3 電腦的身世
據說,電腦的老祖宗是我們的算盤,也有人說是八卦後裔。由於電腦自己諱莫如深,是否已開始尋「根」尚不可知。我們也就不必過於熱衷其個人私事,只是要瞭解電腦,倒是不妨先學易經八卦。因為二者都有共同的特色……二進位數字。
你一定熟知十進位數字,不然的話,你很難把一些概念明確地表達出來。或許有人說:「我不懂數學,但是我同樣能夠思考。」這話有一半不對,你可以說不懂數學,但是由於我們人類文明經歷了數十萬年的演進,數字的觀念已經演化形成很複雜的概念。在本質上,這些概念都建立在邏輯結構上,而邏輯結構與數學是密不可分割的。
由於上天給人一雙手,每隻手五根指頭。人之初,指頭是最現成的計數工具,把指頭一根根地扳下去,到十為止。如果不換一種方式,就沒有辦法再扳了。當然,誰也不知道我們聰明的老祖先如何克這種困難的,可是我們可以猜想,不論用什麼方法,再板一次十隻手指是唯一能繼續數下去的方法之一。把上一次扳的手指數記下來,這便形成了「進位」的觀念。
易經的八卦是以陰及陽為基數的,且假定陰為零,陽為壹,太極本為宇宙本體,由陰陽而生四象,四象生八卦(注意其進位必為二的乘幕);更由八卦推出六十四卦,由六十四卦再衍為四千零九十六卦。不過由於其中微言大義包羅萬象,要人去瞭解六十四卦已寥若晨星,四千零九十六卦恐怕不是小小的人腦可以負荷的了。
巧的是電腦走也是這條路,由零及壹二個數字一直衍生下去。4096在電腦術語上叫做4K,意指為四千筆資料。(因為洋人習慣於用千進位,每千單位稱KILO,千個千筆策冉為MEGA等等,千分之一稱為MINI,千分之千分之一稱為MICRO ,這些名稱對瞭解英文電腦相當有用)為什麼在人已習慣了十進位數序後又來一個二進位呢?說穿了不值錢!因為二進位最單純,不是即非,簡單不過。
在一九三七年,哈佛大學的霍華,艾肯設計了一個笨重龐大的機械,利用開關、按鈕,可以將一系列簡單的開、關動,表達一些資料情況。一九四五年,賓州大學的普里斯.艾克則利用電子元件及電路,改進了機械的控制,增進了速度的效益。這種設備應用上已經有計算的簡單功能,也就是利用每次開關的分辨下,累積計算其值。因此,被稱為是逐次累積的計算機。
大家所熟知的IBM ,全名是國際商業機器公司,在一九五三年,也推出了其第一部產品……IBM701。其特色是把真空管應用到電路中,更擴大了計算機的功能。這種真空管式的計算機,其功能比今天各位所見到的手錶型計算機差不了多少,可是體積卻巨大得驚人,大約有一般公寓四倍大。同時,它也名符其實,被稱為「第一代計算機」。
一九五九年,電晶體取代了真空管,體積縮小了數百倍,耗電也少,因之「第二代計算機」又問世了。這時正是IBM 的獨霸局面,他們陸續推出了IBM1401、IBM7094等產品。一九六五年,單晶體的技術又將數百個電晶體濃縮在一小片IC積體電路上,體積又濃縮了數百倍,是為「第三代計算機」。此類至今尚有使用者,其代表如IBM360、370等。
到此為止,IBM 是主宰電算機市場巨人,他們網羅了最優秀的人才,擁有最精密的技術。像古羅馬帝國一樣,多大的地震都不能搖動它。
究竟人腦有他的缺點,就是容易犯錯,只有在犯錯途中,才有必要修正其方向。當然,我們不能靠犯錯來做事,但偶而錯一次說不定反而產生奇蹟,因為沒有誰知道什麼才是真正的對,或真正的錯。
在這時候,一個不太起眼的研究公司INTEL (當然是指在當時IBM 的蔭影下,而今該公司已是赫赫有名),接受了另一家公司的委託,利用大型積體電路的技術,來設計一種計算機。產品做出來了,基於許多種因素,委託的公司不願全部接受。經談判結果,INTEL 公司降價以求,並保留自行銷售之權。
這一來,INTEL 公司的損失相當可觀,公司內部對這個新產品的看法也莫衷一是。於是在不斷的腦力激盪下,有人提議不妨將這片大型積體電路(像塊橡皮擦子大,裡面有幾萬個電晶體)當做一個控制器,以供各種自動控制系統之用。這個主意沒有什麼不好,但也沒有什麼了不起,因為市場在那裡,誰都不知道。
這原是個錯誤,錯在原委託公司的估計,以及INTEL 公司設計的方式。如果沒有這種錯誤,很可能計算機的發展史會走向另一個方向。事實上,當時已有很多有財力、有技術的公司已經投下了龐大的資金,在大型電腦及迷你電腦的方向上研究改進。
同時,據當年所有專家們樂觀的預測,都不約而同地看好迷你電腦(不要被其名稱所惑,實際上它只是比IBM系統較小)。以致於IBM 在往後在往後幾年的政策,執著於大型電腦不變,白白錯過了大好時機。終至由75% 的市場佔有率,跌到今天的35% ,此是後話,表過不提。
奇蹟出現了,因為計算機的觀念當時已很普遍,很多人在研究如何設計小巧輕便計算機,但是卻解決不了其中最重要的控制問題。這片小小的「大型積體路」,立刻被應用於中樞控制CPU ,由中樞控制決定訊號的輸出輸入以及儲存應用。於是,小型的電腦誕生了,成本大量降低。
工廠、公司、中小企業以及學校家庭都有能力購置小型電腦,市場不再是IBM 所佔有。電腦的功能也不限於數據資料之處理,且大量應用在自動控制、圖形運用、聲光之傳換等。因之計算機被我國人稱為電腦確有其道理,甚至連美國人都在討論,這種新型的產品是不是還該沿用「計算機」之名?
有人將這種技術之誕生比擬為「第二次工業革命」,確實與否有待史家去傷腦筋,但是其影響之深且鉅,遠非早期幾代計算機所可比擬。此外,也有人將這一代的計算機稱為「第四代計算機」。
我們且稱之為電腦吧!嚴格說來,電腦之分類很難。各種廠牌及型別都有其特色及功能,但是為了有別於最初固定設置在特定空間中的電腦,可以移動的較小機種。已被命名為迷你(MINI,千分之一)電腦,如IBM 第三代產品1130等。因之,更新而又更小型的電腦再被降一級為微型(MICRO ,千分之千分之一)電腦。
現在一般的標準是,所謂微型電腦多用軟性磁碟,64K 的主記憶體。(迷你型則用硬磁碟,256K主記憶體)可是更小型的電腦也出現,無以名之,便被稱為家用電腦、私用電腦,甚至掌中電腦。當然有朝一日,你一定可以戴一個手錶電腦,而這個小的手錶電腦其功能說不定比今天IBM370還要厲害得多哩!