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计算机学专家、教育家、银河系列巨型机主要研制者之一——卢锡城院士

日期:2011-07-22 09:56|来源:未知 作者:admin
   
    卢锡城(1946.11—)计算机学专家。江苏靖江人。1965年从上海中学考入哈尔滨军事工程学院,1970年毕业后一直在国防科技大学(1970—1978年称长沙工学院)计算机系从事教学、科研工作。1982年赴美国麻省大学做访问学者两年,研究方向为计算机网络和分布处理。先后任国防科学技术大学计算机研究所副总工,计算机系兼研究所主任兼所长,国防科学技术大学计算机学院院长、并行与分布处理国防科技重点实验室主任、教授、博士生导师。1999年选为中国工程院院士。现任国防科学技术大学副校长。
 卢锡城同志长期从事银河系列高性能计算机系统研制以及计算机网络和并行分布处理前沿技术研究,是国家有突出贡献的中青年专家。70年代参加国家重点工程718(洲际导弹试验)中心计算机研制,是交换器系统设计者之一,两次赴太平洋执行任务,获得成功。
  年代留美归国后,参加国家重点工程银河Ⅱ型巨型机研制,主持研制成功银河Ⅱ高速网络软件系统,解决了巨型机高速网络软件实现及优化等技术问题,使银河巨型机首次具备支持网络超级计算机的能力。国家鉴定认为:“银河Ⅱ高速计算机网络系统是我国第一个自行研制的高性能的多协议体系、多机种、多传输介质的计算机网络,”“成果在高速计算机网络技术和协议实现技术方面处国内领先地位,达到八十年代末国际先进水平。”基于银河Ⅱ建立了我国第一个中期数字天气预报系统,银河Ⅱ还成功用于核科学研究。被评为1992年中国十大科技成果,银河Ⅱ获国家科技进步一等奖(排名第十三)。
  任国家重点工程银河仿真Ⅱ型计算机副总设计师,主持系统软件研制。针对仿真软件实时性问题,提出并实现比传统方法速度高约100倍的直接映象优化技术,设计了高效易用的集成化仿真软件环境。国家鉴定认为:“银河仿真Ⅱ型计算机系统处于国际同类产品领先水平。”该系统已成功在航天部北京仿真中心、三院仿真中心、一院十二所等部门应用,成为战略武器研制的重要工具。该成果被评为1993年中国电子十大科技成果,1995年获国家科技进步一等奖(排名第四)。
  主持研制国家重点工程银河Ⅲ并行巨型计算机系统,在攻克系统总体设计、高带宽低延迟通信结构及优化协议、并行输入输出、处理机自动分配及调度、高速网络等技术方面发挥了重要作用,“为银河Ⅲ巨型机的研制成功和发展我国高科技事业做出了突出贡献”,中央军委给记一等功。国家鉴定认为,银河Ⅲ并行巨型计算机的多项技术“属国内领先水平,综合技术达到当前国际先进水平。银河Ⅲ并行巨型计算机的研制成功,标志着我国在高性能巨型机研制技术上又取得了新的突破”。银河Ⅲ系统已在总参、总装备部、空军、国家气象局、上海气象局等部门使用,在军事气象、核技术、计算流体力学等领域发挥了重要作用。银河Ⅲ被两院评为1997年中国十大科技进展,被中共中央文献研究室列入十四大以来大事记,1999年获国家科技进步一等奖(排名第一)。
  积极推进我国超级计算和高性能计算机网络技术前沿研究,主持完成国家863、国防预研等多项课题,有关成果获国家科技进步三等奖1项、国防科工委科技进步二等奖7项。目前正主持银河新一代巨型计算机、国家自然科学基金重点项目“超高性能并行巨型计算机关键技术研究”、863重大课题“核心路由器”等项目研制。出版著作3部,在IEEE软件工程杂志、《计算机学报》等国内外学术刊物发表论文30余篇。培养博士、硕士研究生40余名。积极致力于学科建设实践,坚持工程、教学、科研相结合,“计算机科学与技术一级学科建设模式研究与实践”1997年获国家优秀教学成果二等奖,排名第一。1996年获光华科技基金一等奖,1998年被评为湖南省优秀归国人员。1999年获军队重大技术贡献奖。
    附录一:遨游“银河”揽星月——记国防科技大学教授卢锡城
  1999年3月17日,中央军委主席江泽民签署命令,给国防科技大学教授卢锡城记一等功,表彰他在“银河—Ⅲ”百亿次巨型计算机研制工作中作出的创造性贡献。9月24日,卢锡城又荣获全军专业技术重大贡献奖。
  卢锡城是新中国自己培养的计算机专家。1970年毕业于“哈军工”计算机系,留校后加入了我国计算机技术开创者之一慈云桂教授主持的计算机研究项目。从此,他与我国计算机事业的发展结下了不解之缘,先后参加了我国早期百万次计算机、银河全数字仿真计算机、“银河—Ⅱ”10亿次巨型计算机等研制工作,作出了突出贡献。
  1993年,46岁的卢锡城被任命为计算机系主任。当时,“银河—Ⅲ”百亿次巨型计算机经上级批准正式立项研制,并被列为国家重点工程。这对卢锡城来说,是严峻的考验和挑战。在他前面,第一任系主任慈云桂教授领导研制成功了我国第一台亿次计算机“银河—Ⅰ”;前任系主任陈福接教授和周兴铭院士领导研制成功了我国第一台10亿次通用巨型计算机“银河—Ⅱ”。他和他的同事们将怎样续写先行者的辉煌?
