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清华大学计算机系建系60周年部分重要科研成果

作者: 学术咖

时间: 2019-01-30 15:27

去年是清华计算机系建立60周年,60年对个人而言很长,但对于清华大学计算机学科发展历史而言又很短暂,引领全球计算机学科奋进之路才刚刚开始。

本文将为大家简要介绍清华大学计算机系建系60周年部分重要科研成果,具体如下:

  • 911机和112机为代表的早期计算机
  • DJS-100系列集成电路小型计算机
  • 人工智能问题求解等理论及其应用
  • 高性能集群计算机系统
  • 中国教育和科研计算机网CERNET
  • IPv6核心路由器和中国下一代互联网示范工程CHGI-CERNET2
  • 可视化媒体智能处理
  • 网络计算模式创新及应用

1.  911机和112机为代表的早期计算机

1958年建系后不久,就决定自力更生研制一台中型通用电子数字计算机,该项目被列为1959年清华大学第11项重点科研项目,代号“911”。经过全系师生五年多契而不舍的努力攻坚,1964年3月,911机研制成功并投入运行。这是我国高校最早自行设计和制造的通用电子数字计算机。

1965年开始小型全晶体管数字计算机“112机”的研制,该工作得到北京市仪表局大力支持,只用了11个月就完成了从元器件、电路到机械结构、乃至接插件的研制工作。1966年,“112机”在全国高等学校科技成果展览会展出。这是我国高校研制的第一台第二代通用计算机。

2.  DJS-100系列集成电路小型计算机

在“文革”的艰难时期,经主动争取,1973年6月四机部决定将研制DJS-100系列集成电路小型计算机的重要任务交给清华。

1974年8月,小型多用电子计算机DJS-130机研制任务完成,并通过了由四机部主持的鉴定。之后,又成功研制了DJS-100系列高档小型计算机DJS-q40机及功能更强的DJS-q42机。

1974年,四机部决定以清华为主研发DJS-050型微型计算机,1977年初,样机研制完成并通过了鉴定。DJS-100系列机成为当时我国自行研制的小型计算机中成功投产和批量最多的产品,并于1978年获得全国科学大会优秀成功奖。

3.  人工智能问题求解等理论及其应用


“文革”后不久,计算机系即开始了人工智能研究,在问题求解、启发式搜索、专家系统、智能机器人等方面进行了深入探索,取得了一系列世界级的创新研究成果。启发式搜索方面的理论成果就是其中的突出代表,计算机张钹教授由于这方面的贡献于1984年获得“欧洲人工智能奖”。

1987年,计算机系联合自动化、电子两系启动申请“智能技术与系统国家重点实验室”并于1990年正式对外开放,在三次国家重点实验室评估中,均以突出成绩被评为A类实验室。

2016年,计算机系与搜狗公司建立清华大学天工智能计算研究院,联合研制出汪仔机器人、搜狗翻译、九歌自动作诗系统等高技术产品,多次登上热门电视节目,产生巨大社会影响力。

4.  高性能集群计算机系统

自20世纪80年代开始在国内率先开展集群计算机的研制和应用工作,先后研制完成自强系列、深超系列和探索系列高性能集群计算机系统,多台系统进入世界超级计算机500强排名榜。

计算机系积极拓展网络存储领域研究,自主研制了清华海量网络存储系统TH-MSNS、面向社区共享的高可用云存储系统等。目前已有近100套相关系统应用于重要行业或部门,相关成果获得国家科技进步二等奖(2007年)和国家技术发明二等奖(2015年)。

计算机系将“E级高性能计算机系统体系结构”作为重大研究方向之一,正积极开展面向E级高性能计算机的新型处理器芯片、系统软件及其新型存储系统研究。

5.  中国教育和科研计算机网CERNET

20世纪70年代末期,在国内较早开始计算机网络研究。先后研究成功国内第一个“小型通用计算机网络系统”,包括国内第一台X.25分组交换机设备、OSI计算机网络软件和网络管理系统,成功地应用于国内一些重要单位的远程计算机网络、清华大学校园网、亚运会计算机网络系统等。

