算力簡(jiǎn)史，是一段波瀾壯闊的歷史

今天這篇文章，我將給大家詳細(xì)介紹一下人類算力的演進(jìn)過(guò)程。這是一段波瀾壯闊的歷史，值得我們駐足與回憶。

Chrent人工算力時(shí)代

人類對(duì)算力的利用，從遠(yuǎn)古時(shí)期就已經(jīng)開(kāi)始了。

大腦，是我們最原生的算力工具。依靠大腦所提供的算力，我們才得以生存。

動(dòng)物也有大腦，也有算力，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如人類強(qiáng)勁。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，人類的大腦越來(lái)越發(fā)達(dá)，最終幫助自己從萬(wàn)物生靈中脫穎而出，成為了地球的主宰。

在人類早期階段，主要計(jì)算內(nèi)容是如何狩獵，如何防范襲擊，如何繁衍后代。后來(lái)，有了基本的生存保障，人類開(kāi)始將更多的算力用于改善生存質(zhì)量，例如搭建房屋、交易物品、制造工具等。

計(jì)算是對(duì)信息進(jìn)行處理的過(guò)程。所以，如何表達(dá)和記錄信息，是實(shí)施計(jì)算的第一步。

在原始社會(huì)，為了更好地描述自己觀察到的信息（所見(jiàn)、所聞、所想），也為了更方便地進(jìn)行信息溝通，人類開(kāi)始嘗試?yán)L畫(huà)。在繪畫(huà)的基礎(chǔ)上，又發(fā)明了文字。

文字，就是用表意符號(hào)對(duì)信息進(jìn)行“編碼”。它是物理世界和精神世界的一種映射和表達(dá)。有了文字，信息的記錄和傳遞效率大幅提升，人類社會(huì)有了更強(qiáng)的聯(lián)結(jié)力，也有了歷史和文明的傳承。

文字里，還有一種很特殊的符號(hào)，就是數(shù)字。

所有的人類早期先進(jìn)文明，都有自己的文字，也有自己的數(shù)字?；跀?shù)字，他們還建立了數(shù)字系統(tǒng)，例如巴比倫文明的六十進(jìn)制，瑪雅文明的二十進(jìn)制或十八進(jìn)制，中國(guó)和古埃及的十進(jìn)制。

數(shù)字出現(xiàn)后，人們將計(jì)數(shù)和算數(shù)的過(guò)程，稱為計(jì)算。這是計(jì)算一詞的來(lái)源。

古希臘在數(shù)字和計(jì)算上比較領(lǐng)先，很早就創(chuàng)立了算術(shù)、幾何、代數(shù)等獨(dú)立學(xué)科。著名思想家、哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)發(fā)現(xiàn)并證明了勾股定理，是那一時(shí)期人類計(jì)算水平的標(biāo)志。

后來(lái)，畢達(dá)哥拉斯學(xué)派主張用數(shù)來(lái)解釋一切，認(rèn)為不僅萬(wàn)物都包含數(shù)，而且“萬(wàn)物皆是數(shù)”。

事實(shí)證明，這種思想極具前瞻性。如今，我們確實(shí)實(shí)現(xiàn)了“萬(wàn)物皆比特”。

不跑題，我們繼續(xù)往下說(shuō)。

隨著時(shí)間的推移，人類社會(huì)不斷進(jìn)步，計(jì)算需求也變得越來(lái)越復(fù)雜。僅僅依靠大腦這個(gè)“原生”算力工具，不太夠用。即便是用上手指、腳趾，也不行。于是，人類開(kāi)始借助外部算力工具。

最早期的外部算力工具，是草繩、石頭，也就是所謂的“結(jié)繩記事”。

中國(guó)關(guān)于結(jié)繩記事的記載出自《易經(jīng)》中的《系辭下》:“上古結(jié)繩而治,后世圣人易之以書(shū)契?！蔽覀儸F(xiàn)在常見(jiàn)的中國(guó)結(jié)，也源于“結(jié)繩記事”。

再后來(lái)，文明繼續(xù)發(fā)展，我們有了算籌（一種用于計(jì)算的小棍子）。

在中國(guó)，算籌誕生于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。我們經(jīng)常用到的成語(yǔ)，例如運(yùn)籌帷幄、一籌莫展、技高一籌等，都是和算籌有關(guān)。

公元480年，祖沖之把圓周率精確計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后第七位（3.1415926），采用的工具就是算籌。他的這一記錄，保持了900多年。

除了算籌之外，我們還有一個(gè)更知名的算力工具，那就是算盤(pán)。

算盤(pán)的具體誕生時(shí)間已經(jīng)無(wú)從考證。有人說(shuō)是秦朝，也有人說(shuō)是東漢。東漢時(shí)期徐岳的著作《數(shù)術(shù)記遺》中，最早出現(xiàn)了“珠算”這個(gè)字眼。

算盤(pán)的歷史價(jià)值無(wú)需多言。直到現(xiàn)在，我們還能看到它的身影。

公元3世紀(jì)，笈多王朝的古印度人發(fā)明了從0到9的一套數(shù)字體系。阿拉伯帝國(guó)崛起后，阿拉伯人將這套數(shù)字體系帶到了歐洲，結(jié)果就被誤以為是阿拉伯人發(fā)明的，所以叫阿拉伯?dāng)?shù)字。

同樣被帶到歐洲的，還有我們中國(guó)四大發(fā)明之一的造紙術(shù)。

前面我提到，圖畫(huà)和文字是人類表達(dá)信息的方式。這些信息，肯定是需要載體的。

早期的載體，是龜甲、獸骨、獸皮、竹簡(jiǎn)、木牘、縑帛。這些載體要么稀少，要么昂貴，要么無(wú)法長(zhǎng)期保存。

西漢時(shí)期，造紙術(shù)在中國(guó)出現(xiàn)，但工藝簡(jiǎn)陋，質(zhì)量不佳。后來(lái)，東漢元興元年（105年），宦官蔡倫總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，對(duì)造紙工藝進(jìn)行改進(jìn)，顯著提升了紙的質(zhì)量，也為紙的普及奠定了基礎(chǔ)。

有了紙，信息的記錄和傳遞更加高效，生產(chǎn)效率大大提升，文化交流也更加頻繁。

阿拉伯?dāng)?shù)字和造紙術(shù)傳入歐洲，前者取代了冗長(zhǎng)的羅馬數(shù)字，后者取代了昂貴的羊皮和小牛皮。再加上后來(lái)，中國(guó)的印刷術(shù)又傳了過(guò)去。

這一切，為歐洲文藝復(fù)興和科技萌芽鋪平道路。

Chrent機(jī)械算力時(shí)代

公元14世紀(jì)，歐洲文藝復(fù)興正式開(kāi)啟。人文主義的思潮逐漸占據(jù)主流，人們開(kāi)始倡導(dǎo)通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)世界。

到了16世紀(jì)，歐洲的科技就開(kāi)始爆發(fā)了。那一時(shí)期，整個(gè)歐洲群星璀璨，藝術(shù)和科學(xué)領(lǐng)域碩果累累，生產(chǎn)力水平直線上升。

數(shù)學(xué)作為所有科學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，這一階段取得的研究進(jìn)展是最大的。

解析幾何學(xué)、微積分等，都誕生了。一大堆的天才數(shù)學(xué)家，輸出了海量的數(shù)學(xué)研究成果，不僅為其它學(xué)科的騰飛奠定了基礎(chǔ)，還直接促成了后來(lái)的工業(yè)革命。

當(dāng)時(shí)，為了更好地服務(wù)于數(shù)學(xué)計(jì)算，就有學(xué)者發(fā)明了新型的算力工具。

例如1625年，英國(guó)數(shù)學(xué)家威廉·奧特雷德（William Oughtred）發(fā)明了計(jì)算尺。1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家布萊茲·帕斯卡（Blaise Pascal）發(fā)明了人類最早的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

這些發(fā)明，可以輔助完成對(duì)數(shù)計(jì)算、三角函數(shù)計(jì)算、開(kāi)根計(jì)算等復(fù)雜任務(wù)，提升計(jì)算效率。

17世紀(jì)末到18世紀(jì)中，德國(guó)數(shù)學(xué)家戈特弗里德·威廉·萊布尼茨（Gottfried Leibniz）等人，先后設(shè)計(jì)和制造了能夠計(jì)算乘法的設(shè)備，將算力工具提升到更高的層級(jí)。

18世紀(jì)60年代，第一次工業(yè)革命爆發(fā)，將人類帶入蒸汽時(shí)代。動(dòng)力機(jī)械崛起，開(kāi)始取代手工勞動(dòng)，成為主要生產(chǎn)力。

