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一位女科学家的学术生涯

日期:2019-09-26编辑作者: 科技视频

杨芙清:一位女科学家的学术生涯

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杨芙清

■朱郑州 邵维忠 谢冰 王亚沙 赵俊峰

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杨芙清院士是新中国第一代计算机科学家和软件学科奠基人之一,也是我国女性科学家的杰出代表。她能够为我国软件技术研究、产业发展和人才培养作出突出贡献,得益于她创新、严谨、求实的科学精神和坚韧、包容、执着的人格魅力,更与她以国家需求为己任的强烈社会责任感和历史使命感密不可分。

杨芙清在前苏联莫斯科大学师从舒拉波拉教授学习程序设计自动化。

1932年11月6日,杨芙清出生在无锡市留芳声巷52号的杨家大院内。父亲杨介辰是一位崇尚实业救国的知识分子和实业家,母亲李文英女士是一位知书达理、为人宽厚、传统型的贤妻良母。父母希望她能像出水芙蓉一样清新高雅、品格出众、才气过人,因此给她起名杨芙清。父亲非常重视子女的教育,在日军侵华时为避战祸到上海期间也未中断。

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1945年抗战胜利,杨芙清以优异成绩考取了当时无锡三大名校之一的无锡市第一女子中学。1948年,杨芙清因品学兼优被保送直升女子一中读高中。她各科成绩都很优秀,而且兴趣广泛,既被选入篮球队、排球队,又是舞蹈队、宣传队成员。同学们称赞她是“学习上的小先生,体育场上的健儿,文娱活动的积极分子,党外布尔什维克”。杨芙清在那里经历了无锡市解放的历史变革,受到了良好的基础教育,养成了勤于思考、刻苦努力的学习习惯,树立了追求真理、探索科学的远大理想,为她日后献身科学、献身教育奠定了扎实的基础。多年之后,杨芙清回忆起无锡第一女子中学的生活时说,这是她人生道路上的“启蒙、奠基、起步”的重要阶段,她感恩老师们启发了她对知识的浓厚兴趣,调动了她的潜力。

杨芙清和研发骨干谈技术推广、平台部署和软件产业基础设施建设的思路。

杨芙清从小酷爱数学,1951年,她怀着对华罗庚先生的崇敬之情,报考了清华大学数学系。高考揭榜,她如愿以偿,录取通知书上的一行大字:“欢迎你,未来的数学家”更让她踌躇满志,对未来充满憧憬。从此踏上了攀登科学高峰之路。

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1952年,我国高等院校进行了一次大规模院系调整,清华、北大、燕大三校数学系合并成立了北京大学数学力学系。杨芙清也从清华园来到燕园,成为了北大数力系的学生。在北大,她不但学习成绩优秀,还是非常活跃的文娱积极分子。被选为校学生会的文化部部长后,她组织戏剧社、舞蹈队等社团一起开展了一系列大型的文化活动,充分展示了其组织协调能力。在大学,杨芙清学会了科学的学习方法。她通过数学课的严格训练,培养出严密的逻辑思维,学到了分析问题、解决问题的方法,为以后的科研、教学工作都奠定了扎实的基础。“勤奋和严谨”的好习惯也是杨芙清在大学养成的,并且一直保持到现在,同时也是她对学生的基本要求。

杨芙清在无锡第一女子中学被选为篮球队右锋。

1955年,杨芙清本科毕业后,师从徐献瑜教授,成为我国第一个计算数学专业的研究生。读研期间,她参加了计算数学教研室的组建工作。新专业创建初期,师资、设备和条件都很缺乏。为了读懂一个计算方法,必须进行大量演算,当时国内只有手摇计算机,一个一个数字摇,一个一个公式验算,算出一条一条曲线,然后思索、计算、推理。杨芙清回忆说:“读研期间,记得徐献瑜教授给我指定了一本苏联教材《线性代数计算方法》,每个礼拜在教研室报告一次,然后让大家讨论,现在回忆起来仍觉得这种方法非常好。”以讨论班的方式让学生提高自主学习能力,是北大数力系的优良传统。

杨芙清院士是新中国第一代计算机科学家和软件学科奠基人之一,也是我国女性科学家的杰出代表。她能够为我国软件技术研究、产业发展和人才培养作出突出贡献,得益于她创新、严谨、求实的科学精神和坚韧、包容、执着的人格魅力,更与她以国家需求为己任的强烈社会责任感和历史使命感密不可分。

1956年,周恩来总理主持制定了中国12年科学发展规划,首次把发展电子计算机作为国家重大任务,并决定派出代表团赴苏联学习计算机技术。

学生时代

1957年1月,杨芙清由导师推荐,参加了我国第一个赴苏学习团,奔赴苏联科学院计算中心,学习计算方法和程序设计。她在学习中认真、严谨、一丝不苟。她编写的第一个程序上机运行时一次通过,当时的苏联指导教师高兴地说:这在他的学生中还是首例。在苏学习时,恰逢毛泽东主席访苏,在莫斯科大学礼堂接见留苏学生。杨芙清早早地等候在礼堂里,占到一个靠前的座位,聆听了毛主席对青年的亲切教导:“你们青年人是早晨八九点钟的太阳,世界是属于你们的,也是我们的,但归根结底是属于你们的。希望寄托在你们身上。”激动人心的语言,鼓舞着杨芙清,指引了杨芙清努力的方向。

