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国防科技大学“银河”仿真机研制纪事

发布时间:2019-06-16 02:29 来源:未知 编辑:admin

  阳春三月,记者来到国防科大计算机学院采访。当我们走进宽敞明亮的“银河”机房,看到那赫然矗立着的多次为“长征”系列火箭发射完成仿真实验任务的“银河”仿真机时,清晰地感受到我国仿真计算机事业艰难起飞和快速发展。

  记者在“并行与分布计算”国家级重点实验室,见到了我国著名计算机专家、“银河”仿真机的总设计师金士尧教授。金教授的介绍,把我们带入了神奇的计算机世界。1931年的一天,麻省理工大学的布什教授突然童心大发,带着孙子来到美国西海岸的沙滩上放风筝。一架飞机从头顶飞过的瞬间,一个灵感撞击着他的头脑。飞机从设计到定型生产,最后飞上蓝天,不知要经过多少次试飞,假如能用模型来进行实物试验,岂不是可以事半功倍吗?布什教授的灵感促成了一门新型学科的诞生。1946年,一台能够模拟导弹、飞机飞行轨迹等物理现象的模拟计算机在美国问世。数年之后,一种比模拟计算机性能更强、用途更广的全数字仿真计算机研制成功。

  仿真计算机是用计算机系统去模仿现实世界的物理系统、各种动力学连续系统。它是武器系统和航天飞行器系统设计、试验、定型、检验的重要手段。它能通过数字仿真模拟出物理系统各种参数变化及其结果,设计者可以在计算机上对设计方案反复地进行改进、创新和优化,从而缩短研制周期,提高设计质量,节约研制费用。因此,有着“神机妙算”的仿真机,可以在能源工业、汽车工业、电站控制、航空航天、国防建设等领域大显神通。

  仿真计算机具有“神机妙算”的美誉,它与巨型计算机一样是衡量一个国家科技实力的重要标志。20世纪80年代初,我国向某发达国家提出购买一台高性能仿真机,然而对方却要求在我国建立一个安全区,在他们的监督下使用。

  “必须研制出我们自己的仿真计算机。”金教授与他的同事们暗下决心。仅仅用了两年多的时间,1985年10月,国家“六五”期间重点攻关项目———我国第一台全数字仿真计算机研制成功。经我国计算机等领域权威专家鉴定认为,“银河”仿真计算机系统稳定可靠,技术指标先进、软件配套,填补了国内空白。这台取名为“银河仿真—I”的全数字仿真计算机,立即被用于我国的“长二捆”运载火箭设计时的仿真,这是我国运载火箭设计首次使用国产仿真机。“长二捆”运载火箭在研制过程中,使用“银河仿真—I”进行了多次数字仿真和半实物仿真后,一次发射成功。一位火箭专家说,“长二捆”一次发射成功,“银河仿线年,“银河仿真—I”全数字仿真计算机获部委级科技进步一等奖。

  1993年6月22日,还是在国防科技大学那座宽敞明净的机房里,“银河”家族的又一巨子———银河全数字仿真—Ⅱ型计算机英姿勃勃地矗立在机房中央。

  随着鉴定的紧张进行,一组组测试数据不断摆在鉴定委员会的专家教授面前:运算速度每秒高达6600万条次;仿线倍于“银河仿真—I”。

  组组激动人心的数字庄严宣告:“银河仿真—Ⅱ”型机整体性能处于国际领先地位。

  在1989年6月召开的“银河仿真—Ⅱ”计算机总体方案论证会上,课题组就大胆地提出赶超世界先进水平的设计构想。金教授和总师组将总体性能定在国际同类机型的超前指标上,大胆提出自主研制一套浮点式多处理机仿真系统的总体方案,使机器完全能够与国际上的主流机兼容。

  软件是计算机的灵魂。然而,有人却断言,国内即使能搞出仿真—II型的硬件,也搞不出仿真—II型的软件。课题组迎难而上,为解决国际通用的仿真语言,他们用了一年的时间翻译了160多万字的外文资料,编写出300多万字的设计资料。终于,研究出一种在文法、语法和语义上进行定义的全新方法,编写出“高级仿线个大型软件,总程序量达25万行。1993年,“银河仿真—II”获国家科技进步一等奖,并被评为当年十大科技新闻。

  提到“银河”系列仿真机的应用,还有一段惊险的故事:1988年3月24日,国防科大的科技人员,搭乘运送“银河仿线次列车。当他们正在车厢里议论着将机器运到目的地后怎样迅速安装投入运行时,突听一声巨响,一场严重的列车碰撞事故发生了。身负重伤的张副教授亲眼看到,装载“银河仿真—Ⅰ”的行李车车厢被撞到另一节车厢顶上,巨大的震动使机器在车厢里翻了一个跟斗。当同志们惴惴不安地把机器运到用户机房接通电源之后,机器竟然安然无恙,安装调试一次成功。

  1993年3月22日,“银河仿真—Ⅱ”开始进入试算阶段。来自航天部门和国防科研部门的12家科研单位,很快就完成了两套大型科学工程题目的实时仿真计算。其中,航天部门的同志仅用3个中午和3个晚班时间,就顺利地完成了国家某个重大尖端技术项目的编程任务。

  如今,“银河”仿真计算机系统已在我国得到了广泛使用,取得了巨大的经济与社会效益。“银河仿真—II”的第一用户———航天工业总公司某研究院仿真中心,在该机交付使用后的短短6个月内,就成功地进行了10多个重要科研项目的数学仿真和多个项目的半实物仿真。据不完全统计,有关科研院所运用银河仿真机进行科学研究,取得经济效益20多亿元。

  然而,国防科大的科技工作者们,从来也没有停止向高科技领域进军的脚步。在“银河仿真—II”取得成功后,金士尧教授率领年轻科技骨干和在读研究生,经过3年时间的刻苦攻关,研制成功“银河”高性能分布仿真计算机系统。这是我国在仿真计算机领域取得的又一突破性进展。

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