回顾中国第一台数字电子计算机的制造与改进 | CCCF精选

发布时间：2026-05-06来源：中国计算机学会

本文梳理了103机的仿制、调整与改进历程，讨论这一历程体现的我国计算机的发展模式，以及103机对我国计算机事业后续发展起到的作用。

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八一型（103机）数字电子计算机是我国仿照苏联M-3计算机制造的小型通用数字电子计算机，于1958年8月由中国科学院计算技术研究所（后文简称计算所）和北京有线电厂（后文简称738厂）合作完成，是我国制造的第一台数字电子计算机。计算所的档案文件中将103机称为“八一型（103机）电子计算机”；在《中国科学院计算技术研究所三十年（1956—1986）》一书中，张梓昌将其称为“八一（103）型数字电子计算机”。基于对档案的尊重，文中以“八一型（103机）数字电子计算机”作为103机的正式名称。

与一般提到的世界上第一台可编程通用数字电子计算机ENIAC不同的是，我们提到的中国第一台数字电子计算机，所指的通常不是单独的一台计算机，即1958年8月1日制成的那台八一机，而是指包括同型号的其他26台103机、经过质量整顿后的16台DJS-1以及进一步升级的6台DJS-3。这一点清楚地说明了一个事实，即我国的电子计算机从一开始就是与计算机工业同步发展的。这也进一步揭示出，研究103机的制造过程与其改进历程有着同等的重要性。

一般来说，我们对103机主要有两方面的认识。一方面，103机的快速完成得益于“1956—1967年科学技术发展远景规划”（简称“十二年科技规划”）和“四项紧急措施”；同时，103机的研发对我国计算机技术后续发展产生了一定的影响。另一方面，103机一般被认为是苏联M-3计算机的直接复制，但这一认识没有考虑到103机后续的调整与改进，严格来说是不够全面的。

因此，本文将梳理103机的仿制、调整与改进历程，讨论这一历程体现的我国计算机的发展模式，以及103机对我国计算机事业后续发展起到的作用。

仿制八一型计算机

集中力量制造计算机

20世纪50年代中期，我国逐渐意识到发展科学技术在社会主义建设中的巨大作用。1956年1月14日，周恩来（时任国务院总理）在中共中央关于知识分子问题会议上作了《关于知识分子问题的报告》，提出：“……我们现在就必须提出这样一个任务，就是要在第三个五年计划期末，使我国最急需的科学部门接近世界先进水平，使外国的最新成就，经过我们自己的努力很快地就可以达到。”这次会议标志着我国决定“向现代科学进军”，并开始筹备中国第一个长期科学远景规划，以集中发展我国急需的科学技术力量。1956年1月31日，国务院召开制订十二年科学技术发展远景规划动员大会，宣布成立科学规划小组，并由周恩来挂帅。3月中旬，科学规划小组正式改组为国务院科学规划委员会，陈毅（时任国务院副总理）为主任，李富春、郭沫若、薄一波和李四光为副主任，钱学森等35人担任委员，张劲夫任秘书长。国务院科学规划委员会召集了国内的230名科学家组成了若干规划组，其中就有计算技术与数学规划组，组长为华罗庚。

1956年5月20日，在周恩来总理的推动下，规划中最紧要的几种科学技术被划入紧急措施，以超规格的形式优先发展，其中就包括计算技术。具体来说，就是按“先集中，后分散”的原则，将中国科学院、国防部五院、第二机械工业部、中国人民解放军原总参谋部的相关人员集结起来，筹办计算所，作为发展计算技术的平台。1956年8月21日，《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要（修正草案）》公布，第41项“计算技术的建立”明确指明：本任务以电子计算机的设计制造与运用为主要内容。一、二年内，首先着重于快速通用数字电子计算机的设计与制造，从中掌握各种电子计算机的基本技术与运用方法，以建立计算技术的基础。二、三年内，开始掌握专用电子计算机的设计与制造，进而根据需要研究制造各种专用计算机。关于利用电子计算机进行自动翻译的工作，首先由语言学家与数学家协同研究翻译中字汇范围和文句结构，并编制运算程序，然后进行实际操作的研究。此外，有关计算机技术的数学问题，如程序设计与近似计算方法等，也包括在本任务之内。

