银河Ⅱ巨型机的背后:我军并行计算机专家李晓梅

2005-01-28 11:18:08 来源: 解放军报(北京)
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我军并行计算机专家李晓梅
我军并行计算机专家李晓梅

2004年11月,对于我国高性能并行计算机专家、装备指挥技术学院李晓梅教授来说,非同寻常:

这个月,她度过了66岁生日;这个月,她郑重地向院党委递交了退休申请;这个月,她获得了“何梁何利基金科学与技术进步奖”,是全军3名获奖者之一。

回首身后的征程,她留下了一串闪光的足迹:她是我国高性能并行计算机并行算法与应用领域的开拓者,带领课题组首次在我国建立了“并行线性代数库”、“并行特征值特征向量库”、“并行快速变换库”,研制开发了我国第一个“中期数值天气预报多任务并行软件系统”,使我国成为世界上能够进行中期数值天气预报的少数几个国家之一。

征程如诗,岁月如歌,吟唱着一位巾帼学者无悔无愧的人生礼赞!

她走进大漠深处,用翔实数据为核试验“铸盾”

1964年初,26岁的李晓梅从复旦大学数学系研究生班毕业后,与一位年轻的军官结为伴侣。他叫陈健华,北京大学物理系毕业后,被分配到大漠深处的核试验基地工作。

李晓梅选择了陈健华,也选择了自己的事业。当时,基地缺少科技人才,李晓梅没有犹豫,当即给丈夫写信,要求调往基地工作。

一纸从西部大漠发出的调令落到李晓梅手中,她终于穿上了梦寐以求的军装。这一年,她已经35岁了。

报到不久,李晓梅便和同事接受了一项艰巨任务——竖井核试验安全堵塞计算。她过去一直从事理论数学研究,没有接触过计算机指令编写程序,甚至从未见过计算机。这,意味着一切都必须从头学起。

一番勤学苦练,她以最快的速度掌握了编程技术,并改进了计算方法和网络生成方法,为我国首次竖井核试验提供了可靠的安全堵塞和重要参数,确保了我国第一次竖井核试验的圆满成功和参试人员的安全。

为用翔实数据为核试验“铸盾”,李晓梅默默承受了许多痛苦。那天吃完晚饭,李晓梅和丈夫都去加班,儿子一个人在家玩耍。突然,一个同事匆匆跑进机房来找她,说她的儿子摔伤了。李晓梅急匆匆赶到医院,见儿子小手捂在嘴巴上,一脸的泪水。掰开儿子的嘴巴一看,两颗门牙不见了,豁开的牙床正在不停地往外渗着血水……

地下核爆炸那天,李晓梅站在机房门口等待着。随着脚下一阵巨大的震颤,她忘情地欢呼起来,两行热泪从她的眼眶里涌出……

她走向湘江之畔,让“银河”准确预报风云变幻

上世纪70年代末,我国第一台巨型计算机“银河-Ⅰ”的研制工作立项启动。有关部门领导决定调李晓梅参加科研,她二话没说,随即举家南迁长沙,来到湘江之畔的国防科技大学。

李晓梅的任务是负责巨型计算机第一个大型科学计算的测试题。她仅用一年时间,就完成了二维张量程序向量计算的编程和调试,一个人完成的任务,相当于10多人的工作量,不仅成倍提高了巨型机的运算速度,也使她成为我国计算机并行算法研究与应用的创始人之一。

一次,“模型模拟子系统”运行后,图形与原图相比,多了一个小尖点。这个系统的程序有七八万行,把程序纸连接起来,差不多有1公里长。李晓梅和同事们大海捞针一般翻阅着一张张程序纸,一连几天几夜顾不上休息,终于将有毛病的程序查了出来。

“银河-I”应用软件重负未卸,1988年,李晓梅又挑起了“银河-Ⅱ”应用软件主任设计师重任。

1990年7月,长沙酷热难耐,研制工作进入最紧张阶段。李晓梅和同事们不分白天黑夜,对一摞摞不同类型的考题分析归纳。

1991年隆冬的一天晚上,已连续忙碌16个小时的李晓梅感到一阵头晕,两腿软绵绵地从实验室里走出,刚下台阶就重重地摔在地上,造成右手腕粉碎性骨折。她不顾医生劝阻,强忍伤痛又钻进实验室,用那只夹着木板缠着绷带的手,在密密麻麻的程序纸上演算……

