魚非魚/文

計算機,或者說電腦,也許是20世紀人類最偉大的發明之一。今天一個城市中產階層家庭可能擁有十數個以各種形式的計算裝置——桌上型電腦,膝上型電腦,HTPC,平板電腦,智慧手機,電子書,機頂盒/電視棒/智慧電視,遊戲機,智慧手錶/手環等等。我們用它們查詢資訊,閱讀,聽音樂,看視訊,玩遊戲,處理個人事務,工作,購物。我們已經沒辦法想象一個沒有它們的世界。

可是,計算機在剛被髮明出來時,卻遠遠不是這樣。第一臺計算機ENIAC的售價是今天的一臺智慧手機的1萬多倍,體積是4000萬倍,功耗是40萬倍,重量是12萬倍,但計算能力卻只是後者的2000分之一。更重要的是,早期的計算機功能十分有限,真的就只能夠“計算”,而且操作起來十分困難,只支援機器語言,使用者基本都是受過專業培訓的高學歷人員。研發ENIAC的工程師大概永遠無法想象今天的“計算機”可以被揣在口袋裡甚至是戴在手腕上,而且大部分時間都被用來休閒和娛樂。

過去70多年的計算機發展史,其實也就是計算機不斷小型化和不斷貼近生活的歷史。

而這段歷史的開端,要從小型機開始講起。

1940-50年代的早期計算機因為使用電子管,體積比較龐大。往往都需要一整個房間來儲存,而且價格也比較昂貴,比如ENIAC的造價就高達48.7萬美元(合今天的600萬美元),而英國的Manchester Mark I(第一臺馮諾依曼機)則造價10萬英鎊(合今天的500萬美元),運營和維護都需要大量的費用。即使是後來面世的第一臺量產計算機UNIVAC,上市價格也要15.9萬美元(合今天的141萬美元),只有大型科研機構和高校才能擁有。

下圖為1951年推出的UNIVAC I,佔地面積僅為ENIAC的三分之一,總共製造了46套,開售價格15.9萬美元,後來漲價到125-150萬美元。它也是第一臺既能夠處理數字計算,也能夠進行文書處理的通用計算機,使用匯編語言程式設計,使用電打字機、磁帶和示波器作為輸入輸出裝置,每秒鐘可以進行1905次運算,並能儲存12000位的資料(即12000個二進位制字元)。

計算機小型化的契機開始於電晶體的使用。1955年,第一臺全部使用電晶體的計算機TX-0,由MIT林肯實驗室研發問世。

1960年,由林肯實驗室前員工創立的DEC公司改進了TX-0的設計,推出了PDP-1,PDP系列後來發展成為歷史上最著名的小型機系列之一,而DEC後來也成為了小型機最著名的製造商。

歷史上第一款被廣泛複製(在那個時代是由程式設計師自己手動將類似的程式碼輸入到自己工作用的計算機中)的電子遊戲——Spacewar!,也是在PDP-1上開發的,在1962年面世,後來隨著小型機市場的成功,有上千臺機器都曾經執行過這一遊戲,在整個70年代都是最流行的電子遊戲之一。我個人也曾經在位於矽谷的計算機歷史博物館玩過這個遊戲的複製品,遊戲中兩人各控制一個飛船發射飛彈對戰,以50多年前而言,其實還挺好玩。

PDP-1上還出現了最早的文書處理軟體(之一),Expensive Typewriter。還有許多其他軟體也執行在PDP-1這樣的以示波器為顯示裝置的小型機上,像下圖這樣

同一時期除了MIT林肯實驗室這一派的產品以外,也有CDC(Control Dta)公司推出的小型化計算機——CDC160

上面這些機器體積仍然比較龐大,價格也仍然比較昂貴,不被認為是真正的小型機。第一臺真正的小型機一般認為是同樣由DEC推出的LINC(Laboratory INstrument Computer)。相比PDP-1,這臺計算機已經可以安置在一個辦公桌大小的空間內,售價也從12萬美元下降到4萬多美元(合今天的32萬美元)

