董占球

董占球，1935年11月29日出生于安徽省合肥市。中国计算技术专家。曾任中国科学院大学教授、博士生导师。在中国计算机技术的发展历程中，董占球先后参与研制了中国第一台通用电子计算机、第一台每秒运行一万次的通用电子数字计算机、第一台大型通用数字电子计算机，并在多项国家重要科研和工程项目中承担理论研究和工程实现，为中国计算机的研制和应用作出了开创性的贡献。他提出的“按模式记忆”等学术观点，对计算技术基础理论进行了有益的探索。

个人经历

4岁时，他的母亲死于日本侵略军的轰炸。在随后的逃难中，他在大街上替人擦过皮鞋，在卷烟厂做过童工。1945年抗战胜利，他回到合肥市。在没有上过一天小学，只有父亲对他的启蒙教育的基础上，1946年考入合肥市立第一中学。1948年父亲因病去世，在他几陷绝境时，1949年合肥解放了，结束了他苦难的童年。1952年他从合肥高中毕业，考入山东工业大学。同年，院系调整，山东工学院、厦门大学、浙江大学的无线电系调整为东南大学无线电工程系，于是他进入该系学习。大学4年，他享受甲等助学金，受到陈章、钱凤章、吴伯修、谢处方诸位名师的教诲。1956年大学毕业，分配到中国科学院计算技术研究所筹备处。这是根据周恩来总理领导制订的《1956～1967年科学技术发展远景规划纲要》而筹建的崭新的研究所。华罗庚任筹备委员会主任。在接受华罗庚面试后被分配到整机研究室。在室主任闵乃大和吴几康的直接培养下学步科研工作。同时，参加了筹备处举办的第一期训练班。范新弼、吴几康、夏培肃、周寿宪、孙念增、徐献瑜诸位先生都为训练班授课。1957年11月我国第一台通用电子计算机（103机）研制组成立，莫根生任组长、张梓昌任副组长，他被分配负责运算器组。这台机器在1958年8月1日运行短程序成功。中国科学院党组书记张劲夫视察后说：“有了！”它标志着我国第一台计算机的诞生。1958年初，筹备处由西苑大旅社迁至中关村新建的大楼。1959年正式成立中国科学院计算技术研究所，阎沛霖任所长。1958年开始研制的我国第一台每秒运行1万次的通用电子数字计算机（104机），于1959年初进入机房调试。董占球从103机组调至104机组的运控组，参加了后期的调试工作。该机于1959年9月试制成功，实现了向中华人民共和国国庆节十周年献礼的目标。1959年6月，我国第一台自行设计的大型通用数字电子计算机（119机）开始研制。他担任该机标准线路组组长，负责全机电路定型。在整机进入机房进行联合调试时，他担任机房秘书，负责组织实施全机联调。该机在1964年研制成功。上述3台计算机的研制成功，是我国计算机从无到有、从仿制到自行设计研制过程中的历史性事件，已经载入中华世纪坛青铜甬道铭文之中。1968年，1025机开始研制。该机采用ECL技术，中国科学院109厂承担了芯片的研制任务。他配合研制ECL芯片静态参数中间测试系统。由于各种原因，1025 机的研制中途夭折，但他却在集成电路研制方面积累了经验。

1971年，董占球调至冶金工业部北京仪表厂，后与冶金工业部有关科研院所合并成立冶金工业部自动化研究所。1973年，他担任国家重大工程项目“上海第一钢铁厂1200半连轧计算机控制系统”负责人。为了项目的需要，他在仅有一本系统手册的情况下，在1976年完成了仿PDP-11/15计算机的研制，满足了工程的要求。该项目虽仅部分投入运行，但他却积累了计算机实时控制的经验。此后他负责计算机研究室的工作，主持ACOS400的开发运行，先后完成了武钢集团1700工程冷轧控制模型；高炉结构计算；长江中、下游地质勘探分析等大型工程计算。1981 年，冶金工业部授予他高级工程师技术职称。

