裕才始終堅持著自己的“開源三部曲”:第一步,吃透開源代碼;第二步,扔掉開源代碼;第三步,研發自主產權的同類技術。其中最難的點就是從第一步到第二步的跨越。

堅持數據庫管理系統這類基礎軟件的自主研發是一個艱辛的過程,馮裕才在之后的四十年里,經歷過孤獨,經歷過迷茫,險些被騙得家底全無,也借遍了親戚朋友的錢維持公司的運營。這些都是1980年的馮裕才還不知道的。

他興沖沖地離開北京,踏上返漢的列車,去和數據庫課題組的伙伴們匯合,腦海中只有一件事:“我要去研發一款中國人自己的數據庫了!”


[1]《中國共產黨一百年大事記(1921年7月—2021年6月)之二》,參見:http://cpc.people.com.cn/n1/2021/0629/c64387-32143323.html。——編者注

[2]2016年,武鋼與寶鋼聯合重組,組建中國寶武。——編者注

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