1932年11月6日,杨芙清出生在无锡市留芳声巷52号的杨家大院内。父亲杨介辰是一位崇尚实业救国的知识分子和实业家,母亲李文英女士是一位知书达理、为人宽厚、传统型的贤妻良母。父母希望她能像出水芙蓉一样清新高雅、品格出众、才气过人,因此给她起名杨芙清。父亲非常重视子女的教育,在日军侵华时为避战祸到上海期间也未中断。

1958年4月,因赴苏学习团合同期满,北京大学周培源副校长安排杨芙清转到莫斯科大学数力系继续进修学习,师从苏联著名的计算科学家米哈伊尔:罗蒙诺维奇:舒拉波拉教授学习程序设计自动化。杨芙清在学习和研究工作中表现出很强的创新精神。在设计编译程序时,她发现程序检验很烦琐费时,就大胆提出一种逆向思维方法,得到导师的鼓励。她独立设计出从后向前的逆向验证方式,大大减轻了验证的工作量。在导师的指导下,杨芙清写出了题为《分析程序》的论文,在莫斯科大学《自动化论文集》中发表后,引起国际学术界的关注,被西方杂志称为“程序自动化早期的优秀之作”。

1945年抗战胜利,杨芙清以优异成绩考取了当时无锡三大名校之一的无锡市第一女子中学。1948年,杨芙清因品学兼优被保送直升女子一中读高中。她各科成绩都很优秀,而且兴趣广泛,既被选入篮球队、排球队,又是舞蹈队、宣传队成员。同学们称赞她是“学习上的小先生,体育场上的健儿,文娱活动的积极分子,党外布尔什维克”。杨芙清在那里经历了无锡市解放的历史变革,受到了良好的基础教育,养成了勤于思考、刻苦努力的学习习惯,树立了追求真理、探索科学的远大理想,为她日后献身科学、献身教育奠定了扎实的基础。多年之后,杨芙清回忆起无锡第一女子中学的生活时说,这是她人生道路上的“启蒙、奠基、起步”的重要阶段,她感恩老师们启发了她对知识的浓厚兴趣,调动了她的潜力。

1959年10月,杨芙清满怀报国之心回到了祖国,立志献身于新中国的计算机事业。回国后,她被分配到北京大学数力系任教,协助导师徐献瑜教授辅导“程序设计自动化”等专业课,同时兼任系科研秘书。

杨芙清从小酷爱数学,1951年,她怀着对华罗庚先生的崇敬之情,报考了清华大学数学系。高考揭榜,她如愿以偿,录取通知书上的一行大字:“欢迎你,未来的数学家”更让她踌躇满志,对未来充满憧憬。从此踏上了攀登科学高峰之路。

1962年,杨芙清作为计算机科学家,被选派到苏联杜勃纳联合核子物理研究所工作。杨芙清深深地体会到,祖国要发展壮大,计算机科学是重要的技术支撑,因此她十分珍惜第二次赴苏工作的机会。在苏联期间,她除了完成日常研究工作外,还经常泡在图书馆里,努力翻阅各种新技术资料,不断研究和总结程序设计的规律,积累经验,思考着回国后如何更深入地开展计算机科学技术的研究。

1952年,我国高等院校进行了一次大规模院系调整,清华、北大、燕大三校数学系合并成立了北京大学数学力学系。杨芙清也从清华园来到燕园,成为了北大数力系的学生。在北大,她不但学习成绩优秀,还是非常活跃的文娱积极分子。被选为校学生会的文化部部长后,她组织戏剧社、舞蹈队等社团一起开展了一系列大型的文化活动,充分展示了其组织协调能力。在大学,杨芙清学会了科学的学习方法。她通过数学课的严格训练,培养出严密的逻辑思维,学到了分析问题、解决问题的方法,为以后的科研、教学工作都奠定了扎实的基础。“勤奋和严谨”的好习惯也是杨芙清在大学养成的,并且一直保持到现在,同时也是她对学生的基本要求。

两次赴苏学习和工作是杨芙清学术成长过程中的一个重要阶段,使她进入了一个崭新的科学领域——计算机软件。从此她的人生与计算机软件的研究和中国软件产业的发展结下了不解之缘。

1955年,杨芙清本科毕业后,师从徐献瑜教授,成为我国第一个计算数学专业的研究生。读研期间,她参加了计算数学教研室的组建工作。新专业创建初期,师资、设备和条件都很缺乏。为了读懂一个计算方法,必须进行大量演算,当时国内只有手摇计算机,一个一个数字摇,一个一个公式验算,算出一条一条曲线,然后思索、计算、推理。杨芙清回忆说:“读研期间,记得徐献瑜教授给我指定了一本苏联教材《线性代数计算方法》,每个礼拜在教研室报告一次,然后让大家讨论,现在回忆起来仍觉得这种方法非常好。”以讨论班的方式让学生提高自主学习能力,是北大数力系的优良传统。

提起两次赴苏经历,杨芙清感慨地说:“机遇来自国家需要。只要以国家需要为己任,努力去做,去做好,就是抓住了机遇。我从学习抽象数学到计算数学,又改为程序设计,看起来是偏离了数学的研究轨道,其实是抓住了计算机软件这个新学科发展的机遇。”

