鮮文摘 April 28, 2025 硅谷之火:個人計算機的誕生與衰落

引言摘錄
邁克爾·斯韋因(Michael Swaine)、保羅·弗賴伯格(Paul Freiberger)著,《硅谷之火:個人計算機的誕生與衰落》(The Fire of Silicon Valley),人民郵電出版社,2024年9月。
我們效力的這家雜誌社正試圖為自己找準定位。上一分鐘才試圖成為個人計算機行業的《滾石》雜誌,下一分鐘又決定要將自己變成個人計算機行業的《體育畫報》。

當世界因微處理器的出現而天翻地覆時,我們效力的這家雜誌社正試圖為自己找準定位。上一分鐘才試圖成為個人計算機行業的《滾石》雜誌,下一分鐘又決定要將自己變成個人計算機行業的《體育畫報》。

上一分鐘才試圖成為個人計算機行業的《滾石》雜誌,下一分鐘又決定要將自己變成個

如今的第三版增加了更多的資料和新的章節。這一新版本囊括了後 PC 時代的發展、移動設備的登場、2 美元的低價 App,闡述了這一切與個人計算機最初願景之間的聯繫。

談到了開源軟件運動的興起以及開源運動的意義、影響和潛力,並將開源運動的精神追溯至早期家釀計算機俱樂部時期。最後,他們還探究了對個人賦權和隱私保護之間的衝突。

根據他們與 DEC 公司簽訂的合同,只要 C 立方能證明 DEC 的程序存在 bug,就不必向 DEC 支付計算機的使用費了。這幫少年的任務就是發現各種 bug 以推遲 C 立方向 DEC 付費的時間。

計算機在當時可謂默默無聞,也不算什麼好東西,通常要由受過專門訓練的操作員或程序員來操作,那場面就如一位白袍祭司在用一門神秘的專用語言主持彌撒。

巴貝奇的目的是做出一台能將人們從重複枯燥、令人厭倦的腦力勞動中解放出來的機器,正如當時一些新機器讓人們免去了耗體力的苦差一樣

巴貝奇有一位搞科學編年史的同事,同時也是他的贊助人,叫奧古斯塔·艾達·拜倫。她是拜倫勳爵的女兒,

奧古斯塔·艾達·拜倫本身既是一名作家,又是一名業餘數學家。因此,她能夠通過文章和論文向受過高等教育的公眾和英國貴族中的潛在贊助人解釋巴貝奇的想法。此外,她還撰寫了不少文章來介紹巴貝奇的分析機是如何解決高等數學問題的。因為奧古斯塔·艾達·拜倫所做的這些工作,許多人視她為世界上第一位計算機程序員。

分析機是一台體型巨大、噪聲不小、昂貴無比、外觀漂亮且因用了黃銅和鋼鐵製造而閃閃發光的大傢伙。數字存儲於由齒輪構成的暫存器上,而數字的加法和轉存則通過凸輪和棘輪的運行來完成。根據設計,分析機可以存儲 1000 個數字,每個數字最多 50 位數。內置存儲器容量如今被稱為機器的內存大小。按如今的標準來說,巴貝奇分析機的運行速度可以說是龜速——1 秒內都無法完成一個加法運算,但實際上它的內存比 20 世紀四五十年代的第一批可用的計算機以及 20 世紀 70 年代的早期微型計算機都要大。

根據設計,分析機可以存儲 1000 個數字,每個數字最多 50 位數。內置存儲器容量如今被稱為機器的內存大小。按如今的標準來說,巴貝奇分析機的運行速度可以說是龜速——1 秒內都無法完成一個加法運算,但實際上它的內存比 20 世紀四五十年代的第一批可用的計算機以及 20 世紀 70 年代的早期微型計算機都要大。

1991 年,倫敦科學博物館負責計算的資深館長多倫·斯沃德用巴貝奇時代擁有的技術、工藝和材料造出了巴貝奇的差分機。斯沃德的成功揭示了巴貝奇人生中具有諷刺意味的一面。

