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第7章 电脑时代话电脑(1)

电脑时代

当人类告别茹毛饮血、刀耕火种的蒙昧时代,经过了数千年的血雨腥风、艰辛跋涉,终于迎来了一个新的时代,新发明使人类成就了超过过去数千年创造的文明总和几百倍的业绩。

在人类历史上曾经有过旧石器文化、新石器文化、青铜器文化、铁器文化等等,它们都是以主要的生产工具作为标志来说明当时的社会发展水平。与之类似。从电脑在当今社会所起的作用看,可以说如今已进入电脑文化时代。

当你通过卫星转播欣赏世界杯足球赛的时候;当你用移动式电话和客户洽谈生意的时候;当你用国际直拨长途电话和远隔重洋的亲人畅叙思念之情的时候;当你在办公室通过荧光屏观察车间生产进度的时候;你有没有想过,近30年来高新技术的发展给我们的工作、生活和生产带来的变化有多么大啊!

世界上最重要的发明

有史以来人类有过千千万万的发明,其中最重要的发明非计算机莫属。过去各种发明不过是加强。扩大了人的四肢和五官的功能。例如,飞机、火车可以达到靠双腿无法实现的旅行;起重机、铲车可以举起用双手搬不动的东西;显微镜、望远镜可以观察到用肉眼无法看到的物体;电话、电视可以使千里之遥近若咫尺等等。但人作为万物之灵,最重要的是有大脑,能思考、有智慧。而人类以往所有的发明,都不能直接对人的思维有什么帮助。计算机则不同,它不仅能做各种计算,而且还能进行推理、作出判断。由于计算机具有人脑的部分功能,所以被誉为“电脑”。

计算机同其他发明相比,还有一个重大特点。这就是所有其他发明,落实到一个产品上后,这个产品的功用便是“死”的。例如,一架客机制造好以后,只能用来运输旅客。而计算机产品的功用则是“活”的,一台计算机制成后,只要人们给以不同的程序,它便可按人的要求做不同工作,起不同作用。正是因为计算机有这一特点,所以它可以用于人类社会的所有领域,达到遍地开花、无孔不入的程度。可以说,世界上没有任何一种发明,拥有计算机这样广泛的用途。

计算机还能给各种机器、设备插上智慧翅膀,使它们也“活”起来。现在,我们经常听到的“智能化仪表”、“机电一体化”等等,就是给传统的仪器、机器装上“电脑”,使它们脱胎换骨、面目一新。

正像成千上万人的力气加在一起,也许顶得上一枚火箭的推力,但决不可能靠众多的人同心协力就把卫星送上天一样,虽然计算机完成的工作,可以相当于多少人多少年的工作量,但决不可能靠人多来取代计算机的作用。这说明,尽管计算机是人的智慧的产物,但在它所能完成的工作领域,其能力是人的脑力劳动所望尘莫及的。

由于计算机有智慧,由于计算机的作用是“活”的,因此计算机对促进人类社会发展所起的作用,无论就广度还是深度来说,都是其他各种发明所无法比拟的。可以毫不夸张地说,计算机是人类有史以来最重要的发明。

计算机本身发展之快,也是其他各种发明所不及的。现在个人计算机的性能,为早期最好计算机性能的10万倍以上。至于巨型计算机的性能,作为商品出售的,每秒钟已能运算3000多亿次,而性能最高的已达到每秒运算1万亿次。就是说,计算机发明了50年,性能便提高了几亿倍。而飞机发明了100年,性能才提高几十倍;火车、汽车发明了100多年,性能提高还不到10倍。何况计算机发展的速度还在加快,近10年个人机的性能便提高了近千倍。

硬件与软件

要让计算机动起来,需要硬件与软件的共同工作。有人说,硬件是计算机的躯体,看得见摸得着;而软件是计算机的灵魂,是信息的处理系统。软件是计算机的灵魂,因为没有软件,硬件是“死”的,什么也干不了。软件的主要作用是使计算机容易操作,能用更丰富的手段处理和表达信息。

有两个小朋友想下象棋。两手空空当然下不成。首先,必须有一副棋子和棋盘。然而,有了棋子和棋盘就能下棋了吗?不,还必须有一套完整的下棋的规则,如“马走日,象走田”等等。如果没有规则,让棋子在棋盘上乱走一通,那还叫什么象棋呢?