两次赴苏学习和工作

操作系统领域的开拓者

1956年,周恩来总理主持制定了中国12年科学发展规划,首次把发展电子计算机作为国家重大任务,并决定派出代表团赴苏联学习计算机技术。

从上世纪60年代至70年代,由于西方和苏联的技术封锁,我国计算机事业的发展处于非常艰难的时期。为解决石油勘探等行业科学计算问题,迫切需要独立研制高性能的大型计算机。国务院于1969年12月向北京大学下达了研制每秒计算100万次的集成电路计算机(代号DJS11,即150机)的任务。北京大学联合北京有线电厂、石油部勘探局等单位,组成了研制团队,任命杨芙清担任操作系统组的负责人。在技术资料十分匮乏的条件下,杨芙清带领研制组日夜奋战、锐意创新。联调阶段,硬件还没有完成,杨芙清领导团队在每秒2万次的108乙机上安装了自行设计的模拟程序,作为虚拟150机进行系统软件的调试,仅用23天,就完成了操作系统调试,并作了模拟联调。这种用虚拟机仿真的方法,保证了系统软件与硬件制造同步,同时,又以系统软件的调试,推动了硬件系统的调试,解决了资源共享、多道程序协调运行等关键技术问题。在1973年成功研制了我国第一个支持多道程序运行、规模大、功能强的计算机操作系统。

1957年1月,杨芙清由导师推荐,参加了我国第一个赴苏学习团,奔赴苏联科学院计算中心,学习计算方法和程序设计。她在学习中认真、严谨、一丝不苟。她编写的第一个程序上机运行时一次通过,当时的苏联指导教师高兴地说:这在他的学生中还是首例。在苏学习时,恰逢毛泽东主席访苏,在莫斯科大学礼堂接见留苏学生。杨芙清早早地等候在礼堂里,占到一个靠前的座位,聆听了毛主席对青年的亲切教导:“你们青年人是早晨八九点钟的太阳,世界是属于你们的,也是我们的,但归根结底是属于你们的。希望寄托在你们身上。”激动人心的语言,鼓舞着杨芙清,指引了杨芙清努力的方向。

150机的研制成功,缩短了我国与先进国家的差距,在石油勘探领域得到成功应用,使其数据处理发生了第一次“数字化革命”,获得了重大的经济效益和社会效益。该成果获1978年全国科学大会奖。2009年,150机被列入中共中央党史研究室编写的《中华人民共和国大事记》,《人民日报》在“新中国成立60周年”专稿中称150机“是当代中国科技发展史上的一项重大成果,堪称中国电子计算机发展史上的一个里程碑”。 1973年,中国电子工业部根据国际上计算机技术飞速发展的形势,提出了发展中国系列机的计划,该计划包括微机DJS100系列和大型机DJS200系列。杨芙清被任命为200系列软件总体设计组成员,并担任该系列中的240机(DJS200/XT2)软件项目负责人。该项目在1976年因国家经费困难等原因曾被迫下马,在杨芙清的多方奔波和呼吁下于1978年重新启动。其间,她深入研究了计算机操作系统的体系结构,提出了“PCM设计方法和层次管程结构模型”,并用她与徐家福教授、仲萃豪研究员共同设计的系统程序设计语言,全部重写了操作系统。

1958年4月,因赴苏学习团合同期满,北京大学周培源副校长安排杨芙清转到莫斯科大学数力系继续进修学习,师从苏联著名的计算科学家米哈伊尔·罗蒙诺维奇·舒拉波拉教授学习程序设计自动化。杨芙清在学习和研究工作中表现出很强的创新精神。在设计编译程序时,她发现程序检验很烦琐费时,就大胆提出一种逆向思维方法,得到导师的鼓励。她独立设计出从后向前的逆向验证方式,大大减轻了验证的工作量。在导师的指导下,杨芙清写出了题为《分析程序》的论文,在莫斯科大学《自动化论文集》中发表后,引起国际学术界的关注,被西方杂志称为“程序自动化早期的优秀之作”。

专家鉴定认为“DJS200/XT2操作系统全部用高级语言编写,具有首创地位,在国际上也无先例。这些成果具有颇为优秀的学术价值和学术水平,有重要的应用意义”。

1959年10月,杨芙清满怀报国之心回到了祖国,立志献身于新中国的计算机事业。回国后,她被分配到北京大学数力系任教,协助导师徐献瑜教授辅导“程序设计自动化”等专业课,同时兼任系科研秘书。

回忆起这段经历,杨芙清的学生柳纯录深情地说:“杨老师对新事物总是能以最敏锐的眼光予以捕捉,以最敏感的思维予以升华,以最敏捷的决断予以培植。”

1962年,杨芙清作为计算机科学家,被选派到苏联杜勃纳联合核子物理研究所工作。杨芙清深深地体会到,祖国要发展壮大,计算机科学是重要的技术支撑,因此她十分珍惜第二次赴苏工作的机会。在苏联期间,她除了完成日常研究工作外,还经常泡在图书馆里,努力翻阅各种新技术资料,不断研究和总结程序设计的规律,积累经验,思考着回国后如何更深入地开展计算机科学技术的研究。

