M-3机译著和三个人的故事
1958年,中国成功仿制了苏联的M-3电子管计算机,称为103机,这是中国的第一台电子计算机。中科院计算技术研究所宣称1958年的8月1日,使用电子管的103机通过了第一条程序,但直至1959年8月才提供算题使用。
《M-3小型电子計算机》这册计算机的译著由中科院计算所组织翻译,莫根生先生作序,科学出版社1959年出版。738厂的孙强南先生随即买到该书,在工厂调试第二台103机时,该书是重要的参考。
60年后,738厂的钱基广先生在他近日的长篇回忆文章《我国第一个真正的计算机工业产品DJS-1机诞生的前前后后》讲述了1958年仿制中国第一台电子计算机并投入成批生产的经历。
1958年底,计算所改完M-3机图纸,738厂立即着手扩大103机的生产,进入不平坦而艰辛的独立仿制历程。即使计算所的“八一机”能演算了,也只能说明仿制的M-3机逻辑设计正确,但不等于它的电路设计无懈可击,因为M-3机在苏联也是试制不久,也在不断调整与改进。对中国的生产工厂来说,要实现规范化的批量生产,还要做许多工作,一个一个地解决若干技术、材料、器件和工艺难关。
M-3机、103机、DJS-1机在主体性能上是同一回事,只是处于不同的生产阶段。1961年12月22日,主管局对仿制的苏联M-3机,国内称为103机进行了鉴定,定型为DJS-1机,这一天我国第一个能真正投入正规生产的计算机工业产品的诞生日。DJS-1机是当年普及我国计算机应用,在较大范围内培养我国早期计算机技术和应用人才的、能让用户维护得好,买得起,用得好的计算机。
在鉴定前,共向包括中科院计算所在内的用户提供了19台103机;这次鉴定后,又向用户提供了包括正样在内的16台DJS-1机。
通过鉴定的第一台DJS-1机,1962年初运至大连中科院物理化学研究所,仅用了一周时间,就恢复正常运行。“十年动乱”期间,机器仍旧终年稳定工作,月平均算题时间达600小时,创当年全国纪录。陈毅副总理曾到该所参观过该机,对机器的良好工作状态给予赞扬。
738厂持续对DJS-1机全面改进,增配了CX-1型2K字的电流重合法磁芯存储器,1965年3月通过鉴定,定型为DJS-3机,生产了6台,之后停产电子管计算机转入晶体管机时代。
钱基广回忆, 1959年4~7月,在738厂调试第二台103机过程中,1号柜(运控机柜)分调较顺利,在运算器与控制器联调时却被卡住,整整花费了一个多月,运算器的触发器工作不正常,常需在某个触发器边上,再并一个小电容,才能正常工作。在与2号柜联调通检查程序前,要并接小电容的触发器还真不少。然而,在通过检查程序后,偶尔这个触发器,偶尔那个触发器,还需并接小电容。
孙强南说,至于如何发现要加个小电容,那是在调机中摸索出来的土办法。因为有的触发器在用示波器看输出波形的时候就工作正常,测试笔一拿下就不好了。那就仿示波器加个小电容试试,对有的电路果然有效,就凭经验加个电容解决问题,如此而已。电容器加接的输出点,不是“在某个触发器的两管互相阻容耦合的电容边上”,而是模仿示波器,挂在触发器输出端,电容另一端应该接地,有时候够不到接地处,就胡乱接在另外的地方,只要能解决问题就好,大跃进“敢想敢干”嘛。当然,后来都拆下来了。
众人讨论,可能与主脉冲后沿不陡太坡有关?为何主脉冲要宽至7微秒。是不是将主脉冲改窄,试一试是否能改善?要改动苏联原设计,在那个年代谁也不敢,生产技术规范明确,不允许任何人改动苏联图纸和工艺。
