在抗震棚中开始的事业——记CAD专家、博导刘明业教授

时间:2010-09-25
  1976年盛夏,唐山大地震过后的北京人惊魂未定,加之“四人帮”还在台上,谁有心思好好工作?但在北京工业学院校园一个低矮、闷热的抗震棚里,一个身材魁梧的东北汉子却一边挥汗如雨,一边伏案奋笔疾书,心无旁骛的工作着。这是谁呢?他在这样一个“不宜工作”,甚至“不宜生存”的环境中忙些什么呢?他就是北工计算机教研室的刘明业老师,当时正致力于他的第一部学术专著的创作。
  刘老师1959年毕业于哈尔滨工业大学计算机专业,是全国首批计算机专业的毕业生之一。在母校短暂工作3年以后,调至北京工业学院任教。在不久之后爆发的“文化大革命”中,他一直是“逍遥派”,从不参与派性斗争;但在业务上,他始终没有放松过。“生不逢时”的北工第一台计算机441-B生产出来以后,正赶上文革开始,他在那种特殊的环境下,顶着压力参加调机,为441-B计算机顺利投入运行立下了汗马功劳。之后,他把目光投向未来,投向他深信不疑的“四人帮”垮台以后必将到来的科学技术的春天和教育的春天。在西方发达国家已经蓬勃兴起的计算机应用的热潮中,他注意到了CAD这个领域。所谓CAD(Computer-Aided Design),即计算机辅助设计,是让计算机辅助人类进行各种设计活动的总称。刘明业意识到,如果把计算机当作人脑的延伸,当作人类智力的放大器的话,那么,CAD正是让计算机的这一特性获得最好诠释的领域,因为在人类的各种活动中,正是设计活动是人类的创造性思维得以充分体现的一种活动。于是,他把自己的发展方向定位在了CAD上,开始大量收集和消化有关CAD的资料,在此基础上,他着手编写有关CAD的专著,首先是把计算机用于设计计算机本身方面,即计算机辅助逻辑设计方面,以便为日后的CAD教学和科研作准备。本文开头的场景就是在这一背景下展开的。
  功夫不负有心人,很快,刘明业的第一部专著《计算机辅助逻辑设计理论》就完成了;四人帮也很快就被打倒了。中国进入了拨乱反正的年代。新的时代呼唤崭新的事物,需要崭新的技术。因此,刘明业在CAD这一新领域中的耕耘受到了重视。首先是在北工计算机教研室有关同志的努力下,刘明业的专著得以在当时北工无线电系(计算机教研室那时属于无线电系)办的内部铅印刊物《电子技术》的1978年第4期以“专题论文”的名义发表(这篇180页的“论文”堪称世界上最长的论文了)。这期《电子技术》是1978年9月份出版的;恰好中国电子学会1978年10月于广西桂林举行“数字系统计算机辅助设计学术交流会”,刘明业正好赶上携带新出版的这期《电子技术》参加这个会议。刘明业还带去了另一个材料,那是教研室的其他几位老师为配合刘明业“出征”该会议集体突击翻译的“计算机辅助设计考察报告”,这个报告是一个名为“国际应用系统分析学会”(The International Institute for Applied Systems Analysis)的组织通过美、英、匈3国的CAD专家在欧、美、日本的85个单位进行了仔细考察后形成的,刊登于《Computer Aided Design》杂志1977年4月号,比较全面的反映了CAD技术当时的状况。由于10年文革刚刚过去,许多人长期疏于业务,也不太了解国外的情况,因此刘老师的这两个材料在会议上大受欢迎,获得普遍好评和重视(“考察报告”后来被刊登于15所出版的《电子计算机参考资料》1979年第3期)。接着,在文革后的第一轮计算机专业统编教材中,北工计算机教研室的领导又争取到了把CAD教材的编写任务落实在刘明业身上,从而有了刘明业的第一部正式公开出版的教材:《数字系统计算机辅助设计》(国防工业出版社,1980)。这也是国内高校第一部CAD方面的教材。
  这以后,刘明业在CAD方面的成果就层出不穷了。择其要者,可以列出以下一个清单。
  教材和专著出版:
  • 计算机辅助逻辑设计理论,科学出版社,1985、1995(本书获1998年度北京科学技术进步三等奖,曾参加法兰克福书展)
  • 数字系统设计自动化,电子工业出版社,1991
  • 专用集成电路行为功能级模拟技术,中国铁道出版社,1994
  • 数字系统自动设计,高等教育出版社,1996
  • 专用集成电路高级综合理论,北京理工大学出版社,1998(本书获首届(2002年)国防科技工业优秀图书奖)
  • VHDL 语言100例详解,清华大学出版社,1999
  • 硬件描述语言Verilog,清华大学出版社,2001
  • 集成电路/计算机硬件描述语言Verilog,中国标准出版社,2002   
  • 集成电路/计算机硬件描述语言VHDL 高等教程,清华大学出版社,2004
  • 数字系统自动设计实用教程,高等教育出版社,2004(本书为国家十一五规划教材)
     科研获奖:
  •    计算机辅助逻辑设计程序LOGSYN83,获兵器部1986年科技进步一等奖
  •    计算机和VLSI行为功能级模拟器BFLSIM,1989年获国家攻关荣誉证书
  •    APOLLO工作站汉字系统CCDOMAIN,1990年获兵器部科技进步二等奖
  •    专用集成电路(ASIC)作为功能级智能逻辑综合系统LODAS90,1992年获兵器部科技进步二等奖
  •    专用集成电路(ASIC)VHDL语言高级综合及混合级模拟系统,获1998年度国家科学技术进步三等奖
  •    超高速条形码激光扫描阅读预处理芯片,获1999年度国防科学技术三等奖
  •    Talent2000专用集成电路高层次自动设计系统,获2002年度国防科学技术二等奖
  
