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把握时代脉搏,迎接新的挑战
(1988-2000)
进入九十年代,计算机学科发展速度加快,新的研究方向不断涌现,按照国家发展新技术的战略目标,我国进入了“八六三”计划实施高潮;企业加大了改革力度,使学校的科研面临新的局面:学校要与工业界紧密结合,研究要与开发并重,要注重实用价值;科研攻关任务的争取,与攻关的组织形式等也都有了新的变化。怎样做才能加速我系前进的步伐,是这一阶段全系同志需认真思考的一个重要问题。经过密研究与酝酿,我们拟定了一个以211工程为契机,建设一流学科的中近期发展规划。规划的整体指导思想是:
1.突出三个重点研究方向:计算机组织与系统结构;计算机软件;计算机应用技术。
2.抓住前沿与关键技术,实现大跨度进步。
到本世纪末,学科的基本建设目标是:
1.在计算机组织与系统结构、计算机软件和计算机应用技术这三个二级学科上,形成自己的特色,使科研与教学工作与国际全面接轨,总体上达到“国内一流,国际上有发言权”的地位;
2.在本学科所涉及的几项前沿与关键技术上取得重要突破,出一批具有国际领先或先进水平的基础与应用基础方面的重大研究成果,直接为国民经济主战场服务。
3.建一流的学术队伍,以适应21世纪高新技术领域愈演愈烈的竞争挑战。 4.创一流教学水平,以满足21世纪国家建设对高级专门人才的需要。
为了充分发挥本学科已有的优势,围绕可扩展并行超级计算系统及其应用、开放式分布多媒体网络系统及其应用、开放式分布人工智能系统及其应用、计算机网络及其应用等重点项目开展研究工作,并抓紧建设相关的高水平的实验基地。
作为学科建设的一个重要方面,我系在教学和研究生的培养方面采取了一系列改革措施:从1993年开始,实行学分制;1997年,制定新的“本硕贯通”培养方案,按照加强基础、加强实践,优化骨干课的原则,对课程体系、教学内容、方式与方法等进行改革,用六年的时间完成学士与硕士两个学位的衔接培养过程。
在这十二年中我系培养研究生的规模有了大幅度增长,到2000年我系每年招收硕士生近130人,博士生近60人,此外还与企业合作开设工程硕士班,招收在职博士。从1989年起我系设立了博士后流动站,吸收国内外的优秀人才参加高水平的研究项目,为我系师资提供后备人才。
十二年奋斗已初见成效。1996年国务院学位委员会学科评审组对“计算机科学与技术”一级学科评估,清华大学排名第一,成为国内具有一级学科博士学位授予权的三所高校之一。在这十二年中,我系共完成各类科研项目459项,其中“八六三”任务109项,国家重点攻关102项,国家基金58项,其它基金47项,国际合作12项,其它131项。总的科研经费为1亿6千2百多万元;获省部委级奖83项;获国家级奖17项。
下面我们列举4项既是国际前沿又是国家急需的研究成果。
1.计算机体系结构与高性能计算机研究
90年代初我系率先研制成功我国第一台自行设计的RISC计算机,获机电部突出贡献奖。相关的“RISC单发射与多发射体系结构的指令执行并行性”研究,获国家教委科技进步二等奖。李三立院士的专著“RISC单发射与多发射体系结构”获国家教季1994年优秀学术著作特等奖。
从1995年开始我系又及时地开展了并行机群系统的研究。能够承载高性能计算(High performance computing)的并行机群系统,不仅与国家的科技和经济发展密切相关,而且直接影响到国防能力与国家安全,有还是没有这种系统,是衡量一个国家实力的重要标志。1998年7月由教育部主持,对863课题成果《可扩展并行机群及应用系统》进行了技术鉴定,认为“该系统在技术上达到国际先进水平”,并认定“在消息传递软件、回卷恢复功能上已进入国际领先行列”。
1999年5月,我系与清华同方公司合作实现了基于微机的并行机群系统的产品化,定名为清华同方“探索108”集群计算机。该机的峰值浮点计算速度高达每秒320亿次。该系统已成功地用于核爆炸模拟计算,在北京气象局日常天气预报业务中,为国庆50周年庆典提供了准确的气象服务,受到中央领导的通令嘉奖。
