译者序

知名科幻小说《三体》用很大篇幅描述了一款名为“三体”的游戏,游戏中的“人列计算机”想必令不少人印象深刻:

秦始皇挥手召来了三名士兵,他们都很年轻,与秦国的其他士兵一样,一举一动像听从命令的机器。

“我不知道你们的名字,”冯•诺伊曼拍拍前两个士兵的肩,“你们两个负责信号输入,就叫‘入1’‘入2’吧。”他又指指最后一名士兵,“你,负责信号输出。就叫‘出’吧。”他伸手拨动三名士兵,“这样,站成一个三角形,出是顶端,入1 和入2 是底边。”

牛顿不知从什么地方掏出六面小旗,三白三黑,冯•诺伊曼接过来分给3 名士兵,每人一白一黑,说:“白色代表0,黑色代表1。好,现在听我说,出,你转身看着入1 和入2,如果他们都举黑旗,你就举黑旗,其他的情况你都举白旗,这种情况有三种:入1 白,入2 黑;入1 黑,入2 白;入1、入2都是白。”

稍有电路知识的读者都已看出,3 名士兵构成了执行“与”运算的基本逻辑门电路——与门。尽管将人类用作“人列计算机”部件的效率过低,但这个独出心裁的创意仍然令不少人叫绝。

实际上,“computer”一词最初并非指“计算机”,而是指“执行计算的人”或“计算员”。

1949 年,《巨脑:可以思考的机器》(Giant Brains, or Machines That Think)一书出版。这部作品兼具权威性与通俗性,是计算机科学家埃德蒙•伯克利的得意之作。毕业于美国哈佛大学的伯克利曾参与“哈佛马克一号”的开发工作,进而萌生了撰写该书的想法。“哈佛马克一号”是IBM 研制的第一种通用机电式计算机,其设计者霍华德•艾肯在计算机发展史上占有重要地位。当然,艾肯将这台计算机的发明完全归功于自己同样令IBM 气愤不已。

伯克利是美国计算机协会的创始人,有“计算机界诺贝尔奖”之称的图灵奖即由该协会设立并颁发。他在《巨脑》中描述了一种名为“西蒙”的计算机,这种计算机可以演示数字运算的概念。第二年,伯克利进一步细化了“西蒙”的实现方法,并在美国哥伦比亚大学完成首台样机的制造。“西蒙”颇具前瞻性,某些资料甚至称其为第一款“个人计算机”——尽管真正意义上的个人计算机始于20 世纪六七十年代。

《巨脑》是第一部介绍计算机的科普作品,以浅显易懂的语言描述了“机械大脑”的概念。直到今天,这部70 年前的作品读来依然饶有兴味。

1969 年7 月20 日,“阿波罗11 号”飞船将尼尔•阿姆斯特朗与巴兹•奥尔德林送上月球。在人类首次登月任务乃至整个“阿波罗计划”中,阿波罗导航计算机功不可没。20 世纪60 年代的数字计算机可靠性不高且体积庞大,即便是“微型”计算机也有电话亭大小。如何研制适合阿波罗指令舱和登月舱使用的计算机,并保证其正常运行,想必令当年的工程师和程序员绞尽脑汁。

在2019 年7 月的一篇文章中,《华尔街日报》将人类登月称为“计算机的胜利”,这种评价并不过分。相对于Facebook 的6200 万行代码,“阿波罗计划”只有14.5 万行代码,人们也很难想象两位宇航员如何依靠内存仅为36 KB的阿波罗导航计算机在月球静海着陆。2016 年开源的部分“阿波罗11 号”代码令许多人兴趣盎然,但对这种重约32 千克的“小型”计算机而言,工程方面的成就或许比内存大小与处理能力更重要:航天飞机通常会安装5 台冗余计算机作为备份,而“阿波罗”飞船仅有一台,却保证了整个任务顺利进行。

1969 年7 月16 日,美国肯尼迪航天中心附近的海滩和公路人满为患。近百万人在现场观看“阿波罗11 号”升空,超过30 个国家进行直播。当巨大的“土星5 号”火箭搭载“阿波罗11 号”直冲云霄时,想必已在目睹飞船升空的孩子们心中播下“星辰大海”的种子。

