事实上,从1945年到1948年,也就是中国还处于内战时期,除了ENIAC的诞生之外,科技领域还发生了几件大事。 这些重大事件相互作用,最终彻底改变了人类的命运。
第一件大事:冯诺依曼架构的提出
约翰·冯是匈牙利裔美国人,出生于1903年,1930年移民美国,并成为普林斯顿大学教授。
冯·诺依曼
1944年,冯·诺依曼参与了原子弹的研制。 由于开发过程需要大量的计算,他开始关注计算机相关的研究进展。 经推荐,以顾问身份参与ENIAC的研究。
基于 ENIAC 的研究,冯·诺依曼等人。 1945年提出了一个新方案——EDVAC(电子离散变量计算机)。
在冯·诺依曼撰写的总结报告《EDVAC草案报告》中,他阐述了制造电子计算机和编程的新思路,设计了一种由运算单元、逻辑控制、存储器、输入和组成的新架构。输出设备。
是的,没错,这就是著名的冯诺依曼架构。
冯·诺依曼架构
直到现在,冯诺依曼架构仍然是我们计算机的主流架构。 基于这一贡献,冯·诺依曼也被世人尊称为“现代计算机之父”。 (他还因其对数学和经济学的贡献而闻名,并被称为“博弈论之父”。)
第二件大事:信息论的引入
1948年,贝尔实验室的克劳德·香农发表了《通信的数学理论》。 本书被视为信息论的奠基之作。
香农
香农给出了通信系统的基本模型,提出了信息熵的概念和数学表达式。
他指出,信息是可以量化的,任何类型的信息都可以用数字编码来表示。 香农还引入了比特的概念,他称之为“测量信息的单位”。
香农提出的香农公式指导了整个通信行业的发展,直到现在也没有被打破。
简单来说,香农的信息论确实为信息技术奠定了真正的理论基础。 他是当之无愧的现代信息通信技术“之父”。
第三件大事:晶体管的发明
这个就不用说了。
1947年,同样来自贝尔实验室的威廉·肖克利( )、约翰·巴丁(John )和沃尔特·布拉顿( )共同发明了世界上第一个晶体管。
晶体管的出现开创了电子时代的新纪元。
上述三件大事,为信息技术革命奠定了坚实的基础。 信息技术产业已进入爆发式发展阶段。
█ 1950-1967:集成电路时代
1951年,发明ENIAC的约翰·埃克特(J.)和约翰·莫奇利(John)再次合作,开发出了世界上第一个商用计算机系统——1。
该系统被美国人口普查部用于人口普查。 它还成功预测了1952年底的美国总统大选,一夜成名。
1952年,冯·诺依曼设计的EDVAC终于制造出来并开始运行。
冯·诺依曼和 EDVAC
与ENIAC相比,EDVAC拥有独立的存储空间,并且是第一台使用磁带的计算机。 此时,磁存储已经开始出现,并成为信息载体的新选择。
晶体管的应用
后来,晶体管技术开始成熟并进入市场。
与真空管(电子管)相比,其尺寸更小,功耗更低,使电子设备更小、更省电。
1954年,世界上第一台晶体管计算机在美国空军投入使用(由贝尔实验室研制)。 它的运行功耗不超过100W,体积不超过1立方米,与当年的ENIAC有很大不同。
1958年,美国RCA公司制造出世界上第一台全晶体管计算机。
不久之后,1959年,IBM也不甘示弱,又生产了一款全晶体管计算机——IBM 7090。
以IBM 7090为基础,美国航空与IBM联合开发了世界上第一个预订系统——Sabre。 Sabre 的迅速采用导致 IBM 计算机的市场份额激增。
集成电路的诞生
说到这里,我们得回过头来谈谈发明晶体管的威廉·肖克利。
肖克利
肖克利领导的团队虽然合作发明了晶体管,但内部关系并不好。 主要原因是肖克利性格刻薄,不好相处。
晶体管发明后不久,团队成员陆续离开他。
1954年,肖克利无法再留在贝尔实验室,于是他去教书。 后来,1956年,他来到美国西部加利福尼亚州山景城,在一个叫帕洛阿尔托(后来成为硅谷的一部分)的小城市建立了“肖克利半导体实验室”。
实验室吸引了众多优秀年轻人的加盟。 其中八人包括罗伯特·诺伊斯(Noyce)和戈登·摩尔(Moore)。