機(jī)械技術(shù)的演進(jìn)，同樣帶動(dòng)了機(jī)械化算力工具的演進(jìn)。

當(dāng)時(shí)，困擾算力工具發(fā)展的主要問(wèn)題，是如何進(jìn)行機(jī)器能“看懂”的信息記錄和表達(dá)。機(jī)器是不識(shí)字的，想要讓機(jī)器按命令工作，必須先發(fā)明能讓機(jī)器看得懂的“語(yǔ)言”。

1725年，這種語(yǔ)言出現(xiàn)了。

這一年，法國(guó)人巴斯勒·布喬（Basile Bouchon）發(fā)明了一種和機(jī)器進(jìn)行“對(duì)話”的表達(dá)形式——打孔卡（穿孔卡）。

打孔卡用于織布機(jī)?？棽紮C(jī)在編織過(guò)程中，編織針會(huì)往復(fù)滑動(dòng)。根據(jù)打孔卡上的小孔，編織針可以勾起經(jīng)線（沒(méi)孔就不勾），從而繪制圖案。

換言之，打孔卡是存儲(chǔ)了“圖案程序”的存儲(chǔ)器，對(duì)織布機(jī)進(jìn)行控制。

1801年，法國(guó)織機(jī)工匠約瑟夫·馬里爾·雅卡爾（Joseph Marie Jdakacquard）對(duì)打孔卡進(jìn)行了升級(jí)。他將打孔卡按一定順序捆綁，變成了帶狀，創(chuàng)造了穿孔紙帶（Punched Tape）的雛形。這種紙帶，被應(yīng)用于提花織機(jī)。

大家應(yīng)該能看出來(lái)，打孔其實(shí)就是一種信息編碼方式。它比文字和數(shù)字更加簡(jiǎn)單，讓人與機(jī)器可以進(jìn)行“溝通”。

1811年，20歲的英國(guó)發(fā)明家查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage）從提花織機(jī)中獲得靈感，開(kāi)始設(shè)計(jì)制造一臺(tái)名叫“差分機(jī)”的設(shè)備。

這臺(tái)“差分機(jī)”在1821年制造完成，歷時(shí)十年，可以進(jìn)行多種函數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算精度達(dá)到了6位小數(shù)。

在這個(gè)成就的鼓舞下，巴貝奇又啟動(dòng)了第二臺(tái)“差分機(jī)”的研究，精度將達(dá)到20位?？上У氖?，因?yàn)檫@個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)太過(guò)超前（有25000多個(gè)零件，主要零件的誤差不得超過(guò)每英寸千分之一），以當(dāng)時(shí)的機(jī)械制造水平，很難達(dá)到精度要求。

所以，在歷經(jīng)二十年，耗費(fèi)了巨額資金之后，這個(gè)“差分機(jī)二號(hào)”的制造工作宣告失敗。

在制造“差分機(jī)二號(hào)”過(guò)程中，1834年，巴貝奇還提出了一個(gè)更大膽的想法——設(shè)計(jì)一個(gè)以蒸汽為動(dòng)力的通用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)，能夠自動(dòng)解算有100個(gè)變量的復(fù)雜算題，每個(gè)數(shù)可達(dá)25位，速度可達(dá)每秒鐘運(yùn)算一次。

這種新的設(shè)計(jì)，巴貝奇稱之為“分析機(jī)”。

“分析機(jī)”和第二臺(tái)差分機(jī)一樣，最終未能制造成功。但“分析機(jī)”中包含的很多設(shè)計(jì)，例如輸入和輸出數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)、以及“存儲(chǔ)庫(kù)”和“運(yùn)算室”，和一百多年后的計(jì)算機(jī)如出一轍。

因此，“分析機(jī)”被后人稱為世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。而巴貝奇，則被譽(yù)為計(jì)算機(jī)鼻祖。

值得一提的是，與巴貝奇進(jìn)行技術(shù)合作的，有一位小姐姐，名字叫阿達(dá)·奧古斯塔（Ada Augusta）。

她是詩(shī)人拜倫的獨(dú)生女。當(dāng)時(shí)，她負(fù)責(zé)為“分析機(jī)”編程，也因此被稱為世界上第一個(gè)“程序員”。

1878年，瑞典發(fā)明家?jiàn)W涅爾在俄國(guó)發(fā)明了一種齒數(shù)可變的齒輪計(jì)算機(jī)，也算是機(jī)械計(jì)算機(jī)的代表之一。

到了1885年，已經(jīng)有越來(lái)越多的機(jī)械計(jì)算機(jī)誕生，掀起了一種技術(shù)風(fēng)潮。

1890年，一個(gè)牛人的出現(xiàn)，讓打卡孔技術(shù)進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)光大。這個(gè)人，就是德裔美國(guó)人——赫爾曼·何樂(lè)禮（Herman Hollerith）。

他在打孔卡的基礎(chǔ)上，發(fā)明了打孔卡制表機(jī)，專門(mén)用于收集并統(tǒng)計(jì)人口普查數(shù)據(jù)。

如此巨大的效率提升，使得制表機(jī)在各個(gè)行業(yè)迅速普及。半自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理時(shí)代，正式開(kāi)始了。

后來(lái)，1896年，赫爾曼·何樂(lè)禮創(chuàng)辦了制表機(jī)器公司（Tabulating Machine Company）。這家公司，就是IBM公司的前身。

18-19世紀(jì)，機(jī)械計(jì)算的發(fā)展速度很快。一方面，是因?yàn)楣I(yè)革命推動(dòng)下的技術(shù)升級(jí)，為機(jī)械算力的精細(xì)化打下基礎(chǔ)。另一方面，人類科技飛速進(jìn)步，又需要先進(jìn)算力工具進(jìn)行輔助。

那一時(shí)期，算力高速發(fā)展，還有一個(gè)重要背景，就是人們對(duì)信息價(jià)值的認(rèn)知，開(kāi)始發(fā)生變化。

在古代，人們并沒(méi)有什么“信息（information）”的概念。更多用到的詞，是“消息（message）”，或者說(shuō)“訊息”。

消息是一個(gè)具體的傳達(dá)內(nèi)容，比較簡(jiǎn)短、明確。飛鴿傳書(shū)、烽火驛站，傳遞的都是消息。

而信息，則是一個(gè)更宏觀和抽象的概念，范圍更大，體量也更大。它是對(duì)物理世界的一種描述。

在古代，信息的傳遞手段落后，加上我們生活生存也用不到那么多信息，所以，沒(méi)有對(duì)信息的認(rèn)知，也沒(méi)有意識(shí)到它的價(jià)值。

文藝復(fù)興和工業(yè)革命開(kāi)始之后，時(shí)代迅速變化。

生產(chǎn)要素變了，新的商業(yè)模式出現(xiàn)了，歐美國(guó)家率先開(kāi)始發(fā)現(xiàn)：信息是有價(jià)值的。

銀行、股市和現(xiàn)代市場(chǎng)的出現(xiàn)，加速了信息價(jià)值的提升。人們發(fā)現(xiàn)：誰(shuí)先獲得信息，誰(shuí)就能賺大錢(qián)。

于是，人們對(duì)“信息”的理解，開(kāi)始變得深刻。

從某種程度上來(lái)說(shuō)，信息價(jià)值提升，刺激了人們對(duì)信息產(chǎn)生和傳輸手段的需求，加速了相關(guān)科技的發(fā)展。這為后面信息時(shí)代的到來(lái)奠定了基礎(chǔ)。

Chrent電子算力時(shí)代

第一次和第二次工業(yè)革命，分別是蒸汽革命和電氣革命，屬于能源和動(dòng)力方面的變革。

除了將電用于能源之外，19世紀(jì)的科學(xué)家，還開(kāi)始探索電對(duì)信息存儲(chǔ)和傳遞的作用。1837年，電報(bào)的發(fā)明，就是一個(gè)重要的標(biāo)志。

電報(bào)是將信息通過(guò)電脈沖的方式進(jìn)行傳遞。在傳遞之前，還是要解決信息編碼問(wèn)題。

電報(bào)發(fā)明人塞繆爾·莫爾斯(Samuel Morse)在發(fā)明電報(bào)之前，先發(fā)明了摩斯碼。摩斯碼就是將字符轉(zhuǎn)換成點(diǎn)dot（.）、劃dash（-）兩種符號(hào)的一種編碼方式。電脈沖可以很好地傳遞這種編碼。

