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女院士杨芙清:中国软件事业开创者

点击:0时间:2018-09-04 16:49:14

周一海

很多人也许没有听说过杨芙清这个名字,但却一定听说过她的事业———青鸟工程。

今年已83岁的杨芙清一头蓬松的卷发整洁得体,散发着朝气,一双温柔的笑眼是她的标志符号,身上的衣着是她自己精心挑选的……看到她,立刻会让人想到“优雅”这个词。

出自江南书香门第,到如今在科技与学界皆有建树的中国科学院女院士、北京市政协委员,在杨芙清身上,你能看到那种女性特有的从容、韧性赋予科学的独特魅力。

不谈个人先谈团队

对于杨芙清来说,她最难忘的故事都是和团队在一起时发生的。因此,采访刚刚开始,她便提出:“我们先谈谈团队好吗?”

1969年12月,为了满足石油勘探数据的处理需求,国务院正式向北京大学下达了研制每秒100万次大型计算机———150机的任务。这是中国第一次研制百万次集成电路计算机。在纷乱的“文革”中,杨芙清默默苦守,等来了这个机会。

然而,这个机会可不好抓住。

当时中国正处于内忧外困中。国外,西方实行技术封锁,中苏关系紧张也让中国处于孤立无援的境地。国内,“文革”尚未结束,参加研制150机的知识分子每天的首要“任务”是参加劳动锻炼和接受“革命批判”,然后才是搞设计。

就在这样的环境下,杨芙清牵头,由年轻教师和刚读本科一年级的大学生组成的团队,开始了150机操作系统的研制。整个团队中,唯一见过计算机的只有去苏联留学、工作过的杨芙清,而她在苏联用的是使用手编程序的电子管计算机。对于150机操作系统首先要实现的多道运行,团队中无一人见过、听说过。

既然没有可以借鉴的经验,只有自己去突破。整天整夜的思考为杨芙清带来了灵感。她想到了电话。“所谓多道运行,不就是多个程序同时在工作?要想实现同时工作,首先要解决‘知晓的问题,要让主机知道有另外一个程序需要操作。”杨芙清将“知晓”与电话铃声联系在了一起,“如果我在和你聊天,此时电话铃响了,我就知道有人找我,我去接个电话,再回来继续和你聊天。这个原理不恰好就是多道运行的原理吗?”

靠着从生活中得来的灵感与启发,在一穷二白的情况下,杨芙清和团队成功实现了多道运行处理。

百万次集成电路计算机必定需要比以往更大的存储器,如此庞大的存储量该如何管理?这一次,杨芙清想到了招待所。当时一个招待所只有一部电话,打电话找人直接报房间号就可以。“这不就是一种存储吗?”再一次,生活中的灵感战胜了资源条件的贫乏。

1973年7月,150机终于研制成功。此后,150计算机系统成功地应用于中国石油勘探数据的数字化处理,被誉为“石油勘探领域数据处理的第一次数字化革命”。4年磨一剑,杨芙清收获了自己的第一项重大科研成果,也收获了一支从稚嫩到成熟的铁一样的团队。

项目撤销也要坚守

150机研制成功后,中国的计算机事业开始进入向系列化发展阶段。1973年,原电子部提出生产国产系列计算机的计划,命名为DJS—200系列。杨芙清又一次参加了“可以列为国家首次”的科研项目。其间,她参加了200系列机软件系统总体设计,负责操作系统文本设计和240机操作系统设计。

这一次,杨芙清的软件课题组比以前壮大得多,近20个从各个高校、科研单位和企业选派来的人汇集到一起。为了给240机储备人才,杨芙清又组织了“系列机进修班”,招收了50名学员。此后,杨芙清上午给学员上课,下午辅导,晚上参加“革命大批判”后,才是搞设计研究的时间,而凌晨一两点,她还要准备第二天上课用的讲义。

在这样高强度的工作模式下,杨芙清累倒了。但她一边吃中药,一边坚持工作,从未离开过教学与科研岗位。团队也不负她的辛苦培养,日渐成长起来,240机操作系统研制也取得了初步成果。但就在一切进展顺利之时,传来了240机操作系统“立即下马”的消息。

杨芙清坐不住了。她亲自找到了200系列机领导小组,认真陈述了240操作系统总体设计方案的最新进展及表达了软件设计组的决心。尽管领导小组被杨芙清的敬业、专业打动,但依旧没能挽救240机软件课题被暂停的命运。但杨芙清却坚定地认为,240机操作系统肯定要再次上马,因为她知道这是国家发展系列计算机的需要。在240机操作系统下马这段时间,杨芙清一直坚持对系统软件设计方法、操作系统结构等进行深入研究。也正是在这段时期,她参考国际上先进的“管程”概念,为240机操作系统设计了“层次管程结构模式和PCM设计方法”,并在331工程中得到了成功应用。

1978年年底,北京大学计算机科学技术系应时而生,出任操作系统教研室主任的杨芙清,第一件事就是重组240机操作系统的科研团队。她果断决定,“按层次管程结构重新设计240机操作系统”,同时提出“将操作系统全部用高级语言书写”。这两项改进意味着要向当时世界先进的软件开发技术挑战,也意味着他们要推翻以前的工作,重新设计和编写整个操作系统。

