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1961年两个25岁年青人的创新

  • 珞珈山下人
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  • 2016-12-28 09:22:50

董蕴美,科学院院士。1936年3月4日生于云南昆明。1956年毕业于吉林大学数学系。领导我国第一个可运行软件系统的研发。

谢奇光,警监。1935年12月25日生于广西容县。1958年提前毕业于武汉大学数学系。完成我国第一个可运行软件系统的总装和总调。

因作出了特殊贡献,董蕴美于1963年提为助理研究员,谢奇光于1964年提为助理研究员。

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网友回复

  • 晓凌
  • 2017-02-16 09:41:13发表
  • 41楼

新中国建立后,党和国家十分重视对知识青年的培养,把大批年青同志送入大学,甚至出国学习深造。

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引自:41楼:晓凌于  2017-02-16 09:41:13发表 新中国建立后,党和国家十分重视对知识青年的培养,把大批年青同志送入大学,甚至出国学习深造。

那时,大部分大学生都是国家出钱培养出来的。谢奇光也是。考大学时,他本很想报建工,但领导和老师动员报武大数学系,将来当数学家。虽然不是自己想要的,但到武大后,努力学习,争取当数学家。毕业了,数学家梦碎。搞计算机了,他也非常努力。

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那时,大部分大学生都是国家出钱培养出来的。谢奇光也是。

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解放前,谢奇光那个乡里地主儿子上大学,据说每年三千袁大头,也就是3000银圆。谢奇光连想都不敢想。解放后,国家出钱培养。前后对比那么强烈,充分意识到:有国才有家,为国家发展做贡献是应尽的义务。


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谢奇光在担负人大会堂大跨度屋顶应力分布的计算很努力,他夹手摇计算机摇把的右手食指和中指磨成了茧,至今还在。计算的艰难逼他到绝处。“绝处逢生”,这一逼,逼得他另找道路。于是就有了他的第一次创新。


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谢奇光使用的计算机是天津红星厂生产的文化牌手摇计算机。只有加减法,没有乘除法。做加法时,先把被加数通过拨齿轮一位一位拨上,比现在按键盘慢多了。然后,用同样办法把加数拨上。最后,用食指和中指把转动齿轮的摇把夹着,手腕转一圈,加法就完成了。最后,把得数抄到纸上。大约一分钟完成一次加法。

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没有乘法,就把乘法展开为加法。例如,5*3 ,先清零,把5 作为加数拨好。染后加三次5 ,也就是摇三圈。5*43呢,先摇三次,也就是乘以3 。然后,把拨了5 的齿轮左移一位,摇四次,也就是乘以40。一般工程计算,位数比较多,乘法就很麻烦。

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谢奇光所在小组担负的是人大会堂大跨度屋顶应力分布的计算。其数学模型为给定边界条件的重调和微分方程。那时,冯康的有限元法还没有,所用方法为把求解区域划分为网格,用差分把解微分方程变为线性代数方程组求解。

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线性代数方程组求解,阶数小的,直接解出来。例如:

3x+4y=11

5x+6y=17

从第一个方程解得     x=11/3- (4/3)y  

代入第二个方程,得   5*(11/3- (4/3)y)+6y= 17

                   (6- 20/3)y = 17-55/3   即  (2/3)y = 4/3

            解得    y = 2 ,x = 1


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想必楼主就是谢奇光先生了,幸会,幸会。

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引自:1楼:珞珈山下人于  2016-12-28 10:15:04发表 我国第一个可运行软件系统的研发。没有做过详细报道。因我与谢奇光很熟,了解一些情况。觉得很值得报道:创新就那么简单,大胆闯吧!


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线性代数方程组求解,阶数小的,直接解出来。阶数大了,就很麻烦了。这可从后面看到。

阶数大一点的不直接解出,而是用迭代法。

例如:

3x+4y=11

5x+6y=17

因不知x,y 的解,假定为   x=0,y=0.   记为x(0)=0, y(0)=0   。

   则  x=11/3-(4/3)* y(0) =11/3      记为 x(1)=11/3

       y=17/5-(6/5)* x(0) =17/5      记为 y(1)=17/5

  接着

       x=11/3-(4/3)* y(1) =(11-4*17/5)/3  .....