1984年，董占球调至中国科学院大学，开始他20年的研究生教育工作。他开始对经历过的计算技术的科研、生产实践活动进行系统的思考。1986年，他发表论文《对计算机若干问题的讨论》，提出突破确定性算法下的逐步求精过程，探求非确定性算法下的验证过程；突破离散的二值的变量元素，探求更为广义的更接近物理世界的信息描述与表征；突破约翰·冯·诺依曼的一维顺序模型，探求多维内连拓扑；突破传统计算机中信息存储对信息操作规则的存储无关，探求既存储某一信息又存储对该信息的操作规则集的存储系统；突破传统计算机中人机联系的非自然形式，探求直接的自然形式。这些观点得到了学术界一些专家的支持，形成了联合攻关组，进行了长达10余年的探索。1987 年，他与刘邦君合作出版了《计算机体系结构技术》一书。这本由科学出版社出版的专著，参加了1987～1988国际图书博览会。1989年，作为项目负责人，他向国家自然科学基金委员会提出“面向智能计算系统的记忆、思维的基础理论——模型与方法”的重大项目申请并被批准立项。1991年，他与范新弼合作，发表论文《按模式记忆》，提出“记忆是模式的”，“记忆与处理应存在于同一结构”的观点。在此后的10余年中，他与冯嘉礼合作，一直坚持这一方向的研究。1992年，他提出的重大项目建议，由国家科委组织进入“认知科学中前沿领域若干重大问题的研究”的攀登计划项目。他是该项目中“思维与智能的模拟”课题专家委员会成员。1997年，国家科委组织制订“973”计划，董占球参加了该计划中信息科学领域8人计划起草小组。

在中国科学院研究生院，董占球主讲了“计算机体系结构”、“计算机系统分析与性能评价”、“人工智能与计算机”等课程，学生们对他的讲授反映良好，他主讲的“计算机体系结构”多次被评为“优秀课程”。他培养了数十名博士、硕士，至今，他仍活跃在讲台上，努力实践“教书育人”的使命。

科技成就

1973年，董占球担任国家重大工程项目“上海第一钢铁厂1200半连轧计算机控制系统”负责人。工程项目的任务是：对热轧钢板的厚度进行控制，保证产品按厚度要求生产。这样的过程控制系统在我国当时没有先例。轧钢是快速过程，轧机及拖动不可能改造。工程涉及面很广，例如一、二次测量仪表就有：温度、转速、厚度、轧制压力、轧开口度等。由于各架轧机的工艺参数不同，因此对这些仪表的测量精度及响应时间的要求也不尽相同。从加热炉出料的钢坯在材质、厚度、温度等参数上也有离散，因此轧制曲线也不唯一，电磁离合器、轧辊拖动电机的响应特性受到制约等。这些都使系统的设计和实现面临许多困难，而且又要求成品钢板的纵向厚度必须一致，不允许出现明显波动，更使难度大大增加。面对这些困难，董占球提出：第一，采用前馈控制方式，即由前架轧机的控制参数输出控制下架甚至下下架轧机的轧辊开口度及轧制压力，以求缓解速度与控制时间的尖锐矛盾；第二，采用计算机—模拟复合控制方式，用模拟控制的快速性对本架轧机控制，用计算机对控制模型的计算输出实行前馈控制。事实表明，这些做法是正确的。由于当时没有合适的计算机可用，经过分析论证，决定仿制PDP-11计算机，然而当时唯一的资料就是一本PDP-11计算机的系统手册。所以，董占球只能逐一分析指令，进行逻辑设计，根据系统设计的要求进行存储器、A/D-D/A转换、控制台、电源系统、结构、通风等的自行设计。与此同时进行的是模拟控制装置的研制、计算机模拟转换装置的研制、部分一、二次仪表的研制、控制模型及数值计算方法的研究，等等。经过项目组全体人员的艰苦努力，1976年，这一系统在上海第一钢厂试运行，由于种种原因，这一工程虽然没有实现最终目标，但它对热轧钢板厚度自动控制做了有益的探索，提供了一些可资借鉴的经验。对武钢集团07工程的实施和我国工程技术人员更快、更深入地掌握引进设备有所助益，也为后续的宝钢股份工程准备了一部分工程技术力量。董占球的这一工程实践经历，使他积累了计算机实时控制应用的经验，深化了他对计算技术的认识。如果说，他参加我国早期计算机研制经历的15年为其在理论基础、科研方法、科研素质等方面打下了基础，那么在冶金工业部经历的科研生产实践，则拓宽了他的科技视野和对计算技术的更深入理解，对他以后的科研和教学工作十分有用。