后來(lái)，人類對(duì)電技術(shù)的駕馭能力越來(lái)越成熟，我們又有了電話?；陔姶爬碚摰陌l(fā)展，我們還有無(wú)線電報(bào)和廣播。所有這些，都為計(jì)算技術(shù)（信息技術(shù)）從機(jī)械化走向電子化作出了鋪墊。

1937-1946：電子計(jì)算機(jī)的誕生

機(jī)械時(shí)代的計(jì)算機(jī)，可以通過(guò)齒輪或者帶刻度的圓柱，進(jìn)行數(shù)字的標(biāo)記。到了電子時(shí)代，這樣做就不太合適了。電的特點(diǎn)是有（通電）和無(wú)（不通電），它比較適合的，顯然是二進(jìn)制。

17世紀(jì)后半葉，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨（是的，又是他。他也是微積分的發(fā)明人）率先提出了二進(jìn)制。他形象地用1表示上帝，用0表示虛無(wú)，上帝從虛無(wú)中創(chuàng)造出所有的實(shí)物。

19世紀(jì)中葉，英國(guó)數(shù)理邏輯學(xué)家喬治·布爾（George Boole）提出了邏輯代數(shù)（后來(lái)被人們稱為“布爾代數(shù)”）。

他通過(guò)二進(jìn)制，將算數(shù)和簡(jiǎn)單的邏輯統(tǒng)一起來(lái)，通過(guò)使用與、或、非等邏輯運(yùn)算符，以及基于真和假的二值邏輯，為我們提供了一種理解和操縱邏輯關(guān)系的工具。

布爾代數(shù)為計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制、開(kāi)關(guān)邏輯電路的設(shè)計(jì)鋪平了道路，并最終為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)明奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

除了邏輯基礎(chǔ)之外，硬件當(dāng)然也要跟上。

1904年，英國(guó)人約翰·安布羅斯·弗萊明（John Ambrose Fleming）發(fā)明了真空電子二極管，可以實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姡瑱z波、整流。1906年，美國(guó)人德·福雷斯特（Lee De Forest）在二極管的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，發(fā)明了真空三級(jí)電子管，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。

真空管的出現(xiàn)，推動(dòng)人類電子技術(shù)向前邁了一大步，初步補(bǔ)足了硬件短板。

那一時(shí)期，信息存儲(chǔ)技術(shù)也有了很大進(jìn)步。

1898年，丹麥工程師瓦蒂瑪·保爾森（Valdemar Poulsen）在自己的電報(bào)機(jī)中首次采用了磁線技術(shù)，使之成為人類第一個(gè)實(shí)用的磁聲記錄和再現(xiàn)設(shè)備。1928年，德國(guó)工程師弗里茨·普弗勒默（Fritz Pfleumer）發(fā)明了錄音磁帶。1932年，奧地利工程師古斯塔夫·陶謝克（Gustav Tauschek）發(fā)明了磁鼓存儲(chǔ)器。

磁性存儲(chǔ)時(shí)代，正式開(kāi)始了。

1937年，英國(guó)劍橋大學(xué)的阿蘭·圖靈(Alan M. Turing)提出了被后人稱之為“圖靈機(jī)”的數(shù)學(xué)模型。為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯工作方式指引了方向。

同樣是1937年，貝爾試驗(yàn)室的喬治·斯蒂比茲（George Stibitz）展示了用繼電器表示二進(jìn)制的裝置。盡管僅僅是個(gè)展示品，但卻是第一臺(tái)二進(jìn)制電子計(jì)算機(jī)。

二戰(zhàn)爆發(fā)后，軍事需求大大刺激了算力的發(fā)展。軍方需要更加強(qiáng)勁的算力，完成密碼加密解密、火炮彈道計(jì)算甚至火箭發(fā)射等重要任務(wù)。

1941年12月，德國(guó)人康拉德·楚澤（Konrad Zuse）制作完成了世界上第一臺(tái)可編程電子計(jì)算機(jī)——Z3。

這臺(tái)計(jì)算機(jī)用于空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算，使用了大量的繼電器和真空管，每秒鐘能做3到4次加法運(yùn)算，一次乘法需要3到5秒。（遺憾的是，Z3后來(lái)毀于柏林轟炸。）

1942年，美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)物理系副教授阿塔納索夫（John V.Atanasoff）和他的學(xué)生克利福德·貝瑞（Clifford Berry）設(shè)計(jì)制造了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，名為"ABC"（Atanasoff-Berry Computer），也被稱為“珍妮機(jī)”。

ABC計(jì)算機(jī)

ABC使用了IBM的80列穿孔卡作為輸入和輸出，使用真空管處理二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，則是使用的再生電容磁鼓存儲(chǔ)器（Regenerative Capacitor Memory）。

雖然ABC無(wú)法進(jìn)行編程（僅用于求解線性方程組），但使用二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示數(shù)據(jù)、使用電子元件進(jìn)行計(jì)算（而非機(jī)械開(kāi)關(guān)）、計(jì)算和內(nèi)存分離等特點(diǎn)，都足以證明它是一臺(tái)現(xiàn)代意義上的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。

1944年，在IBM公司的支持下，哈佛大學(xué)博士霍華德·艾肯 (Howard Aiken) 成功研制了通用電子計(jì)算機(jī)——Mark I，也稱ASCC（Automatic Sequence Controlled Calculator，自動(dòng)控制序列計(jì)算器）。

Mark I長(zhǎng)16米，重4.3噸，擁有75萬(wàn)個(gè)零部件，使用了800公里長(zhǎng)的電線，300萬(wàn)個(gè)連接、3500個(gè)多極繼電器、2225個(gè)計(jì)數(shù)器。

它能在一秒鐘內(nèi)進(jìn)行3次加法或減法，乘法需要6秒，除法需要15.3秒，對(duì)數(shù)或三角函數(shù)超過(guò)1分鐘。當(dāng)時(shí)，它被用來(lái)為美國(guó)海軍計(jì)算彈道火力表。

值得一提的是，第一個(gè)在Mark I上運(yùn)行的程序是由馮·諾依曼（John von Neumann）于1944年3月29日牽頭開(kāi)發(fā)的。當(dāng)時(shí)，馮·諾依曼正在研究曼哈頓計(jì)劃，需要確定內(nèi)爆是否是原子彈的可行選擇。

還需要提一句，Mark I的研究團(tuán)隊(duì)中，有一位名叫格蕾絲·霍珀（Grace Hopper）的海軍預(yù)備役女軍官?！癰ug（現(xiàn)在經(jīng)常指代程序漏洞）”這個(gè)詞，就是她引入的。

1945年，Mark II在運(yùn)行過(guò)程中，飛進(jìn)了一只飛蛾，導(dǎo)致出現(xiàn)故障?；翮晗麥缌孙w蛾，解決了問(wèn)題，成為第一個(gè)“調(diào)試（debug）”計(jì)算機(jī)的人。

終于，到了1946年2月14日，大名鼎鼎的ENIAC（埃尼阿克）誕生了。

ENIAC是一個(gè)真正的“龐然大物”。它占地170平方米，重達(dá)30噸，功率超過(guò)150千瓦。

之所以體積和功耗這么大，是因?yàn)樗捎昧?7468根真空管。這些真空管，使其可以每秒完成5000次加法或400次乘法，約為手工計(jì)算的20萬(wàn)倍。

ENIAC在人類計(jì)算機(jī)發(fā)展史上擁有重要地位，也有極高的知名度。至少我們的《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論》課本上，肯定有它的名字。

這里需要澄清一下，雖然人們一貫將ENIAC稱為世界上第一臺(tái)數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)，但這個(gè)說(shuō)法其實(shí)是有爭(zhēng)議的。

前面提到的ABC，就是這個(gè)稱謂的有力爭(zhēng)奪者。ENIAC甚至稱不上第二。那一時(shí)期問(wèn)世的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)很多，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，ENIAC只能排第11。

國(guó)外主流觀點(diǎn)認(rèn)為，ENIAC的設(shè)計(jì)者盜竊了ABC的設(shè)計(jì)。1973年，美國(guó)法院也裁定，取消了ENIAC的專利，認(rèn)定ENIAC專利是ABC的衍生品。

關(guān)于誰(shuí)是第一，我們就不多討論了。反正，1945年左右，電子計(jì)算機(jī)誕生的浪潮，標(biāo)志著人類算力正式進(jìn)入了數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)代。波瀾壯闊的信息技術(shù)革命，正式開(kāi)啟。以計(jì)算機(jī)為中心的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也正式起步。

