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沈绪榜

院士类别: 科学院院士


            制导神箭邀太空
        ——记中国科学院院士沈绪榜
                          ●李志杰 华德丰
    他开创了中国箭载计算机研制事业,人们誉他为“中国箭载计算机之父!”
    60年代,他主持设计了中国第一台双极小规模集成电路箭载计算机,并成功地应用在东 风型号火箭上!
    他设计了中国第一台PMOS中规模集成电路弹载计算机,应用在某型导弹上!
    70年代,他首次研制成功箭载计算机测试导弹系统,创造性地解决了计算机体积、重量 、可靠性与箭载等苛刻条件的矛盾,使运载火箭首次应用了数字计算机技术,为运载火箭测 试自动化做出了重大贡献,荣获国家科技进步特等奖!
    他设计了中国第一台NMOS大规模集成电路16位77型微型控制机,其中7一II微计算机获 国家科学技术进步三等奖!
    80年代,他开始进行数字信号处理计算机的研究,完成了16位乘法器等组件的研究,荣 获航天部一等奖!
    90年代,他完成了一种定点32位RISC微处理器CMOS芯片的研制,荣获国家科技进步三等 奖!
    1997年五月,他又完成了LSMPP嵌入式计算机的定点加减法峰值速度每秒3.2亿次操作的 CMOS处理元芯片研制,奠定了他在我国箭载计算机领域的权威地位!
    卓著的科研成果和对我国火箭事业所做出的巨大贡献,使他戴上了陕西省优秀共产党员 。国家级有突出贡献专家等桂冠,担任了中国计算机学会理事、全国微计算机专业学会副理 事长,还被推选为中国共产党第十届和十一届全国代表大会代表。
    他叫沈绪榜,是中国科学院院士,现任771研究所科技委主任、研究员、博士研究生导 师。
    沈绪榜生于1933年,原籍湖南省临县。早在中学时期,他就表现出独特的数学天赋和换 而不舍的钻研精神。他以优异成绩考人北京大学数学力学系后,更加废寝忘食地刻苦学习, 在这所享誉世界的著名高等学府中尽情地汲取知识营养。优越的教学设施,良好的学习风气 ,为沈绪榜攀登科学技术高峰创造了良好的条件。经过几年的努力,沈绪榜于1957年以优异 的成绩从北京大学毕业,被分配到中科院计算所工作。
    这年的10月4日,沈绪榜到中科院计算所去报到,一个令世界科技界震惊的事件发生了 :苏联成功地发射了第一颗人造卫星,开创了人类征服宇宙的新纪元!沈绪榜兴奋极了!在 他开始科研生涯的第一天,世界上出现了这样重大的科技事件,似乎上帝有意给他的科研道 路升起一盏引路明灯!他为苏联老大哥取得的辉煌成就高兴,也为长期遭受战争创伤而发展 迟缓的我国科技事业心焦。他决心奋力钻研,为中国的航天事业做出一些贡献。
    经过一年多的工作实践,沈绪榜考取了留苏博士研究生。他要去学习苏联的先进经验和 技术,用以发展我国的计算机事业。他十分珍惜这个深造机会,努力进行各方面的准备。在 俄语培训期间,他夜以继日地刻苦用功,结业时,俄语口语和笔试都得了满分。出国的服装 、护照都办好了,一切准备工作都就绪了,_只等待启程通知。突然,意想不到的事情发生 了:中苏关系恶化、赴苏学习计划搁浅。这一突如其来的变故使沈绪榜明白了一个道理:要 靠自己!发展我国的科技事业要自力更生,攀登科学技术高峰要靠自己去努力奋斗!他憋足 了一口气:苏联的卫星能上天,我们也要把自己的卫星送上天!于是,他在从事通用计算机 设计的同时,找来一本俄文版《火箭技术导引》钻研起来,他要亲手把中国的人造卫星送上 天!
    1965年3月25日,周恩来总理领导的中央专委下达了研制箭载计算机的任务。为此,国 家于1965年9月1日成立了中国科学院156工程处。沈绪榜被调到了这个工程处,任箭载数字 计算机设计组组长,负责这种专用计算机的方案、逻辑设计等工作。历史给予了沈绪榜实现 自己亲手把中国人造卫星送上天夙愿的机遇,给了沈绪榜展示才华的历史舞台,他决心大干 一场!