后来,肖克利因为个人原因,事业再次陷入困境。 于是,1957年9月18日(这一天后来被《纽约时报》评为美国历史上最重要的十天之一),上述八位年轻人一起向肖克利递交了辞呈。 肖克利勃然大怒,斥责这些“忘恩负义”的年轻人,称他们为“八个叛徒”。
“八叛徒”离开后,共同创立了仙童半导体( )。
这家公司大家应该都很熟悉。 可以说是世界半导体产业的摇篮、芯片产业的黄埔军校。
1959年,德州仪器公司的Jack St. Clair Kilby和仙童半导体公司的 Noyce先后发明了基于锗衬底扩散工艺和硅衬底平面工艺的集成电路,开启了集成电路的发展之路。 时代之门。
基尔比发明集成电路
1959年后的计算机大量使用晶体管和集成电路。 计算机的尺寸不断缩小,功能不断增加。
软件行业的起源
拥有更快的处理器、更大的内存和更丰富的 I/O 设备意味着可以执行更多的任务。
于是,“多道程序系统”出现了。
在“多道程序系统”出现之前,都是人工操作计算机,批处理系统操作,效率低下。
“多道程序设计系统”,采用通道和中断技术来允许系统执行“挂起”操作。 计算机由串行变为并行,可以同时运行多个任务,提高了效率。
这个系统基本上接近真实的操作系统。
除了操作系统之外,计算机语言也取得了进步。
1957年,IBM成功开发出高级语言。 它是世界上第一个被正式采用并流传至今的高级编程语言。
所谓高级语言,就是一种贴近人们习惯的编程语言。 它简单易学,通用性强,编写的程序比较短,便于推广和交流。
1960年4月,COBOL语言正式发布。 1964年,BASIC语言发布。
高级语言的不断出现,为后续软件产业的爆发奠定了基础。
IBM/360
20世纪60年代,IBM是世界计算机行业无可争议的“领导者”。 在计算机市场上,他们占据绝对的市场领先地位(在北美市场,市场份额超过三分之二)。
1961 年 12 月,IBM 启动了人类历史上最大的商业产品开发计划之一。 该计划耗资 50 亿美元(相当于今天的 460 亿美元),雇用了 6 万多名新工人,并建造了 5 家新工厂。
1964年4月7日,该计划的第一批成果揭晓,IBM正式发布了六种尺寸的/360商用大型机。
/360
360意味着360度的角度,意味着全方位的服务。 它是世界上第一台指令集兼容的计算机。 单一操作系统可以应用于整个系列,而不需要像以前的计算机那样为每台主机量身定制操作系统。
这时,人们意识到,计算机主硬件升级后,操作系统、应用软件、**硬件都可以继续使用。 “兼容”的概念开始形成。
IBM / 360 是 IBM 历史上最成功的型号,虽然研发投资巨大,但回报也是巨大的——每台大型机的成本在 2.5 到 300 万美元之间(按今天的美元计算大约为 2000 万美元),并且每台都售出。月突破千台。 蓝色巨人年销售额的一半来自该系列。
NASA的阿波罗登月计划、美国各地银行的银行间交易系统、航空业最大的在线售票系统等都使用IBM/360。
值得一提的是,虽然IBM在大型机市场占据主导地位,但许多IT公司成立于20世纪60年代初,转而转向IBM不太关心的小型化计算机市场,并取得了不错的成绩。
例如,DEC公司(成立于1957年)及其PDP-8、PDP-11、VAX-11系列主机。
等离子8
这些主机体积小,功耗低,运算速度也不错(每秒数十万次基本运算),受到了很多用户的欢迎。
█1967-1979:大规模集成电路时代
时代的车轮继续滚滚向前。 1967年,LSI(Large Scale,LSI)出现,真正的芯片时代到来了。
1968 年 7 月,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童半导体公司辞职,创立了英特尔公司。
最初,英特尔生产半导体内存产品。 后来因为竞争激烈,他们转向了处理器方向。
1971年,英特尔开发出了世界上第一个商用处理器——Intel 4004。该处理器片上集成了2250个晶体管,可以处理4bit数据,每秒执行60,000次计算,运行频率为.