巴貝奇之所以無法實現自己的夢想,全是因為他無法籌集到足夠的資金,而這又多半緣於他自己疏離於那些能提供資金的人。

奧古斯塔·艾達·拜倫 ,又稱洛夫萊斯伯爵夫人(1815—1852) 推廣了巴貝奇分析機,並為其編程,還預言像這樣的機器未來能用於做複雜的事情,如創作音樂。

計算機將披著邏輯的嫁衣「嫁」給電力。

美國邏輯學家查爾斯·皮爾斯通過講授英國數學家喬治·布爾的著作,將符號邏輯學從大西洋彼岸帶到了美國

布爾以無可爭議的方式將邏輯與數學整合到了一起,而皮爾斯大概是 19 世紀中期最瞭解布爾代數的人了。

第一台電力邏輯機是由本傑明·布拉克設計並製造出來的便攜式裝置,體積小到可以裝進公文包中。這台製造於 1936 年的布拉克邏輯機可用於處理三段論形式的邏輯語句

克勞德·香農在其麻省理工學院的博士論文中解釋了如何利用電力開關電路模擬布爾邏輯

IBM 的高管於 20 世紀 30 年代同意斥資製造一台基於機電式繼電器的大型計算機器。他們給了哈佛大學教授霍華德·艾肯一筆在當時頗為可觀的經費——50 萬美元,用以研製 Mark I,Mark I 是一台受巴貝奇分析機的啟發而設計的計算裝置

愛荷華州立大學的數學和物理學教授約翰·阿塔納索夫看到了將電氣繼電器換成電子元件的可能性

阿塔納索夫在克利福德·貝裡的幫助下設計出了 ABC。ABC 是阿塔納索夫 - 貝裡計算機(Atanasoff-Berry Computer)的首字母縮寫,這台設備的開關裝置採用的不是繼電器,而是真空管。

通過將真空管作為開關元件這一舉措,阿塔納索夫大大推動了計算機技術的發展。相較於繼電器開關,真空管的高效使得計算機的面世成為現實

托馬斯·愛迪生發現,電子在某些條件下能在真空中流動,而李·德·福裡斯特利用「愛迪生效應」

英國數學家阿蘭·圖靈曾設想過這樣一台機器,這台機器的目的只有一個,即讀取某一可描述任務的編碼指令,並根據指令自行完成任務。

ENIAC 可能是根據莫奇利與阿塔納索夫會面後形成的想法設計出來的

聰明絕頂的約翰·馮·諾伊曼。馮·諾伊曼加入了 ENIAC 項目,並為建造 ENIAC 做出了許多貢獻,他還為一台更加複雜的電子離散變量自動計算機(Electronic Discrete Variable Aut omatic Computer,簡稱 EDVAC)提供了基本設想。

馮·諾伊曼規定 EDVAC 應該能根據指令來編寫程序,而這些指令本身是作為數據輸入計算機的,這為存儲程序計算機創建了標準。

一般都接受了曾在 IBM 或斯佩裡受訓的工程師的指導。位於明尼阿波利斯市的 CDC 公司脫離了 IBM,隨後霍尼韋爾公司、寶來公司、通用電氣公司、RCA 公司和 NCR 公司都紛紛開始生產計算機。不到 10 年的時間,這 8 家公司就稱霸了羽翼漸豐的計算機市場。由於 IBM 的營業額遙遙領先於其他 7 家公司,當時這 8 家公司常被戲稱為「白雪公主與七個小矮人」。

到 1960 年,研究固態元件的物理學家為計算機世界引入了一種全新的器件。這種使人們將真空管棄之如敝屣的東西叫作晶體管。晶體管是一小片惰性晶體,具有有趣的電氣特性,一面世即被視為一項革命性技術發明。其發明者約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓和威廉·肖克利因為這項技術創新,於 1956 年獲得諾貝爾物理學獎。