重新设计与编写整个操作系统有多难?难到杨芙清如今都能清楚地复述出当时他们所做的大量工作:光是流程图就画了三遍,所有程序用机器语言书写了一遍,又用自主研制的系统程序设计语言XCY书写了一遍,所有的设计文档也随着改写了多遍。工作量之大之难可想而知。

1981年,杨芙清带领团队完成了240机的全部系统软件调试工作,该系统成为中国第一个用高级语言书写的大型操作系统。当年的坚持与坚守终获回报。

比尔·盖茨点名拜访

就在240机研制成功不久,杨芙清开始了软件工程学科的建设和技术研究,成为人生的一次重要转折,在她的主导下,后来举世闻名的青鸟工程才得以诞生。

青鸟工程历经4个“五年计划”,经历了“基础技术研究、实用技术/产品化技术研究、工程化/工业化生产技术研究”三个发展阶段。“六五”“七五”主要开展软件工程技术的基础研究,研发了“核心支撑环境BETA-85”,并集中力量开发了我国大型“集成化软件工程支撑环境———青鸟Ⅰ型”,团队也发展到100多人。“八五”时,整个团队已发展到22个单位、330多人,攻关重点是建立产业基础,一方面制定了青鸟标准规范,开发出“大型软件开发环境———青鸟Ⅱ型”,另一方面,对青鸟Ⅰ型进行了实用化和产品化,推出了以“青鸟”命名的软件产品。这些研究推动了软件生产线概念的发展,为突破软件工业化生产技术准备了条件。

1991年,中国第一个大型“集成化软件工程支撑环境”在国家重大科技成果展和软件工程展上亮相。国外一些公司感到非常吃惊,有的公司甚至撤掉了自己的展台。

在这次展览上,杨芙清看到其他系统都有自己的名字,于是萌发也要起个名字的想法,团队上下开动脑筋。大家从李商隐的诗“蓬山此去无多路,青鸟殷勤为探看”中受到启发,又查出青鸟是《山海经》中西王母的使者,专司西王母与人间信息的传递,便将系统名称最终确定为“青鸟”。

1993年,比尔·盖茨第一次访问中国,点名要拜访青鸟工程的科学家杨芙清教授。在北大,他参观了“青鸟工程”,还饶有兴趣地动手操作。

1995年,杨芙清团队不失时机地开展了软件构件技术研究,研发出“基于构件/构架的应用系统集成(组装)环境”,即“青鸟Ⅲ型”,并提出了软件产业结构模式,研究成果于1997年通过技术鉴定,并受到国际软件工程界的认可和关注。有意思的是,1998年在日本召开的世界软件工程大会讨论的中心议题就是基于构件的软件开发技术,由此可见,杨芙清的工作已走在了国际前沿。

“青鸟”破壳而出

“七五”课题结束后,杨芙清带领团队继续申请“八五”攻关课题。而此时,国家审批部门也对他们提出了要求:不能把科研成果束之高阁,要尽快创新机制,为社会所用。杨芙清意识到了产业化的重要性与紧迫性,在对办公司一无所知的情况下,开始了她事业新的征程。

1992年,经过1年的努力,北大青鸟软件系统公司正式注册成立,杨芙清任董事长,研发青鸟工程的年轻学者转身从事科技成果转化工作。

“北大青鸟的灵魂就是创新。”杨芙清说。在摸索与学习中,杨芙清为北大青鸟制定了技术、产品及市场发展方向战略规划,明细确立北大青鸟的主营业务。

进而,她又提出了产学研结合、促进软件企业健康发展的TRDC模式。即教学培训(Teaching & Training)、研究(Research)、开发(Develop)、产品营销服务(Company & Commerce)一体化模式。如今,北大青鸟的健康发展验证了TRDC模式的正确和强大生命力。

1996年,已经在“八五”课题中取得出色成果的青鸟工程,申请成立软件工程国家工程研究中心,它的任务是青鸟工程成果的工程化。经过杨芙清强有力的答辩汇报,最终,软件工程国家工程研究中心花落北京大学,获得了世界银行的贷款。在科研与产业两端,北京大学相得益彰,红红火火地搭起了国家队的平台。

探索人才培养新模式

随着改革开放不断深入,人才匮乏成为制约各行业发展的瓶颈,软件产业尤为突出。如何使学校培养的人才走上工作岗位时就能进入“角色”,这是杨芙清一直在思考和探索的问题。

针对软件企业编程等技术人才的紧缺,杨芙清着力引进印度软件业人才培训模式,成立青鸟Aptech培训部,开始了职业教育的尝试,填补了“人才沙盘”的最基层。随后想到的是软件企业的骨干技术人才问题,恰逢其时,2001年原国家计委、国家教育部提出试办示范性软件学院,以此为突破口,探索高校体制机制改革。杨芙清感到探索的机会又来了,毅然承担了北京大学筹建示范性软件学院的任务。杨芙清首先抓住了顶层设计,在充分调研的基础上,提出了“北京大学示范性软件学院建设方案”,开始了全新的教育机制和教学模式的探索。