1993年在国内首次应用TCP/IP互联网和大规模客户/服务器软件技术,研制成功我国首个大型期货交易系统内:北京商品交易所计算机交易系统。

1994年开始团结一批高校,坚持自主设计,攻克技术难关,1995年主持研制成功“中国教育和科研计算机网CERNET示范工程”。CERNET是我国第一个互联网主干网址进而覆盖全国的计算机网络,技术达到20世纪90年代国际先进水平。填补国内空白、满足国家急需,为开拓和推动我国互联网科技进步和人才培养发挥重要作用。

经过20多年的发展,CERNET从无到有、从小到大、从弱到强,如今已发展成为全世界最大的国家学术互联网,同时也是我国教育信息化的重要组成部分。获1997年国家科技进步二等奖(排名第一),2014年入选中国互联网20周年十大事件。

6.  IPv6核心路由器和中国下一代互联网示范工程CHGI-CERNET2

2003年以来,清华联合100多所高校参加了由国务院批准、国家发展改革委等八部委联合组合的中国下一代互联网示范工程CNGI。先后研制成功我国第一台pv6核心路由器,建成了全球规模最大的纯IPv6下一代互联网CNGICERNET2/6IX,在下一代互联网关键技术领域取得了若干重要突破,成为我国研究下一代互联网技术、开放重大应用、推动下一代互联网产生发展的重要基础试验设施。

1996年开始研究互联网核心装备路由器,先后研制成功IPv安全路由器、高性能路由器,2004年研制成功我国第一台通过工信部IPv6入网测试的IPv6核心路由器,打破国外封锁,突破关键技术,保障网络安全,促进了我国互联网核心装备的技术突破和国产化进程,成功应用于CNGI核心网和其他IPv6下一代互联网。获2005年国家科技进步二等奖。

2006年清华团结一批高校,坚持自主创新,主持研制成功“中国下一代互联网示范工程CNGI核心网CNGI-CERNET2/6IX”,建设世界上纯IPv6下一代互联网,解决技术挑战、服务国家战略,为我国下一代互联网科技进步和跻身国际领先行列作出了开拓性贡献。2004年和2006年两次被评为中国十大科技进展,获2007年国家科技进步二等奖。目前是世界上规模最大的纯IPv6互联网和我国下一代互联网重要试验基础设施。

7.可视化媒体智能处理

特征敏感的三维几何处理

针对三维数字几何进行高效、鲁棒的处理,是计算机图形学研究的热点和难点问题,计算机系提出特征敏感的三维模型几何处理框架,应用于流程工厂的数字化建模,获2011年国家技术发明二等奖。

可视媒体几何计算

可视媒体的结构表达与高效计算模式是实现可视媒体智能计算的关键科学问题。计算机系从可视媒体的几何属性入手,发现其内在的几何结构,提出内嵌几何结构的新型计算模式,获2015年国家自然科学二等奖。

产业应用:大规模街景系统

计算机系与腾讯公司合作,在街景全景构建、街景内容理解等方面取得创新成果,在国内最早开展了大规模街景数据采集,总里程超过100万公里,覆盖296座城市,构建了超过1.1亿张全景场景,并免费向社会公开提供基础位置信息服务。目前,该系统的日均检索与访问的请求已超过60亿次。

8.网络计算模式创新及应用

新型网络计算终端

计算机系提出和发明了一种新型的网络计算终端,通过硬件剪裁和定制,能够通过虚拟交换和调度技术执行存储在服务器上的多种操作系统及其应用程序,实现终端零维护和高安全性。该成果获2004年国家技术发明二等奖。

新型网络计算模式

网络计算的新型架构和模式是计算机领域的前沿研究问题,计算机系提出了一种新型网络计算模式,使用超级操作系统对软硬件实现综合管理、服务共享以及流式执行和调度。英特尔原总裁在2012年7000多人参加的英特尔开发者年会(IDF)上以该成果为题进行了一个小时的演讲和介绍,认为该技术“代表了下一个计算时代”,该成果获得2014年国家自然科学一等奖。

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