编者按：20世纪70年代初，中科院计算所开始酝酿使用自动布线、自动测试等辅助设计技术研制新的计算机，与江南造船厂的船舶制造和603所“歼轰7”（飞豹）的设计项目组共同启动了中国的计算机辅助设计(Computer-Aided Design, CAD)工作，刘慎权研究员参与其中，并成为中国CAD研究和实践的先行者。2019年5月，CCF“记录计算机历史”小组在北京刘慎权先生的寓所访问了他。

60多年前，为实施“十二年科学远景发展规划”中的计算技术，一批优秀的科学家和年轻研究人员汇聚北京，其中就有刘慎权。因为对中国计算机图形学的研究与应用作出的杰出贡献，他于2016年获得CCF“中国计算机事业60年杰出贡献特别奖”。

刘老身体矫健，耳聪目明——他说应当是得益于早年参军，从广东千里行军到昆明的锻炼。他善于思考、勤于自学，并多次创业，为CAD和计算机图形学在中国的发展踏出了一条路。

科研生涯的开端

1956年大学毕业后，刘慎权被分配到中科院现代物理所。当他听说华罗庚先生在领衔筹办中科院计算所时，主动申请调入了计算所筹委会。

根据1956年的12年科学规划，计算所和北大、清华合办计算机训练班和计算数学训练班。刘慎权被安排到第一期计算数学训练班学习，听到了北大胡祖炽教授讲计算数学、数字分析，清华孙念增教授讲程序设计，北大张世龙教授讲电路，在苏联编过程序的徐献瑜和苏联专家施梅格列夫斯基讲БЭСМ计算机指令编写程序。那时国内还没有计算机，科学计算也只能是纸上谈兵，刘慎权选择了实用问题计算，参加了气象预报课题，开始从事偏微分方程的数值求解。沉浸在“向科学进军”兴奋氛围中的刘慎权不曾预见，他终生从事计算数学和计算机应用技术的研究生涯就从此开始了。 

1958年，刘慎权通过考试被选拔赴苏留学。赴苏前，他和川大的同学廖品熙举行了婚礼，还请假第一次回广州探望父母。他母亲说：“（从1949年参军以来）你离家九年，回家住九天，一年才在家一天。”

1958年12月，刘慎权这一批留苏学生，乘火车经满洲里进入苏联，花了整整一个星期才到达莫斯科。计算所派出的四人中，唐裕亮学习硬件，其余三人被派到苏联科学院计算中心：许孔时跟随叶尔索夫学习程序设计，计算中心的一位学术秘书采用了抛硬币的方式决定了王汝权的导师是施梅格列夫斯基，刘慎权的导师是多罗德尼钦院士。

导师给刘慎权选的题目是“附面层数值计算”。那时程序设计语言还没有出现，各种计算机程序都要使用机器语言来编写。输入是穿孔卡片，输出是打印在纸上的八位数。每周只有一两次上机的机会，每次40分钟，而且经常被安排在深夜。有一张刘慎权在莫斯科上机的珍贵照片，他坐在满是按钮和灯排的БЭСМ计算机控制台上，面对着一只闹钟和编程手稿，操纵着按键。就这样，他们都养成了晚上工作的习惯。有一次因为写论文，他不知疲倦地工作了一整夜，最后发现东方天色已发白。1962年6月，他完成了研究生毕业论文“当有吸除或引射时层流附面层的计算”，通过了答辩，取得了副博士学位。同时他又将研究成果写成另外两篇论文，1962年10月在苏联杂志《计算数学与物理》上发表。

科学计算为国防服务

1962年7月从苏联回国后，刘慎权成为计算所三室的助理研究员。他带领一个研究组，承担国防科研的计算任务，先后完成了七机部航天项目的扰流计算问题，与力学所11室合作求解氦气引射并考虑离解的层流附面层计算、钝头体驻点非平衡离散空气附面层计算、绝热物体尾裙层流分离计算，以及二机部的原子弹爆炸波计算、核反应堆计算等项目。

1965年，刘慎权在计算所119机上算题，他总结出“在电子计算机上解常微分方程边值问题的打靶法”，写了一篇文章刊登在1966年第3期《应用数学与计算数学》杂志，这是该杂志在文革前的最后一期刊物。