为了寻找办学地点,她走遍了所有区、县,面对资金的困扰,最终选择了北大青鸟公司在建的青鸟软件园。2002年10月,北京大学示范性软件学院如期开学,13年来,已培养7000余名毕业生。从学院走出去的学生受到了企业的欢迎:有的成了企业的骨干;四个不同专业同宿舍的学生成为创业共同体,他们的企业已颇具规模。

培养工程技术领军人才

2011年,国务院学位委员会28次会议通过了将工程博士列入专业学位目录。这时杨芙清已是79岁了,十年磨一剑,又斗志昂扬地领着团队走上了新的创新平台。到2014年9月第三届工程博士研究生入学后,在读的工程博士研究生已达29名。

杨芙清眼前浮现出一幅长江后浪推前浪、滚滚而来的雄伟壮观场景。这就是一个老师的追求和责任:永远“为新”,永不停步。

在校在家俱有“中国范儿”

杨芙清虽是院士、名人,她愿意别人称她为老师,也始终把自己定位为教师。她说当老师永远和年轻人在一起,会受到青春活力的熏陶,使自己永远保持一颗充满好奇、充满活力、充满追求的年轻的心。

杨芙清每次都会谈起习近平总书记2014年“五四”视察北大时说的话:“教师承担着最庄严、最神圣的使命,教师要时刻铭记教书育人的使命,甘当人梯,甘当铺路石,以人格魅力引导学生心灵,以学术造诣开启学生智慧之门。”她就是这样要求自己的,做事认真严谨,对他人亦如此,要求别人做的,她必须先做到,身教重于言教,育人于无声处。凡与他共事过的人,都有这种感受,她的首届硕士研究生邵维忠教授就很有体会。在杨芙清从教五十年时,邵维忠撰文写道:“‘文如其人这个成语说的是文章的风格反映了作者的性格和为人。其实写程序何尝不是如此。杨老师写的程序,从文字说明、数据结构、表格、示意图,到程序代码,都像她平常说话做事一样条理清晰、逻辑严谨、构思巧妙。她能把操作系统中难度最高的问题,以最清晰的逻辑思路和最巧妙的解决方案给予解决。从来没有那种含糊不清、绕弯子、把简单问题复杂化的现象。杨老师喜欢用细铅笔写程序,字体清秀,版面十分整洁,如同她平时的衣着一样清丽高雅。”在他身边工作的朱郑州也感触很深:“杨老师的一言一行都体现着大师风范,她既有前瞻性的眼光、强烈的社会责任感和强大的内心,又有坚韧、包容、执着的人格魅力。这些只有在杨老师身边认真学习工作过,才能体会到。”

在外面,谁都说杨芙清是个好教师、好领导,而在家里,她却算不上是个称职的母亲。为了不影响工作,在儿子4个月的时候,她把儿子送到了自己母亲家抚养,6岁才回来。研制150机操作系统时,杨芙清把刚满4个月的女儿送到了孩子奶奶家抚养,直到女儿4岁才带回自己身边。

1960年代,她一家人住在一个只有16平方米的小房子里。家里没有家具,杨芙清就找来两个装满书的纸箱子摞起来,用被单铺在上面就是一个床头柜;小书架左右和后面用纸糊起来,前面拉一条铅丝、搭一块布就是衣柜。条件虽然简陋,但杨芙清依旧能够在艰苦的环境中找出一些乐趣。她经常喜欢把这些自己组合的“家具”换换样子,时不时地出现个新想法,让家里焕然一新。

平时,家里大人工作、孩子学习,夫妻俩的交流也都是工作内容。“我们家也像个办公室。”杨芙清夫妇经常会互相讨论工作上的问题,观点不一致的时候也会激烈地争论起来。“好比要写个材料,如一篇学习体会,可能就是你一句我一句地出主意。”

家里的氛围也潜移默化地影响着孩子。“女儿去山东读大学时,周末有时会去舅舅家做客,但去了几次就不去了,原来女儿从小就习惯了周末也学习的生活。”

现在,杨芙清的儿子女儿都已成为博士。一家人都在科研领域为祖国做着贡献。为了让孩子开阔眼界,她也曾先后将他们送出国门,然而出国前,她都与孩子约定好,学成后一定要回国,为自己的祖国服务。她说,作为母亲,自己没有为孩子做太多事,但身教重于言传,她本身做的事就是对孩子的一种教育。当然,她也有遗憾,因为她没有看到孩子们稚嫩的成长过程,那是一种多好的天伦之乐啊!

现在,岁月的痕迹早已爬上眼角眉梢,杨芙清还是一如从前地继续着自己的生活。教学科研之余,她喜欢外出散步或逛街,“换换脑子”。一辈子风风雨雨,夫妻俩互相扶持,阅尽了中国科技发展的一个甲子。如今,在人生的黄昏,两人还在发挥余热。

(责编 孙礼勇)

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