2.智能技术与系统研究
改革开放以来,为了跟踪国际学科发展的前沿,我系将计算机应用技术的主要研究方向确定为人工智能、智能控制和人机交互理论及应用,比较早地开展了汉字、语音、图象与视频等多媒体技术、模式识别及自然语言处理等研究工作。1987年7月筹建“智能技术与系统”国家重点实验室,这是我国最早建立的国家重点实验室之一。从1990年2月正式开放运行以来取得多项重大成果,发表了在国内外有较大影响的系统的高质量的论文和中英文专著。在两次国家评估中均被评为优等,被公认为国内一流,在国际上亦有一定影响的实验室。
该研究方向的理论成果有支持智能信息处理的形式化方法;基于量子逻辑的自动机理论,为量子计算机理论模型的研究提供了一条新思路;人工智能问题求解理论;结构性机器学习理论;模糊控制理论等。
该研究方向十分注重阶段成果付之实用,力图为国家经济和国防建设做出重要贡献。比如提供关键技术给即将形成的我国医疗机器人产业;由我系独立开发的小型无人驾驶飞机已于2000年1月完成首飞。可用于空中摄影、航空遥感、灾情观察、大气探测和缉私巡逻等目的。
3.CAD支撑软件研究
90年代初,我国的制造企业的设计和工艺水平相当落后,工程设计人员处于效率低的手工设计繁重劳动中,当时我国没有自己的CAD软件产品,国外公司的高昂的产品价格和一些手段企图垄断国内市场。现实激发了我系CAD中心创业者的责任与使命感,在孙家广院士的带领下经奋力拼搏,研制成高华CAD二维绘图系统,达到了90年代国际先进水平。仅1996年一年就在246个企业和102所高校推广应用,销量为2800套,1996年被评为中国电子十大科技成果,1997年获国家教委科技进步二等奖。目前已有500余家企业使用该软件,软件装机量高达2万余套,已连续3年被评为“中国优秀软件产品“,并获国家科技进步二等奖。CAD中心在三维几何造型方面,也取得可喜成果,所研制的三维计算机辅助产品造型与设计系统GEMS5.0在科技部组织的多次软件评测中获得第一名。
4. 计算机网络研究
以我系作为主要承担单位的“中国教育科研网CERNET”在1995年建成,连接全国300余所高校和科研单位,获1997年国家科技进步二等奖。
863重点攻关项目高性能安全路由器的研究也取得了突出成果. 现代远程教育项目“全国普通高校招生网上录取系统”,这是运行在CERNET上的一个大型信息应用系统。该系统可把全国31个省级招生办公室和千余所高校通过CERNET网连接起来,对每400多万考生,实现生源计划管理,考生信息采集、电子化档案制作,招生现场信息管理、招生网上录取、实时查询监控,以及统计分析等到功能。该系统有着十分巨大的社会效益与经济效益。
在这十二年中,我系在向高新科技的世界水平奋力攀登的同时,还在以下四方面取得了比较大的成果.
1. 产学研结合方面
比较突出的有:
“图纸自动输入与管理系统TH—DAIMS”被国家科委评为“国家级新产品”,定为重点推广项目,已赢得同类产品全国1/3的市场占有量。
“SED—08路由器”被国家科委列为“九七年国家级新产品”,被国家经贸委认定为“全国重中之重的技改项目”,已投入批量生产。
“傻瓜式声控电话机”被国家科委认定为‘九五’第一批重大科技成果的产业化项目,并授予国家级新产品证书,由中国科技开发院江门分院投产。
经国家科季和教委批准的设在我系的全国CAD应用培训网络北京中心,于1995年通过验收,累计举办各类培训班360多期,培训学员近万人。
1997年国内CAD领域唯一一家工程中心在我系成立,名为“国家CAD支撑软件工程技术研究中心”,
该中心已研制了有我国知识产权的计算机辅助设计绘图、三维产品与工程造型及数字建模、集成化CAD/CAM支撑软件、工程图档电子化管理、企业资源调度和产品数据管理系统等六种大型软件,为我国的企业信息化作出了贡献。
2.国际合作方面