挑战接踵而来。我国是世界上气象灾害影响严重的国家之一,如能尽快用现代数值预报方法提前作出天气预报,就会使人民的生命财产损失降低到最低程度。为此,李晓梅率课题组受领了研制中期数值天气预报软件系统的任务。

这一软件系统,是“银河-Ⅱ”的“头生子”,将安装在国家气象中心的主要处理机上,有14万行程序,还要补70多个模块。李晓梅创造性地提出了具有国际先进水平的并行算法方案,并以最短的时间将其完善。一番拼搏,软件系统终于在“银河-Ⅱ”上运行成功,完成一天的天气预报的运行时间仅为413秒,而国家气象中心原定的指标是1100秒。

这个跨越不但震惊了中国,也震惊了世界!我国一跃成为世界上能够进行中期数值天气预报的少数几个国家之一。

她走上三尺讲台,为培养新型航天人才呕心沥血

1996年夏天,58岁的李晓梅来到了培养军事航天人才的摇篮——装备指挥技术学院,承担了《科学计算可视化导论》、《算法设计与分析》、《并行计算》等多门课程的教学任务。

从科研前线来到三尺讲台,李晓梅把全部身心投入在教书育人事业上。对自己带的研究生,她要求他们定期汇报科研课题进展、定期检查他们的每一篇论文。一天,她把一篇国外论文交给研究生张学波翻译。两天后,小张将译好的文章交了上来。当李晓梅把文章退还给小张,小张大吃一惊:文章上面密密麻麻全是李晓梅修改的文字。

事后,李晓梅又详细给小张讲解了这篇文章的内容,对小张触动很大,他立志要像李老师那样严谨治学。很快,小张有了明显的进步,在《计算机应用》、《计算机工程与科学》等杂志上独立发表6篇学术论文。

在教学岗位,李晓梅依然保持着当年科研攻关的忘我精神。装备指挥技术学院驻地是北京郊外著名的旅游区,红螺寺、雁栖湖、青龙峡、慕田峪长城……优美的风景令人流连忘返。然而,调到学院9年时间了,由于教学任务紧张,至今很多景点李晓梅仍然没有去过。一天傍晚,李晓梅在锻炼身体时不小心把小臂摔骨折,第二天一早,她就赶到实验室告诉学生们:“老师的手臂摔伤了,这几天不在家就是在医院,如果学习上有什么疑问要及时找我!”一番话,让研究生们热泪盈眶。

“可以平凡,但是不能平庸。”这是李晓梅经常告诫学生的一句话。在学习和科研中,她率先垂范为学生做榜样。科学计算可视化教学是一门新课,她深钻细研,很快成为这一学术领域的知名人物,并承担了《可扩展并行算法与可视化环境》等国家重点实验室课题,发表了多部学术专著。

李晓梅的殷殷心血,催开满园桃李。如今,她带的20多名博士生,毕业后都成了航天教学和科研战线的业务骨干,大多成了教授、研究员、博士生导师。

小资料

并行计算机与并行算法

并行计算机是使用多台计算机协同工作的一种高性能计算机系统。上个世纪90年代以来,并行计算机一直是世界各国计算机界研究的热点,代表着一个国家计算机研制水平的高低,也是解决天气预报、地震分析、航空气动计算等大型计算问题的唯一有效途径。大规模并行计算机是当代计算机技术的制高点,它体现着一个国家的综合实力。

并行算法是挖掘高性能并行计算机效率的关键技术之一,是并行计算技术最重要的理论基础。通俗地说,它是使用多台计算机联合解决一个问题的算法。它的使用非常广泛,如核武器数值模拟、石油地震数据处理、中长期数值天气预报、计算生物、大规模事务处理等,它对推动高性能并行计算机的应用起着至关重要的作用。

(赵波 本报特约记者 刘程 本报通讯员 章立丁)

denglong 本文来源:解放军报 责任编辑:王晓易_NE0011
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