關於鍺與硅等化學元素的晶體在電場中表現出來的行為,量子力學方面的實驗得出了一些奇怪的預測(後來被證實)。這些晶體無法歸為絕緣體或導體,於是它們被稱作半導體。

使電流只朝一個方向流動而不朝另一個方向流動。電氣

他們用這種晶體的薄片對電流進行整流,使交流電變為直流電。被稱作晶體管機的早期收音機是最早使用晶體整流器的商品。

若干個晶體管的功能可以合併到一個半導體裝置中

這類裝置將大量的晶體管集成為一種更複雜的電路,所以被稱為集成電路

由於它們本身是一些輕薄的硅片,人們也稱它們為晶片或芯片。

由於半導體芯片幾乎都是硅片,聖克拉拉谷地很快便以「硅谷」之名聞名於世。

霍夫認為設計為通用機器使用的芯片會讓這個項目更有趣一些(對他而言)。於是,霍夫向日本工程師提出了一個大致以 PDP-8 為基礎的改進型設計方案。

霍夫提出的方案是設計一組芯片,而不是一台計算機。但是其中的一款芯片從好幾方面來說都至關重要。首先,這是一款高密度芯片。當時的芯片最多有 1000 種功能——相當於 1000 個晶體管,而這款芯片的功能至少多一

一言以蔽之,霍夫的芯片能運行程序。客戶要求他們生產的是計算器芯片,霍夫設計的卻是集成電路 EDVAC 類型的機器——基於一塊硅片運行的、真正的通用計算機設備,即在一塊芯片上運行的計算機。雖然霍夫的設計很像一台簡單的計算機,但它比計算機又少了一些關鍵部件,如存儲器和供用戶輸入和輸出的外圍設備。霍夫設計的這類設備被稱為微處理器。微處理器之所以是通用設備,原因就在於它的可編程性。

但這只是霍夫的想法。他斷定這個想法可行,也堅信這麼做是正確的,然而那幫日本工程師對此並不感興趣。霍夫大失所望,跑去找諾伊斯訴苦。諾伊斯鼓勵霍夫無論如何都要堅持下去。當芯片設計師斯坦·馬澤爾離開仙童轉投英特爾時,霍夫便和他一同開始了芯片的設計。

霍夫如釋重負。他們將該芯片命名為 4004,這個數字代表一塊芯片所能替代的晶體管的大概數目,同時也代表芯片的複雜程度。霍夫並不是唯一一個想到要在一塊芯片上造出一台計算機的人,但他是第一個將此想法付諸實踐的人。

嵨正利馬上就明白了,所謂的「設計」還僅僅停留在創意階段。嵨正利朝費金吼道:「這還只是個想法,根本不是設計方案!我是來審定設計方案的,而你們根本沒做出來!」

基爾代爾與英特爾簽訂了一份合約,承諾為該公司編寫一門語言。與由微處理器指令集構成的低級機器語言相比,微型計算機編程語言(Programing Language for Microcomputers,簡稱 PL/M)算是高級編程語言。

計算機語言是計算機能識別的一套命令集。實際上,計算機只能對編入其電路或刻在其芯片上的固定命令集做出反應。編寫一門計算機語言,相當於編寫一個將用戶能理解的命令翻譯成機器能夠使用的命令的程序。 微處理器不僅體型微小,能夠進行的邏輯操作也很有限。因為它們靠盡可能少的邏輯來工作,所以為它們編程很難。為這類機器設計任何編程語言都不容易,更遑論如 PL/M 這樣的高級語言了。基爾代爾的一位朋友兼同事後來談起他這一選擇時說,基爾代爾當初選擇這一語言主要是因為這種語言極難編寫。正如他之前或之後的許多了不起的程序員和設計師一樣,基爾代爾搞這類設計主要是為了挑戰自己的才智。 話說回來,基爾代爾當時開發的最重要的軟件其實比這門語言要簡單得多。 CP/M 英特爾早期生產的微型計算機使用紙帶來存儲信息。因此,程序必須使計算機能自動控制紙帶閱讀器或打孔機,以電子方式接收通過紙帶流入的數據,然後存儲至內存並從內存中找出數據,接著將數據輸出到紙帶打孔機。計算機還要能操作內存中的數據,跟蹤任意指定時間哪些位置可用、哪些位置已被佔用。這需要大量的簿記工作。程序員不願意在每次編寫程序時都去考慮這些瑣事,大型計算機則可以通過一個叫作操作系統的程序來處理這種任務。對於使用大型計算機語言編程的程序員來說,操作系統是必備的,因為它是機器運行方式的一部分,也是計算環境不可或缺的特性。 但基爾代爾開發的是個比較原始的東西,沒有操作系統。如木匠建造自己的腳手架一樣,基爾代爾為英特爾的機器編寫了一個操作系統的要素。這個基本的操作系統必須非常高效而緊湊,以便供微處理器使用。碰巧基爾代爾就有這種能力和動力來玉成此事。後來,這種操作系統演變成了基爾代爾所謂的微型計算機控制程序(Control Program for Microcomputers,簡稱 CP/M)