孙强南买到一本中科院计算所翻译的《M-3小型电子计算机》,他曾看过好多遍,几乎将书都翻烂了。这时,又一次仔细翻阅对主脉冲有何要求,几经查找,书中规定主脉冲的宽度为1.5到3微秒,要求采用“陡前沿斜后沿”,幅度40~60伏的三角脉冲。当年,技术人员调试计算机时,反复阅读这本书,研究输入、输出脉冲的波形、宽度、幅度和并联电容的关系,直到触发器和计数器稳定为止。
计算所的莫根生先生为该书作序,他在序言中说“原書完成于1957年;一(原书缺少“一”字,疑为排版时缺失)年来苏联在M-3計算机上又作了很多研究与改进,如加添快速存貯器等,但主体和重要原理方面井沒有多大出人,故仍按原文譯印。”原来苏联人的电路也是在不断调整完善,有了这本书的依据,大家认为可以动手修改图纸。
孙强南说,在738厂,正式的生产图纸是不能随便改的,修改时要填写“更改命令”,经过一道道审批的签字手续,标准化室还会查“相关性”,因为改一处可能会影响到其他的设计图纸,手续很繁琐,但是很必要,这就是大工厂和小作坊的不同处。
那么怎样改,才能将脉冲宽度改窄呢?之所以变宽,是否因主脉冲发生器的输出到插件底板上的布线,受线间分布电容的影响所致?于是孙强南在主脉冲发生器插件中的输出串接一个适宜的电感,宽度被降至3微秒以下。改窄后通过检查程序,电路立即正常。再将所有附加的小电容全拿下,再通检查程序仍正常,还可演算15阶矩阵。最后,再经拉偏直流电压,仍旧正常,工作稳定。
这时已到了1959年7月中旬,全体调试人员终于心中一块石头落下,担任电路室室主任的钱基广也赶到机房,与大家共享可喜可贺的成果。
孙强南当年购买的《M-3机》一书,现在还精心收藏着。他说,“我是从那本书得到启发。因为我们在触发器上加电容,实际上就是把电位前后沿变坏(变得斜些),使触发器翻转的慢些,来适应太宽的脉冲。”
钱基广说,1957年,这本书初稿译出后,计算所赠给738厂一册内部使用,他和周金昌两人轮流自学,1958年5月,传给王卓人、汤容文,之后是闫天民,到了年底,不知道传给谁了,从此不知去向。但是,自学只能增加概念,不在调机时一一对照,还是没有亲身的体会。难怪古话是,“书到用时方恨少”。
当年,脉冲技术是崭新的学问,测试手段缺乏,在计数时,触发器是没有翻转,还是因为触发脉冲宽度问题,翻转之后立即又翻回来了?这种现象就要反复观察,证实,不清楚现象就没法采取对策。电子管的翻转时间为1.4微秒,当时是一种超极限的微小数值,瞬间即逝,普通示波器无法记录。M-3机是刚刚设计制造出的产品,仿制计算机的“学生”,自然就有困惑。
孙强南说,自己恐怕是738厂最早搞计算机里的那批技术人员里,没有机会参加任何实习或培训班的人,只能靠自己学习吧。钱基广说,1958年6月1日他去计算所参加第一台103机的调试,才一周即被三科科长调回厂,也是靠着自学熟悉了计算机原理。
孙强南和钱基广
孙强南,1953年自交通大学电讯系有线电专业毕业,分配到北京有线电厂(738厂),该书出版的当月,他就从酒仙桥商场的新华书店里买到此书,经过反复阅读,确实学到很多东西。他在1960年5月调去参加在酒仙桥地区办一个5000个学生的大型中专校——北京无线电专业学校,103的鉴定会就没有参加。
钱基广,1955年毕业于上海交大电讯系本科,曾任738总设计科第二设计室103机组长、计算机技术科(三科)电路室主任,103机主持设计师、三科电子一室、三室室主任,103机和CX-1型磁芯存贮器主持设计师;1959年738厂第一批工程师。
莫根生先生(1915-2017)
