“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

每天查看疫情,成為了很多人的新習慣。

這是信息技術在抗擊疫情的應用中的一個縮影。移動互聯網、大數據、雲計算、人工智能等信息技術在疫情研判、診療救治、便民服務等方面發揮了巨大作用。

我們能享受到信息技術帶來的種種便利,自然離不開科學家們的默默奉獻。

有這樣一位女科學家,她主持開發出我國第一臺百萬次集成電路計算機多道運行操作系統和我國第一個全部用高級語言書寫的大型操作系統,主持了著名的“青鳥工程”,創建了北京大學軟件與微電子學院。

當別人稱她為“學術泰斗”時,她說,我不是學術泰斗,我僅僅是一塊鋪路石。

人們親切地稱她為“燕園青鳥”,她就是中國科學院院士楊芙清

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

楊芙清

01

為國奉獻,我之所願

1932年,楊芙清出生於江蘇水鄉無錫。

懷著對華羅庚先生的崇敬之情,1951年想成為數學家的楊芙清以無錫市第一女子中學全校第一名的成績畢業,並考入清華大學數學系,後因院校調整轉入北京大學數學力學系。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

1951年,上大學時的楊芙清

1955年,楊芙清本科畢業,留校師從徐獻瑜教授,成為我國第一個計算數學專業的研究生。1957年1月,楊芙清赴蘇聯學習計算方法、程序設計和程序自動化。

“你們青年人是早晨八九點鐘的太陽,世界是你們的,也是我們的,但歸根結底是你們的。”毛主席的話讓楊芙清心潮澎湃。

從基礎數學到計算數學到程序設計,雖然成為數學家的理想離她越來越遠,但楊芙清相信,個人選擇應該從國家發展需要出發,只要是國家需要,就應該去做。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

楊芙清(中間)與同宿舍的生物系研究生合影

在蘇聯,楊芙清第一次看到了計算機。

“新中國正百廢待興,需要發展計算機科學,國家派我出去,我一定要把它學好。”楊芙清與北大學子座談時這樣說道。

有一次,蘇聯老師佈置瞭解線性代數方程組的程序設計作業,楊芙清編寫的程序一次通過。授課老師非常高興,因為這是他很少遇到一次通過的作業。

在蘇留學期間,楊芙清獨立設計和實現了“分析程序(逆編譯程序)”,被西方雜誌稱為“是程序自動化研究早期的優秀工作”。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

學習團成員在蘇聯科學院計算中心門前留影(前排左起:楊芙清、崔蘊中、王瑪麗,後排左起:楊奇、王樹林、徐

為解決石油勘探的計算問題,1969年12月,國務院正式向北京大學下達了研製每秒100萬次的大型集成電路計算機(150機)的任務。如能成功,不僅是中國計算機科學的重大突破,也是我國石油勘探數字化的第一次革命,國防工業、氣象等部門及眾多科研工作都將因此而獲益。

37歲的楊芙清被分配參加指令系統設計,並負責編寫指令系統文本和主持操作系統的設計。

編寫指令文本是一項十分精細、繁瑣的工作。楊芙清在反覆修改中,設計出一版、二版、三版,直至最後定稿,她不知熬過了多少不眠之夜。

寫出了指令系統文本後,她又率領操作系統組的年輕人經過一年多的艱苦奮戰,終於設計出150機所需的整套多道運行操作系統軟件。

由於150機的軟硬件同步研製,軟件完成時,硬件尚未完成。為了調試150機軟件,楊芙清和軟件研製組創造性地編寫了一套仿真程序。在大慶油田現有的108乙機上,模擬150機進行調試。

楊芙清和同事們日夜奮戰,僅用23天就成功完成了“百萬次”多道運行操作系統的調試。調試期間,楊芙清即使慢性支氣管炎發作也沒有停止工作。

操作系統的研製成功大大促進了硬件調試的進展,1973年7月的一天,“東方紅”樂曲聲從昌平200號的機房中傳入大家的耳中,這首樂曲的播放向世界宣告著中國第一臺百萬次集成電路計算機——150機研製成功。

百萬次大型計算機的研製對我國石油、地質、氣象、等多個部門的工作開展提供了便捷的幫助,並由此引發了我國石油勘探數字化的第一次革命。1978年,150機系統獲全國科學大學獎。

150機研製成功後,楊芙清又迎來了另一個挑戰——240機操作系統研製。1973年,中國根據全球電子計算機的發展形勢,提出了研製中國系列機計劃。楊芙清參與了200系列機軟件的總體設計,負責系列機操作系統文本編寫和240機操作系統設計與實現。

命途多舛的240機操作系統承載著楊芙清無數個日夜的辛勤付出,項目中途曾經一度被迫下馬。“為國奉獻,我之所願。”楊芙清經常這樣說。面對國家需要,楊芙清從未想過退縮。