关于如何在我国发展计算技术，尤其是如何制造电子计算机，科学规划委员会和计算技术与数学规划组是做过审慎斟酌的。从需求上来看，我国对电子计算机最迫切的需求来自原子弹的研发。核武器的研制需要做大量的计算，只有大型电子计算机才能够满足研制任务的需求，因此无论是购买还是自行制造，我国发展电子计算机的第一要务是在1959年底前获得一台大型电子数字计算机。此外，我国的部分军队、石油等工业部门和一般科研部门对计算机也有比较迫切的需求，这些单位分布较散，对计算资源需求量较大，以当时我国的计算机工业发展水平，很难完全满足。

1956年5月26日，周恩来总理在中南海怀仁堂招待参与“十二年科技规划”的300多名科学家时提到，这个规划就是要学习苏联和其他一切先进国家的科学技术，争取在12年内使我国重要的和急需的科学技术部门接近和赶上世界先进水平。在当时的国际政治环境下，围绕着意识形态和超级大国争霸的冷战正在进行。中国刚刚结束抗美援朝战争，正处于“一边倒”地向苏联阵营靠拢的时期，这使中国也被列入了巴黎统筹委员会(Coordinating Committee for Export to Communist Countries)的禁运名单。由于无法从其他拥有先进计算机技术的国家（如英美等国）获得技术支持，在20世纪50年代，中国的计算机技术与产业基本上都是由苏联协助构建的。

1956年9月，中国科学院组织的计算技术考察团分两批前往苏联进行访问，考察团的团长是闵乃大，团员都是有较高理论水平和一定实践经验的专家。考察团参观了莫斯科与列宁格勒（今圣彼得堡）的22个相关机构，包括苏联精密机械与计算技术研究所、计算中心、莫斯科CAM计算机厂、电子管厂等，考察团参观了БЭСМ、СТРЕЛА、M-2、M-3、M-20、Урал等已投入运行和正在制造的电子计算机，并重点研究了БЭСМ和M-20大型计算机。1957年11月1日，郭沫若率中国科学技术代表团120人访问苏联，经谈判，中苏签订了为期5年的《中国科学院和苏维埃社会主义共和国联盟科学院科学技术合作议定书（1958—1962）》以及《中华人民共和国政府与苏维埃社会主义共和国联盟政府关于共同进行和苏联帮助中国进行重大科学技术研究的议定书》，其中就有计算技术科学研究和工业基础建立的具体援助措施。

通过这次谈判，苏联同意向我国提供БЭСМ计算机一台、БЭСМ散件一套、M-20计算机一台，以及其他设备、仪器和材料若干。后由于M-20计算机还处于研发阶段，以及其他各种原因，我国决定改为希望获得一台БЭСМ-Ⅱ大型数字电子计算机（БЭСМ-Ⅱ基本上是БЭСМ的改进型）。1957年4月，何绍宗以中国科学院院长代表的身份前往莫斯科苏联科学院推进采购事宜，这次采购没能达成直接购买整机的目的，但成功订购了M-3计算机和БЭСМ计算机的图纸资料。在这种情况下，计算所（筹备处）认为，由于向苏联订购的计算机一时无法到手，而国内开展计算工作又迫切需要一台机器，故而拟先在1958年中旬以苏联M-3计算机为蓝本制造一台小型计算机。

仿制八一型计算机

与许多国家最初开展计算机研制的过程类似，我国选择了“厂所结合”的模式开展M-3计算机的制造工程，即由计算所和738厂合作完成计算机生产任务。这一方面是因为计算所仍在建设中，实验工厂还无法投入使用；另一方面则是为了在首台计算机制造完成后，直接实现到工业生产的过渡。738厂直属于第二机械工业部，厂领导以过人的勇气接下了计算机的生产这一重担。1957年10月，738厂从电话交换机生产线抽调人员，成立了总设计科第二设计室，下辖小型机、大型机（即103机、104机）这2个机组，提前一个月开始了计算机相关技术的研究。738厂当时生产计算机的负责人为顾存俊、陆学逊，103机组的主任为钱基广。

1957年9月中旬，M-3计算机的图纸等资料从苏联送到中国科学院。11月，计算所（筹备处）与738厂正式签订试制M-3计算机的合同，规定在生产过程中，厂方负责原材料订货与图纸的翻译、模具的设计与制造、标准部件的装配与测试、部件装配与总装配等；计算所则负责总的领导和联系工作，以及供给电子计算机的设计资料、外购件与部分特殊零件和材料，并协助厂方解决标准件制造、装配以及总装配等问题，在738厂交付机体之后，还须承担调机和试机的工作。738厂对M-3计算机制造成本估价20万元人民币，由计算所出资。合同规定738厂须在1958年6月1日前交付组装完成的计算机整机。

