彭一葦、李小平、陳朔鷹:用“286”電腦,為北京亞運會上做出世界先進“信息系統”


——迎接建校80週年“北理故事”系列報道之八

【順豐集運查詢】2018年,為搶救、挖掘寶貴的校史資料,黨委宣傳部組織力量啓動校史“口述史”採集工程,並委託圖書館具體實施。兩年多來,採集工程共記錄保存80位離退休教師口述史資料15058分鐘,形成文字資料160萬字。為紀念學校建校80週年,黨委宣傳部、圖書館結合“口述史”採集成果,精心策劃製作,推出《北理故事》系列。希望廣大師生校友能從精彩的故事中汲取力量,傳承紅色基因,為建設中國特色世界一流大學而努力奮鬥!

 


 

  在如今的體育賽事直播中,成績瞬間發佈、球路動態模擬、技術時實解析……已經讓人們習以為常。在上世紀八十年代末,計算機尚未在中國普及,如果要為國際性體育賽事搭建信息化系統,無疑是困難重重

       然而在1990年的北京亞運會上,一套由中國人自己開發的信息系統,不僅成功完成了這次盛會的保障任務,更是得到了國際社會的好評與肯定。耀眼成績的背後,又有怎樣的北理故事呢? 

講述者:彭一葦

北京理工大學教授、原計算機工程系副主任

講述者:李小平

北京理工大學教授、繼續教育學院原副院長

講述者:陳朔鷹

北京理工大學副教授、網絡信息技術中心原主任

  上世紀80年代,在改革開放的春風中,北京理工大學堅持服務黨和國家需要,主動實施“五個歷史性轉變”,發揮科研優勢主動服務社會經濟建設,取得了一系列令社會矚目的成績。

  1990年10月7日,第十一屆亞運會在北京勝利閉幕,這是中國舉辦的第一次綜合性的國際體育大賽,得到國內外媒體的高度評價。其中,北京亞運會的賽會計算機系統也引起了國內外媒體的廣泛關注。有國外媒體評價,這個系統的性能超乎想像,超越了1984洛杉磯奧運會和1988漢城奧運會。同年,該系統獲得了“計算機世界史密斯索尼亞大獎”提名,是當年亞洲地區唯一入圍的項目。

  為國家盛典提供關鍵支持,在世界舞台展示中國水平,成績的背後,他們是來自北京理工大學的攻堅團隊。

誓要啃下“硬骨頭”

  1990年,第十一屆亞運會將在北京舉行,這也是剛開啓改革開放的中國向世界展示民族文化、精神氣質和大國形象的重要舞台。

  當時,伴隨着計算機技術的發展,在如此重大的國際體育賽事中,運用大型電子信息系統來為賽事管理運行等提供支持與服務,成為“必選項”。

  經過考察與遴選,這一光榮的任務落在了北京工業學院(現北京理工大學)計算機系師生們的肩頭,他們承擔起了建立北京亞運會計算機信息系統和網絡工程的重任。師生們深知,這不僅是一項向世界展示中國的關鍵政治任務,更是一塊開創中國技術先河的“硬骨頭”。

參加了北京亞運會電子綜合信息服務系統研製的我校計算機系師生

  自創校以來,黨和國家的需要就是北理工人行動的號角,在學校的大力支持下,計算機系的師生們誓要啃下這塊“硬骨頭”。在保證正常教學任務的前提下,全系集中人力物力,攻堅克難,抽調彭一葦、李小平、陳朔鷹等一批師生參與到相關工作中。

  1987年10月,以北京工業學院計算機係為主體的第十一屆亞運會計算機工程科研組成立,開始參加計算機工程電子信息服務系統的調研、開發、測試和運行工作。然而,項目剛一啓動,就面臨了巨大的挑戰。

一切從“0”開始

  電子信息服務系統是亞運會信息服務的中樞,系統包括比賽場館的計時記分採集、為公眾提供信息查詢、通信、車輛調度和醫療服務等。在整個亞運會期間,信息系統不僅要提供多種信息諮詢和電子通信服務,還必須實現快速、準確、全面。

  然而,作為首次承辦如此大型的國際體育賽事的國家,中國在此前完全沒有建立計算機電子信息系統的經驗。這個系統到底是什麼樣子?師生們毫無概念。大家僅能根據參加過大型運動會的中國官員和運動員的描述構建模塊。“當時國家是沒有互聯網的,是‘0’,我們不知道網絡環境是啥樣子,不知道硬件環境是啥樣子,更不知道軟件環境是啥樣子。”用陳朔鷹的話説:“一開始來做這個項目的時候,整個是暈的。"

