经典重温！从《三体》看曾经的国产计算机

江湖险恶567

电视剧版《三体》可以说是最近大火的国产电视剧里，里面当然也少不了对当年最先进的“红岸”基地的描写，自然也出现了国产计算机的身影。那么，曾经的国产计算机到底是什么样的呢？

现实：起步艰难，努力进步
中国的国产计算机产业起步于50年代。
在最开始，我国的计算机研发路线也是跟随苏联的，点的“电子管计算机“这个线路。不过好在我国没有在这个有天花板的路线上走太远，后来也回到了晶体管计算机的道路上。
1956年《国家12年科技远景规划》将计算技术列为重点发展领域，采取中苏合作模式，由苏联提供图纸和专家，帮助中国从无到有建立计算技术。
. [* ?/ E! \4 ~- ]1958年8月1日, 在苏联帮助下，中科院计算所和北京有线电厂（738厂）合作仿制成功M-3机。中国第一台电子管计算机103机诞生了。中科院副院长张劲夫看了103机演示运算，给它取了个小名“有了”，中国从此有了电子计算机。
103机被命名为我国第一个电子数字计算机工业产品，型号为DJS-1，改进版称为DJS-3。
国内总共生产了103、DJS-1、DJS-3计算机49台。
103机约用800个电子管、2000个氧化铜二极管、10000个阻容元件。全机约有10000个接触点和50000个焊接点。苏联原版M-3计算机采用磁鼓存储器，性能稳定性很差，组装工艺要求高。1959年，计算所范新弼带领攻关拿下了磁心存储器，不光增加了存储量，还大大提升了运行速度。改用磁心存储器后，运算速度先后达到了每秒1800次、2300次。
下图是由曲阜师范大学使用并收藏的DJS-1，是我国目前保存状况最完好的103系列机。

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而当时它的主要输入输出设备，就是打孔纸带机。
因此，在《三体》剧版中，叶文洁拿出一条打孔纸带，是符合当时国内计算机使用情况的。


纸带打好孔后，通过这个“光电输入机”读取，成为输入内容，进入计算机进行处理
103是小型机，其计算能力无法满足“两弹一星”的计算需要。1959年，104大型机仿制成功并定型为DJS-2，有22个机柜，主机、电机组各占地200平方米。全机共用4200个电子管，4000个晶体二极管，字长39位，容量4K，每秒运算1万次，内存2048个全字长磁芯体，2台2096全字长卧式磁鼓。


1 p8 v( v4 ~9 F第一颗原子弹研制当中的部分计算任务、军委测绘总局的大地测量计算任务、铁路车站最优分布计算，以及5个大型水坝应力计算任务都是在104计算机上实现的
同时，科研工作者还打破了西方和苏联的技术封锁，成功研发了包括磁带机、高速打印机在内的配套外设，大大缩小了和西方的差距。
0 w3 B# X4 ]! E$ `  ^5 `! d" q随后两三年，我国也陆续研发出了105机、901军事专用机等后续机型。
' _- A7 C8 J# M$ t0 ]* |: I; G! v回到正确技术路线，继续前行
50年代末60年代初，西方已经发现了苏联所选择的“电子管”路线性能天花板突出，因此果断转入了晶体管研发路线，至今，硅基芯片仍然是基于晶体管技术。
) t+ y5 c8 S2 n9 j% i" H* d" I1959年，国家分别研发了基于电子管的119甲和基于晶体管的119乙，同时还在改进技术上尝试将集成电路技术应用到109丙机器上。


* ^8 Q: a$ L, w  \$ O  T8 A3 R119型机
1963年春，华东计算所在119机器上的改进型J-501计算机整机组装成功，在103机上运行数周的题目，现在一个小时就可完成。
1965年，邓稼先和于敏在这台计算机上工作三个月，完成了氢弹理论计算。并同样激动地用打孔纸带打出了暗语“打到了一只松鼠”（松鼠，即氢弹理论）。
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1959年，中国制造出了第一块硅单晶，1963年成功研制出5种硅平面器件，应用在了109丙型计算机上。而且在1965年，在一块约1平方厘米大小的硅片内，刻蚀了7个晶体管、1个二极管、7个电阻和6个电容的电路，我国第一块集成电路由此诞生。

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- f6 x- H- z' Q3 o+ w109丙后来直接用上了集成电路
& N$ l: n( P& s; S! B# q$ L9 Q" Y" l也就是说，此时，我国计算机在理论和工艺制程、性能上，和美国的差距只有5年。无论是硅单晶技术，还是集成电路，中国当时仅落后美国1年。诸如三星才刚起步做电子组装，而台积电更是影都没有。
1964年，每秒运算8000次的441B晶体管计算机研制成功，1966年正式交付各单位使用。有的国防单位一直将它用到1991年。
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7 ]8 K& n% Z, ?9 j& E" w' k1991年还在使用的441B
$ t( P( P. f4 J' e& ?8 o以上基本就是在剧中第一部时间线内，我国电子计算机的代表性机型了。
2 t4 G/ n7 w* B6 L* Q$ A3 w* b剧版：缝合曾经的国产最强，但有穿越
回到剧版，从不多几个红岸基地的镜头，我们来判断一下居中道具组使用的计算机型号。
! _; Z$ {5 \4 U* e+ }从机器的主要控制台和使用磁带机的机柜来看，它主要缝合的是J501/109丙以及441B计算机作为场景道具的。
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而使用打孔纸带也是比较符合当时的主要输入输出程序和信息的方式的。


$ {9 w& B8 Y$ K2 n不过比较大的“穿帮”是在这个镜头。里面配置了类似微机的CRT显示器终端和桌面宽行针式打印机。而这两样东西在我国实际上是DJS-050微机时代才实现了普及。
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DJS-050微型计算机是中国最早研制生产的8位微型计算机。1973年，由清华大学、安徽无线电厂、四机部6所成立联合设计组，以Intel的8008为蓝本，研制DJS-050微处理器和微型计算机。项目的实施主要是由清华大学自控系（计算机系的前身）牵头。此时国内集成电路工业已经落后较大。
  ?+ B6 a3 n' U. N8 o设计组借助显微镜等仪器分析了英特尔8008以及1974年面市的Intel 8080和摩托罗拉6800后得出结论，依靠国内当时集成电路的研究水平和装备状况，是不具备研制类似Intel 8008、8080这样集成度的微处理器的条件。
于是设计组选择了化整为零的技术路径，将微处理器分解为31块芯片，通过MOS电路技术实现了和英特尔对标处理器的全兼容和性能，并在1977年正式研制出中国第一台微型计算机DJS-050。而且大部分时间里，它还是以键盘、打印机和磁带机为主要存储、输入输出终端为主。
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而接入显示器为常备终端方式的计算机，要等到1983年底的DJS-0520A，也就是后来的长城0520H的前身才实现了。
因此这算是目前红岸基地里，国产计算机装备里比较大的穿帮（或者叫穿越）镜头了。
文章来源于钛师父