   论文发表:

  历年来发表论文百余篇,其中进EI检索的达50多篇。
  与此同时,刘明业作为北工计算机专业的第一位博士生导师,还开出了3门研究生课程,即:
     (1)数字系统自动设计(硕士生学位课)
     (2)数字系统高级综合理论(博士生学位课)
  (3)专用集成电路设计方法与实践(博士生专业课)
  这些成果当然不是轻而易举获得的,而是刘明业艰苦奋斗的结晶。在北工计算机专业,刘明业的勤奋、刻苦、执着,他对事业的追求,是人所共知、有口皆碑的。在刘明业的日历上,没有什么节假日,没有什么寒假、暑假,每天都是工作日。在刘明业通过向学校贷款购置了Apollo工作站(他后来按时、足额还清了贷款,这使他在学校有关部门中享有很高的信誉:“刘教授是说话算数的”)、建立起了自己的实验室以前,计算机系的实验室每到寒假、暑假都要专门加班加点,为刘明业和他的学生开放。最多的时候,刘明业手里同时有6项国家科研任务。1987年,经过刘明业的努力争取,经兵器部教育局批准, 北京理工大学ASIC研究所成立以后,作为研究所所长的刘明业就更忙了。因为中国计算机学会CAD专业委员会(他是这个委员会的副主任)的“逻辑设计自动化专业学组”(后改“数字系统设计自动化学组”)就挂靠在这个研究所,刘明业兼任组长。1989年,刘明业又参与了《计算机辅助设计与图形学学报》的创刊工作,任副主编。无论是本职工作,还是兼职工作,刘明业都全力以赴,力求完美。这一点,凡是同刘明业打过交道的人都深有体会。
那么,刘明业的工作在中国的CAD事业中发挥了怎样的作用呢?让我们听听专家们的评论吧。
  对《计算机辅助逻辑设计理论》,科学出版社特约审稿人、北京邮电大学教授沈树雍在仔细审阅了书稿后写出了如下意见:“本书把散见于各期刊文献中的现代理论和算法等片段参以个人的体会加以编撰,并结合作者多年教学经验由浅入深,由简到繁形成完整的体系,可认为在这个课题下不可多得的著作,理应作为我国的一本专著出版”。
  “计算机和VLSI行为功能级模拟器BFLSIM”完成以后,上海交通大学计算机系的RISC课题组用它模拟了他们设计的32位微处理器RISC3J1,验证了设计的正确性,同时找出了设计中的问题,取得了很好的效果。课题组负责人刘景文博士认为:“BFLSIM是国内外为数很少的行为功能级模拟器,通过对较大型系统(32位微处理机)的模拟,证明了它已达到实用水平,在国内外是处于领先地位的。该模拟器是开发VLSI系统的有效验证工具。国际上,DDL语言是寄存器传输比较常用的一种硬件描述语言,因而在国内有其推广价值。”
  APOLLO工作站汉字系统CCDOMAIN完成以后,APOLLO公司有关人员确认其性能超过国内同类产品,可与日本、韩国、新加坡及台湾的同类产品比美。1988年7月,APOLLO公司在香港举办展览时,特邀CCDOMAIN参展。国内有中国科学院物理所、航天部一院、503所、北京钢铁设计研究总院、北京航空航天大学、吉林化学工业公司设计院等十几家重要的CAD科研、教育单位成为CCDOMAIN的用户,从中受益。
  也许最能反映刘明业在业界的影响和业界对他的评价的,是计算机界的前辈慈云桂教授生前在谈到刘明业时所说的如下一段话了:“该同志理论基础扎实,专业知识领域广,治学严谨,勤奋刻苦。近年来,他在CAD方面成果卓著,得到国内外同行专家学者的好评,其工作水平处于国内前列。”
  作为北工计算机专业的第一位博士生导师和长期的学科带头人,刘明业为北工乃至全国的CAD教育所做出的贡献是无可限量的。他勤奋刻苦、严谨治学的精神也将永远是学子们学习的榜样。