棋子和棋盘是物质。它们被制作出来,摆在那里,看得见,摸得着。用木头棋子或塑料棋子轻轻敲击桌面,会发出清脆的声音。可以说棋子和棋盘是“硬碰硬”的东西。我们不妨称它们为“硬件”。

而下棋规划呢?它看不见,摸不着,是人们脑子里想出来的东西。它体现了人们的某种智慧(虽然有的规则也被印在纸上,但重要的不是那张纸,而是纸上文字表示所表达的内容)。如果我们把棋子棋盘称为“硬件”,那么相对来说,下棋规则就叫“软件”了。

要想下棋,离了硬件才行,离了软件也不行。

还有一个小朋友想弹钢琴。当然,必须有一架钢琴,最好是一架功能齐全、音色优美、闪闪发光的好钢琴。可是,光有钢琴还不行。还必须有一些优美动听的曲子。音乐家们发挥自己的艺术才能,创造出许多好曲子,并把它们用五线谱记录下来,供人们演奏。有钢琴,又有了乐谱,现在可以演奏了。

钢琴是物质基础,我们称它为硬件;乐曲是人们的创作,我们称之为软件。光有乐谱没有钢琴,你就听不到琴声,光有钢琴没有乐谱,你听到的也只是一片杂乱的噪音。

通过上面两个例子,读者可能对什么是硬件,什么是软件有一个大致的了解。下面我们再举几个例子:

如果录放机是硬件,那么磁带上录的那些歌曲就是软件;

如果电视机是硬件,那么电视台播出的节目就是软件;

如果算盘是硬件,那么珠算只诀就是软件;

如果电子游戏机是硬件,那么游戏卡上存储的游戏规则就是软件;

如果人本身算是硬件的话,那么什么是软件呢?对,人的头脑中积累的知识与智慧就是软件;

在软件的帮助下,个人电脑越来越容易使用。早期的计算机,真是不折不扣的机器,操作者不得不记忆很多古怪的操作命令。现在的计算机就很有“人情味”了,视窗操作系统精美实用,还有很多很好的文字和图表处理软件,让我们的写作、数据分析得心应手。

电子计算机的软件与硬件是一对形影不离的孪生兄弟,离了谁也无法工作。如果两台计算机的硬件完全相同,使用了不同的软件,它们表现出的能力就不同。正如对同一台录音机,使用高质量的原版磁带和使用劣质的盗版磁带,收听效果会完全不同。反过来,如果硬件不同,那么它们容纳软件的能力也不同。就好像使用一台黑白电视机,无论如何也不能收看彩色电视节目一样。因此,要使电于计算机发挥更强的能力,一方面要提高硬件的功能,另一方面要不断开发新的软件。

使用电子计算机,当然最好是自己会编程序。但对于经常使用计算机进行同一种工作的人来说,每次都编程序,那工作量就太大了。例如气象台每天用电子计算机预报天气。每编一次程序,十天半个月都不一定能够完成,那就别预报天气了。好在有现成的天气预报软件,每天只要输入当天观测的数据,就可进行预报了。

另外,对某些不是专门从事计算机工作的人来说,他们关心的不是如何编程序,而是如何应用现成的程序。例如,作家并不需要了解汉字如何变成数字,数字又如何变成汉字,只要教会他如何在键盘上敲出汉字就可以了。由于以上的原因,就出现了很多专门编制程序的人。他们编好各种各样的程序,供人们使用。对某些特殊的需要,还可以聘请他们编制特殊的程序。这类工作一般称为软件开发。当你在街上忽然看到一块“软件开发公司”的招牌时,该不会再感到奇怪了吧?

电子元件

美国竞争力评议会拟定了一份详细的电子元件清单,这些元件的未来发展趋势,值得密切注意。这份清单所列出的电子元件包括微处理器(即电脑的大脑)、记忆芯片、感测器、印刷电路板及印刷元件,而新的数据存储的技术,以及利用磁性或光学现象的技术也在重要清单之中。

上述所有发展均仰赖新的材料制作技术,有些新技术实在令人叹为观止。例如芯片上衔接各部分的细线,要比人类头发的几百分之一还细,宽度不到0.5微米。美国与日本的科学家,目前就是利用电子束蚀刻技术来制造这些如此细微,甚至要通过高能显微镜才能观察得到的线路。

然而,新的材料科学并不是通往电子创新研究的唯一途径,决定如何安排这些微细的电路,并设计功能超强的微处理器,为电子业开启了另一个新的发展空间。例如,对工程工作站与个人电脑市场来说,微处理器出现了一种新的架构,即精简指令集运算(RISC)。一般而言,指令集系由电子零件与执行动作的命令所构成,例如增加一个电讯讯号的相乘效果。传统的芯片拥有复杂的装置,以组合、排序重要的数据;而RISC则扬弃这些传统模式,强调单一芯片功能单纯化,在信号被传到下一个芯片或数据存储区前,仅处理几种逻辑步骤。虽然RISC芯片缺乏指令集的威力,但在简化线路设计方面,造就了快速执行指令的能力,这也就是为什么RISC芯片被广泛地应用在各类电脑上的原因。