從這一刻起，人類的算力，進(jìn)入了全新的階段。

1946-1949：信息革命的奠基

1945年至1948年，除了ENIAC誕生外，科技領(lǐng)域還發(fā)生了好幾件大事。

第一件大事：馮·諾依曼架構(gòu)的提出

馮·諾依曼（John Von Neumann）是美籍匈牙利人，1903年出生，1930年移民美國(guó)，成為普林斯頓大學(xué)的教授。

1944年，馮·諾依曼開(kāi)始參與原子彈的研制。因?yàn)檠兄七^(guò)程需要進(jìn)行大量的計(jì)算，他就開(kāi)始關(guān)注計(jì)算機(jī)相關(guān)的研究進(jìn)展。經(jīng)人引薦，他作為顧問(wèn)，參與到了ENIAC的研究中。

基于ENIAC的研究，馮·諾依曼等人在1945年又提出了一個(gè)新的方案——EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，電子離散變量計(jì)算機(jī)）。

在馮·諾依曼撰寫(xiě)的總結(jié)報(bào)告《關(guān)于EDVAC的報(bào)告草案》中，他詳細(xì)闡述了一種制造電子計(jì)算機(jī)和進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的新思路，并設(shè)計(jì)了由運(yùn)算器、邏輯控制、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備組成的新型架構(gòu)。

是的沒(méi)錯(cuò)，這就是著名的馮·諾依曼架構(gòu)。

馮·諾依曼架構(gòu)

直到現(xiàn)在，馮·諾依曼架構(gòu)仍然是我們計(jì)算機(jī)的主流架構(gòu)?；谶@個(gè)貢獻(xiàn)，馮·諾依曼也被世人譽(yù)為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”。（他在數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)也很卓著，被稱為“博弈論之父”。）

第二件大事：信息論的提出

1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的克勞德·香農(nóng)（Claude Elwood Shannon）出版了《通信的數(shù)學(xué)理論》。這本書(shū)被看作是信息論的奠基之作。

香農(nóng)給出了通信系統(tǒng)的基本模型，提出了信息熵的概念以及數(shù)學(xué)表達(dá)式。

他指出，信息是可以被量化的，用數(shù)字編碼可以代表任何類型的信息。香農(nóng)還推出了比特（bit）的概念，將其稱為“用于測(cè)量信息的單位”。

香農(nóng)提出的香農(nóng)公式，更是指導(dǎo)了整個(gè)通信行業(yè)發(fā)展，直到現(xiàn)在也沒(méi)有被突破。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，香農(nóng)的信息論，為信息技術(shù)奠定了真正的理論基礎(chǔ)。他是當(dāng)之無(wú)愧的現(xiàn)代信息通信技術(shù)“祖師爺”。

第三件大事：晶體管的發(fā)明

這個(gè)就不用多說(shuō)了吧。

1947年，同樣是來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉·肖克利（William Shockley）、約翰·巴?。↗ohn Bardeen）和沃爾特·布拉頓（Walter Brattain），共同發(fā)明了世界上第一個(gè)晶體管。

晶體管的問(wèn)世，為電路的小型化打下了基礎(chǔ)，也為集成電路以及芯片的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提。它開(kāi)辟了電子時(shí)代的全新紀(jì)元。

上面說(shuō)的三件大事，是信息技術(shù)革命爆發(fā)的前提條件，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步造成了極其深遠(yuǎn)的影響。

1950-1967：集成電路時(shí)代

1951年，發(fā)明了ENIAC的約翰·?？颂兀↗. Presper Eckert）和約翰·莫奇利（John Mauchly）再度合作，研制了世界上第一臺(tái)商用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——UNIVAC-1。

這套系統(tǒng)被美國(guó)人口普查部門(mén)用于人口普查，它還成功預(yù)測(cè)了1952年底的美國(guó)總統(tǒng)大選，一夜之間名聲大噪。

1952年，馮·諾依曼領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)的EDVAC終于制造完成，開(kāi)始運(yùn)行。

相比ENIAC，EDVAC擁有獨(dú)立的存儲(chǔ)，是第一臺(tái)使用磁帶的計(jì)算機(jī)。當(dāng)時(shí)，磁存儲(chǔ)已初露鋒芒，成為信息載體的新選擇。

晶體管的應(yīng)用

再后來(lái)，晶體管技術(shù)開(kāi)始逐漸成熟，進(jìn)入市場(chǎng)。相比真空管（電子管），晶體管的體積更小，功耗更低，使得電子設(shè)備變得更加小巧、省電。

1954年，世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC，在美國(guó)空軍投入使用（貝爾實(shí)驗(yàn)室研制）。其運(yùn)行功耗不超過(guò)100W，體積不超1立方米，相比當(dāng)年的ENIAC有天壤之別。

1958年，美國(guó)的RCA公司造出了世界上第一臺(tái)全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)——RCA501。

不久后，1959年，IBM公司不甘落后，也生產(chǎn)出全部晶體管化的計(jì)算機(jī)——IBM 7090。

基于IBM 7090，美洲航空公司和IBM共同研發(fā)了世界上第一款訂票系統(tǒng)——Sabre。Sabre迅速普及，帶動(dòng)了IBM計(jì)算機(jī)的市場(chǎng)份額激增，也給其它行業(yè)展示了計(jì)算機(jī)的巨大潛力。

集成電路的誕生

說(shuō)到這里，我們要回過(guò)頭，講講發(fā)明了晶體管的威廉·肖克利。

肖克利所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)雖然合作發(fā)明了晶體管，但內(nèi)部關(guān)系并不好。主要原因，是因?yàn)樾た死@個(gè)人為人刻薄，很難相處。晶體管發(fā)明后，沒(méi)多久，團(tuán)隊(duì)成員紛紛離開(kāi)了他。

1954年，肖克利在貝爾實(shí)驗(yàn)室也待不下去了，就跑去教書(shū)。再后來(lái)，1956年，他來(lái)到美國(guó)西部加利福尼亞州的山景城，在一個(gè)名叫Palo Alto的小城市（后來(lái)是硅谷的一部分），成立了“肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室”。

實(shí)驗(yàn)室吸引了很多優(yōu)秀年輕人的加入。其中就包括羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）和戈登·摩爾（Gordon Moore）等8人。

后來(lái)，肖克利的事業(yè)再次因個(gè)人原因走入困境。于是，1957年9月18日，上面提到的8個(gè)年輕人，一起向肖克利提交辭呈。肖克利大發(fā)雷霆，痛斥這幫“忘恩負(fù)義”的年輕人，罵他們是“八叛徒”（traitorous eight）。

“八叛徒”出走后，共同成立了仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）。

仙童半導(dǎo)體在科技史上擁有舉足輕重的地位。它是世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的搖籃，也被譽(yù)為芯片界的黃埔軍校。

1959年，德州儀器的杰克·基爾比（Jack St. Clair Kilby）和仙童半導(dǎo)體的羅伯特·諾伊斯，先后發(fā)明了基于鍺基底擴(kuò)散工藝和硅基底平面工藝的集成電路，打開(kāi)了集成電路時(shí)代的大門(mén)。

1959年之后的計(jì)算機(jī)，大量采用了晶體管和集成電路。計(jì)算機(jī)的算力不斷增強(qiáng)，體積和功耗反而不斷減小。

軟件產(chǎn)業(yè)的萌芽

計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)準(zhǔn)備騰飛的同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件也開(kāi)始萌芽了。

包括ENIAC在內(nèi)的早期計(jì)算機(jī)，沒(méi)有操作系統(tǒng)的概念，都是操作員進(jìn)行手工操作。

后來(lái)，進(jìn)入1950年代，為了提升操作效率，開(kāi)發(fā)了批處理系統(tǒng)。

到了1960年代，處理器的速度越來(lái)越快，需要執(zhí)行的任務(wù)越來(lái)越多。于是，“多道程序系統(tǒng)”出現(xiàn)了?！岸嗟莱绦蛳到y(tǒng)”，采用了通道和中斷技術(shù)，允許系統(tǒng)執(zhí)行“掛起”操作。計(jì)算機(jī)從串行變成了并行，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，提升了效率。

“多道程序系統(tǒng)”，基本上已經(jīng)接近于真正的操作系統(tǒng)了。

除了操作系統(tǒng)之外，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言也有了突破。

1957年，IBM公司成功開(kāi)發(fā)了FORTRAN高級(jí)語(yǔ)言。它是世界上第一個(gè)被正式采用并流傳至今的高級(jí)編程語(yǔ)言。

所謂高級(jí)語(yǔ)言，就是一種接近于人們使用習(xí)慣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它容易學(xué)習(xí)，通用性強(qiáng)，寫(xiě)出的程序比較短，便于推廣和交流。