1957年11月底，随着清华大学从全国大学中抽调的第一届计算机训练班毕业生加入计算所（筹备处），M-3工程组正式宣布成立，莫根生任组长，张梓昌任副组长，组内的训练班学员有王乃泉、王行刚、董占球、胡宗藻、费廷和、梅协英、舒贻庆等。随着工作的开展，工程组成员又陆续增加。M-3工程组内部分设了5个小组：电源组的负责人是徐则琨；运算器组的负责人是董占球；控制器组由曲礼慧负责；输入输出组由李祖熙负责；磁鼓小组是与所内外部设备工程组协作设置的，委派柳浦生担任小组长。工程组组长莫根生负责全面工作的协调，主抓试制工作；副组长张梓昌主抓技术工作和机房工作；居兆林担任工程组的学术秘书。

莫根生生于1915年，20世纪40年代通过了赴美工业培训考试，于1946年获得哈佛大学工程硕士学位，在1949年5月回到了祖国。开展M-3机仿制工程前，莫根生隶属于二机部十局（电信工业局），因“紧急措施”被调入计算所（筹备处）工作，并作为1956年9月赴苏代表团的一员出访莫斯科。M-3计算机的制造开始后，莫根生作为工程组组长负责计算机生产相关的工作，与738厂的钱基广一同参与了计算机图纸的取送，并带队将组装完成的机柜从酒仙桥厂区接回了中关村。在计算所的任务结束后，莫根生被调到四机部华北计算技术研究所（十五所）任副总工程师，以103机的架构为基底，使用成熟的104机的插件和机柜，设计并制造了113计算机。

张梓昌生于1921年，1957年末从国防部第五研究院被借调到计算所M-3计算机工程组，任副组长，主管技术工作和机房工作。张梓昌带领工程组的技术团队完成了M-3计算机相关的前期分析和试验，并在接到机器后率队完成了八一机的调试工作。《八一型（103机）电子计算机调整总结》这部册子也是在张梓昌主持下集体编订的。张梓昌回到第五研究院后，主持安装了国产103、104机和苏联乌拉尔计算机。

第一台计算机的研制过程如表1所示，其中主办单位8组为M-3工程组，7组为技术支持组。研制过程分成3个阶段。第一阶段是准备阶段，从1957年9月到1958年初，此时计算所还在西郊大饭店办公，主要任务是研读已有的图纸资料。第二阶段是1958年年初到5月底，这段时间由738厂负责计算机机体的制造，计算所主要做实验工作，5月31日全机主要部分从有线电厂移入计算所机房。第三阶段则是6月初到1958年年底，由计算所进行调机任务，实际未能在当年完成。

表1 103机制造计划草案

1958年初，738厂开始加工机器零部件；3月初，装配工作开始。经过2个月昼夜不断地艰苦奋斗，计算机的机柜和插件在5月下旬基本完成。在计算所工程组的协助下，738厂很快完成了机柜接线的正确性检查，还对试制的绝大部分插件做了测试。1958年6月1日，中国第一台电子计算机的机体在738厂组装完成，从酒仙桥运往中关村，调机工作正式开始。

对计算机进行调机的目的是调整计算机的机体焊接和电路运行情况以使其达到预期指标。在对738厂送达的计算机进行初步调试后，计算所发现机体的接线错误不多，但有极多虚焊点，这使机器的运行很不稳定，但为了赶时间完成“八一献礼”，也只好暂时放下不管。完成接线正确性检查后，各小组开始各部分分调，调机中发现的稳定性和可靠性问题，只要不影响正确性就暂时不管。在工作中，许多同志整周无休，每天工作超过12小时，甚至常苦战通宵，3组的同志甚至在调机中整夜不睡守在机房，体弱的也不例外。分调之后是联调（总调），这两道工序各用了一个月。

1958年8月1日，我国第一台数字电子计算机举行公演，因此得名八一机，运算速度为30次/秒。如图1所示，《人民日报》对这台计算机的成功制成进行了报道。时任中国科学院副院长的张劲夫在观看八一机公演后为其起了一个小名“有了”，这部意义重大的计算机正是我国电子计算机事业从无到有的证明。