  从“银河—Ⅰ”到“银河—Ⅱ”,我国在巨型机研制上走的是国际主流机型———向量计算机的研究之路。这是按流水线作业的理论建立的计算机设计思想。然而到了90年代,随着大型科学计算对计算机速度要求越来越高,向量计算机向更高层次发展受到了限制,市场需要性能更高、扩展性更好的巨型机。
    科学的生命在于创新。经过与科研人员的严格论证,卢锡城决定选择当时国际上尚不成熟、技术储备不足但扩展余地大的分布式共享存储大规模并行结构。这是一个具有战略意义的决策。今天,这种大规模并行处理机已成为世界巨型机发展的主流方向。
  “银河—Ⅲ”总体结构设计道路确定了,怎么组织队伍?卢锡城可以有一个轻松的选择。“银河—Ⅰ”、“银河—Ⅱ”的研制成功,锻炼造就了一大批专家教授,虽然他们大多数年过半百,但只要“主帅”一声令下,他们仍旧可以上阵。当时人们有一种猜测,卢锡城是“银河—Ⅲ”总设计师的理想人选之一。这不仅因为他年富力强,又有在国外几年学习、工作的经历,而且在研制“银河—Ⅱ”仿真计算机时,他作为副总设计师,主管软件设计,在驱动器设计上,他提出的一个新思路,使性能提高了100倍;在研制“银河—Ⅱ”巨型机时,他任高性能网络主任设计师,在实践上首次研制成功了我国高速计算机网络系统。
  然而,出人意料的是,他推荐了一位年仅31岁的博士出任“银河—Ⅲ”总设计师,副总设计师也只有40岁,16位主任设计师、副主任设计师的平均年龄刚到40岁,主研队伍平均年龄仅36岁。他自己出任“银河—Ⅲ”工程总指挥,富有经验的老专家、老教授担任技术顾问。让年轻人挑科研大梁,这在当时全国大型科研工程中是绝无仅有的。后来的实践证明,这又是一个富有创新的战略决策。
  卢锡城带领年轻的科研人员开始了艰辛的科研攻关。他们仅用3年时间,就研制成功了“银河—Ⅲ”百亿次计算机,而且在总体技术上有了关键的创新。
  创新之一,提高了“银河—Ⅲ”计算机的实际运算能力。当时的大规模并行巨型机的实际计算性能一般为峰值计算性能的20%—30%。卢锡城把目光盯在了如何缩短巨型计算机理论峰值与实际计算能力的差距上。他带领科研人员突破了多项关键技术,其中,他亲自主持攻克了高性能分布共享存储、高速计算机网络、并行机资源管理与调度,高带宽、低延迟三维环网互联通信与高效同步等技术难题。成功地跨越了4条风险之路:研制出超大规模专用集成电路;与国际接轨的开放式体系结构;并行全64位操作系统与软件环境;高水平的工程实现技术。应用测试表明,“银河—Ⅲ”实际运算能力达到了峰值计算性能的70%以上。
  创新之二,提高了“银河—Ⅲ”计算机面向市场的能力。早在“银河—Ⅲ”研制之初,卢锡城和同事们就敏锐地意识到,在追求高的峰值性能的同时,“实用”、“好用”是未来巨型机发展的生命线。为此,“银河人”把新一代巨型机的应用性能作为技术突破的主攻方向。气象预报、核科学、空气动力试验、石油地震数据处理等领域是巨型机的主要应用方向,“银河—Ⅲ”软件研制人员从机器开始设计时就同步研究适应于上述应用领域的应用软件和并行程序设计环境。现在,只要用户订制银河机,他们就能提供高效的应用支持软件。对“银河—Ⅲ”的硬件设计,他们也尽可能为用户着想。卢锡城亲自主持方案设计,实现了系统从非开放式到开放式的成功跨越,使第三方应用软件可以直接在“银河—Ⅲ”上运行。到目前,已有4台“银河—Ⅲ”巨型机被成功地用在气象、核科学等领域,另有2台已在制造之中,即将到用户单位落户。目前新的用户开拓也出现了很好势头。
  如今,卢锡城和他的同事们,沿着“银河—Ⅲ”巨型机的成功之路,又在迈着坚实的步伐向着新的目标前进,为研制更高性能的银河巨型机而拼搏。 