1960年4月，COBOL語(yǔ)言正式發(fā)布。1964年，BASIC語(yǔ)言發(fā)布。高級(jí)語(yǔ)言的不斷涌現(xiàn)，為后面的軟件產(chǎn)業(yè)爆發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

IBM System/360

1960年代，IBM是世界計(jì)算機(jī)行業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)的“領(lǐng)頭羊”。在計(jì)算機(jī)市場(chǎng)，他們占據(jù)絕對(duì)的市場(chǎng)領(lǐng)先地位（在北美市場(chǎng)，市占率超過(guò)三分之二）。

1961年12月，IBM公司啟動(dòng)了一項(xiàng)人類史上規(guī)模最大的商用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃耗資50億美元（約今日的460億美元）、雇用6萬(wàn)多名新員工、新建5座工廠。

1964年4月7日，計(jì)劃成果初現(xiàn)，IBM公司正式發(fā)布了六種規(guī)格的System/360商用大型主機(jī)。

360，是360度角的意思，表示全方位的服務(wù)。它是世界上首個(gè)指令集可兼容計(jì)算機(jī)。單個(gè)操作系統(tǒng)可以適用整個(gè)系列，而不需要像之前的計(jì)算機(jī)一樣，每種主機(jī)量身定做操作系統(tǒng)。

這時(shí)，人們才明白，原來(lái)電腦主體硬件升級(jí)之后，操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件還有外圍硬件，都是可以繼續(xù)使用的?！凹嫒荨钡母拍?，開(kāi)始形成了。

IBM System/360是IBM史上最成功的機(jī)型，雖然研發(fā)投入巨大，但回報(bào)同樣可觀——每臺(tái)主機(jī)的價(jià)格在250萬(wàn)到300萬(wàn)美元之間（約合現(xiàn)在的2000萬(wàn)美元），每月售出超過(guò)千臺(tái)。

藍(lán)色巨人年銷售額的一半，都來(lái)自于這個(gè)系列。美國(guó)太空總署的阿波羅登月計(jì)劃，全美的銀行跨行交易系統(tǒng)，以及航空業(yè)界最大的在線票務(wù)系統(tǒng)等，都使用了IBM System/360。

值得一提的是，雖然IBM霸占了大型機(jī)市場(chǎng)，但60年代初，很多IT公司創(chuàng)立，他們轉(zhuǎn)向了IBM不太在乎的小型化計(jì)算機(jī)市場(chǎng)，并取得了不錯(cuò)的成果。

例如，DEC公司（1957年成立）以及他們發(fā)布的PDP-8、PDP-11、VAX-11系列主機(jī)。這些主機(jī)體積小、功耗低、運(yùn)算速度也不算差（每秒幾十萬(wàn)次基本運(yùn)算），獲得了很多用戶的歡迎。

PDP-8

Chrent1967-1979：大規(guī)模集成電路時(shí)代

摩爾定律

時(shí)代的車(chē)輪繼續(xù)滾滾向前。

1965年，時(shí)任仙童半導(dǎo)體公司研究開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室主任的戈登·摩爾，應(yīng)邀為《電子學(xué)》雜志35周年專刊寫(xiě)了一篇觀察評(píng)論報(bào)告，題目是：《讓集成電路填滿更多的元件》。

開(kāi)始繪制數(shù)據(jù)圖表時(shí)，摩爾發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì)：在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18-24個(gè)月內(nèi)，會(huì)誕生一個(gè)新芯片。而這個(gè)新芯片的性能（集成電路數(shù)量），大約是前一代的兩倍。也就是說(shuō)，芯片的能力，以固定時(shí)間（18-24個(gè)月）為周期，在翻倍提升。

摩爾的這個(gè)偉大發(fā)現(xiàn)，就是著名的摩爾定律。

這一定律目前已經(jīng)持續(xù)了半個(gè)多世紀(jì)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，成為指導(dǎo)計(jì)算機(jī)處理器制造的黃金準(zhǔn)則，也是科技行業(yè)奉為圭臬的鐵律。

微處理器

1967年，大規(guī)模集成電路（Large Scale Integration，LSI）出現(xiàn)，真正的芯片時(shí)代到來(lái)了。

1968年7月，羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童半導(dǎo)體公司辭職，創(chuàng)立了英特爾（Intel）公司。

最開(kāi)始，英特爾是做半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)品的。后來(lái)，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈，他們轉(zhuǎn)向處理器方向。

1971年，英特爾開(kāi)發(fā)出了世界上第一個(gè)商用處理器——Intel 4004。這款處理器片內(nèi)集成了2250個(gè)晶體管，能夠處理4bit的數(shù)據(jù)，每秒運(yùn)算6萬(wàn)次，工作頻率為108KHz。

Intel 4004的出現(xiàn)，標(biāo)志著微處理器時(shí)代的開(kāi)始。1974 年，英特爾又推出了面向個(gè)人電腦開(kāi)發(fā)的微處理器——Intel 8080，其性能是4004的20倍。

MITS公司于1974年推出的經(jīng)典微型電腦Altair 8800，就是基于8080處理器。

Altair 8800在1975年1月的《大眾電子學(xué)》雜志社上發(fā)布后，引起了計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的廣泛關(guān)注。其中，就包括一個(gè)哈佛大學(xué)的楞青少年，以及他的伙伴。他倆后來(lái)一起為Altair 8800設(shè)計(jì)了Altair BASIC，并創(chuàng)辦了一家名叫Microsoft（微型軟件）的公司。

沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)楞青的名字叫做比爾·蓋茨，他的伙伴叫保羅·艾倫。

個(gè)人電腦

Altair 8800經(jīng)常被稱為第一臺(tái)個(gè)人電腦（PC），但實(shí)際上，這個(gè)稱謂是存在爭(zhēng)議的。

1971年，美國(guó)的Kenbak公司發(fā)布了Kenbak-1計(jì)算機(jī)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)，被計(jì)算機(jī)歷史博物館認(rèn)為是世界上第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。

Kenbak-1由中小型集成電路組成，沒(méi)有使用微處理器。該系統(tǒng)最初售價(jià)為750美元，僅制造和銷售了大約40臺(tái)。1973年，Kenbak公司倒閉，Kenbak-1停產(chǎn)。

1973 年，法國(guó)R2E公司生產(chǎn)了第一臺(tái)基于微處理器的商用計(jì)算機(jī)——Micral。Micral的說(shuō)明書(shū)里，首次提到了“微機(jī)（Micro-computer）”。

Micral

另一個(gè)“第一臺(tái)個(gè)人電腦”的有力爭(zhēng)奪者，是來(lái)自著名的施樂(lè)公司帕洛阿圖研究中心（Xerox PARC）的Alto。

1973年，他們推出了Alto（“奧托”）。它是第一臺(tái)使用鼠標(biāo)和圖形用戶界面 (GUI) 的計(jì)算機(jī)，和我們現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)已經(jīng)很像了。它的很多設(shè)計(jì)，對(duì)喬布斯的蘋(píng)果，以及比爾蓋茨的微軟，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1975年，王安公司（WANG）推出了世界上第一臺(tái)具有編輯、檢索功能的文字處理機(jī)，初具臺(tái)式電腦的雛形。這臺(tái)電腦的屏幕能直接顯示文字，鍵盤(pán)可以快速修改文稿。

1977年，有三臺(tái)個(gè)人電腦經(jīng)典機(jī)型推出，分別是Commodore公司的Commodore PET、蘋(píng)果公司的APPLE II、Tandy Radio Shack的TRS-80 Model II。

個(gè)人電腦的大量涌現(xiàn)，意義極為重大。它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式開(kāi)始發(fā)生變化，算力不再僅為少數(shù)大型企業(yè)服務(wù)（大型機(jī)），而是開(kāi)始昂首走向了普通家庭和中小企業(yè)。

技術(shù)蓄力

個(gè)人電腦想要真正發(fā)展起來(lái)，僅靠處理器是沒(méi)用的，還需要存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及軟件技術(shù)的配合。

1973年，IBM又發(fā)明了Winchester（溫徹斯特）硬盤(pán)3340。這塊磁盤(pán)使用了密封組件、潤(rùn)滑主軸和小質(zhì)量磁頭。工作時(shí)，磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)片上方，而不與盤(pán)片直接接觸。

Winchester 3340

Winchester 3340是現(xiàn)代硬盤(pán)的原型。換句話說(shuō)，你現(xiàn)在用的電腦磁盤(pán)（HDD），架構(gòu)上和1973年沒(méi)有太大區(qū)別。