图1 1958年8月3日《人民日报》对八一机制成的报道

103机的调整和改进

103机调机标准的建立

虽然八一机完成了献礼，但M-3工程组的人心里清楚，这台计算机还不能正常工作，承接任务进行算题更是无法胜任。八一机的分调和联调实际上没有完全通过，计算所8组对整个调机过程的问题进行了总结，提到调机计划一开始定在8月1日前完成，随后推迟到8月底，而后又不断推迟到10月1日、12月初、12月底，最后也没有在1958年内完成调机任务。每次都未完成指标的关键原因就是过于强调速度而放松了质量，时间安排得太紧迫。另外，M-3工程组的人员里有不少是从104机组调出来的，在“八一献礼”完成之后，组内的政治力量和技术力量有一部分又被调走，这让调机工作进行得更加困难。

根据工程组人员的回忆，整个调整机器的过程分为4个阶段：

第一阶段：1958年5—8月。此时第一、二机柜联合起来能完成极简单的运算。计算所5组完成了中央控制器、局部控制器、输入输出设备及控制电路、运算器、第二机柜的测试。此时计算机的磁鼓存储器读写波形还有问题，无法长期工作。

第二阶段：1958年8月—1959年1月。此阶段各部分电路初步稳定，磁鼓状态不佳，磁心还在研制过程中无法使用，机器无法算题。苏联专家拉巴多1958年9月来到计算所，帮助调试了四个半月，他很快注意到了机器存在的稳定性和可靠性问题，主张立刻着手解决。拉巴多为没有调机经验的工程组成员们解决了许多具体问题，对接线和焊接的情况提出了检查要求，并坚持要求按照苏联标准重新制造磁鼓存储器。在他的指导下工程组完成了各部件的分部调整并开始了联合调整。

第三阶段：1959年2月中旬—7月底。在苏联专家否定了现有的磁鼓存储器后，磁心存储器的研制得到了更多的关注。1958年5月计算所跃进誓师大会上，最初由计算数学研究室向3组提出了自研磁心存储器这一任务。磁心存储器预计可以把103机的运算速度从30次/秒提升到1500次/秒。一开始考虑的是仿照104机的存储器方案，用线选法造一个存储器，后来为了经济性和制造的便利性，改用了电流重合法进行制造。1959年5月磁心存储器基本完成，并与运算器连线开始算题。103机的磁心存储器是我国自行设计并使用的第一个计算机部件。

由于存储器问题得到了解决，738厂开始少量生产八一机的同型号产品（八一型计算机），并正式将其命名为103机，同时上海有线电厂与一些其他单位也开始自行研制103机。此外，上海有线电厂按照苏联规定的电镀工艺自行制造了符合苏联要求的磁鼓存储器，在1959年5月下旬运到计算所，替换掉了738厂制造的磁鼓，八一机和后面生产的一部分103机使用的都是上海有线电厂的磁鼓。7月下旬，磁鼓通过了检查程序，八一机成功试算了一些题目，调机工作宣告完成。

第四阶段：1959年8月后。机器持续稳定运行并开始为各单位提供机时，主要是提供给计算数学研究室（3室）使用，平均连续稳定工作时间在8小时左右。计算所其他室组的人员在这段时间里又检查了一遍机器的虚焊和插件接触不良的问题，并做了一次全机的大清扫。工程组还根据修改重新修订了103机的图纸资料，使之与最新设计相符。根据调机的经验，工程组制定了日常维修和检查的规章制度，为其他单位自制和购买103机提供了方便。10月初，运控机柜、磁鼓存储器机柜和磁心存储器机柜间加装了一个转接设备，使得3个机柜能够连在一起。到12月进行了增装光电输入设备的实验。此时八一机已成为一台既有磁心存储器又有磁鼓存储器，还有光电输入设备的较为完整的机器了。

在八一机的调整结束后，M-3工程组总结了调试过程的经验，编写了一本270多页的《八一型（103机）电子计算机调整总结》提供给103机的用户单位，以便用户单位独立或在计算所派出的技术人员指导下完成购入的103机的调试，实现计算机的正常运行。这本技术手册详细地介绍了调机前的准备工作、每个部件的分调、整机的总调（联调）与试算、正式运行后的维护的具体操作，是我国自行完成的第一份计算机的用户指南。