     《人民日报》 (1999年10月12日第5版)
    附录二:家乡人民的骄傲
  1999年3月17日,中央军委主席江泽民签署通令,给国防科技大学计算机学院院长卢锡城记一等功。
    卢锡城,靖江市东兴镇人。幼年就读于靖江旺稼桥小学,1965年在上海中学毕业后,考入哈尔滨军事工程学院计算机系。1970年毕业留校任教后,卢锡城就作为技术骨干参加了我国第一代大型计算机的研制工作,是交换器系统主要设计者。1982年赴美国留学,1984年回国。卢锡城是新中国培养出来的国家有突出贡献中青年专家、博士生导师。三十多年来,他一直从事计算机教学与研究工作,先后培养了数十名博士和硕士研究生,参加和主持了银河系列巨型计算机、银河仿真计算机等多项重大科学研究,获得国家教学成果奖和军队教学成果奖各1项、国家科学进步一等奖2项、部委级科技进步奖10项,曾两下太平洋执行运载火箭发射数据处理与测量任务,十多次立功、受奖。在研制“银河-Ⅲ”巨型计算机工程中卢锡城担任总指挥,从1993年“银河-Ⅲ”立项开始,他以开拓进取的精神,精心组织、科学管理、大胆决策,在该机研制和应用推广过程中发挥了决定性作用,为“银河-Ⅲ”巨型计算机的研制成功和发展我国高科技事业做出了突出贡献。为此中央军委江泽民主席签署记功通令,给卢锡城记一等功。1999年,《人民日报》、《解放军报》、《新华日报》等各大报纸都登载了这一令人鼓舞的消息。国防科技大学党委号召全校教职员工向卢锡城学习,发扬顽强拼搏、无私奉献精神,勇攀科技高峰,为落实科教兴国和科技强军战略,加速我军现代化建设多出人才,多出成果。有着拥军优属光荣传统的靖江父老乡亲得知这一消息后很受鼓舞,靖江市委、市政府、市人武部当即号召全市军民向卢锡城学习,市委、市政府签发了《关于向一等功臣卢锡城同志学习的决定》,并召开了庆功会。庆功会上,国防科技大学政治部副主任马望星介绍了卢锡城的先进事迹。靖江市委、市政府奖励卢锡城1万元。卢锡城代表国防科技大学,向靖江市委、市政府赠送湖南湘绣一幅,并将地方政府奖励的1万元转赠给家乡的教育事业。卢锡城同志勇攀科技高峰,打破西方国家对我国尖端技术封锁的先进事迹是当代我国高级知识分子、军人和家乡人民的骄傲,是强国强军、实施科教兴市战略的好典型。
    附录三:国产核心路由器寻找突破点
    记者 刘晶 2001年04月04日
  路由器是最重要的一种网络设备,发挥着枢纽的作用,而核心路由器是高速信息网发展的关键设备,从侧面代表着一个国家信息领域的技术水平。世界发达国家为保持其国际竞争力和在信息领域的领先地位,不惜投入巨资进行研制开发。
  在我国已建的网络里,路由器基本被国外的设备垄断,国产路由器仅占整个网络流量的1%左右,而且大多数是中、低端产品。一方面,我国骨干网络建设使用的高性能路由器完全依赖进口,另一方面作为未来信息传递的主要渠道,大量涉及国家政治、军事、经济的机密信息也将在网络中传送,需要保证安全。因此,研制拥有自主知识产权并具有当今国际同类产品性能的核心路由器,同时带动国内网络制造产业的发展,对国家高速信息网建设和信息安全具有十分重要的意义。
    首台核心路由器起点高
  3月26日上午11点钟,由国防科技大学计算机学院和大唐电信科技股份有限公司共同承担的国家“863”重大攻关课题——中国高速信息示范网核心路由器“银河玉衡9108”在北京通过了技术鉴定。
  鉴定委员会一致认为银河玉衡9108核心路由器是国内第一台拥有自主知识产权的高端线速核心路由器,在分布体系结构、无阻塞交换网络、大步调度策略、网络处理器、协议软件分布等关键技术上取得突破和创新,整体技术处于国内领先,与国际上同档次的产品相比,达到当前国际先进水平,具备系列化和产业化基础。