  除了缺乏經驗,上世紀八十年代末,國內計算機設備的匱乏也是擺在科研組面前的攔路虎。彭一葦回憶,科研組先後考察過舉辦過洛杉磯奧運會和漢城奧運會的外國系統,但都因為設備過於昂貴,加之複雜的國際形勢而最終放棄。“我們當時大型計算機基本上沒有,就經貿大學算有一台中型機,再一個冶金部,他們也是一台中型機。其他的就是我們自己生產的286。”硬件跟不上,通訊環境也很落後,“當時北京市的通信能力,只有每秒鐘4800個bit。”

  面對國際上的種種質疑,科研組勇於擔當,知難而上,迸發出了驚人的創造力,把一個又一個不可能變為了可能。

  科研組提出,要設計出一套中國人自己的計算機系統,既符合當時國內軟硬件條件實際情況,又能滿足賽會需要,並具有國際先進水平。在充分調研的基礎上,參照洛杉磯奧運會和漢城奧運會的設計經驗,結合當時國內的實際情況,科研組最終拿出了整個系統的設計方案,蒙在師生們眼前的迷霧漸漸散去,北京亞運會計算機工程電子信息服務系統的輪廓結構變得清晰起來。

創舉!為國爭光

  在洛杉磯和漢城奧運會上,信息系統採用的是集中式的方式,但在當時中國的通訊條件下,如果採用這種技術方案,肯定無法達到賽會要求的信息傳輸速度。

北理工亞運會電子信息服務系統算法流程圖

  為解決這個問題,師生們大膽創新,採用分佈式的設計,保證了通訊量最小,即把數據分成靜態數據和動態數據兩個部分,將運動員信息、賽事背景資料等基本不變的內容定義為靜態信息,存儲在微型機上,不佔用通訊線路,用户可以隨時查詢;將比賽成績、比賽動態作為動態信息上傳到一個小型機組中,小型機組將信息分別發送給成績處理中心的大型機和亞運會指揮部。這樣創新的設計,確保轉播控制、記者中心、指揮中心、上級單位都可以第一時間掌握賽場信息。由北理工團隊創新設計的這套系統最大限度地發揮了本地計算機的優勢,最終使得系統響應時間達到了非常好的效果。

  直到現在,陳朔鷹回憶起當時的研究工作,仍然倍感自豪,“洛杉磯奧運會面向公眾查詢系統響應時間的性能指標是5秒鐘,亞組委給我們提的性能指標是要超過他們,達到3秒鐘。經過測試,我們最後達到的最好成績是0.7秒。”這一成績引起了國內外轟動,台灣媒體在亞運會開幕的第三天,專門就此事做了報道:中國龍起飛了。

  科研組設計的電子信息服務系統不僅達到了設計水平,在許多維度超越了第十屆亞運會及第23、24屆奧運會的計算機水平。值得一提的是,在沒有互聯網的情況下,師生們還創造性地建設了電子郵件系統,實現了電子郵件在我國的第一次大規模實際應用。

  電子郵件系統是整個計算機服務系統中的重要環節,在北京亞運會期間,電子郵件系統發揮了重要的作用。比賽成績出來後,馬上通過接口傳到電子信息系統中,電子信息系統隨即自動產生短消息,通過電傳跟新華社接口,然後把最新的成績傳遞到世界各地。

  在參與這套系統設計的李小平眼裏,除了滿足日常賽會的常規需要外,這套系統在當時還有很多創新之處,其中一個就是跟當時比較先進的通訊工具的結合。“就是跟BP機、電子郵件結合起來,你發一個電子郵件出去以後,接收者攜帶着BP機,就可以同時把有電子郵件的信息通知到他的BP機上”,這可以説是最早期的即時通訊工具。

  隨着第十一屆亞運會的勝利召開,為計算機信息系統拼搏了1000多個日夜的科研組終於向中國、向世界交出了一份令人滿意的答卷。

計算機工程科研組團隊獲獎證書

  北京亞運會計算機系統的成功也極大地激勵了北京理工大學計算機系廣大師生的幹勁,併成為北理工計算機專業發展史上的一個里程碑。從上個世紀90年代起,北京理工大學計算機專業開始進入新的歷史階段,教學、科研相互促進,逐漸形成了計算機學院、軟件學院兩個學院和一個網絡中心的新格局。

  30年後,幾位亞運會計算機系統研製工作的參與者,回憶起當年的往事仍難掩激動之情。“真的感覺到自己是在擔負國家使命和時代使命”,陳朔鷹説,“這些同學第一次經歷這種實際設計運行的全過程,感受到國家逐步強大起來的現實,實際上也受到了一次非常好的愛國主義教育。”

  “當時感覺到唯一的想法是沒有辜負黨和國家的期望,我們幹成了一件大事。”彭一葦欣慰地説。

  矢志強國,北理工人永遠在路上。面向未來,建設中國特色世界一流大學,北理工人永遠在奮鬥!

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