中国计算机工业的第一步

103机开始批量生产后，各地计算站与大学纷纷向738厂求购103机。103机的定价为25万元人民币，比定价200万元的104机经济性上好很多。而且104机作为大型计算机，机身要移动是极为困难的，这也让103机成为1958—1960年国内客户购买计算机的最佳选择。

1960年，贺龙元帅深入军工企业考察军工产品质量后，发现军工产品出现了许多质量问题，遂下令全国军事工业进行整顿，开启了中国国防工业第一次正式的、大规模的质量整风工作。738厂生产的103机被用户单位多次向国家科委领导反映存在质量问题，也被要求返厂整顿。

这次返厂整顿暴露了我国计算机生产早期的一些乱象，但也为后续的改善和统一标准提供了机会。738厂具体的整顿工作包括：1）对电路重新设计定型。2）重新编制工艺文件。3）完善整机图纸。4）重订整机验收的条件。5）制造出103机的全套工装模具，实现批量生产。提升后的工艺使得零部件产品合格率和整机稳定性都有明显提升。新型103机增装了快速磁心存储器、快速打印机、光电输入机，并改进了中央控制器，使其解题能力有了较大的提高，从其改进的性能指标来看，已基本具备了定性条件。

1961年12月22日，738厂正式召开“生产性正样试制鉴定会”，对整改后的103机做了一次出厂鉴定，机器顺利通过。随后，从这批103机开始，738厂出产的同型号计算机获得了正式的工业产品名称“DJS-1”，运算速度达到1500次/秒，成为我国第一个电子数字计算机工业产品。DJS-1共生产了16台，在火箭燃料配方、量子化学计算、船舶螺旋推进器设计、教育教学等方面都起到了重大作用。1963年9月9日，DJS-1迎来最后一次改进，全面应用了CX-1磁心存储器与1/4英寸（1 英寸=0.0254 m）磁带机，运算速度提高到2300次/秒。改进后的型号称为DJS-3机，于1965年4月通过鉴定后出厂。

思考与总结

103机，是在《1956—1967年科学技术发展远景规划》的指导下制造出来的我国第一台数字电子计算机。103机的成功制成和后续的多次调整改进不仅仅是科学家和技术人员们艰苦奋斗的成果，也是国家科技战略成功部署的具体表现。在全球化趋势减弱，我国面临愈加严重的技术限制的当下，103机的制造与改进经验能够为我们提供以下四点启示。

1）103机、104机的制造体现了我国计算机技术发展的第一个十年内的一种模式：即由国家工业或科技部委下达计算机研制任务，承接任务的计算技术研究所（中国科学院计算所、华北计算所、华东计算所等）、计算机工厂（北京有线电厂、上海有线电厂等）、大学（清华大学、北京大学等）独立或协作完成任务，此外还补充有外部设备工厂（天津红星工厂等）以及随着晶体管计算机开始的计算机软件研究项目等。计算机行业所需的人才由大学计算机和计算数学专业培养，毕业后进入研究所、工厂或应用单位从事计算机科研工作，由此形成了这种“以任务带学科”的发展模式。这种以重大任务驱动学科发展的模式是我国长久以来科技快速发展的重要因素。

2）103机虽然始于对苏联技术的仿制，但绝非简单的复制。我国科技人员通过自研磁心存储器获得了独立研究并设计制造比较先进的磁心存储器的能力，并通过建立调机标准、进行质量整顿等持续地消化、吸收、再创新，成功将苏联技术本土化，并为后续走上计算机自立自强之路储备了人才、积累了经验。如今我们要突破许多领域被“卡脖子”的窘境，既要保持开放的态度吸收国际先进技术，同时也要建立自主可控的技术体系。

3）在制造103机的过程中，国家通过“先集中再分散”的原则汇集了产学研三方面的人才和资源，使得我国可以快速完成计算机的制造和计算机工业雏形的搭建。这表明在新兴技术、高端技术发展的过程中，有必要打造坚固的产学研协同链条，让教育、创新和产业发展能够完成互补，实现协同发展。

4）103机在制造和改进中出现了很多质量问题，导致其在质量整顿过程中返厂重来，产生了相当程度的效率和经济损失。由此可见产品质量是工业生产的重中之重，对于计算机这种核心技术来说，其可靠性是建立在稳定成熟的质量保障体系下的。因此在追求创新，追求速度的同时，也必须保证工程的标准化、制度化建设。

崔晋