上世纪90年代开始,计算机软件运行环境从单机发展到了网络。杨芙清及时抓住这一技术走向和战略性发展机遇,带领团队开展软件中间件这一新型网络操作系统技术的研发。该项工作提出并实现了基于微内核的构件化体系、在线演化、互操作、运行时软件体系结构以及系统性能优化等关键技术,研制成功了符合国际主流技术标准、具有完全自主产权的构件化J2EE中间件系统PKUAS。这些自主产权的技术与系统对知名中间件软件厂商(如中创InforWeb、中和威InterWeb、东方通TongWeb,金蝶Apusic等)的转让而形成商用产品,打破了国外产品在中国基础软件市场一统天下的局面。同时,与国际著名开源产品JOnAS对等合并,成为国际中间件联盟OW2主推的新一代中间件系统JO2nAS,在国际上产生重要影响并得到广泛应用。

两次赴苏学习和工作是杨芙清学术成长过程中的一个重要阶段,使她进入了一个崭新的科学领域——计算机软件。从此她的人生与计算机软件的研究和中国软件产业的发展结下了不解之缘。

软件工程学科的引领者

提起两次赴苏经历,杨芙清感慨地说:“机遇来自国家需要。只要以国家需要为己任,努力去做,去做好,就是抓住了机遇。我从学习抽象数学到计算数学,又改为程序设计,看起来是偏离了数学的研究轨道,其实是抓住了计算机软件这个新学科发展的机遇。”

1980年,杨芙清组织和筹办了中国首届软件工程研讨会。她敏锐地意识到,软件必将发展成为独立的产业,因此需要工程化、工业化生产技术和环境来支撑产业的发展。基于长期从事操作系统这类复杂软件系统的研发实践,杨芙清提出:要解决大型复杂软件系统的高、长、难问题,关键是良好的软件结构、先进的软件开发方法和高效的软件工具。

操作系统领域的开拓者

自1983年起,在国家支持下,杨芙清主持了被称为“青鸟工程”的一系列大规模软件工程技术研究、系统研发和应用实践,提出了软件生产线思想,先后研制成功了软件工程核心支撑环境BETA-85、支持结构化软件开发方法的集成化软件工程支撑环境青鸟Ⅰ型系统、全面支持面向对象软件开发方法的青鸟Ⅱ型系统和以软件复用为核心的软件开发平台青鸟Ⅲ型系统。

从上世纪60年代至70年代,由于西方和苏联的技术封锁,我国计算机事业的发展处于非常艰难的时期。为解决石油勘探等行业科学计算问题,迫切需要独立研制高性能的大型计算机。国务院于1969年12月向北京大学下达了研制每秒计算100万次的集成电路计算机(代号DJS11,即150机)的任务。北京大学联合北京有线电厂、石油部勘探局等单位,组成了研制团队,任命杨芙清担任操作系统组的负责人。在技术资料十分匮乏的条件下,杨芙清带领研制组日夜奋战、锐意创新。联调阶段,硬件还没有完成,杨芙清领导团队在每秒2万次的108乙机上安装了自行设计的模拟程序,作为虚拟150机进行系统软件的调试,仅用23天,就完成了操作系统调试,并作了模拟联调。这种用虚拟机仿真的方法,保证了系统软件与硬件制造同步,同时,又以系统软件的调试,推动了硬件系统的调试,解决了资源共享、多道程序协调运行等关键技术问题。在1973年成功研制了我国第一个支持多道程序运行、规模大、功能强的计算机操作系统。

青鸟工程的成果先后获得1986年电子工业部科技进步奖一等奖、1996年电子工业部科技进步奖特等奖、1998年国家科技进步奖二等奖和2006年国家科技进步奖二等奖。

150机的研制成功,缩短了我国与先进国家的差距,在石油勘探领域得到成功应用,使其数据处理发生了第一次“数字化革命”,获得了重大的经济效益和社会效益。该成果获1978年全国科学大会奖。2009年,150机被列入中共中央党史研究室编写的《中华人民共和国大事记》,《人民日报》在“新中国成立60周年”专稿中称150机“是当代中国科技发展史上的一项重大成果,堪称中国电子计算机发展史上的一个里程碑”。 1973年,中国电子工业部根据国际上计算机技术飞速发展的形势,提出了发展中国系列机的计划,该计划包括微机DJS100系列和大型机DJS200系列。杨芙清被任命为200系列软件总体设计组成员,并担任该系列中的240机(DJS200/XT2)软件项目负责人。该项目在1976年因国家经费困难等原因曾被迫下马,在杨芙清的多方奔波和呼吁下于1978年重新启动。其间,她深入研究了计算机操作系统的体系结构,提出了“PCM设计方法和层次管程结构模型”,并用她与徐家福教授、仲萃豪研究员共同设计的系统程序设计语言,全部重写了操作系统。

在诸多奖励和荣誉面前杨芙清并不满足。她说:“得奖就是画一个句号,句号放大就是零。”她带领着团队以“而今迈步从头越”的心态,瞄准软件工程学科前沿,持续不懈地探索和创新。2000年研制出基于构件—构架的应用系统集成组装环境,实现了过程改进和开发技术的一体化支持;2005年推出基于Internet、以构件库为核心的开发平台,实现了覆盖软件全生命周期的工业化生产支撑功能,形成了基于构件的软件开发方法、平台和标准体系。

专家鉴定认为“DJS200/XT2操作系统全部用高级语言编写,具有首创地位,在国际上也无先例。这些成果具有颇为优秀的学术价值和学术水平,有重要的应用意义”。

上述成果为我国软件产业向规模化、工业化发展提供了基础平台支撑,在国防、航空航天、军工和集成电路设计等领域成为知名软件工具,大幅度提高了国产软件工具产品的成熟度和市场占有率。以神州数码信息系统公司构件化技术改造为例,使该公司软件复用率提升到60%左右,统计分析项目成本平均节约30%以上,测试工作量平均减少18%,缺陷数量平均减少20%。相关工具也在北京2008年奥运会信息系统建模以及众多国家重大建设工程中得到广泛应用。