就在登月舱到达月球表面前几分钟,那个著名的“1202 警报”突然响起。感到紧张的并非只有阿姆斯特朗,负责飞控软件编写的玛格丽特•汉密尔顿同样血压飙升。但汉密尔顿设计的系统顶住所有压力,落月过程得以继续进行。这位堪称“史上最美”的“程序媛”代表了参与“阿波罗计划”的30万名技术人员,他们的共同努力令阿姆斯特朗最终得以跨出“人类的一大步”。

2009 年发布的《我的世界》(Minecraft)是一款知名的沙盒游戏,富有想象力的用户很快开始在这个拥有超高自由度的开放世界中搭建计算机。首台“红石”计算机在游戏发布后第二年问世,越来越多的爱好者也投身于“红石”计算机的设计并乐在其中:备受好评的RSC-3230 拥有完备的CPU 和内存,处理能力达到惊人的32 位,甚至还能运行“贪食蛇”等小游戏。

“红石”计算机采用哈佛体系结构(名称源于上文提到的“哈佛马克一号”)或冯•诺伊曼体系结构,二者也是现实世界中的计算机执行模型。关于“红石”计算机的讨论比比皆是,不少用户的作品令人叹为观止。尽管这种计算机的运算速度极慢(完成一次计算需要几秒钟),实际用途近乎为零,但对《我的世界》的用户而言,创造本身就是最大的意义。

从某种程度上说,“红石”计算机与“人列计算机”有异曲同工之妙。无论是在现实生活还是虚拟世界中,计算机都是人类最伟大的发明之一。

《计算机简史(第三版)》是计算机史的权威之作,西方多所高校将其作为了解计算机史的补充读本。本书不涉及技术细节,而是以流畅的文笔将计算机史娓娓道来。这部兼具权威性与可读性的作品既是对计算机发展历程的深入探讨,也是对技术革新的慧眼观察。

本书第一作者马丁•坎贝尔– 凯利是英国华威大学荣休教授,也是著作等身的计算机史专家。从某种程度上说,坎贝尔– 凯利之于计算机史学界,如同高德纳之于计算机科学界。当我邀请这位年过七旬的长者为中译本作序时,坎贝尔– 凯利教授欣然应允。他在中文版序中表示,尽管本书依赖于以英语为主的研究资料,但随着中国学术研究的迅速发展,下一版很可能会采纳更多的中文史料。

非常感谢北京图灵文化发展有限公司的戴童和赵晓蕊,中译本的付梓与两位编辑的辛勤工作密不可分。作为国内最优秀的出版机构之一,图灵团队的策划选题与质量把控能力在业界有口皆碑。

为保证中译本质量,余晟老师受邀审读了全部书稿,并提出许多很好的建议。余老师在推荐序中表示,“纵观计算机的历史,成功永远是充满了机缘巧合的复杂过程,是多种因素角力的结果,也是对多种考虑综合的权衡,技术从来不是唯一的决定性因素”。对此我深以为然。技术无疑是推动人类发展的动力,但正如知名科幻作家刘慈欣所言,当生命意识到宇宙奥秘的存在时,距它最终揭开这个奥秘只有一步之遥;或者说,从原始人抬头仰望星空的那一刻开始,人类探索“星辰大海”的征途已无可逆转。

《计算机简史(第三版)》涉猎广泛,翻译这样一部作品并非易事。作为电子与计算机工程专业出身的我,力求将这部优秀的计算机科普著作以最佳面貌呈现给读者,但毕竟水平有限,疏漏之处在所难免。也恳请读者不吝赐教,提出宝贵的意见和建议。译者的联系方式:milesjiang314@gmail.com。

蒋楠

2019 年9 月

目录

  • 推荐序
  • 译者序
  • 中文版序
  • 第三版前言
  • 致谢
  • 引言
  • 第一部分 时代之前
  • 第1章 人类计算员
  • 第2章 办公机械化
  • 第3章 巴贝奇梦想成真
  • 第二部分 登上舞台
  • 第4章 计算机诞生
  • 第5章 步入商界
  • 第6章 大型机成熟:IBM 崛起
  • 第三部分 创新发展
  • 第7章 实时:旋风降临
  • 第8章 软件
  • 第9章 计算新模式
  • 第四部分 走向个人
  • 第10章 个人计算机登场
  • 第11章 魅力渐长
  • 第12章 因特网
  • 参考文献