    这是一项艰巨而困难的工作。当时,国际上封锁我们,很难得到有关科技资料和设备。 国内用户对数字计算机也不熟悉,除了提出对箭载计算机可靠性、体积、质量及环境要求外 ,提不出设计计算机需要的性能指标要求,任务书中只有计算公式、计算时间与当量表示的 计算精度等内容。因此,只有通过仿真计算来求出数字箭载计算机的字长、容量与速度等基 本指标。
    在当时的条件下,很多工作都得用手工来完成,大量数据只能靠孔纸带输人,实际运算 一次很不容易,要花大量时间。为了赶时间,沈绪榜和同事们一边求指标,一边进行逻辑设 计。156工程处的同志就依据逻辑设计作线路设计、版图制作、芯片制备、器件组装、整机 调试、运行考核、三防处理。例行试验等,这一系列工程就像一条流水线那样不停地运转着 。大家日夜兼程赶进度,中科院计算所南楼的156工程处夜夜灯火通明。工程处领导担心同 志们累坏身子,深夜里就“赶”大家回宿舍休息。但是,领导从实验室前门将他们“赶走” ,他们又从后门悄悄地溜回来—…·没办法,领导只好和炊事班的同志将夜餐送到每个加班 者的手中。度过了一个个不眠之夜,攻下了一道道技术难关,1966年9月,一台自行设计。 全部国产的双极小规模集成电路箭载数字计算机的模型样机诞生了,向国庆节献了礼,受到 了周恩来总理的表扬。
    初步的成功,更加坚定了沈绪榜誓叫我国火箭技术赶超世界先进水平的信心。他又着手 设计体积、质量和可靠性更先进的箭载计算机。经过艰苦的构思和探索,他设计出了一种独 创的增量式制导计算机体系结构,把全量式改为增量式计算机。这一方案的实施,使机器的 字长缩短了1/3,并去掉了乘、除法指令,成功地解决了机器的体积、质量、可靠性等方面 的技术难题,满足了箭载状况下的高难度要求。1971年9月10日,这种箭载数字计算机参加 了我国远程运载火箭的首飞试验,一举获得成功。沈绪榜从1965年9月开始,整整奋斗了6个 春秋,他以卓越的学识和对火箭事业的执著追求,向祖国交出了一份优秀的答卷。
    cd年代后期,沈绪榜接受了另一种箭载计算机设计任务。这种箭载计算机体积指标要求 很高,采用当时通用的磁芯存储器根本无法达到技术要求,而当时半导体存储器还未问世。 沈绪榜决定设计一种不用磁芯存储器的机器。他利用自己研究成功的多重积分误差校正新方 法,结合我国刚刚起步的PMOS微电子技术,提出了两种独创的PMOS中规模集成电路,按照数 字积分机的体系结构,去掉了磁芯存储器,成功地解决了箭载计算机的小型化问题,为PMOS 技术的发展做出了重要贡献。
    1971年,沈绪榜在基地参加火箭发射试验时,看到装备着自己主持设计的箭载计算机的 远程火箭,一种民族自豪感油然而生。中国人用自己的智慧和双手,制造出了可以邀游太空 的远程火箭,而自己设计的箭载计算机,则是制导火箭飞行的指挥中心,其作用是何等重要 !在成就面前,他没有满足,而是不断地找差距。他发现火箭控制系统的测试设备功能不完 善,无法测试到控制系统的所有部位。职业的本能使他产生了用箭载计算机来测试控制系统 的想法。这个想法得到主持这次试验的国防科工委副主任、著名科学家钱学森的重视。钱老 找沈绪榜了解方案的详细情况。沈绪榜用了整整半天时间向钱老详细汇报了用计算机对控制 系统进行测试的方案和30多个测试项目测试方法的构想。钱老听完汇报之后,当即决定将这 个测试任务交给771所去完成,并当场向沈绪榜交待了任务,要他尽快拿出改进方案。
    从基地归来后,沈绪榜立即投入了设计研究工作,很快就拿出了采用计算机进行测试的 方案。他以箭载计算机为中心,配上辅助设备来完成对火箭控制系统的综合测试。当时,磁 芯存储器的容量无法做得很大,而火箭控制系统的测试项目又很多,要解决这个矛盾,就必 须在软件设计上做文章。沈绪榜和他的同事们一遍又一遍地优化软件方案,压缩测试程序量 ,终于满足了磁芯存储器容量要求,使整个测试方案获得成功。这一成果开创了我国火箭控 制系统用数字计算机自动化测试的新阶段。沈绪榜因此获得了国家科技进步特等奖。
