104、109乙、111、119、013、655等机器程序手稿

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系统管理员

一、概述:

1、早期程序员工作用件(流程图板、程序纸、104、109乙、111、119、655、013机指令系统表)

这些材料反映了早期(60-70年代)编程人员的工作状态:早期的编程是用机器语言,每台计算机的体系结构和指令系统各异,初始的语言系统也是非标准的,操作控制台只有二进码的氖灯和扳键,和若干按键,其配置也是各机各异。计算机只有一个操作台,仅能一人使用。而排定的程序调试时间仅5-10分钟。这就促使大家各施其法来提高编程和上机效率。                                                     

(1)流程图模板:是用于编程前,设计并绘制程序结构并表达计算流程的框图,在60年代,优秀的程序员已明白,合理的程序结构和分块编程,有利于程序的检查和更改,并可提高工作效率。

(2)BCY语言程序纸。BCY编程语言系统是由中科院计算所三室姚伟民等自主研发,其表达形式类似于当时国际流行的ALGOL 语言。从1971年起配置于109,111等国产机上,得到广泛应用,从而使程序员摆脱了机器语言编程之苦。BCY 的语法说明和编写的程序,在冯康先生主编的《数值计算方法》一书中可见。

(3)FORTRAN语言程序纸。张绮霞首次用FORTRAN语言编程计算,是1976年在华东计算所的655机上。随着进口机的引进,FORTRAN 77、90标准的颁布,计算机终端和编辑系统的运用,FORTRAN 编程纸就不再需要了。

(4)宽行热敏打印纸。国产机上的打印机,从只能打数字和A --> F 几个字母的窄行打印纸到能打完整字符集的宽打纸,其间曾研发过热敏打印机,然因经过光照后会褪色,只在70年代109乙机上短暂使用过。打印纸左侧为机器代码,右侧为对应的BCY语言。

(5)109乙机指令系统,109乙机BCY 上机操作,119机指令系统,655机FORTRAN 语言系统等4张简表。

这是张绮霞多年形成的习惯,在使用新机器前,先将指令系统等说明书浓缩成一张简表,同时也就熟悉了该机的指令系统和操作过程。简表为随后的编程和上机操作提供了方便,可以快速查阅。

119机是首台自行设计的电子管计算机。1964年4月投入运行,每秒5万次浮点运算,有变址操作,东方红一号卫星的轨道模拟计算就是在该机上完成的。

(6)104运算正确性自检表。因早期电子管计算机的稳定性低,时有故障发生。这是供上机人员用于检测计算机运行状态的一个程序,存放在磁鼓,当发生计算异常时可随时调出运行,不正常时便可请维护人员更换插件,恢复正常。

2、《104电子计算机标准程序汇编》平装本

它是国内首个算法标准程序库,为104机配置,用浮动地址的机器语言写成。为用户提高了编程效率和可靠性,共发行2600册。张绮霞负责常微分方程、数值积分和服务性程序等章节的编写。

3、013机标准子程序总结报告手写件

计算所三室函数逼近课题组是在徐献瑜先生指导下,该组以工作严谨和精益求精著称,其成员有李家楷、史应光、熊规景、徐国良等。国产计算机上的初等函数库几乎都是由他们完成,包括历代串行机、757、银河等高性能机。在1976年因张绮霞参与了013机调机,了解013机的特性,故参加了013机初等函数算法设计、编程和最终测试。文件记录了所用的算法,在013机上具有很高的效率。特别,在随后唐山大地震期间的《北京地区深层地质结构分析》突击任务中,使应用程序的运行效率达到机器峰值每秒200百万次,013机在调机过程中就已为国家出力。

4.《数值计算方法》

是由冯康先生于1971年主持组织编写,面向广泛的工程技术人员,要求讲明算法思想和计算步骤。张绮霞承担其中的非线性方程和数值积分两章,并给出用BCY 语言写成的算法程序。于70年代广泛应用的编程语言BCY的语法也在附录中可见。

5. 工作过程中的部分手稿

从事科学工程计算,常需深入有关专业作相应的算法研究。计算所老三室在1963年调整了研究组的划分,按学科和任务相结合的原则组建,使成员深入指定的学科领越,以解决难度越来越高的课题。张绮霞接受“函数零点和非线性方程”学科领域。

(1)磁流体发电工质热电阻分析计算任务部分分析资料

这是难度较大的一项课题,其数学模型包括变阶非线性方程(50-60阶)组、病态方程、奇异积分、高阶积分等。她利用自动变阶、自动变元尺度调整、采用多算法调度并深研积分算法等,成功克服了方程病态和收敛性等困难,完成了大量理论分析计算。这项课题也促使她对热力学领域常遇的数值病态方程(是因元素的形态随温度而变化所致),找到了处理途径,也促使她深入了数值积分领域,拓宽了知识。

(2)求函数零点的双曲插值法

该手稿从方法思想、公式推导、特殊情况分析、方法的收敛性、计算步骤、求函数在区间上全部零点的处理等过程,详细记述了计算数学从算法思想到程序实现的全过程。反映了一位具有深厚数学功底的优秀程序员良好的科学素养和思维习惯。

(3) “加处理的最速下降-牛顿法”计算代码和实例

手稿包括“加处理的最速下降-牛顿”计算代码,以及计算实例的输出结果。可以清晰显示程序的完整设计思路和执行情况,输出结果可以看到111机计算处理的特征。


二、历史意义:从张绮霞保存的手稿和指令系统表格中,记录了当时在国产计算机上编程的历史特征,详细的数学推导和分析反映了当时程序员扎实的数学功底和治学态度;104机、109乙机、119机、655机、013机等指令系统文档,直观反映了机器性能和指令特征,数据准确详实,是非常难得的历史技术资料。打印纸和程序模板等用品反映了当时编程工作的真实情况,是难得的历史藏品。

这些材料由张绮霞捐赠给CCF。


物件保存情况:

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