回忆起这段经历,杨芙清的学生柳纯录深情地说:“杨老师对新事物总是能以最敏锐的眼光予以捕捉,以最敏感的思维予以升华,以最敏捷的决断予以培植。”

鉴于杨芙清在软件工程领域的学术贡献,2006年国际软件工程顶级学术会议——第28届世界软件工程大会邀请杨芙清作开幕式主题演讲。这是该会议自1975年创办37年以来唯一的华人学者主题报告。

上世纪90年代开始,计算机软件运行环境从单机发展到了网络。杨芙清及时抓住这一技术走向和战略性发展机遇,带领团队开展软件中间件这一新型网络操作系统技术的研发。该项工作提出并实现了基于微内核的构件化体系、在线演化、互操作、运行时软件体系结构以及系统性能优化等关键技术,研制成功了符合国际主流技术标准、具有完全自主产权的构件化J2EE中间件系统PKUAS。这些自主产权的技术与系统对知名中间件软件厂商(如中创InforWeb、中和威InterWeb、东方通TongWeb,金蝶Apusic等)的转让而形成商用产品,打破了国外产品在中国基础软件市场一统天下的局面。同时,与国际著名开源产品JOnAS对等合并,成为国际中间件联盟OW2主推的新一代中间件系统JO2nAS,在国际上产生重要影响并得到广泛应用。

杨芙清一直以极大热情和精力致力于我国软件产业建设。她认为,软件产业是一个行业渗透性强、技术门槛高的智力密集型产业,需要产业战略与政策、技术支撑和人才培养三位一体的产业体系建设。她长期承担国家软件产业发展规划的咨询建议等研究任务。她的很多建议被国家相关政策采纳。例如,从“九五”到“十一五”,作为国家发改委高技术产业发展规划软件组组长,她组织完成了产业发展规划的研究任务;2005年,她承担了中国科学院咨询项目“坚持自主创新,突破我国软件产业发展瓶颈”,用时2年形成20余万字的报告,上报国务院后下发工信部;作为中国软件行业协会的创建人之一,她从1984年至2011年担任中国软件行业协会副理事长,为促进国产软件产品的规范化和品牌化作出了重要贡献。

软件工程学科的引领者

杨芙清意识到软件产业的跨越式发展取决于软件生产方式的变革。1995年开始,她亲自带队深入企业开展软件工业化生产技术的调研。1996年,作为青鸟工程科技成果转化机制,创建了北京大学软件工程国家工程研究中心,其宗旨是服务软件产业,实现科技成果向生产力的转化。科技成果转化过程是一个面向应用需求、技术与需求紧密结合相融的工程创新过程,双方人员密切合作,创新研发出适应应用单位需要的产品。自2000年以来,在她的带领下,软件工程国家工程研究中心以服务的理念、不断融合创新的精神,在软件安全技术、软件过程技术和软件开发集成技术等方面形成了软件开发运行安全一体化平台,在多项国家重大工程中得到广泛应用,承接了国家多个部委和十多个省市区的信息系统建设及推广应用项目,用户达上万家。2012年,中国软件行业协会编撰出版的《软件构件技术—中国实践之路》对杨芙清领导的构件技术推广工作给予了高度评价:“……北京大学等一批高校承担的‘青鸟工程’针对软件工程化、工业化生产技术和环境开展了卓有成效的研发工作,为我国软件生产方式的变革提供了理论基础和实践指导。20世纪90年代中期,构件技术的研发和推广,提升了我国软件企业的创新水平和核心竞争力,为我国软件产业的技术革命和形成规模经济起到了很好的技术支持和保障作用。”

1980年,杨芙清组织和筹办了中国首届软件工程研讨会。她敏锐地意识到,软件必将发展成为独立的产业,因此需要工程化、工业化生产技术和环境来支撑产业的发展。基于长期从事操作系统这类复杂软件系统的研发实践,杨芙清提出:要解决大型复杂软件系统的高、长、难问题,关键是良好的软件结构、先进的软件开发方法和高效的软件工具。

软件学科的教育家和探索者

自1983年起,在国家支持下,杨芙清主持了被称为“青鸟工程”的一系列大规模软件工程技术研究、系统研发和应用实践,提出了软件生产线思想,先后研制成功了软件工程核心支撑环境BETA-85、支持结构化软件开发方法的集成化软件工程支撑环境青鸟Ⅰ型系统、全面支持面向对象软件开发方法的青鸟Ⅱ型系统和以软件复用为核心的软件开发平台青鸟Ⅲ型系统。

杨芙清认为:“教学是要培养学生的思维能力和创新精神。问题从探索客观世界规律而来,因此,任何问题均不是单一的,必然是系统化的,具有结构化特性。要描述清楚,就要从整体上弄清楚其组成成分,去寻找各部分的关联和结构,采用简练的语言、规律化的表述、结构化的框架,体现软件之美、结构之美、工程之美。”因此,她特别善于使用图表结构表达法培养学生。她说:“因为图表构造者要从问题的整体角度,提炼组成成分,找出成分间的关联和结构,从而使线性上升为立体,从分散构建出结构框架,是对问题认识的升华,是对能力的一种提升。开始时会感到无从着手,但当你从乱麻中抽取到一个线头时,你会欣喜而豁然开朗,会对问题有了新的理解。”

