全世界只需要五台电脑?
「我想电脑的全球市场大概五台吧。」 ——IBM 总裁华生 (Thomas Watson),1943 年。
这句话现在看起来相当荒谬可笑,尤其竟然出自 IBM 总裁口中,更令人觉得匪夷所思。当然,用现今个人电脑的市场规模来评判华生这句话并不公平,毕竟当时根本无法想像家家户户有电脑。
不过再怎么样,中大型电脑的市场规模也绝对不只个位数吧?IBM 自己是靠制表机起家,为 *** 部门、铁道公司、寿险公司等大型机构做资料统计都超过三十年了,为什么仍会如此低估电脑的需求?
IBM 首任总裁华生。图:Wikipedia
其实华生才于 1939 年亲 *** 板定案,与哈佛大学共同开发电脑,他绝对有想到其它大学肯定也有电脑的需求。同时他也应该知道军方为了二次大战,正在积极打造电脑,用来计算弹道、制作射表。
只不过对华生而言,这些电脑都是为了特定用途打造,而且是采合作开发的模式,在他眼中并不是可商品化的产品,他要的是可以直接采用标准产品的商用市场。然而当时需要大量计算的企业本来就寥寥可数,况且那些计算工作也多是简单的统计分析,用 IBM 的制表机就绰绰有余了。所以华生当时看衰电脑市场也是有其道理。
华生的观点恰恰反映了电脑在那个时代所扮演的角色:计算高深复杂的数学方程式。而这显然只有学者才会用到,要不是为了本身的科学研究,就是帮军方计算弹道、空气动力学之类的。
事实上,当时也的确都是大学与军方这两个单位在推动电脑的开发(贝尔实验室虽然一开始是自己主动打造复数计算机,但后来就中止电脑研发,直到战争爆发,才接受军方委托继续开发)。如果电脑用途只局限于此,华生的预言恐怕就八九不离十。所幸二次大战结束后,商用市场兴起,电脑产业才有今日的荣景。不过你大概想不到,第一家打造商用电脑的竟不是 IBM 之类的电脑公司,而是英国一家餐饮企业。
饼干工厂与剑桥大学莱昂企业 (J. Lyons and Co.) 于 1884 年成立时只是一间小茶馆,后来不但发展为遍布英国的连锁茶馆,还拓展出甜点、餐厅等不同连锁店,并且自己设厂生产各种饼干、糕点。二次大战后,管理阶层鉴于组织越来越庞大,想要从美国购置事务机器来提升管理效率。
莱昂企业旗下的连锁餐厅,摄于 1942 年。图:Wikipedia结果他们蒐集各方资料后,发现美国陆军于 1946 年 2月公开发表了第一台通用型电子计算机 ENIAC。莱昂企业高层对此极感兴趣,于是派人于 1947 年 5 月前往美国参访考察。
他们拜访了高士汀(前情提要:他在战时代表陆军派驻在摩尔电机学院,负责协调 ENIAC 的设计与建造。就是他主动把冯纽曼撰写的〈EDVAC 报告初稿〉分送给美、英两国的相关机构,促成了许多部冯纽曼架构的电脑诞生),表明想要建置一台电脑。高士汀好心的告诉他们不用舍近求远,离他们公司总部不远的剑桥大学就有团队正在打造电脑。
原来剑桥大学的物理学家威尔克斯 (Maurice Wilkes) 也拿到一份〈EDVAC 报告初稿〉,而且比图灵幸运的是,他有位研究生二次大战时曾在海军服役,负责设计雷达所用的延迟线记忆体,因此知道如何打造水银延迟线。
虽然技术上的障碍克服了,但剑桥大学校方对开发电脑兴趣不大,不愿给予经费,威尔克斯只好一边着手设计,一边寻找经费来源。没想到幸运之神再次眷顾,莱昂企业竟然主动找上门来,愿意赞助开发经费,以换取威尔克斯协助他们打造商用电脑。
威尔克斯设计的「电子延迟存储自动计算机」(Electronic Delay Storage Automatic Calculator,简称 EDSAC) 不到两年就完工,于 1949 年 5 月 6 日成功执行了计算平方数的程式,成为继曼彻斯特宝宝之后,第二台可存取程式的数位电脑。
EDSAC 创下的诸多第一不过严格来说,曼彻斯特宝宝原本就是为了打造曼彻斯特一号而试做的先导机型,只能做简单的计算,输入/输出装置也相当克难,功能相当有限。因此若以真正具有 完整功能 的电脑而言,第一台可存取程式的电脑应该是 EDSAC;曼彻斯特一号则以 40 天的差距屈居第二。
