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六十岁之后还能搞科研吗

已有 5843 次阅读 2009-12-25 20:55 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 科研, 徒弟, 动态计算机

年轻的时候,我的座右铭是:“别人能作的我也能”。到了退休之时,才发现幼稚。这个座右铭曾害得我,什么最难就学什么。人说数学最难,好,就学数学!1966年高中毕业,时令不巧,“文化大革命”开始了。1968年去了北大荒,白天干革命,晚上偷着学。后来到中学当老师,弄了一套黑纸的1958年“大学数学交流讲义”, 没日没夜地“啃”,居然啃出来一点名堂。写了“实数与数轴上的点不一一对应的研究”,要点是“点”如果作为内涵和外延都清楚的概念,那么点就是可以“区分”的,我们就有权认为在数轴上的点有“邻点”,于是“实数与数轴上的点一一对应”的说法就不成立了。要解决这个问题,需要重新定义实数轴上的点是什么。1976年前后,将我的文章投到了“自然辩证法”杂志,没有结果。1977年恢复高考,以“32岁的高龄”当了哈尔滨师范大学数学系的学生。进了大学“师资班”,对数学的研究更是上心。毕业前,对概率问题有新的想法,用微积分和测度论的方法,自己搞了叫“简易概率论”的书稿,按着我的定义和方法,能够将概率论的难度大大地简化。曾送到《科学出版社》但由于种种原因,也未能如愿出版。
 
搞数学虽然使自己很是充实,然而想找到一个能够与你一块讨论问题的人,实在是太难了。1982年大学毕业后仍然当教师。因为我国计算机教育普及刚开始,计算机教师缺乏,我就转去讲授计算机的课程。先是程序设计语言教学,后来什么操作系统、编译原理、计算机原理、汇编、数据库等,凡是有教材的课程我都讲,我自己都很佩服我的自学能力,这得感谢我的数学功底。
 
搞计算机,最好的事情是可以通过机器验证自己设计的对错,不用像数学那样要别人认可。我喜欢上了计算机,并从那时就开始萌生了“将来自己造一台计算机的想法”。
 
由于客观条件的限制,之后几年的时间我只能用思考的方式来搭建我的计算机,当然盼望着能有一天能够实现自己的愿望。1987年我开始深入讲授操作系统课程,对进程方式解决多程序并发执行理解深刻了,后来,对SMP计算机的任务分配和资源互斥共享,以及“死锁”现象有许多看法,并最终考虑了一种利用关系总线的变动组合,实现多程序同时在多个处理器上同时执行的方案,并从理论上说明和解决了程序自动调度,不产生死锁发方法。对于我的设计,好长时间,我感到,虽然理论上完全可以获得通过,但实际上能够否做到,毕竟没有把握。
 
2004年一个偶然的机会,让我接触到了EDA技术,并且了解了现代可编程电子设计器件FPGA。通过自己学习,再加上中学搞半导体收音机的底子,很快就掌握了FPGA的设计方法,终于在2006年完成了动态计算机核心PMC362的设计,并在开发板进行了下载、测试运行。这是我第一次完成了不用操作系统,让6个程序在3个程序执行处理器PU和2个输入输出处理器CHL之间,自动调度执行的设计实验。成功了!兴奋之情自然难于言表。据我所知,这种不用操作系统,就可以让多个程序在多个相同或不同的处理器上自动调度运行的设计,除我在外没有。于是在2006年4月以“一种PU-MU-CHL结构计算机核心设计”为题,我申请了国家专利,这就是后来被同行称为“动态计算机”的基本架构。直到今日,无论国外还是国内,仍未见到有人提出与我相似的片上多处理器结构,更未见到不用操作系统就能够实现多个程序在多个处理器上自动调度,实现同时并行执行的设计。
 
事情就是这样凑巧,正是在我实现了个人梦想的时候,到了退休的年龄。退休对许多人来说会有失落感,而我却恰恰相反,因为我可以放开手脚,搞我的计算机设计了。我开始用FPGA器件自己制作计算机,根据计算机教学的需要,我设计制作了教学计算机PMC110。一切都是我自己动手完成的,特别是PCB上那些贴片元件,我不用放大镜是无论如何也不能准确焊接的。
 
我在FPGA中设计了计算机的核心部件,不但按照教学的需要,用原理图从无到有设计了计算机的各种关键性部件,将部件用总线结构连接成整体,而且设计了能够实现输入输出的简单设备,让教学计算机成为能够实现程序装填运行的通用计算机。自己不但根据教学的需要设计了53条指令的指令系统,而且利用本机的指令系统编写了最精炼的操作管理程序,设备驱动程序等,让只有10k的片上存储器能够运行虚拟存储空间上的任意长度的超大程序。此外自己还设计了编译器,能够自动将汇编程序编译成本机的机器语言程序,遗憾的是我没有去设计自动程序输入,这个问题早已有人解决了。
 
比手掌还小的教学计算机PMC110不仅成本低,而且可以涵盖大学计算机专业的计算机组成原理和系统结构的全部实验内容,运用于教学实践中,受到了学生的普遍好评。
 
目前,我还在着手制作动态计算机的样机,虽然有了动态计算机核心的设计,但要完成实用样机的设计制作,这绝非一朝一夕的事情。这其中的原因并不在于行还是不行,而是需要功夫,需要详细的人机交互等方面的设计,工作量之大,不用我说,内行人都十分清楚。
 
2010年我就65岁了。我还觉得力量十足。眼前最需要的是带好徒弟,希望年轻人能够尽快地将我的理论和方法学到手,发扬光大动态计算机的设计思想,为我国改变计算机核心部件设计的落后的状态努力。
 
我是民间科技工作者,不能提供给徒弟生活费用,这是我对不起徒弟的地方。如果有年轻人愿意跟我学习,学费全免是没有任何问题的。
 
动态计算机的重要性,我在其他的博克文章中说过,我的研究是事关国家安全的大事,不知哪一天起决定性作用的管理者能够理解我说的话,能帮助我解决一些问题。
 
2009-12-25
 


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