網(wǎng)絡(luò)方面，1970年，Internet的雛形ARPAnet基本完成。

1973年5月22日，施樂(lè)公司PARC研究中心的羅伯特·梅特卡夫（Robert M. Metcalfe）正式提出了“以太網(wǎng)”的設(shè)想，并于11月份設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

1978年，在溫頓·瑟夫（Vinton G. Cerf）、羅伯特.卡恩（Robert E. Kahn）等人的努力下，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也誕生了。

在軟件產(chǎn)業(yè)方面，1970年代的成果同樣令人應(yīng)接不暇。

1973年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肯·湯普森（Ken Thomson）和丹尼斯.里奇（Dennis Ritchie）正式發(fā)表論文，宣告了UNIX操作系統(tǒng)的存在，引起全行業(yè)轟動(dòng)，被視為現(xiàn)代操作系統(tǒng)誕生的標(biāo)志。

肯·湯普森（坐者）和丹尼斯·里奇（站者）

1970年和1972年，F(xiàn)orth編程語(yǔ)言和C語(yǔ)言先后開(kāi)發(fā)完成。

1970年，IBM公司的研究員埃德加·弗蘭克·科德（Edgar Frank Codd），通過(guò)一篇名為《大型共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型》的論文，開(kāi)啟了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)代。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)，為后來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用高速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

埃德加·弗蘭克·科德

1974年，IBM公司圣何塞實(shí)驗(yàn)室發(fā)起了IBM System R項(xiàng)目，首次實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（SQL）。

1977年，后來(lái)被稱為IT狂人的拉里·埃里森（Larry Ellison）與合作人共同投資了2000美元，成立了SDL公司（后來(lái)的Oracle公司）。1979年，他們推出了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)啟了商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的全新時(shí)代。

1970年代是非常偉大的，IT產(chǎn)業(yè)的真正起步，正是始于這個(gè)時(shí)期。處理器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)……全都在飛速發(fā)展。

這些從0到1的突破，最終將在1980年代掀起令人驚心動(dòng)魄的IT狂潮。算力技術(shù)的真正轉(zhuǎn)折，即將到來(lái)。

Chrent1980-1990：PC時(shí)代

IBM-PC和“兼容機(jī)”

70年代微處理器的誕生，使得個(gè)人電腦開(kāi)始大量出現(xiàn)。

這種情況，讓傳統(tǒng)巨頭IBM感受到了威脅。一直以來(lái)，他們都專注于大型機(jī)，導(dǎo)致忽視了小型機(jī)的市場(chǎng)。

為了亡羊補(bǔ)牢，他們也決定啟動(dòng)自己的個(gè)人電腦研發(fā)計(jì)劃。

1980年3月，IBM召開(kāi)一次高層秘密會(huì)議，設(shè)立“Chess（國(guó)際象棋）”項(xiàng)目，專門(mén)研發(fā)個(gè)人電腦（Personal Computer這個(gè)詞，就是這時(shí)被IBM提出來(lái)的）。

負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的，是唐·埃斯特利奇（Don Estridge）。他帶領(lǐng)了一個(gè)13人小組，蹲在弗羅里達(dá)州博卡拉頓鎮(zhèn)的一間倉(cāng)庫(kù)里，進(jìn)行秘密研發(fā)工作。

最開(kāi)始的時(shí)候，他們打算采用自己的處理器（IBM 801）和操作系統(tǒng)。但考慮到時(shí)間緊迫（領(lǐng)導(dǎo)要求1年內(nèi)搞定），他們還是決定與第三方合作。

1981年8月12日，他們的工作有了成果，IBM公司正式推出了IBM-PC（IBM5150），搭載的是英特爾的8088處理器（16位，4.77MHz），以及微軟的PC-DOS操作系統(tǒng)。

IBM-PC售價(jià)為1565美元，擁有16K內(nèi)存（可以根據(jù)需要擴(kuò)展到256K），帶有5.25英寸軟盤(pán)。它為擴(kuò)充能力設(shè)計(jì)了總線插卡，可以讓用戶加裝顯卡，并自行選擇黑白或彩色顯示器。

IBM-PC推出后，很快獲得了巨大的成功，第一年銷售就超過(guò)20萬(wàn)臺(tái)，1985年更是超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)。

它不僅被評(píng)為《時(shí)代》周刊封面的“年度人物”，還榮膺了“二十世紀(jì)最偉大產(chǎn)品”的稱號(hào)。（可惜的是，作為IBM-PC的締造者，唐·埃斯特利奇在1985年死于空難。）

IBM-PC的成功，吸引了很多廠商對(duì)它進(jìn)行“仿制”。他們參考IBM-PC的標(biāo)準(zhǔn)，打造可以“兼容”使用IBM-PC配套軟件、擴(kuò)展卡和外設(shè)的產(chǎn)品，稱為“兼容機(jī)”（電腦DIY的鼻祖）。

1982年6月，哥倫比亞數(shù)據(jù)產(chǎn)品公司（Columbia Data Products）推出了第一臺(tái)IBM PC兼容機(jī)——MPC 1600。11月，康柏（Compaq）緊隨其后，推出了與IBM PC兼容的便攜式電腦——Portable（1983年3月出產(chǎn)）。

“兼容機(jī)”配置靈活，價(jià)格便宜，很快搶走了IBM-PC的市場(chǎng)份額。1983年，IBM占據(jù)PC市場(chǎng)份額的大約76%。到了1986年，就跌成了26%。這讓IBM郁悶不已。

英特爾與微軟

PC兼容機(jī)的全面崛起，真正受益者是英特爾和微軟。

IBM-PC使用的8088，是英特爾在1979年推出的。

1982年2月，英特爾搞出了和8088完全兼容的第二代PC處理器80286，用在IBM PC/AT上。

8088/80286芯片，都是16位處理器，當(dāng)時(shí)在技術(shù)上并不算領(lǐng)先。1979年，摩托羅拉就已經(jīng)率先推出了32位的處理器——MC68000，領(lǐng)先英特爾至少半代。

MC68000

蘋(píng)果公司的Apple Lisa與Macintosh（麥金塔，1984年1月發(fā)布，是首個(gè)采用了圖形界面操作系統(tǒng)的個(gè)人電腦），用的就是MC68000。

直到1985年7月，英特爾公司終于推出了自己姍姍來(lái)遲的32位處理器——80386。

這款處理器迎合了兼容機(jī)的需求，獲得了巨大的成功。

值得一提的是，IBM公司早期比較強(qiáng)勢(shì)，他們研發(fā)IBM-PC的時(shí)候，選擇了英特爾的芯片，就強(qiáng)制要求英特爾將設(shè)計(jì)和代碼開(kāi)放給AMD公司，讓AMD成為第二供應(yīng)商。

后來(lái)，兼容機(jī)越來(lái)越多，都采用了英特爾的芯片，變成了英特爾掌握話語(yǔ)權(quán)。于是，從80386開(kāi)始，英特爾就不再開(kāi)放任何資料給AMD。

1987年，AMD以違約為由，一紙?jiān)V訟將英特爾告上了法庭，英特爾隨即反訴。兩者的壟斷和侵權(quán)官司，陸陸續(xù)續(xù)打了8年。

雖然最后AMD打贏了官司，但錯(cuò)過(guò)了CPU發(fā)展的黃金時(shí)期，也被英特爾甩開(kāi)了差距。

80年代中期，日本半導(dǎo)體的崛起，也給英特爾等美國(guó)公司帶來(lái)了極大威脅。

后來(lái)，傳奇CEO安迪·格魯夫（Andy Grove）掌舵英特爾，砍掉了存儲(chǔ)半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，聚焦微處理器業(yè)務(wù)，才把英特爾給救了回來(lái)。

安迪·格魯夫

1989年，英特爾推出了80486處理器，獲得了市場(chǎng)的歡迎。

憑借80486的出色表現(xiàn)，英特爾的業(yè)績(jī)超過(guò)了所有的日本半導(dǎo)體公司，成為世界第一的半導(dǎo)體生產(chǎn)商。

再來(lái)看看微軟。

IBM-PC火了以后，微軟的DOS就跟著出名了。然后，微軟就不斷更新，出了很多新版本。

蘋(píng)果的Macintosh推出圖形界面操作系統(tǒng)后，給了比爾蓋茨很大震撼。于是，就進(jìn)行了“參考”，于1985年11月推出了Windows 1.0。

早期的Windows只是DOS的“外殼”，中看不中用，所以備受用戶吐槽。于是，微軟就開(kāi)始了全新內(nèi)核的開(kāi)發(fā)，也就是后來(lái)的Windows NT。

