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说说个人计算机那些事儿

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个人计算机的起源也颇具革命性,因为它并不是由那些搞研发的专业团队在成本昂贵、设备精良的实验室研制出来的。它始于企业和学术机构之外,由黑客、计算机发烧友和误打误撞的创业者利用业余时间在车库、地下室和卧室等地方创造出来。这其中的代表人物有比尔·盖茨、保罗·艾伦、李·费尔森斯坦、阿兰·库珀、史蒂夫·东皮耶、加里·基尔代尔、戈登·尤班克斯、史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克等。


IP属地:北京1楼2023-09-22 15:56回复
    所以,我个人觉得它和图拉丁吧的DIY精神,也有异曲同工之处。希望未来你们能创造一个新的的机械革命


    IP属地:北京2楼2023-09-22 15:58
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      计算机的诞生
      克劳德·香农在其麻省理工学院的博士论文中解释了如何利用电力开关电路模拟布尔逻辑(查尔斯·皮尔斯在 50 年前就曾预言过)。受到该论文的鼓舞,IBM 的高管于 20 世纪 30 年代同意斥资制造一台基于机电式继电器的大型计算机器。他们给了哈佛大学教授霍华德·艾肯一笔在当时颇为可观的经费——50 万美元,用以研制 Mark I,Mark I 是一台受巴贝奇分析机的启发而设计的计算装置。巴贝奇设计的是一个纯粹的机械装置,相比之下,Mark I 是一个电力机械装置,它以继电器为开关,继电器阵列则作为数字存储空间。这台机器运行时噪声非常大,继电器不停地开关,咔咔地响个不停。1944 年,Mark I 问世并受到广泛赞誉,人们都说科幻小说中的电子大脑终于成为现实。但是 IBM 的高管却高兴不起来,因为艾肯在为这台计算机揭幕时并未提及 IBM 的资助。IBM 为这笔投资感到懊悔。但原因还不止如此,在 Mark I 研制工作开始之前,其他方面的技术已取得了新的进展,这使得 Mark I 尚未问世就已然过时。


      IP属地:北京3楼2023-09-22 16:02
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        真空管是抽掉了空气的一种玻璃管。托马斯·爱迪生发现,电子在某些条件下能在真空中流动,而李·德·福里斯特利用“爱迪生效应”最终将真空管制成了电子开关。20 世纪 50 年代,真空管被广泛应用到电视机、计算机等电子设备中。现如今我们仍可以看到应用显像管的计算机显示器或电视机屏幕。
        真空管 20 世纪 50 年代,计算机中到处都是真空管,如图中这台 IBM 701 处理器。(资料来源:IBM 档案)


        IP属地:北京4楼2023-09-22 16:07
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          英国数学家阿兰·图灵曾设想过这样一台机器,这台机器的目的只有一个,即读取某一可描述任务的编码指令,并根据指令自行完成任务。这个想法在当时可谓前所未闻。若一台机器真的能够完成指令描述的所有任务,那么它就是一台真正的通用设备。或许在图灵之前没有任何人有过如此宏大的想法。但在 10 年之内,图灵的想法就变成了现实。那些指令变成了程序,而图灵的设想在另一位数学家约翰·冯·诺伊曼的手中变成了一台通用计算机。


          IP属地:北京5楼2023-09-22 16:08
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            将计算机变成现实的大部分工作都是第二次世界大战期间在秘密实验室中进行的。图灵就是这样工作的。1943 年,美国费城莫尔电气工程学院的约翰·莫奇利和约翰·埃克特提出了一个关于计算机的想法。很快,他们就和美国军方开始合作研发电子数字积分计算机(Electronic Numerical Integrator and Computer,简称 ENIAC)。一旦成功,它将成为第一台全电子数字计算机。除了用于信息输入与输出的外围设备,ENIAC 就是一台纯粹的真空管机器。


            IP属地:北京6楼2023-09-22 16:11
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              发明 ENIAC 的功劳归谁向来是有争议的。ENIAC 可能是根据莫奇利与阿塔纳索夫会面后形成的想法设计出来的,但至少 ENIAC 是真实存在的。莫奇利和埃克特吸引了不少才华横溢的数学家加入 ENIAC 项目,其中包括聪明绝顶的约翰·冯·诺伊曼。冯·诺伊曼加入了 ENIAC 项目,并为建造 ENIAC 做出了许多贡献,他还为一台更加复杂的电子离散变量自动计算机(Electronic Discrete Variable Aut omatic Computer,简称 EDVAC)提供了基本设想。人们对冯·诺伊曼的贡献也报导很多。
              冯·诺伊曼将莫尔电气工程学院的重点从技术方面转移到了逻辑方面。在他看来,EDVAC 不仅仅是一台用来计算的设备。冯·诺伊曼觉得,除算术运算之外,EDVAC 应该还能进行逻辑运算,并能以代码符号进行运算,而且那些以代码符号进行运算和解释的指令本身也应该是编入机器的代码符号,并用以继续操作运算。这是现代计算机概念中最后一个根本性洞见。冯·诺伊曼规定 EDVAC 应该能根据指令来编写程序,而这些指令本身是作为数据输入计算机的,这为存储程序计算机创建了标准。
              ENIAC 世界上第一台全电子数字计算机,于 1945 年 12 月问世。(资料来源:IBM 档案)