不過,第一臺在商業上獲得成功的小型機,則是DEC公司在1965年推出的PDP-8。這款小型機上市的售價只要1.85萬美元(合今天的14萬美元),體積也比之前的計算機更小。它的CPU主頻大概是800kHZ左右(PDP-8沒有固定的時鐘頻率)。

1966年,DEC又推出了僅售1萬美元的PDP-8S

後來的PDP-8E的主機甚至更小,價格也低至8000美元

PDP-8的時代也正是計算機儲存裝置大變革的時代。早期的PDP-8使用打孔紙帶作為儲存裝置,前置面板作為顯示裝置,中期則使用打孔卡片、磁帶,但到後期就開始使用軟盤和硬碟作為儲存裝置,顯示終端作為輸出裝置

PDP-8使用的打孔紙帶

當時使用的打孔紙帶。早期的PDP-8程式設計師就是將使用PAL-8(組合語言)、FOCAL(解釋語言)或Fortran(命令式語言)編寫的程式碼儲存在這樣的紙帶上。

後期的PDP-8顯示終端,這時候PDP-8也已經支援像BASIC這樣的高階語言,程式設計變得容易了許多。

PDP-8使用的軟碟機

因為價格低廉,硬體和軟體的功能也比較完善,PDP-8在商業上獲得了前所未有的成功。僅這一個型號就售出了50000多套,而如果算進去各種改進型PDP-8,總銷量則高達30萬臺之多。也是從PDP-8開始,計算機不再僅僅為大型機構的專業人員使用,而開始進入西方發達國家普通的辦公室之中。為了方便人們使用,PDP-8上面也湧現了很多軟體,比如OS/8作業系統,可以讓使用者在顯示終端上以命令列的形式操作電腦。後來又有了支援搶佔式多工處理的實時作業系統RTS-8,支援多使用者的搶佔式多工處理作業系統COS300,以及支援多使用者的分時式多工處理作業系統TSS-8。

PDP-8上面也有提供像WPS8這樣的文書處理程式,這個軟體在80年代發展成為DEC旗下的All-in-1辦公套件,提供了一整套的辦公功能,類似後來的MS Office。

PDP-8的成功當然也引來了很多競爭者。惠普公司在1967年也推出了第一款小型機,HP2116A,後來變成HP2100(後改名為HP1000)系列。跟PDP-8不同,HP2100採用的是16位處理器,處理能力比PDP-8更強,上市售價為2.2萬美元。

1969年,另一家公司Data General推出了小型機Nova,同樣採用16位處理器,但價格則要低廉得多,只要3995美元(合今天的2.6萬美元),即使包含RAM擴充套件(對於Nova來說幾乎是必須的),也只要7995美元。Nova十分成功,總共賣了5萬多臺。

儘管面臨很多競爭對手,DEC仍然是小型機市場無可爭議的王者。1970年,在繼續銷售和更新PDP-8產品線的同時,更強大的採用16位處理器的PDP-11又推出了,採用了16位處理器。上市售價仍然為1.8萬美元,比Nova要貴不少,但仍然賣出了60萬臺,是當時最成功的小型機。1977年,DEC又推出了第一臺32位小型機,VAX系列

與此同時,成本更低廉的PDP-8系列也仍然在發揮餘熱。從1977年開始,DEC推出了以DECmate為名的一系列PDP-8相容機。下圖則為系列的第一款產品——VT78,使用了主頻為2.2MHZ的Intersil 6100 CPU,將PDP-8的計算能力封裝到了VT-52顯示終端裡。

這款計算機體積很緊湊,但售價仍然比較高,需要7995美元,主要還是機構使用者。真正將計算機帶入大眾時代的,則是同一時期出現的最早的微型計算機,也就是下期要說的home computer。



作者:書生劍客
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來源:雪球
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