1984年，董占球调入中国科学院大学。一方面，他经历了近30年的科研、生产实践，积累了丰富的经验；另一方面，工作环境相对宽松，使他有可能对计算技术的深层问题进行认真的思考。这些思考与研究导致了《计算机体系结构技术》一书的出版，以及《对计算机若干问题的讨论》和《按模式记忆》论文的发表。《按模式记忆》这篇论文，1988年在长沙市召开的信息存储技术专业委员会第六届年会上报告不久，1989年D.L.ALKON在《科学美国人》杂志上发表论文，明确提出“记忆是模式的存储”，这就为董占球的观点提供了有力的神经生理学的支持。此后兴起的“Brain Simulation”也鼓舞了董占球在这一方向探索的信心。“按模式记忆”这一观点的提出，源于董占球对计算技术和人工智能的认识，他认为，以“能行可计算的”为理论基点，以演绎逻辑背景下的形式系统为理论框架，以确定性算法下的逐步求精为算法内涵，以部分递归函数类为计算对象，以图灵机为面向机器的模型，这一格局有其局限。以“思维即计算”为理论基点，以演绎逻辑背景下的形式系统为理论框架，以形式化方法为手段，以冯·诺依曼结构为执行环境的人工智能有其局限。

他对常规计算机作出归结，即M：=OP{0，1}明确指出了常规计算技术在理论上的局限。其中的赋值符“：=”源于赋值公理，在机器中表现为冯狭道，在软件中表现为赋值语句。冯狭道源于“计算机中信息存储对信息操作规则的存储无关”，亦即记忆与处理是分离的。赋值语句不服从“引用透明性原理”。这就使董占球产生了：记忆与处理存在于同一结构、离散与连续混合处理、规则不必全部预先定义、语义不单一的思想，所有这些，导致了“按模式记忆”观点的提出。在他与冯嘉礼的长期合作中给出了“按模式记忆”可证的数学结构。

董占球的上述学术观点，得到了中国科学院计算技术研究所范新弼、刘筱，国防科技大学吴泉源、王志英，武汉大学陈莘萌，哈尔滨工业大学胡铭曾，华中科技大学李德华，重庆大学童，武汉水利电力大学李传湘，北京航空航天大学赵沁平以及稍后加入的广西师范大学冯嘉礼的认同，并在此基础上自愿联合组成联合攻关组。经过大家共同讨论，由董占球作为项目负责人，在1989年向国家自然科学基金委员会提出了“面向智能计算机系统的记忆、思维的基础理论，模型及方法”的重大项目建议书。董占球在1992年受国家自然科学基金委员会的委托，拟订了1992年度项目指南“面向智能计算系统的记忆与思维的研究”，并被批准立项。1990年，董占球作为项目负责人向国家科学技术委员会提出了“记忆与思维，认知科学中的根本问题和智能系统新原理”的重大项目建议书，1992年由国家科委组织进入“认知科学中前沿领域若干重大问题的研究”的攀登计划项目。他至今仍在这一领域进行艰难求索。

主要论著

1 应群，守文（董占球）译。电子计算机的软件基础。北京：科学出版社，1979

2 董占球，刘邦君。计算机体系结构技术。北京：科学出版社，1987

3 董占球。对计算机若干问题的讨论。计算机研究与发展，1986，10

4 董占球，范新弼.按模式记忆。计算机学报，1991，4

5 董占球。人工智能（A1）研究中的若干问题。计算机研究与发展，1991，6

6 董占球，汪焕敏。复杂系统优化的计算机方法。数学物理学报，1993，2

7 董占球，刘岩，韩承德。一类智能计算思想：按自然法则计算。计算机科学，1996，23（3）

8 冯嘉礼，董占球。基于属性整合的知觉模式生成与识别模型。计算机研究与发展，1997，7

9 冯嘉礼，董占球。基于属性抽取和整合的感觉神经检测模型。计算机研究与发展，1997，7

10 毛文吉，熊竞，董占球。存储与处理合一的智能系统。计算机研究与发展，1997，2

11 董占球，冯嘉礼。按模式记忆理论的数学描述（1）——记忆模式的属性坐标表示法。计算机研究与发展，1998，8

12 陈苒，董占球。按模式记忆理论的记忆结构刻画。计算机研究与发展，2000，5

参考资料

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