完工后的 EDSAC,左方即设计者威尔克斯。图:Wikipedia还有几项电脑史上的第一也与 EDSAC 有关。在机器刚开机时,会先有基本程序让相关元件就绪,这是靠一连串的电子讯号控制电磁开关来完成。负责程式设计的研究生惠勒 (David Wheeler) 将开机程序改用一组初阶指令 (initial orders) 控制,这组指令用英文代码描述,方便程式设计师以更直观的方式设定机器。
惠勒所设计的初阶指令就是 最早的组合语言 (assembly language),他因此被视为「组译器」(assembler,将组合语言转换成机器码的系统) 的发明人。1951 年,惠勒以〈用 EDSAC 做自动计算〉这篇论文取得博士学位,成为史上 第一位电脑科学博士 。
EDSAC 完工后,威尔克斯并没有敝帚自珍,反而很快地自 1950 年开始开放给外界使用,他为此与惠勒编写了史上 第一本电脑程式的教科书 ,让有意使用 EDSAC 的学者知道如何撰写程式。这其中有四位后来获得诺贝尔奖(两位合得 1962 年化学奖、一位获 1963 年医学奖,还有一位是 1974 年物理奖得主),他们还特别在颁奖典礼上,致辞感谢 EDSAC 对他们的研究有很大的帮助。
顺带一提,史上 第一个视觉化的电脑游戏 也是出现在 EDSAC 上。EDSAC 原本配有监测电路用的阴极射线管;1952 年,一位研究生写了井字游戏的程式,让人与电脑对弈,井字与 ”O”、”X” 符号就直接呈现在阴极射线管上。
世上首部商用电脑诞生威尔克斯如愿完成 EDSAC 后,当然要履行对幕后金主莱昂企业的承诺。莱昂企业高层对电脑的冀望极高,特地设置了一个专责部门「莱昂电子办公室」(Lyons electronic office,简称 LEO),而且并非采购现成的机种,而是要自己打造量身订做的电脑;名称就取为「里欧一号」(LEO 1)。
第一部商用电脑「里欧一号」。图:Wikipedia里欧一号完全参考 EDSAC 的设计,惟记忆容量扩增为两倍,很快就于 1951 年 2 月竣工。11 月,莱昂企业开始将订单、配销、库存等管理系统电脑化,首度实现今日通称的「管理资讯系统」(Management Information System),里欧一号也因此成为世上第一部商用电脑。
到目前为止,英国在电脑发展上仍然领先美国。尽管曼彻斯特大学与剑桥大学都是取得〈EDVAC 报告初稿〉后,才开始设计冯纽曼架构的电脑;其中几人还特地飞到美国,参加摩尔电机学院的暑期课程,才习得相关的电脑知识,但英国团队却比美国更早打造出机器。
英国除了率先达成好几项技术上的里程碑,在软体应用上也更勇于尝试。当莱昂企业开始导入管理资讯系统时,美国的电脑主要仍用于科学计算或为 *** 部门解决特定问题。至于掌握商用市场的 IBM,仍然用机电式的制表机,为客户处理简单的加减乘除。
英美两国电脑实力的消长不过美国的落后纯属偶然。EDVAC 是因为核心成员纷纷离去,以致延宕到 1952 年 2 月才完工。悻悻然自行创业的莫奇利与艾科特因为从头开始,所以 1949 年 3 月才完成美国第一部可存取程式的电脑「二进位自动计算机」(Binary Automatic Computer,简称 BINAC),比英国的曼彻斯特宝宝晚了近一年。回到普林斯顿高等研究院的冯纽曼毕竟是学者而非工程师,直到 1952 年 1 月才所打造出 IAS 机器。
沉睡的 IBM 也即将苏醒。由于韩战爆发,美国国防部须要进行核弹的计算,IBM 终于在 1952 年 4 月推出高速运算的「国防计算机」(The Defense Calculator),这是 IBM 第一部冯纽曼架构的真空管电脑。既然都已经开发了,这又是通用型计算机,可以执行各种程式,那就更名为 701,推到商用市场试试看吧。于是 IBM 自 1953 年开始向企业用户推销 701,从此开启了 IBM 主宰中大型电脑市场的时代,也标志了美国后来居上的开始。
IBM 701 的运算单元。图:Wikipedia顺带一提,文章一开头引述 IBM 总裁华生所说的那句话,据信其实就是出自他在 1953 年的股东大会上,报告 701 的销售成果时所说的:「我们巡回拜访客户前,原本预期订单顶多 5 台,结果拿了 18 张订单回来。」后来以讹传讹,才演变成他在 1943 年说了那句名言。