微軟其實(shí)還和IBM一起搞了一個(gè)OS/2操作系統(tǒng)，結(jié)果后來(lái)擺了IBM一道，放棄了。

80年代，因?yàn)镻C兼容機(jī)的普及，造就了一個(gè)巨大的IT市場(chǎng)。很多新公司成立，也有很多新產(chǎn)品推出。

例如，1982年9月，3Com公司推出了世界上第一款網(wǎng)卡。1984年，英國(guó)AdlibAudio公司推出了第一款聲卡——魔奇聲卡。1985年，Philips和Sony合作推出CD-ROM驅(qū)動(dòng)器?！?/span>

這些硬件擴(kuò)展產(chǎn)品，讓PC變得更加強(qiáng)大，也給用戶帶來(lái)了更好的體驗(yàn)。

進(jìn)入90年代后，英特爾和微軟已經(jīng)成為真正的巨頭，市值均超過(guò)千億美元。

1993年，英特爾公司推出劃時(shí)代的奔騰（Pentium）處理器。

Pen就是５，tium是元素的結(jié)尾

奔騰一代其實(shí)就是586。格魯夫認(rèn)為，公司應(yīng)給這一新款CPU注冊(cè)新商標(biāo)，以保護(hù)公司對(duì)它的壟斷。所以，586就改名成了“奔騰（Pentium）”。

但是，在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界，大家仍然習(xí)慣性地把英特爾的處理器稱為x86系列。

1993年，微軟發(fā)布了Windows NT。1995年和1998年，又先后發(fā)布了Windows 95和Windows 98。這些操作系統(tǒng)，奠定了微軟在PC操作系統(tǒng)上的霸主地位。

英特爾的處理器和微軟的Windows操作系統(tǒng)，在那時(shí)是所有PC的標(biāo)配。他們組成的Wintel聯(lián)盟，牢牢掌握著PC市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。

服務(wù)器

PC是用戶終端側(cè)的算力。我們不要忘了，除了PC之外，我們還有工作站（性能比PC更強(qiáng)的一種微型計(jì)算機(jī)）和服務(wù)器。

尤其是服務(wù)器，作為集中化的算力，在80-90年代，技術(shù)架構(gòu)和市場(chǎng)格局也有很大的變化。

微處理器出現(xiàn)之后，催生了PC這樣的小型化電腦。傳統(tǒng)大型機(jī)開(kāi)始逐漸衰退，超兩個(gè)方向演變：

第一個(gè)方向，是直接變成超級(jí)計(jì)算機(jī)，專門(mén)進(jìn)行科學(xué)和軍事領(lǐng)域的高精尖計(jì)算。另一個(gè)方向，是變成小一點(diǎn)的服務(wù)器，專門(mén)為政府和企業(yè)提供服務(wù)。

服務(wù)器的形態(tài)也有多種，包括塔式、機(jī)架式、機(jī)柜式等。后來(lái)，到了21世紀(jì)，還出現(xiàn)了刀片式。

服務(wù)器的性能和穩(wěn)定性比PC更強(qiáng)，功耗和體積比PC大，可以運(yùn)行更復(fù)雜和更重要的任務(wù)，同時(shí)為更多的用戶提供算力服務(wù)。

20世紀(jì)80-90年代，在服務(wù)器處理器方面，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。當(dāng)時(shí)，主要分為兩個(gè)陣營(yíng)。

一個(gè)，是以SUN、SGI、IBM、DEC、HP、摩托羅拉等廠商為代表的RISC-CPU陣營(yíng)。他們主張采用RISC-CPU架構(gòu)（RISC，簡(jiǎn)單指令計(jì)算機(jī)）。

另一個(gè)，是以英特爾和AMD為代表的CISC-CPU陣營(yíng)。他們主張采用CISC-CPU架構(gòu)（CISC，復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)）。

雖然RISC速度更快，當(dāng)時(shí)更被行業(yè)看好，但安迪·格魯夫領(lǐng)導(dǎo)下的英特爾，依然堅(jiān)持以CISC-CPU作為自己的主要方向。

最終，英特爾憑借巨大的研發(fā)投入，還有兼容性和量產(chǎn)速度上的優(yōu)勢(shì)，戰(zhàn)勝了其它對(duì)手，成功鞏固了自己的地位。SUN、HP和IBM等廠商，也紛紛放棄了自己的CPU架構(gòu)，轉(zhuǎn)投x86架構(gòu)的懷抱。

在服務(wù)器操作系統(tǒng)這邊，競(jìng)爭(zhēng)同樣非常激烈。

微軟的Windows視窗系統(tǒng)外觀非常漂亮，圖形化的界面，很適合普通用戶進(jìn)行操作。但是，在服務(wù)器這種強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性的領(lǐng)域，圖形化所引入的問(wèn)題，就變成了累贅。

也就是說(shuō)，命令行式的操作系統(tǒng)，反而是服務(wù)器所需要的。

前面我們提到貝爾實(shí)驗(yàn)室推出了UNIX系統(tǒng)。后來(lái)，很多公司都推出了自己的Unix系統(tǒng)分支。

比較有名的，是Sun公司的Solaris、IBM公司的AIX、惠普公司的HP-UX，以及由BSD版本發(fā)展起來(lái)的FreeBSD。這些系統(tǒng)，占據(jù)了服務(wù)器操作系統(tǒng)的巨大部分份額。

Unix開(kāi)始收費(fèi)和商業(yè)閉源之后，行業(yè)里的一些愛(ài)好者開(kāi)始推出它的替代。

1991年，正在芬蘭赫爾辛基大學(xué)求學(xué)的林納斯·托瓦茲（Linus Torvalds），成功編寫(xiě)出了Linux內(nèi)核（Linux kernel），開(kāi)啟了一個(gè)新的操作系統(tǒng)家族。Linux及其發(fā)行版（例如Ubuntu、Debian、Centos、Fedora、 Redhat Linux），成為服務(wù)器操作系統(tǒng)的主流選擇。

Windows雖然也推出了Windows NT，但因?yàn)榉€(wěn)定性上不如Unix/Linux，所以市場(chǎng)份額并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

Chrent1990-2000：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

信息化

20世紀(jì)90年代，處理器、內(nèi)存、硬盤(pán)等硬件技術(shù)的全面升級(jí)，加上操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用軟件的大量涌現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)的能力變得越來(lái)越強(qiáng)大。

如果說(shuō)，80年代的PC，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)只是嘗鮮。那么，90年代的PC，已經(jīng)是真正的生產(chǎn)力工具了。

人們不僅用PC來(lái)聽(tīng)音樂(lè)、看視頻、玩游戲，還用它來(lái)編輯文檔、建立表格、處理數(shù)據(jù)。除了家庭用戶之外，很多企業(yè)也開(kāi)始購(gòu)入PC，將它應(yīng)用于日常工作之中。

在PC的幫助下，人們充分感受到IT算力帶來(lái)的生活品質(zhì)改善，以及生產(chǎn)效率提升。

整個(gè)人類社會(huì)的信息化進(jìn)程，開(kāi)始加速。

互聯(lián)網(wǎng)

給信息化又添了一把火的，當(dāng)然是互聯(lián)網(wǎng)。

70年代以太網(wǎng)和TCP/IP等技術(shù)的出現(xiàn)，為網(wǎng)絡(luò)的普及奠定了基礎(chǔ)。很多單位，都開(kāi)始建設(shè)自己的局域網(wǎng)絡(luò)。

局域網(wǎng)之間，也開(kāi)始互聯(lián)，組成更廣域的網(wǎng)絡(luò)。80年代，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷膨脹，最終，覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)（Internet）正式誕生了。

1991年8月6日，英國(guó)物理學(xué)家蒂姆·伯納斯·李（Tim Berners-Lee），正式提出了World Wide Web，也就是如今我們非常熟悉的www萬(wàn)維網(wǎng)。

蒂姆·伯納斯·李

他還提出了HTTP（超文本傳送協(xié)議）和HTML（超文本標(biāo)記語(yǔ)言），設(shè)計(jì)了第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，并建立了世界上第一個(gè)web網(wǎng)站。

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，更是給人們打開(kāi)了新世界的大門(mén)?；ヂ?lián)網(wǎng)就是一個(gè)擁有無(wú)限資源的寶庫(kù)，各種各樣的網(wǎng)站、論壇，令人眼花繚亂。強(qiáng)大的即時(shí)通訊工具，也滿足了人們的通信和社交需求。

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)超出了技術(shù)的范疇。它構(gòu)建一個(gè)線上的虛擬世界，衍生出很多新的商業(yè)模式，徹底改變了人類社會(huì)。