青鸟工程的成果先后获得1986年电子工业部科技进步奖一等奖、1996年电子工业部科技进步奖特等奖、1998年国家科技进步奖二等奖和2006年国家科技进步奖二等奖。

从1979年开始指导研究生起,她共培养了150余名硕士、博士和博士后,其中不少已成为学术界的知名学者、学科带头人,或产业界的领军人物。她带动和促进了中国计算机软件学科建设,并担任两届国务院学位委员会委员和三届计算机科学与技术学科评议组召集人。

在诸多奖励和荣誉面前杨芙清并不满足。她说:“得奖就是画一个句号,句号放大就是零。”她带领着团队以“而今迈步从头越”的心态,瞄准软件工程学科前沿,持续不懈地探索和创新。2000年研制出基于构件—构架的应用系统集成组装环境,实现了过程改进和开发技术的一体化支持;2005年推出基于Internet、以构件库为核心的开发平台,实现了覆盖软件全生命周期的工业化生产支撑功能,形成了基于构件的软件开发方法、平台和标准体系。

杨芙清在长期从事计算机软件领域的教学和科研的同时,历来十分重视教材建设。1961年,杨芙清与徐家福等人合作撰写了中国大陆最早的程序设计统编教材《程序设计》;1974年,在150机操作系统科研实践的基础上,撰写了操作系统教材《管理程序》;1986年,与俞士汶一起编著了《操作系统结构分析》;1998年至2013年,与她的学生邵维忠教授合著了《面向对象的系统分析》《面向对象的系统设计》等多部研究生系列教材,历经多次印刷累计67800册;2008年,主编了中国最全面的软件复用与构件技术丛书。

上述成果为我国软件产业向规模化、工业化发展提供了基础平台支撑,在国防、航空航天、军工和集成电路设计等领域成为知名软件工具,大幅度提高了国产软件工具产品的成熟度和市场占有率。以神州数码信息系统公司构件化技术改造为例,使该公司软件复用率提升到60%左右,统计分析项目成本平均节约30%以上,测试工作量平均减少18%,缺陷数量平均减少20%。相关工具也在北京2008年奥运会信息系统建模以及众多国家重大建设工程中得到广泛应用。

面向国家需求、产业发展和学科前沿培养创新型人才是杨芙清教育理念的精髓。她积极探索与实践高等教育体制改革和专业学位研究生培养机制和模式。2002年,她创建了北京大学软件学院,提出了“人才培养与产业建设互动”“专业教育学分制、素质教育学苑式、产学研用一体化”的教育理念;确立了“坚持创新创业、坚持面向需求、坚持质量第一”的建院宗旨;提出了“面向国家需求、瞄准国际前沿,本着创新创业理念,培养具有系统集成创新能力的高层次、实用型、复合交叉型、国际化工程科技人才”的目标;制定了“德育为先、能力为重、德才兼备”的人才培养规格和要求;构建了以课程体系为核心、注重知识、能力、素质综合提高的工程专业学位研究生培养体系。该学院在教育部组织的示范性软件学院验收评估中综合排名第一,被誉为“示范中的示范”,“北京大学软件与微电子学院——示范性软件学院建设”也获高等教育国家级教学成果奖一等奖。2002年和2007年,以她作为学科带头人的北京大学计算机软件与理论二级学科两次以国内同行第一的成绩被评为国家重点学科。

鉴于杨芙清在软件工程领域的学术贡献,2006年国际软件工程顶级学术会议——第28届世界软件工程大会邀请杨芙清作开幕式主题演讲。这是该会议自1975年创办37年以来唯一的华人学者主题报告。

杨芙清认为培养创新型工程科技人才队伍首先要营造一个良好的人才成长、成才的生态环境。2001年,她就提出三类三级的软件工程教育体系,在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中被采纳;2005年,她和孙家广、李未、周兴铭等院士联名建议国务院学位委员会设置软件工程学科并试点培养软件工程博士;2009年,杨芙清作为论证专家组组长,牵头论证了北大、清华、北航等28所高校联合上报的“增设软件工程一级学科调整建议书”;2011年,国务院学位委员会第28次会议讨论通过软件工程作为一级学科列入学科目录,工程博士列入专业学位目录,我国软件工程学科建设进入新的阶段。

产业发展的推动者

杨芙清的成长过程,历经并展现了我国计算机科学技术及信息产业从初创、发展到走向成熟的历程。如今她虽已年过八十,但仍然以饱满的精力在坚持工作,为软件工程学科建设、人才培养和产业发展继续贡献力量。(作者单位均为北京大学)

杨芙清一直以极大热情和精力致力于我国软件产业建设。她认为,软件产业是一个行业渗透性强、技术门槛高的智力密集型产业,需要产业战略与政策、技术支撑和人才培养三位一体的产业体系建设。她长期承担国家软件产业发展规划的咨询建议等研究任务。她的很多建议被国家相关政策采纳。例如,从“九五”到“十一五”,作为国家发改委高技术产业发展规划软件组组长,她组织完成了产业发展规划的研究任务;2005年,她承担了中国科学院咨询项目“坚持自主创新,突破我国软件产业发展瓶颈”,用时2年形成20余万字的报告,上报国务院后下发工信部;作为中国软件行业协会的创建人之一,她从1984年至2011年担任中国软件行业协会副理事长,为促进国产软件产品的规范化和品牌化作出了重要贡献。