直到前后两次迭代得到允许的误差。

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因为测量误差,工程计算的数据因而也有误差。用有误差的数据计算,所得结果误差增大。例如,1*1=1 。如果有0.01的误差,则1.01*1.01=1.0201,误差增大了。所以,阶数大一点的不直接解出,而是用迭代法。

人大会堂大跨度屋顶,为减少计算难度,网格稀一点,比如6*6 吧,那已经是36 阶的线性代数方程组了。所以,谢奇光他们用迭代法。


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谢奇光他们原来是学纯数学,也就是在理论上比划比划。现在,要在计算机上做近似数值计算,不习惯。一个是慢,一个是累。手腕转不了几下,就累了,酸、痛。

他们小组三个人,每人12个线代数方程,迭代一次要做12* 36=432个乘法,432个加法。用电脑,一秒也不用。可那时用的是手摇计算机呀,还是初学。花了3 天,算出来了。哗,成果呀!第一次算出结果来了,高兴呀!


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高兴劲过去,下一个问题来了:对不对?复算一次,如果两次结果一样,就承认是对了。于是,他们又花了3 天,复算一次。两次结果一比,不一样。那,至少有一次是错的。那一次错?不能判定。怎么办?再复算一次。

他们又花了3 天,复算一次。3 次结果一比,都不一样。难办呀。


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用差分把解微分方程变为线性代数方程组求解。用迭代法解这线性代数方程组,已经在理论上证明是收敛的。所谓收敛,就是后面的迭代结果比之前的迭代结果与真解之差越来越小,最后能达到工程允许的误差。那么,这一回要迭代几次呢?没做完,只能估计。估计要15到20次。

不要说3 次结果不一样,就算3 次能得结果,也要5 到6 个月。那时是1959年2 月,10月1 日十年大庆,人大会堂要用了。如果6 个月算出来,还有用吗?


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3 个人急呀!有没有更好方法?没有,所用的方法就是最好的了。

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“绝处逢生”。所以能逢生,首先要有求生的强烈愿望。有了求生的强烈愿望,你就会想尽一切办法。在这个时候,人最聪明。谢奇光他们也要绝处逢生。


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谢奇光他们也要“绝处逢生”。他们渴望把它解算出来。1950年代是学习毛泽东的《实践论》和《矛盾论》热潮时期。他们就从已经算过的实际出发,分析主要矛盾。找来找去,认定了“计算量大”是主要矛盾。反映在两个方面:一是时间过长,不允许。二是出错。他们都是学纯数学的,怎么也想不到会出这么多错。


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他们都是学纯数学的,怎么也想不到会出这么多错。例如,做乘法,3*X=+X+X+X,做3 次加法,就是手指夹着摇把转3 圈。心里想着3 圈,可不经意转了4 圈。当时发现改正了,没发现就错了。

再如抄数,口里念的是6 ,可手写了个8 。当时发现,来句国骂。没发现就错了 。从来没想过人能出这样的错。

时间长了,难免漏个把错误。


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认定了“计算量大”是主要矛盾,所以,要解决“计算量大”的问题。既然只有差分一途,就要降低线代数方程组的方程个数,也就是减少网格点数。比如稀一倍,3 * 3 = 9 个方程,当然解决了计算的问题,可是,不满足工程的需要。唉!

看来,得另想办法。


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《什么是路?就是从没路的地方践踏出来的,从只有荆棘的地方开辟出来的。》-------鲁迅。谢奇光他们也只好自己踏出一条路来。

既然整体减不了格点数,只有考虑分成几个部分。把整个方形分成6 条长条,每条只有6 个点,这样,每次计算的点数不就少了吗。但是,有的区域少了一条边界条件,有的缺了两边界条件,重调和方程是不能定解的。所以,没有看到这样解决的报道。


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