互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，催生了很多的互聯(lián)網(wǎng)公司。

這些公司購(gòu)買(mǎi)了大量的服務(wù)器，建設(shè)了機(jī)房，為用戶提供服務(wù)。例如郵箱服務(wù)、音視頻下載服務(wù)、網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)服務(wù)等。

所有這些服務(wù)，其實(shí)也就是算力服務(wù)。

云計(jì)算

互聯(lián)網(wǎng)崛起之后，用戶的急劇增長(zhǎng)，以及業(yè)務(wù)的潮汐化特點(diǎn)（有時(shí)候人多，有時(shí)候人少），給服務(wù)商帶來(lái)了很大的壓力。

如何以更低的成本，更靈活地滿足用戶需求，成為眾多企業(yè)思考的難題。

90年代中期，就有人提出了“云計(jì)算”的設(shè)想。

1996年，康柏公司的一群技術(shù)主管在討論計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展時(shí)，首次使用了Cloud Computing這個(gè)詞。他們認(rèn)為，商業(yè)計(jì)算會(huì)向Cloud Computing的方向轉(zhuǎn)移。

進(jìn)入21世紀(jì)后，設(shè)想逐漸成為了現(xiàn)實(shí)。

2006年，互聯(lián)網(wǎng)電商亞馬遜（Amazon）率先推出了兩款重磅產(chǎn)品，分別是S3（Simple Storage Service，簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)）和EC2（Elastic Cloud Computer，彈性云計(jì)算），從而奠定了自家云計(jì)算服務(wù)的基石。

另一家在云計(jì)算上有所行動(dòng)的公司，是谷歌（Google）。

這家誕生于1998年的年輕公司，在2003~2006年期間，連續(xù)發(fā)表了四篇重磅文章，分別關(guān)于分布式文件系統(tǒng)（GFS）、并行計(jì)算（MapReduce）、數(shù)據(jù)管理（Big Table）和分布式資源管理（Chubby）。

這些文章不僅奠定了谷歌自家的云計(jì)算服務(wù)基礎(chǔ)，也為全世界云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的發(fā)展指明了方向。

2006年，谷歌工程師克里斯托夫·比希利亞第一次向董事長(zhǎng)兼CEO埃里克·施密特（Eric Schmidt）提出了“云端計(jì)算”的想法。

8月9日，施密特在搜索引擎大會(huì)上，正式提出了“云計(jì)算（Cloud Computing）”。

很多人將云計(jì)算理解為一個(gè)超大號(hào)的“機(jī)房”。這其實(shí)并不準(zhǔn)確。

云計(jì)算的本質(zhì)，是一個(gè)算力資源池。它把零散的物理算力資源變成靈活的虛擬算力資源，配合分布式架構(gòu)，提供理論上無(wú)限的算力服務(wù)。

云計(jì)算出現(xiàn)之后，物理計(jì)算機(jī)變成虛擬計(jì)算機(jī)。云計(jì)算所提供的服務(wù)，慢慢被籠統(tǒng)歸納為計(jì)算服務(wù)，也就是算力服務(wù)。

算力這個(gè)概念，逐漸被公眾所接受。

ARM體系

90年代，2G移動(dòng)通信普及，讓很多用戶用上了手機(jī)。那時(shí)候，PDA掌上電腦等設(shè)備，也開(kāi)始流行。

這類小型化移動(dòng)終端的功能比較簡(jiǎn)單，對(duì)芯片性能的要求不高，但是非常在意能耗。

這讓一家名叫ARM（Advanced RISC Machines）的公司找到了機(jī)會(huì)。他們高舉RISC的大旗，專門(mén)走低功耗、低成本的道路，剛好迎合了移動(dòng)終端的芯片需求。

前面提到，英特爾是搞CISC的，在服務(wù)器市場(chǎng)干掉了搞RISC的幾個(gè)大廠商。當(dāng)時(shí)，他們根本看不上ARM，覺(jué)得RISC沒(méi)前途。結(jié)果，就錯(cuò)過(guò)了這個(gè)關(guān)鍵的市場(chǎng)機(jī)遇。

2008年，喬布斯的蘋(píng)果公司推出iPhone，將手機(jī)帶入智能時(shí)代。

手機(jī)、pad等移動(dòng)終端徹底爆發(fā)了，ARM公司和他的ARM架構(gòu)芯片也大受歡迎，成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的最大贏家。

如今，移動(dòng)終端已經(jīng)成為用戶的新寵。人們對(duì)手機(jī)等設(shè)備的依賴，也超過(guò)了PC。這意味著，在用戶側(cè)，移動(dòng)終端芯片（ARM架構(gòu)）的重要性和市場(chǎng)規(guī)模，超過(guò)了PC芯片。

在移動(dòng)終端芯片市場(chǎng)進(jìn)行搏殺的，主要是高通、聯(lián)發(fā)科、三星、華為、紫光展銳等公司。手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，手機(jī)芯片的新品發(fā)布，也是公眾日常關(guān)注的焦點(diǎn)。

手機(jī)芯片

說(shuō)到PC芯片。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，PC芯片仍以x86架構(gòu)為主。英特爾和AMD，不斷發(fā)布新的產(chǎn)品，有來(lái)有往，打得不亦樂(lè)乎。

以前，英特爾總喜歡擠牙膏?，F(xiàn)在，對(duì)手時(shí)不時(shí)推出極具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，英特爾也是疲于招架。

在服務(wù)器芯片上，英特爾的日子也不是很好過(guò)。

為了對(duì)抗壟斷，以ARM、RISC-V架構(gòu)為代表的非x86架構(gòu)強(qiáng)勢(shì)崛起，市場(chǎng)份額在不斷更加。算力廠商的多元化趨勢(shì)，非常明顯。

智算時(shí)代

2010年之后，算力還發(fā)生了一個(gè)重要的變化，那就是算力需求的多元化。

隨著整個(gè)社會(huì)從信息化向數(shù)字化發(fā)展，越來(lái)越多的行業(yè)都在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，產(chǎn)生了對(duì)算力更為旺盛的需求。

這些需求分為不同類型的場(chǎng)景，除了傳統(tǒng)通用計(jì)算之外，以人工智能計(jì)算為目的的智算，以及以高性能科學(xué)計(jì)算為目的的超算，開(kāi)始強(qiáng)勢(shì)崛起。尤其是智算，崛起的速度極快，對(duì)AI算力產(chǎn)生了非常大的需求。

傳統(tǒng)CPU的通用算力，無(wú)法很好地應(yīng)對(duì)智算和超算需求。于是，以GPU、AI芯片為代表的新型算力，開(kāi)始成為熱門(mén)。像英偉達(dá)這樣的“顯卡廠商”，如今市值竟然是英特爾的7倍以上。

關(guān)于這一塊的內(nèi)容，我在另一篇文章（到底什么是算力？）有詳細(xì)的介紹。這里就不再贅述了。

除了算力類別的細(xì)化之外，算力的服務(wù)架構(gòu)也有演變。

5G以及光通信的發(fā)展，構(gòu)建了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，給算力的“流動(dòng)”創(chuàng)造了條件。

如今，算力不再只待在云端，而是可以下沉到邊緣，產(chǎn)生了“云計(jì)算-邊（邊緣計(jì)算）-端計(jì)算”的三層架構(gòu)。

運(yùn)營(yíng)商還提出了算力網(wǎng)絡(luò)，想要實(shí)現(xiàn)算力的全面泛在化。這也在剛才那篇文章中有所提及。

Chrent結(jié)語(yǔ)

人類的算力發(fā)展歷程，堪稱一部波瀾壯闊的科技史詩(shī)。

從人工計(jì)算到機(jī)械計(jì)算，再到電子計(jì)算，經(jīng)過(guò)了數(shù)千年的漫長(zhǎng)摸索。

電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，是一個(gè)重要的里程碑。在那之后，人類進(jìn)入了信息時(shí)代，算力的性能和規(guī)模以前所未有的速度增長(zhǎng)，并最終將我們引入了數(shù)字時(shí)代和智能時(shí)代。

數(shù)字革命的浪潮，席卷了我們生活的每一個(gè)角落。整個(gè)人類社會(huì)，在算力的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)生了翻天覆地的變革。

未來(lái)，數(shù)字化和智能化還將繼續(xù)向前推進(jìn)。我們對(duì)算力的需求，還在瘋狂增長(zhǎng)。

在摩爾定律逐漸走向瓶頸的前提下，我們?cè)撊绾螌?shí)現(xiàn)算力的倍增？以量子計(jì)算為代表的新型算力，是否會(huì)全面崛起？

就讓時(shí)間來(lái)告訴我們答案吧！