功能更强的芯片,使电子元件设计者在以下两方面拥有更大的发挥空间,一是仪器变得更小,一是价格变得更低。当零件价格不再那么昂贵,设计人员便可以将产品附加更多的功能,而由于芯片体积缩小,使得自动引擎的内部都嵌有电脑芯片(想想看,要如何将一部个人电脑放置在引擎内,你便能明白为什么在芯片体积不断缩小前,这些动作都不可能做到!),同时由于价格的下跌,使得原来超出预算的功能项目,现在已毫不成问题了。

即使第一部电脑及简单的打印设备问世,还是没有人能以此制造出一份完稿来出版或销售,但在80年代初期,若你想做出一份高质量的文件,人们会建议你将电脑档案携至打印机打印。大约7年之后,激光打印机问世,由于大部分的激光打印机本身即附有微处理器,所以激光打印机本身即为一种电脑。高质量打印机的出现,促使软件开发业者开始撰写可以打印出赏心悦目文案的软件,而为了将这种软件成功地销售出去,软件开发者也仰赖设计电脑的工程师将更大的记忆容量与更多的数据存储空间,塞到电脑的硬壳子里。如此一来,你只需花一点钱,便有能力出版书籍、杂志、新闻刊物,或制作广告和类似需要使用个人电脑设计的文件。

在音乐媒体方面的情况也几乎完全相同,由于采用了沟通法则及新的电子概念,作曲家们可以坐在电脑前进行音乐创作,而许多乐器的声音,也可以用电子合成,甚至连录音也可以由音乐编辑软件代劳,现在,音乐家们只需在自己的家中,就可以编写管弦乐曲、演奏并完成整首曲子。

关于硅谷

在美国西南海岸加利福尼亚洲,距离旧金山市区约50公里的地方,是圣何塞县的一片肥沃土地,两边是低矮的山脊,曾经果树茂密,1950年前是“美国的梅脯之都”。今天,梅子果园基本上已经消失了,代之而起的是未来型厂房、快车道和一排排新公寓。这就是“硅谷”——电脑芯片的故乡。不仅如此,硅谷还是个人计算机、磁带录像机、游戏机、音乐合成器、隐性眼镜、基因拼接等一系列高新技术的故乡。

“硅谷”这个雅号,是1971年当地一家报纸的编辑唐·霍夫勒提出来的,因为硅制成的半导体芯片是微电子工业的基本元器件,“硅谷”和“汽车城”、“钢都”之类的名字一样,是象征性的说法。这个雅号在70年代后期很快就出了名。

种植梅树的农民一搬走,郊区便扩大开来。圣何塞在1950年还是一个小乡镇,到1990年,就因硅谷的发展而成为全美第11位大城市,并赶上了旧金山,成为加利福尼亚州的第3大城市,仅次于洛杉矶和圣地亚哥。小小硅谷,拥有20万名大学生,6000多位博士,居民中的百万富翁超过1.5万人。它如果不是全世界,也是全美国的科学人才和新财富的最大集中地。硅谷也吸引了来自世界各地的参观者,尤以日本人居多。早在1981年日本就编出了极详尽的硅谷旅游图,显然,并非所有的日本人来硅谷口为看风景。

硅谷有良好的通信基础设施,有丰富的风险资本,有掌握技术的、流动性大的又没参加工会的劳动力。硅谷中的许多关键人物和公司,是从美国东部或欧洲来的。他们到硅谷来,或是逃避墨守成规的公司,或受加州的吸引,他们中不乏极受欢迎的和极使人厌恶的人。正像硅谷的企业资本家唐·瓦伦丁所说:“美国东部是巨大的公司和僵硬的组织,个人是不能很好地适应它们的。加利福尼亚是前沿阵地,在经济上、社会上和制度上都还没有组织好,而首先是真正信奉纯粹的个人价值。”英特尔公司的一位经理曾说:“在这儿,你不必随时都要把各种事情提供给某个该死的委员会,你只要自己把工作做好就行。”事实无情,美国东部三大电子公司:通用电器、威斯汀豪斯电气和美国无线电公司在这场微电子革命中完全败阵。

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