1984年,楊芙清帶領團隊完成了240機操作系統全部程序的設計、實現和調試工作。我國從此擁有了第一個全部用高級語言書寫的大型機操作系統。

1985年,240機操作系統榮獲電子工業部科技成果一等獎,楊芙清參與設計的系統程序設計語言XCY也獲得國家教委科技進步一等獎。

02

青鳥振翅,軟件騰飛

上世紀60年代末,國際上出現了“軟件危機”,當時計算機軟件存在“複雜程度高、研製週期長、質量難以保證”的三大難題。自20世紀70年代後期,楊芙清就開始關注軟件工程的基礎問題。

1983年,她開始研發軟件工程核心支撐環境,通過構建軟件開發環境,以實現軟件設計從手工作坊式向工業化生產的轉變。著名的“青鳥工程”的序曲從此拉開。

楊芙清作為項目負責人,帶領北京大學計算機系和計算機系統與軟件研究所的科研團隊,聯合國內20多個大學和研究所的科研人員,在國家“六五”到“九五”科技攻關計劃中承擔了一系列重點項目,其研究成果在軟件工程環境、軟件工業化生產系統等領域取得豐碩成果,為我國軟件產業的發展壯大提供了強有力的支持。

青鳥工程歷經20多年的研究和實踐,集中體現了我國軟件工程研究從跟蹤、跨越到進入國際先進行列的過程。

微軟前總裁比爾·蓋茨三次訪華,楊芙清是他必見的科學家。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

1993年,楊芙清陪同比爾•蓋茨參觀青鳥工程(前排左起:梅宏、劉永進、比爾•蓋茨、楊芙清,後排左起:蘇渭

1996年,在青鳥工程成果基礎上,國家計委批准北京大學成立軟件工程國家工程研究中心。這是我國軟件工程領域第一個“國家級軟件工程研究中心”,負責青鳥工程等科技攻關成果的轉化,為科技界和產業界搭起橋樑,形成紐帶。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

“七五”期間青鳥工程的骨幹研發團隊合影(楊芙清為前排左五)

回顧自己的科研經歷,楊芙清說:“如果基礎軟件是我們自己的,那就可以知道有哪些問題,自己可以封住。國家已經非常重視了,成立了安全委員會。我覺得只有當基礎軟件是我們自己的,真正做成產品,這時軟件產業才能說真正地立足了。”

03

創新改革,授業啟惑

楊芙清不僅是計算機軟件科學家,還是具有諸多創新教育理念的教育家。

早在1974年,楊芙清就及時把研製150機操作系統的實踐經驗整理成《管理程序》一書。這本書成為當時從事計算機系統研製者們的啟蒙教材,也成為國內第一代操作系統教材。

1978年,楊芙清積極倡導並推動成立了北京大學計算機科學技術系,後來成為該系的第一位教授和博導,並從1983年開始任系主任達16年。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

楊芙清(前排右二)指導計算機系1983級的研究生

期間,楊芙清主持建設了“計算機軟件與理論”學科,注重培養教學科研骨幹,加強師資隊伍建設,努力創建一流的教學和科研環境,高質量地完成了一批國家項目,帶領該系成為國內一流和國際知名的計算機科學技術研究和人才培養基地。

2001年,看到國家教育部和國家計委下發了試辦示範性軟件學院的通知,楊芙清立馬動手籌建北京大學軟件學院(現為北京大學軟件與微電子學院)。

她確立了“面向產業、面向領域,培養高層次、實用型、複合交叉型、國際化人才”的培養目標,提出了“專業教育學分制,素質教育學苑式,產、學、研、用一體化”的辦學模式,明確了“全方位深入開展國際合作”的發展戰略。

楊芙清對於教育有自己獨特的理解。古人云:“師者,傳道、授業、解惑也。”楊芙清認為好老師要“解惑”,但更應“啟惑”——老師應該啟發學生的智慧,幫助學生髮現問題,讓他們自己尋找解決辦法。

楊芙清會議室中懸掛著一幅“十年樹木,百年樹人”的巨大油畫。五十多年來,她培養出100多位碩士、50多位博士和博士後,其中很多人早就做了教授、博導和產業精英。

“燕園青鳥”楊芙清:為國奉獻,我之所願

2013年11月12日,北大黨委副書記張彥為楊芙清(右)頒發蔡元培獎

經歷了時代的洗禮和歲月的沖刷,在耄耋之年,楊芙清仍然為我國計算機軟件事業的發展孜孜不倦地勞作著。

“老當益壯,寧移白首之心;窮且益堅,不墜青雲之志。”她說,這一生註定要這樣度過。


採集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院

參考文獻:

1.《楊芙清:為國奉獻,我之所願》,北京大學新聞網

2.《楊芙清:談人生之路》,北京大學出版社

3.《楊芙清:中國軟件的鋪路人》,教育與職業

4.《挑起民族軟件業騰飛的重擔——訪中科院院士、著名軟件專家楊芙清》,中國高校科技與產業化

5.《展翅飛翔的青鳥──訪中國科學院院士、中國第一代計算機軟件專家、北京大學教授楊芙清》,沿海企業與科技

6.《比爾·蓋茨最想見的女科學家》,管理科學文摘

7.《楊芙清:一位女科學家的學術生涯》,中國科學網

8. 本文圖片均來自老科學家學術成長資料採集工程


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