基爾代爾所謂的微型計算機控制程序(Control Program for Microcomputers,簡稱 CP/M)。當基爾代爾問英特爾高層是否反對他自行銷售 CP/M 時,英特爾高層聳了聳肩表示隨他自己。他們並沒有計劃要由公司來銷售這一產品。

諾伊斯認為,微處理器的主要市場很可能是用於製造腕表。英

在基爾代爾和英特爾內存芯片銷售經理麥克·馬庫拉以及其他一些人看來,具有創新意識的微處理器設計者就應當在半導體公司工作。他們決定鑽研硅片邏輯這一領域,而將製造計算機或其他設備及編寫程序的工作交給了大型計算機公司和小型計算機公司。

於是馬庫拉、基爾代爾和奧斯本改了主意,決定還是在芯片這一領域走到底。在接下來的 10 年裡,他們各自創立了價值數百萬美元的個人計算機公司或個人計算機軟件公司。

當本傑明·布拉克在研製邏輯機時,就已經有人開始製造具有計算機功能的台式機和公文包大小的機器了。計算機公司的工程師和半導體公司的設計師都看出了計算機元件的發展趨勢,那就是隨著時間的流逝,元件的價格會越來越低廉、速度會越來越快、體積會越來越小。這表明,勢必會有小尺寸的個人計算機問世,而且很可能由一家經營小型計算機的公司推出。

早在 20 世紀 30 年代,當本傑明·布拉克在研製邏輯機時,就已經有人開始製造具有計算機功能的台式機和公文包大小的機器了。計算機公司的工程師和半導體公司的設計師都看出了計算機元件的發展趨勢,那就是隨著時間的流逝,元件的價格會越來越低廉、速度會越來越快、體積會越來越小。這表明,勢必會有小尺寸的個人計算機問世,而且很可能由一家經營小型計算機的公司推出。

DEC 公司視計算機為一種工業產品。阿爾後來回憶說:「在他們看來,計算機就如同一塊生鐵。他們只對賣鐵感興趣!」阿

在分時計算機系統上(如蓋茨熟知的 DEC 公司的 TOPS-10 系統),

艾倫建議蓋茨一起編寫一個 BASIC 解釋程序,即一個將 BASIC 輸入語句翻譯成 8008 微處理器指令的程序。這樣一來,任何人都能通過用 BASIC 編寫程序來控制 8008 微處理器了

華盛頓州開始向各郡市的交通管制人員無償地提供交通數據處理服務,艾倫和蓋茨意識到,他們是在和一個免費服務競爭。

20 世紀 70 年代初期,工程師和電子學發燒友都想要擁有一台自己的計算機

MITS 公司開創了一個完整的個人計算機產業鏈,從商店、出版物、展會、用戶群、軟件盜版到關於開放標準與封閉標準的辯論,一應俱全。

德華·羅伯茨?第一台個人計算機的問世應歸功於他。但是,萊斯利·所羅門也應該因報道愛德華·羅伯茨的事跡而廣受讚

愛德華·羅伯茨?第一台個人計算機的問世應歸功於他。但是,萊斯利·所羅門也應該因報道愛德華·羅伯茨的事跡而廣受讚

當時,《無線電電子學》刊登了一篇唐·蘭卡斯特撰寫的有關「電視打字機」的文章。

小泉

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