华生那次巡回其实只拜访了 20 家客户,结果高达九成愿意购置电脑,证明了商用电脑确实有相当的市场需求。IBM 光是隔年推出的平价机型 650,就在八年内卖出两千部,其它七家规模较小的电脑公司也都颇有斩获;市场上还帮他们取了「白雪公主与七矮人」的暱称。
美国电脑产业风起云涌,迅速地把原本领先的英国抛在脑后,实乃大时代下的必然结果。欧洲国家历经二次大战的蹂躏,国力严重耗损,相对地,美国本土则完全未受战火波及,加上为盟国生产大量武器军需,带动经济大幅成长,因而促进商用电脑的需求。而且如之前在介绍凡纳尔.布希时提到的,在他的大力推动下,美国 *** 将研究经费下放给大学或民间的实验室,不仅促进产业发展,也让技术在民间扎根,科技实力因而大幅领先全世界。
磁性记忆体电脑相关的技术也是如此。以记忆体来说,水银延迟线与威廉斯管这两种装置都过于昂贵,使得电脑造价让企业用户望之却步。虽然早在十九世纪末,就有人利用电磁感应录下声音,但记录资料却始终难以实现。
直到 1947 年,美国一家「工程研究公司」(Engineering Research Associates) 才在海军的委托下,开发出「磁鼓记忆体」(Magic Drum Memory)。它的原理类似硬碟,只不过磁性材料是喷涂在圆筒表面。
1958年的磁鼓记忆体。图:Wikipedia虽然磁鼓记忆体因为有转动的机械动作,资料存取速度比不上水银延迟线与威廉斯管,却因为容量大、可靠性高、无挥发性(意思是不插电时,资料也不会消失),成本又低,成为实现平价电脑的一大关键。IBM 650 就是用了磁鼓记忆体,才得以降低售价。
1949 年,磁性记忆体又往前推进一步。时任艾肯研究助理的华裔物理博士王安,在参与打造「哈佛四号」电脑时,发明了「磁芯记忆体」(Magic Core Memory)。这是将电线穿过许多磁环构成的阵列,没有任何机械动作,只有电流穿梭其中,所以速度飞快。但因为造价高昂,只用于高阶机种或是核心记忆体。
就在记忆体的技术取得新的进展之际,有一项革命性的发明也在贝尔实验室悄悄展开,这项发明将彻底改变电脑的样貌,将电脑带向另一个新世纪。那就是——电晶体。
计算机历史(IT人文类)
尼克以灵活、轻松的笔调写出了人工智能发展历程中的人物、故事以及思潮起伏。他特别重视对具体的思想家、科学家、学者的刻画,轶事、趣闻像撒胡椒面一样为整本书“提味”,与一般人的预期相反,就叙事的有趣程度而言,《人工智能简史》简直不像是一本讲科学技术的书。
图灵的秘密
Petzold的又一神作,对图灵的整篇论文做了一个非常详细的解读,对于想了解计算理论的人来说,是一本很好的参考书。读书要读经典原作,如果原作读不了,读读Petzold的这本书,会有很大的收获,非常推荐一读。
信息简史
阅读该书是一段美妙的历程,我时常会惊喜于作者裁剪材料、呈现细节的能力——竟能把如此漫长的一段历史浓缩在一本书中,同时又能用通俗的语言解释深奥的理论,用奇闻轶事让人手不释卷。此外,本书的译文上佳,这在如今尤其难能可贵。
因此,无论是以信息为业的信息产业从业者,还是愿意更深入地理解周围世界的普通读者,我都愿意向大家推荐这本詹姆斯•格雷克的《信息简史》。
电脑。初中的电脑课程主要是学以下一些东西。电脑简史(电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机)。视窗操作(包括Windows7的启动、退出、桌面的组成)。鼠标的使用(鼠标指针、移动鼠标、单击鼠标、右键的单击操作、鼠标的双击操作、鼠标的拖拽操作,有些软件,如Word2007软件,还有三击鼠标左键的操作,在电脑上玩纸牌游戏)。键盘的使用(打字键区,功能键区、编辑键区和小键盘区,用键盘打字的方法)。写字板的使用。资源管理器的使用以及文件的概念。Windows媒体播放机的使用。InternetExplorer的使用。用Word2007写文章(包括打开文件、保存文件、编辑文档、查找和替换、移动文本,插入艺术字、插入图片和文本框等操作)。