他用过119机、109乙机、109丙机、013机、111机计算，因所里机时不够，有时也到七机部一院上机。汇编语言他也用过很多，包括仲萃豪做的编译系统，董韫美、仲萃豪写的BCY语言。

刘慎权习惯于亲自动手，面对问题先查资料，还经常去中科院图书馆看专题报告。当时能看到美国这方面的报告，但是拿不到程序。刘慎权看看资料就跟着编，即便是复杂的题目也能被他破解，得到了很高的评价，有的题目还得到了奖励。

投身CAD领域

20世纪60年代，计算机已进入使用集成电路的第三代。手工生产组装已不适应大型机的研制要求，国外开始使用CAD技术研制计算机。

1970年，计算所为了配合大型机研制，提出了利用计算机进行插件板布线和自动测试的课题，用自动化来代替人工：一个是自动测试，一个是自动布线。所里领导找刘慎权谈话，希望他转到这个方向来。刘慎权觉得，既然是任务需要，那就应当克服困难，迎难而上，听从了所里的安排。

1971年，自动布线小组在七机部五院的一台英国制计算机ICL1905上建立了一套自动布线程序。此程序本来是为研制一台大型机1025使用的，任务虽然夭折，但为自动布线做了探索。随后，计算所将三室内与计算机研制有密切关系的大型机方案论证、自动布线、自动测试等课题的人员集中组成整机研究组。当时的计算所实行军事化编制，这个组又称为“计算机排”，由刘慎权负责领导。

1973年，整机研究组对研究方向进行了一次大讨论。大家虽然上机工作多年，但对计算机研制和辅助设计并不了解。为了了解国外数字系统自动化设计的进展，刘慎权组织了讨论班，先找参考资料、书籍，把项目内容分派给每个人做研究，然后在小组报告，每周都有讨论，最后确定了以数字计算机的CAD为研究领域，明确了主要研究方向（包括系统模拟、逻辑综合、逻辑模拟、逻辑划分、布局&布线、插件板故障自动测试、计算机自动电路分析等）。几位组员还翻译了《CAD数字设计自动化》和布鲁尔(M.A.Breuer)编写的《数字计算机设计自动化的理论和方法》等书，后来由科学出版社出版。

在此期间，科研环境异常艰苦，进展缓慢。当时能使用的只有109丙机和015机，除了一些输入输出管理程序外，几乎没有什么系统软件，内存也不多；外设也十分落后，只能使用机器指令编写程序，输出是每行80字符的窄行打印机，打印布线图要用四五幅纸才能拼成一整幅图。

那时最先进的机器比起现在差远了，读纸带的速度倒是挺快的，满满的一盘纸带几分钟就输进去了。输纸带时提心吊胆，怕输到一半出错重来；有时半天读不进去，要查错修改。如果程序没有错误，运算结果可在打印机上输出，一出问题停机查错就糟了。纸带和人手一只的补孔器，现在已成为历史文物。

1973年，013机上马，翌年插件自动测试计算机、印制板自动打孔机和印刷板照相计算机投入运行，为CAD打造了良好的技术支撑条件。

1976年，计算所下达了研制每秒运算千万次的大型计算机757机和KJ8920机的任务。刘慎权带领小组着手建立自动布线系统。此时，每秒运算200万次的013机完成研制，他和郭玉钗在013机上建立多层印刷板自动布线系统，顾元负责布局和757机的底板布线。他在文献里找到一个“迷路”方法，按此编程实现，导线的位置和走向大部分都可以由程序自动决定。有些人做程序，有些人做版图，硬件人员负责查对。但具体操作起来还存在一些周折和多次反复：“到底这个线段的长度对不对？线段走向不对？这个方法灵不灵？逻辑模拟有没有问题？不行再改进。如果程序都写错了，走向错了，最后打出来的结果就要返工。”

最终，他们用此系统完成了757机主机和外围机500多种插件板的自动布线，底板自动布线完成了136块，平均布通率均在99%以上。经过大家的齐心努力，在大型机757的研制中，大部分设计自动化研究成果均取得了实际应用。其中“插件自动测试”和“电路分析”这两项获1978年中科院重大科技成果奖；印制电路板自动布线系统取得了1979年中科院科技成果一等奖。