英特尔4004
Intel 4004的出现标志着微处理器时代的开始。
1974年,Intel推出了Intel 8080,其性能是4004的20倍。
英特尔8080
Intel 8080 与 4004 一样有意义,因为它是为个人计算机开发的微处理器。 MITS于1974年推出的经典微型计算机8800是基于8080处理器构建的。
8800
当 8800 在 1975 年 1 月的《大众电子》杂志上发布时,它引起了计算机爱好者的注意。 其中有一位来自哈佛大学的年轻人和他的搭档。
后来他们一起为 8800 设计了 BASIC,并创办了一家名为 () 的公司。
没错,这个冷清的名字叫比尔·盖茨,他的搭档就是保罗·艾伦。
谁是第一台个人电脑
8800 通常被称为第一台个人计算机 (PC),但实际上,这个称号存在争议。
1971年,美国公司发布了-1计算机。 这台计算机被计算机历史博物馆认为是世界上第一台个人计算机。
-1 由中小型集成电路组成,不使用微处理器。 该系统最初售价为 750 美元,仅生产并销售了约 40 套。 1973年,公司倒闭,-1生产停止。
1973年,法国R2E公司生产了第一台基于微处理器的商用计算机——. “微型计算机(Micro-)”在手册中首次被提及。
“第一台个人计算机”的另一个有力竞争者是来自著名的施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的Alto。
1973 年,他们推出了 Alto(“Otto”)。 它是第一台使用鼠标和图形用户界面 (GUI) 的计算机,就像我们今天使用的计算机一样。 它的许多设计对乔布斯的苹果和比尔盖茨的微软产生了深远的影响。
1975年,王安公司(WANG)推出了世界上第一台具有编辑和检索功能的文字处理机,台式电脑初具规模。 这台电脑的屏幕可以直接显示文字,键盘可以快速修改文档。
1977年,推出了三款经典个人电脑型号,分别是该公司的PET、苹果公司的APPLE II和Tandy Radio Shack的TRS-80 Model II。
大量个人计算机的出现具有重要意义。
它改变了计算机行业的商业模式,标志着计算能力不再只属于少数大型企业(大型机),而是开始走向普通家庭和中小企业。
技术力量
除了处理器之外,计算机存储和网络技术也取得了显着进步。
1973年,IBM发明了(温彻斯特)硬盘3340。
3340
该磁盘使用密封组件、润滑主轴和低质量磁头。 工作时,磁头悬浮在高速旋转的盘片上方,不与盘片直接接触。 这就是现代硬盘的雏形。
换句话说,您今天使用的磁盘在架构上与 1973 年没有太大区别。
在网络方面,1970年,互联网的雏形基本完成。
1973年5月22日,施乐PARC研究中心的罗伯特·梅特卡夫(M.)正式提出“以太网”的设想,并于11月设计实现。
梅特卡夫
1978年,在温顿·瑟夫(G. Cerf)、罗伯特·卡恩(E. Kahn)等人的努力下,TCP/IP也诞生了。
在软件行业,20 世纪 70 年代的成果同样是压倒性的。
1973年,贝尔实验室的肯·汤普森(Ken )和丹尼斯·里奇( Rich)正式发表论文,宣布了UNIX操作系统的存在,引起了整个业界的轰动,被视为现代操作系统诞生的标志。系统。
Ken (坐)和 (站)操作 DEC PDP-11 计算机
1970年和1972年,先后开发了Forth编程语言和C语言。
数据库技术也取得了重大突破。 1970年,IBM研究员Edgar Frank Codd通过一篇名为《大型共享数据库数据的关系模型》的论文开启了关系数据库时代。
埃德加·弗兰克·科德
关系数据库的出现为数据库应用的快速发展奠定了基础。
1974 年,IBM 的圣何塞实验室启动了 IBM R 项目,这是结构化查询语言 (SQL) 的第一个实现。
1977年,后来被称为IT狂人的拉里·埃里森(Larry )与合伙人投资2000美元创立了SDL(后来的公司)。 1979年,他们推出了该数据库,开创了商业数据库的全新时代。
联合创始人
20世纪70年代已经离我们很远了,很多事情可能已经被遗忘了。
但事实上,IT行业真正的起步是在20世纪70年代。 大规模集成电路的兴起、存储技术的成熟、基础软件(操作系统、数据库)的出现都发生在那个时期。
亮眼的成绩,虽然现在还不是很抢眼,但都是从0到1的重要突破。
基础稳固后,1980年,更疯狂的IT浪潮即将袭来。
待续...
敬请期待——《世界算力简史(下)》
参考:
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