              IP属地:北京7楼2023-09-22 16:13
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                1945 年 5 月之后,冯·诺伊曼提出将 ENIAC 改为 EDVAC 那样的可编程计算机的方法,阿黛尔·戈尔斯坦编写了能让机器更易操作的语言(包含 55 种操作)。从那以后,再没有人以最初的操作模式来运行 ENIAC 了。
                1946 年年初,ENIAC 开发完成,它的运行速度比继电式计算机快 1000 倍。但尽管是电子计算机,ENIAC 运行起来仍然咔咔作响。ENIAC 就是一屋子滴答作响的电传打字机、滋滋转的磁带驱动器以及满墙相对安静的电子线路板。ENIAC 有 20 000 个开关元件,重约 30 吨,耗电 150 千瓦。尽管功率很大,但任何时候 ENIAC 一次只能处理 20 个十进制数字。不过在完全制造完成之前,它就已经派上了大用场。1945 年,ENIAC 被用于美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯市原子弹测试的计算。


                IP属地:北京8楼2023-09-22 16:15
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                  第二次世界大战结束之后,那些秘密实验室开始解密他们的工作成果和设计,由此出现了一个新兴产业。制造计算机立马成了一门生意,而且由于计算机这种设备本身的特点,这还是一个大产业。工程师莫奇利和埃克特刚刚走出 ENIAC 的成功光环,就帮助雷明顿打字机公司迅速转型为斯佩里通用自动计算机公司。随后的好几年里,Univac 这个词成了计算机的代名词,就像提到舒洁(Kleenex)大家就会想到面巾纸一样。但斯佩里公司也有一些强大的竞争对手。经历了 Mark I 项目的失望后,IBM 的高管们重新振作起来,着手制造通用计算机。两家公司形成了不同的运作风格。IBM 的员工都身着蓝色条纹西装,而斯佩里公司的大楼里则满是穿着运动鞋的年轻毕业生。不知是公司形象好还是商业能力强,没过多久,IBM 就从斯佩里手上抢到了行业领头羊的位置。
                  不久,大家用的多数计算机都是 IBM 制造的了,而且 IBM 的市场份额还在随着市场扩大而不断增加。其他的计算机公司也先后成立,一般都接受了曾在 IBM 或斯佩里受训的工程师的指导。位于明尼阿波利斯市的 CDC 公司脱离了 IBM,随后霍尼韦尔公司、宝来公司、通用电气公司、RCA 公司和 NCR 公司都纷纷开始生产计算机。不到 10 年的时间,这 8 家公司就称霸了羽翼渐丰的计算机市场。由于 IBM 的营业额遥遥领先于其他 7 家公司,当时这 8 家公司常被戏称为“白雪公主与七个小矮人”。


                  IP属地:北京9楼2023-09-22 16:17
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                    不过,“白雪公主与七个小矮人”很快就会被一些傲慢的行业新贵教训了。20 世纪 60 年代出现了一款新型计算机。比起先前的计算机,这种计算机体积更小、价格更低,借用当时风靡的迷你裙的概念,人们将这种计算机称为“迷你计算机”(小型机)。生产小型机的公司中,最值得一提的是波士顿的 DEC 公司和加州帕洛阿尔托的惠普公司。这些公司当时生产的计算机就是图灵和冯·诺伊曼所指的通用计算机,它们更小巧,更高效,功能也更强大。不久之后,计算机的核心技术取得了重大突破,这使得计算机在功能、效率和小型化几个方面取得了惊人的发展。


                    IP属地:北京10楼2023-09-22 16:17
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                      20 世纪 40 年代,计算机的开关装置还在使用机械继电器,它那连续开合的声音就像货运列车那样咔咔作响。到 20 世纪 50 年代,真空管取代了机械继电器。但真空管在技术上走进了死胡同,它们不可能再小了,而且由于它们会发热,彼此之间必须间隔一定的距离。因此,早期的计算机都像患了象皮病一样,看起来臃肿无比。
                      到 1960 年,研究固态元件的物理学家为计算机世界引入了一种全新的器件。这种使人们将真空管弃之如敝屣的东西叫作晶体管。晶体管是一小片惰性晶体,具有有趣的电气特性,一面世即被视为一项革命性技术发明。其发明者约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利因为这项技术创新,于 1956 年获得诺贝尔物理学奖。
                      晶体管的意义绝不仅仅在于淘汰了另一项技术,它是量子物理学应用方面的一系列实验的结晶,最终将计算机从工程师和科学家专用的巨型计算机变成像电视机一样可以随意购买的商品。作为一项技术突破,它不仅使得 20 世纪 60 年代微型计算机得以面世,还促使 20 世纪 70 年代个人计算机革命得以爆发。


                      IP属地:北京11楼2023-09-22 16:19
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                        晶体管的发明
                        20 世纪 40 年代,约翰·巴丁和威廉·肖克利研究的是与晶体管风马牛不相及的领域。关于锗与硅等化学元素的晶体在电场中表现出来的行为,量子力学方面的实验得出了一些奇怪的预测(后来被证实)。这些晶体无法归为绝缘体或导体,于是它们被称作半导体。半导体有一个让电气工程师欣喜若狂的特性——可使电流只朝一个方向流动而不朝另一个方向流动。电气工程师很快就利用了这一特性,他们用这种晶体的薄片对电流进行整流,使交流电变为直流电。被称作晶体管机的早期收音机是最早使用晶体整流器的商品。
                        晶体整流器是一件神奇的东西,虽然它只是一个没有任何活动部件的固态装置,却能做一些很有用的工作。然而,除了整流它什么也做不了。所以,另一种东西很快便几乎完全取代了晶体整流器。那就是李·德·福里斯特发明的三极管——一种让收音机大放异彩的真空管。三极管的用途比晶体整流器要多得多,它能放大通过的电流,还能利用较弱的次级电流改变从它的一极流向另一极的强电流。三极管的发明是电力与逻辑“联姻”过程中的重要一步,而这种以一种电流来改变另一种电流的能力,对 EDVAC 类计算机的设计至关重要。当时,有研究者认为,三极管的主要应用在于电话继电电路方面。


                        IP属地:北京12楼2023-09-22 16:23
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