1977年，计算所三室从事设计自动化和软件工作的郭玉钗、顾元、刘国珩、张尤腊、仲萃豪、魏道政等，另行成立了CAD研究室，刘慎权任主任，魏道政和林宗楷任副主任。这一年国家恢复了职称评定，刘慎权被提升为副研究员；也是在这一年，我国恢复了高考和研究生制度，计算所招收了第一批研究生。

CAD各项技术在计算所的大型计算机研制中成功应用，在我国还属首次。这时，中科院恢复了成果鉴定和奖励制度，1978至1980年，CAD研究室获得中国科学院重大科技成果奖两项，中科院科技成果一等奖一项、二等奖一项、三等奖三项。

创立CAD开放实验室

改革开放以后，计算所开始与国外进行学术交流，在人才培育的同时也面临人员流失，研究队伍的发展和巩固面临着挑战，科研体制也要进行调整。1986年，刘慎权与魏道政、林宗楷一同向时任中科院副院长严东生递交了创办CAD开放实验室的申请。1987年8月13日，中科院正式批准成立我国第一个CAD开放实验室。首届实验室主任是林宗楷，魏道政为学术委员会主任。

“搞开放实验室时，建了好多工作站。那时候我们干劲十足，雄心勃勃，集成电路的CAD什么都想做，还买了外国的软件，研制了图形核心系统(Graphical Kernel System, GKS)。”刘慎权回忆道。1991年，他带领CAD开放实验室的计算机图形学研究组，在国内率先开展科学计算可视化研究，完成了多个重点项目和攻关项目，其中“科学计算可视化的方法及其应用研究”获得了1997年中国科学院科技进步二等奖和1998年国家科技进步三等奖。

刘慎权从1978年开始带硕士研究生，1980年晋升为研究员，1984年，他成为计算所仅有的四位博士研究生导师之一（另外三位是夏培肃、高庆狮和魏道政）。刘慎权共指导了19名硕士生和36名博士生，以及3名博士后。他带的研究生，如杨瑞元、刘永春、李华、熊一华、赵靓海、白似雪、唐卫清、文四立、王建翔、顾宁、马华东、李斌、梁训东、徐迎庆、孟祥旭、何涛、刘晓平、苏成、任继成等，一起完成了许多项目。

创办《计算机辅助设计与图形学学报》

刘慎权在苏联读研时就发表了论文，这是科研工作的重要组成内容。1989年，他为创办一份专业学报《计算机辅助设计与图形学学报》而上下奔走，并于同年创刊。为提高国际影响力，他出面与工程索引(The Engineering Index, EI)联络；到90年代，该学报终于在EI有了较大的影响力。这是刘慎权的最后一项专业工作，他于2001年退休，担任学报的主编一职到2004年。

刘慎权说，在苏联的三年学习对他很有帮助，一个是培养怎么做科研工作，一个是动手上机，回国后就能独立工作。当然，撰写论文，把自己的学习与思考结论印刷成文字保存、传递，也是他的一个重要见识和收获。

CAD事业蓬勃发展

1978年10月，全国首届数字系统计算机辅助设计(CAD)学术会议在桂林阳朔召开，这是CCF在文革后恢复活动的第一个学术会议。

20世纪末，CAD应用已遍及全国，有500多个国家级示范企业和300个重点应用单位，带动了近10万家企业开展CAD应用。计算机/现代集成制造系统(CIMS)工程和制造业信息化工程全方位开展，自主版权的国产CAD软件系统在核心和关键技术领域取得突破，研究队伍和工程人员迅速成长，CCF的计算机辅助设计与图形学专委和专业刊物都功不可没，更是因为有包括刘慎权先生在内的一批领路人的辛勤开拓。　■

• 中国计算机史研究学者，“CCF记录计算机历史”顾问。曾参与通信工程与多项计算机应用，曾获部省市一、二、三等奖等奖项，著有《溯源中国计算机》一书。Computer1952@163.com