  银河玉衡9108提交鉴定系统的实测峰值交换能力为72.24Gbps,数据交换峰值速率为64.21Gbps,实测包转发率为29.52Mpps,达到了相当于思科12000系列路由器设备的交换水平。银河玉衡9108硬件系统由双备份的中心处理机、网络接口处理机(含网络处理器)、交换网络子系统、电源及安全监护子系统、外部时钟子系统五部分组成;软件系统由中心处理机软件系统、接口处理机软件系统、nROSE协议软件系统和网络管理与用户配置管理系统四部分组成,具有2.488Gbps POS、155Mbps POS及10/100Mbps和1000Mbps以太网等网络接口,支持RIPv1/v2、OSPF、BGP4、PPP等协议。
  有关专家介绍,“银河玉衡9108”采用了分布式高可靠性设计,具有分布体系结构、硬件快速转发、服务质量保证机制、安全控制、完善的网络协议等特点。它能支持当前多种以太网络和光通信接口,以及因特网的各种路由协议;能动态适应网络变化,可以与现行网络设备互连互通互操作;能满足国家、省级宽带骨干网和局域网建设要求,可广泛应用于通信、电视、电力、国防、金融等领域。
    校企联姻推动产业化
  国防科技大学计算机学院院长卢锡城说,我们在一开始研发的时候就已经考虑到了产业化问题,1999年7月,国家科技部召开的我国首次核心路由器招标会议上,在九家科研单位中,国防科技大学的方案赢得了第一名,此后我们和大唐电信联合与中国高速信息示范网领导小组签订了研制我国第一代核心路由器的合同,将国防科技大学的科研优势与大唐电信的产业优势相结合。
  产业化工作已经开始启动,据大唐电信执行副总裁姜涌介绍,双方已经签订了产业化框架协议,到去年底,已经生产了十套“银河玉衡9108”核心路由器,并在网络中开始运行,今年还将继续生产并要降低成本。
  卢锡城说,我们设想产业化的过程是先将核心路由器在边缘地区并入网络试用,逐步进入运营网络。
  这一核心路由器首先在中国高速信息示范网中试用,据透露,该网将在5月底运行,今后还会与实际的运营网联通。
  产业化的另一个基础是产品的系列化。卢锡城说,银河玉衡核心路由器有产品系列化的规划,下一步将是向太比特量级的路由器推进。
    国内企业蓄势待发
  我国的宽带骨干网建设在“十五”期间还将上一个大的台阶,对于产业来说,这是一个巨大的市场,良好的机遇。国内企业也在积极地做技术储备和产品预研。有的已经成功地进行了市场开拓。
  在2001年1月份由信息产业部组织召开的“网络产品发展研讨会”上,中兴和华为分别介绍了他们在电信级高端路由交换产品的发展状况。
  中兴通讯的核心路由器由ZXR—G05/T64/T128系列电信级高速路由器构成,规划可以提供从5M pps、20Mpps、40M pps直至80M pps以上的IP包交换能力。此外,中兴的MPLS(多标签协议)技术的研发也会对核心路由器性能的提高有所帮助。
  华为公司的核心路由器由Quidway NE16E/O8、Quidway NE50/80构成,目前QuidwayNE50已经实现单框交换容量50Gbps,无阻塞全线速交换;全分布硬件转发结构、所有端口转发能力达1.488Mpps的IP包交换率。Quid wayNE系列在北京电信公众IP网等地已得到应用。
  随着国内企业在高端网络产品的进一步研发生产和市场开拓,我们有理由相信,在未来的信息网络基础建设中,中国制造有美好的明天。

 

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