莫根生, 教授级高工,1915年6月24日生于江苏苏州蠡墅镇。初中就读上海市敬业中学,1934年苏州中学高中毕业,1939年上海市交通大学毕业,1945年5月赴美国学习无线电,获哈佛大学硕士学业。1949年5月回国,到“中央无线电公司研究所”工作,1950年1月,在南京无线电厂任总工艺师,1959年,任第十五研究所副总工程师,1979年10月调北京市计算中心。1987年5月退休,2017年1月14日,获中国计算机学会“中国计算机事业60年杰出贡献特别奖”,2017年12月21日去世。
《M-3小型电子計算机》1959年5月出版,印刷了16000册,定价仅仅0.5元。说明当时中科院、教育部和一机部已经看到计算机的价值,有了要在大范围推广的打算。60年过去,莫根生先生在世时,我曾经问过他这册书是否留存?在苍茫岁月中,早已不知去向,除去孙强南先生保留的这本书,在孔夫子网上还看到有4册待售。现将孙强南先生保留下来的该书序言,刊载如下:
《M-3小型电子計算机》
譯 序
本書介绍的M-3計算机是苏联科学院控制机和控制系统实驗室积累多年的研究成果和制造經驗所創造的一种小型电子數字計算机。这机的性能优良,工作可靠,使用方便,在苏联認为值得向国内外推荐的小型計算机。
本书譯成中文后,原作为仿制和学习苏联先进经验的資料。大跃进中各地学校和研究机构纷纷来信索取,因当时譯印数量有限,不能滿足各地要求。現已征得苏联全苏科学技术情报研究所的同意,經复校后交出版肚印行,以应各地关心計算技术发展和热心学习苏联先进经验者的需要。
本書的绪論以及第一章和第九章介貂M-3計算机的总体结构、各组成部分的布置和相互联系;第二章簡述M-3計算机做算术和逻辑操作时的数理;第三章至第八章詳叙各组成部分的工作原理;第十章叙述使用步驟井举例說明解題程序.。全賽內容精译完整,淺显易懂,初学者只需略具无线电基本知識即能领会。
原書完成于1957年;一年来苏联在M-3計算机上又作了很多研究与改进,如加添快速存貯器等,但主体和重要原理方面井沒有多大出人,故仍按原文譯印。
本书是中国科学院計算技术研究所编译室全体同志突击翻译出来的,虽经所内许多同志的校对,但错误仍在所不免,希望讀者随时指正。
莫根生
1959年3月
MockBa 1957
内容簡介(封二)
本书詳细介貂苏联M-3小型通用电子数字計算机的线路、元件、特性、技术指标及使用方法等。本书共分十章,第一、二章先对M-3計算机的全貌及各部件之间的联系作了簡要的阐述,并系統地介轺了該机的算术运算和邏輯运算的基本原理及完成的方法。第三章介绍元件和电路,对触发器、單稳多谐振荡器、门、二极管逻辑电路等基木元件的原理、技术要求、参数作了具体的說明与分析,井用脉冲时間图說明計数器、移位寄存器的逻辑性能。第四、五、六章分别介貂M-3的运算器、程序发送器及存貯器,各章都附有詳细的逻辑电路及脉冲时間图,对运算器、程序发送器及存貯器的工作原理、在完成指令时各个部件的作用与动作情况作了全面的叙述。第七、八、九三章分別介绍M-3的输入输出設备、电源及外形结构,最后第十章说明M-3的指指令系统、程序設針、维护及校驗方法。
此书可供各地仿造M-3小型計算机及研制其它小型計算机的工程技术
人員参考之用,并可供高等院校計算机及計算数学專業师生参考之用。
M-3小型电子計算机 B.B.培雷斯基等著
中国科学院計算技术研究所譯
科学出版社出版(北京朝阳门大街117号)
北京市书刊出版业营业许可证出字第061号
中国科学院印刷厂印刷 新华书店总經售
1959年5月第一版 书号:1747
1959年5月第一次印刷
开本:850×1168 1/32 字数:81000
(京)00001-16000 定价:(9)0.50元
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