    科研的道路是不平坦的。这里除了学术上一个又一个险滩和峻岭外,还有种种意想不到 的羁绊和掣肘。
    对年代,沈绪榜正处人生的黄金时期。他年富力强,志存高远,精力充沛,干劲冲天, 取得了一个又一个重大成果。党和人民也给了他很高的荣誉,推选他为中国共产党十大、十 一大代表。然而,当他参加过党的第十次代表大会,斗志昂扬地回来进行他的科研课题时, 原来型号研制计划却搁了浅。面对这种情况,他没有退缩,更没有心灰意冷,而是另选新的 科研课题,提出研制16位微机的方案。这一方案得到从事大规模集成电路研究的同事们的大 力支持。771所开始了整机研制同发展半导体工艺相结合的攻坚战。经过三年的努力,沈绪 榜于1977年主持研制成功了我国第一台16位专用计算机,起名为LS77I型微计算机。该机荣 获国家科技进步三等奖,并在北京军事博物馆展出,受到科技界的高度评价。
                                四
    多年的科研实践使沈绪榜深切地感到,要发展我国的航天计算机,使之占领世界潮流的 制高点,必须抓紧培养和造就一批新生力量。于是,从1982年开始,他在进行繁重课题攻关 的同时,亲自培养研究生。10多年来,他已培养出硕士研究生22名、博士生10名。这些已毕 业的研究生大部分在科研一线挑大梁,有的还被选拔担任了领导职务。目前,在沈绪榜门下 还有7名在读博士生和3名硕士研究生。他以甘作人梯的崇高精神,努力组建着我国航天计算 机的科研梯队,精心规划着我国航天计算机事业发展蓝图。在出成果和育人才的同时,沈绪 榜认真总结自己多年来的科研成果和经验,使之系统化和理论化,先后出版了《数字信号处 理计算机》、《超大规模集成设计》等5部计200多万字的专著,在学术界引起了强烈反响。 他以卓著的科研成果和精辟的学术论著荣获了国家级有突出贡献专家的称号。
    海湾战争使人们更清醒地认识到高科技对增强国力巩固国防的巨大作用。根据我国的实 际情况,沈绪榜又开始了微处理器芯片嵌人式计算机的研制,很快完成了LSRISC 微计算机 的体系结构设计,并针对航天的应用,于1995年完成了一种定点32位RISC微处理器CMOS芯片 的研制。该芯片荣获国家科技进步三等奖,利用该微处理器芯片研制的专用计算机,1996年 通过了部级鉴定。
    微电子技术的迅速发展,使计算机的设计工作越来越多地体现在芯片设计上,使并行技 术变得越来越普及。针对这种情况,沈绪榜于1996年完成了ISMPP嵌人式大规模并行处理计 算机的方案设计,1997年又完成了定点加减法峰值速度每秒3.2亿次操作的MPP处理元芯片 的研制。他以自己的实际行动向科技界昭示:计算机系统的设计者,最具有芯片设计能力, 不能将芯片设计工作只看成半导体集成电路设计者的事情。他认为,只有从芯片设计人手, 才能使计算机真正实现小型化目标,才能适应飞速发展的科技事业对计算机的要求!
    作为我国箭载计算机的开创者,作为中科院院士,沈绪榜对计算机事业倾注了全部的精 力,取得了一个又一个的丰硕成果。然而,他是个永远不知满足的人,在科学研究的道路上 ,他仍在艰辛地跋涉。“老骥伏枥,志在千里;烈士暮年,壮心不已。”沈绪榜仍以他超人 的才华和对祖国航天事业的无限忠诚,继续在推动我国箭载计算机研究向世界最先进水平迈 进的征途上努力着!

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