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杨芙清意识到软件产业的跨越式发展取决于软件生产方式的变革。1995年开始,她亲自带队深入企业开展软件工业化生产技术的调研。1996年,作为青鸟工程科技成果转化机制,创建了北京大学软件工程国家工程研究中心,其宗旨是服务软件产业,实现科技成果向生产力的转化。科技成果转化过程是一个面向应用需求、技术与需求紧密结合相融的工程创新过程,双方人员密切合作,创新研发出适应应用单位需要的产品。自2000年以来,在她的带领下,软件工程国家工程研究中心以服务的理念、不断融合创新的精神,在软件安全技术、软件过程技术和软件开发集成技术等方面形成了软件开发运行安全一体化平台,在多项国家重大工程中得到广泛应用,承接了国家多个部委和十多个省市区的信息系统建设及推广应用项目,用户达上万家。2012年,中国软件行业协会编撰出版的《软件构件技术—中国实践之路》对杨芙清领导的构件技术推广工作给予了高度评价:“……北京大学等一批高校承担的‘青鸟工程’针对软件工程化、工业化生产技术和环境开展了卓有成效的研发工作,为我国软件生产方式的变革提供了理论基础和实践指导。20世纪90年代中期,构件技术的研发和推广,提升了我国软件企业的创新水平和核心竞争力,为我国软件产业的技术革命和形成规模经济起到了很好的技术支持和保障作用。”

①杨芙清在前苏联莫斯科大学师从舒拉波拉教授学习程序设计自动化。

软件学科的教育家和探索者

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杨芙清认为:“教学是要培养学生的思维能力和创新精神。问题从探索客观世界规律而来,因此,任何问题均不是单一的,必然是系统化的,具有结构化特性。要描述清楚,就要从整体上弄清楚其组成成分,去寻找各部分的关联和结构,采用简练的语言、规律化的表述、结构化的框架,体现软件之美、结构之美、工程之美。”因此,她特别善于使用图表结构表达法培养学生。她说:“因为图表构造者要从问题的整体角度,提炼组成成分,找出成分间的关联和结构,从而使线性上升为立体,从分散构建出结构框架,是对问题认识的升华,是对能力的一种提升。开始时会感到无从着手,但当你从乱麻中抽取到一个线头时,你会欣喜而豁然开朗,会对问题有了新的理解。”

②杨芙清和研发骨干谈技术推广、平台部署和软件产业基础设施建设的思路。

从1979年开始指导研究生起,她共培养了150余名硕士、博士和博士后,其中不少已成为学术界的知名学者、学科带头人,或产业界的领军人物。她带动和促进了中国计算机软件学科建设,并担任两届国务院学位委员会委员和三届计算机科学与技术学科评议组召集人。

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杨芙清在长期从事计算机软件领域的教学和科研的同时,历来十分重视教材建设。1961年,杨芙清与徐家福等人合作撰写了中国大陆最早的程序设计统编教材《程序设计》;1974年,在150机操作系统科研实践的基础上,撰写了操作系统教材《管理程序》;1986年,与俞士汶一起编著了《操作系统结构分析》;1998年至2013年,与她的学生邵维忠教授合著了《面向对象的系统分析》《面向对象的系统设计》等多部研究生系列教材,历经多次印刷累计67800册;2008年,主编了中国最全面的软件复用与构件技术丛书。

③杨芙清在无锡第一女子中学被选为篮球队右锋。

面向国家需求、产业发展和学科前沿培养创新型人才是杨芙清教育理念的精髓。她积极探索与实践高等教育体制改革和专业学位研究生培养机制和模式。2002年,她创建了北京大学软件学院,提出了“人才培养与产业建设互动”“专业教育学分制、素质教育学苑式、产学研用一体化”的教育理念;确立了“坚持创新创业、坚持面向需求、坚持质量第一”的建院宗旨;提出了“面向国家需求、瞄准国际前沿,本着创新创业理念,培养具有系统集成创新能力的高层次、实用型、复合交叉型、国际化工程科技人才”的目标;制定了“德育为先、能力为重、德才兼备”的人才培养规格和要求;构建了以课程体系为核心、注重知识、能力、素质综合提高的工程专业学位研究生培养体系。该学院在教育部组织的示范性软件学院验收评估中综合排名第一,被誉为“示范中的示范”,“北京大学软件与微电子学院——示范性软件学院建设”也获高等教育国家级教学成果奖一等奖。2002年和2007年,以她作为学科带头人的北京大学计算机软件与理论二级学科两次以国内同行第一的成绩被评为国家重点学科。

——参加2014年北大五四诗会有感

杨芙清认为培养创新型工程科技人才队伍首先要营造一个良好的人才成长、成才的生态环境。2001年,她就提出三类三级的软件工程教育体系,在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中被采纳;2005年,她和孙家广、李未、周兴铭等院士联名建议国务院学位委员会设置软件工程学科并试点培养软件工程博士;2009年,杨芙清作为论证专家组组长,牵头论证了北大、清华、北航等28所高校联合上报的“增设软件工程一级学科调整建议书”;2011年,国务院学位委员会第28次会议讨论通过软件工程作为一级学科列入学科目录,工程博士列入专业学位目录,我国软件工程学科建设进入新的阶段。