在这十二年中,我们加强了国际联系,扩大了国际影响,吸引了国际组织和著名公司与我们进行合作研究或共建实验室和研究中心。比如,联合国国际原子能机构(IAEA)委托我系与我校的核研院承担IAEA技术合作局的信息管理与办公自动化等多项任务,项目历时三年,资金达60余万美元;COMPAQ公司与我系组建“清华——COMPAQ培训与开发中心”;天腾公司与我系组建“清华——天腾培训中心”;此外,IBM、INTEL、A等公司都在我系建有实验基地或设立研究开发项目。近10年,我系获国外援助设备总金额为2千8百余万元,合办了8个联合实验室或培训中心,合作开发项目共13项,获1千6百余万元的经费。
3.教师队伍建设方面
建设一流的学科,人的因素第一。在这十二年里我系加强了教师队伍的建设。在组织上充分发挥学术带头人的作用,以老带新,创造条件把青年学术骨干推上第一线,让他们独立承担国家重点攻关任务,在实际工作中经受锻炼,提高能力。此外,通过多种途径吸收国内外的博士毕业生来系工作,为我系的教师队伍补充新生力量。现在全系有教师124名,其中:中科院院士1名,工程院院士2名,教授45名,副教授52名,具有博士学位的教师39名,年龄在45岁以下的青年教师已占教师总数的半数以上。
中国工程院院士李三立教授在RISC技术和并行处理领域的研究取得突出的学术成果,为我国计算机体系结构的发展作出了突出贡献,他是国务院学位委员会计算机学科评审组召集人,国家攀登计划项目的首席科学家,担任美国IEEE中国分部主席、亚太地区执行委员,欧洲计算机学会执行理事。
中国科学院院士张钹教授在人工智能和智能机器人领域作出了具有重要价值的研究成果,是国家“八六三”计划、国家攀登计划和国家自然科学基金学科专家组的成员,对推动我国人工智能领域的研究发挥了重要作用,他还被俄罗斯自然科学院聘任为外籍院士。
中国工程院院士孙家广教授在计算机图形学、CAD支撑软件工程技术研究方面取得突出的成果,是国家“八六三”计划的专家组成员,对我国CAD/CAM集成软件系统的研究与发展作出了巨大的贡献。
我系教师在国家高科技及其它攻关计划的实施组织中发挥了积极的作用,比如有五位教授是“八六三”主题专家组成员,其中的两位任组长,一位任副组长。
此外,我系还有十多位教授分别在中国计算机学会、中国自动化学会、中国电子学会、中国图形、图象学会等学术组织中担任重要职务。在中国科协和中国计算机学会委托下,我系设立了国际信息学奥林匹克中国队培训基地,从1989年到2000年,由基地培养的我国中学生信息学代表队连续十二届参加国际大赛,年年名列前茅,被誉为总体实力最强的一个队。夺得金牌25块、银牌13块、铜牌11块。
4.人才培养方面
随着我校我系在国内外声誉的日益提高,清华大学计算机系成了人们向往的培养高素质计算机科技人才的基地,每年的新生中,各省高考状元及前十名都在40名左右,历届国际信息学奥林匹克的金牌获得者大多进我系学习。每年,各高校的优秀毕业生都把我系做为攻读硕士或博士学位的首选单位。现在全系有本科生640多名,研究生830多名。为了使这些具有良好素质的学生能全面发展健康成长,我们坚持教书育人,结合专业进行多种形式的思想教育,激发责任感与使命感,为振兴中华奋发学习努力奋斗。
为了加强对学生创新能力的培养,除了加强课堂教学和实验教学之外,还结合研究任务为学生提供各种参加课外科技活动的机会和实践条件。许多同学还被吸引到SRT(大学生研究训练)计划项目中来。这种课外教学环节产生了很好的效果,在每年一届的学校科技活动评比中,我系多次荣获“挑战杯”一等奖。在历届全国挑战杯竞赛中,我系也有多名同学代表学校荣获一等奖。在1997年有电子部、国家教委和团中央举办的全国大学生程序设计竞赛中,我系三名同学囊括了前三名。在2000年由ACM(美国计算机学会)组织的有1968个队参加的世界大学生程序设计大赛中,由我系学生组成的清华大学代表队夺得了亚洲第一,世界第四的好成绩,为我们国家争了光。
除了本科生与研究生的培养之外,我系还成了更高层次人才的培养基地。每年都有很多已获博士学位的学生申请进入我系博士后流动站继续深造。
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