今天是五四运动九十五周年纪念日,我参加了北京大学团委组织的“青春中国梦,赤忱五四情——北京大学纪念五四运动95周年青春诗会”,参加朗诵了毛泽东同志的词作《沁园春:长沙》和同学自己创作的、表达北大青年之声的《聆听青年》。和年轻的同学们在一起,无拘无束,敞开心扉,我又像回到了学生时代。而更有幸的是,我们国家最高领导人习近平主席来到了诗会,听了我们的朗诵,并亲切地接见了我们,和我们一一握手,称赞朗诵透着自信,表达了强烈的历史责任感和自豪感,并告诉我们,《沁园春:长沙》是毛主席32岁时写的,毛主席的词气势磅礴、前无古人,要我们学习这种精神,要紧跟时代,既创作出优美的文字诗篇,又创作出壮丽的人生诗篇。

杨芙清的成长过程,历经并展现了我国计算机科学技术及信息产业从初创、发展到走向成熟的历程。如今她虽已年过八十,但仍然以饱满的精力在坚持工作,为软件工程学科建设、人才培养和产业发展继续贡献力量。(作者:朱郑州 邵维忠 谢冰 王亚沙 赵俊峰,单位均为北京大学)

我很幸运,这样近距离地和习主席在一起,握着那浑厚、朴实、掌握全局有力的手,激起我奋发的年老少年情,和教师的责任感。

五十七年情

我更幸运的是,两次受到了我们国家最高领导人的接见。第一次是在57年前的1957年,我还是一个25岁的留苏学生,在莫斯科大学礼堂,毛主席接见了在苏联的中国留学生,我永远记得毛主席说的话:“你们年轻人是早上八九点钟的太阳,世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的,希望寄托在你们身上。”这激励着我,为建设新中国努力奋斗,奉献终身。第二次,就是57年后的今天——2014年5月4日,在五四运动的策源地,在北大静园草坪五四诗会上,受到了习主席的接见,聆听了习主席的讲话,这次我已是82岁的老教师了。

——参加2014年北大五四诗会有感

习主席来北大视察,在讲话中谈到:“教师承担着最庄严、最神圣的使命,教师要时刻铭记教书育人的使命,甘当人梯,甘当铺路石,以人格魅力引导学生心灵,以学术造诣开启学生的智慧之门。”这是对我们教师的要求,我一定按照习近平主席的指示,牢记教师教书育人的使命,育人者先育己,不断提升自身的素养;面向国家需求,刻苦钻研,提高学术水平;教学相长,努力培养体现时代精神、道德高尚,立志报效祖国、服务人民,奋发有为、积极践行社会主义核心价值观的国家栋梁之材。师生共同努力,勤学、修德、明辨、笃实,为实现“中华民族伟大复兴”的中国梦,奉献终身。

■杨芙清

《中国科学报》 (2016-06-13 第8版 印刻)

今天是五四运动九十五周年纪念日,我参加了北京大学团委组织的“青春中国梦,赤忱五四情——北京大学纪念五四运动95周年青春诗会”,参加朗诵了毛泽东同志的词作《沁园春·长沙》和同学自己创作的、表达北大青年之声的《聆听青年》。和年轻的同学们在一起,无拘无束,敞开心扉,我又像回到了学生时代。而更有幸的是,我们国家最高领导人习近平主席来到了诗会,听了我们的朗诵,并亲切地接见了我们,和我们一一握手,称赞朗诵透着自信,表达了强烈的历史责任感和自豪感,并告诉我们,《沁园春·长沙》是毛主席32岁时写的,毛主席的词气势磅礴、前无古人,要我们学习这种精神,要紧跟时代,既创作出优美的文字诗篇,又创作出壮丽的人生诗篇。

我很幸运,这样近距离地和习主席在一起,握着那浑厚、朴实、掌握全局有力的手,激起我奋发的年老少年情,和教师的责任感。

我更幸运的是,两次受到了我们国家最高领导人的接见。第一次是在57年前的1957年,我还是一个25岁的留苏学生,在莫斯科大学礼堂,毛主席接见了在苏联的中国留学生,我永远记得毛主席说的话:“你们年轻人是早上八九点钟的太阳,世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的,希望寄托在你们身上。”这激励着我,为建设新中国努力奋斗,奉献终身。第二次,就是57年后的今天——2014年5月4日,在五四运动的策源地,在北大静园草坪五四诗会上,受到了习主席的接见,聆听了习主席的讲话,这次我已是82岁的老教师了。

习主席来北大视察,在讲话中谈到:“教师承担着最庄严、最神圣的使命,教师要时刻铭记教书育人的使命,甘当人梯,甘当铺路石,以人格魅力引导学生心灵,以学术造诣开启学生的智慧之门。”这是对我们教师的要求,我一定按照习近平主席的指示,牢记教师教书育人的使命,育人者先育己,不断提升自身的素养;面向国家需求,刻苦钻研,提高学术水平;教学相长,努力培养体现时代精神、道德高尚,立志报效祖国、服务人民,奋发有为、积极践行社会主义核心价值观的国家栋梁之材。师生共同努力,勤学、修德、明辨、笃实,为实现“中华民族伟大复兴”的中国梦,奉献终身。

(原载于《中国科学报》 2016-06-13 第8版 印刻)

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