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计算机普及知识讲座
[发布时间:2005-09-05  阅读次数: 6874]
题记:2005年9月,给一个同事带的学生做的一个关于计算机的科普性质的小讲座。这是当时整理的讲稿,比较乱。

1. 计算机的现状、发展与未来

早期的发展。计算机的历史最早可以追溯到十七世纪Pascal的加法机(1642),不过他设计的加法机是纯机械式的,包括后来又陆续有科学家发明莱布尼茨乘法机(1673)、巴贝奇差分机(1822)都是机械式的。直到二十世纪初电子技术的日新月异,以及二极管、三极管等的发明,使得电子计算机技术成为可能。

在早期的发展中,有个美国的公司必须要提到。IBM,早期基本上都是蓝色巨人IBM的天下。IBM的历史比较悠久,可以追溯到20世纪初,它是研究制表机起家的公司(CTR),制表机是一种采用穿孔卡片进行数字处理的计算机器,曾在19世纪末美国的人口普查工作中大出风头。这家公司在1924年被一个叫托马斯·沃森(T.Watson)的人改名为IBM,意思是“国际商用机器公司”,这个人也就是IBM的第一任总裁。

1946年第一台真正意义上的电子计算机(ENIAC)诞生,由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成的研究小组开发,主要部件采用的是晶体管。由美国陆军军械部和宾州大学莫尔学院联合发布的。1951年,UNIVAC诞生,由埃克特和莫克利研制。

这时候IBM坐不住了。当时老沃尔森已经70多岁,1947年,在花了100万美元后,IBM推出“选择顺序控制计算机”(SSEC),可惜这款机器没能成功。50年代初,老沃森的长子小托马斯·沃森(T. Watson Jr)临危受命,在公司发展方向上实施带根本性的改革, IBM开始跨越传统。小沃森上任后,招聘了4000余名朝气蓬勃的青年工程师和技师进行研发,并于1953年4月7日正式推出了IBM701大型机,每秒能执行17000次指令,彻底击败了UNIVAC,并且也奠定了IBM在后来二十年里计算机的霸主地位。

前面说的第一代的电子管计算机。很快又进入了第二代晶体管计算机时代。1947年,由贝尔实验室的肖克莱、巴丁、布拉顿发明点触型晶体管;1950年又发明了面结型晶体管。美国贝尔实验室于1954年研制成功第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC。装有800只晶体管,仅100瓦功率,占地也只有3立方英尺。这三个人于1956年共同获得了诺贝尔物理学奖。

1955年,肖克莱离开贝尔实验室返回故乡圣克拉拉县,也就是硅谷的中心,创建“肖克利半导体实验室”。 第二年,八位年轻的科学家从美国东部陆续到达硅谷,加盟肖克利实验室。他们是:诺依斯(N. Noyce)、摩尔(R.Moore)、布兰克(J.Blank)、克莱尔(E.Kliner)、赫尔尼(J.Hoerni)、拉斯特(J.Last)、罗伯茨(S.Boberts)和格里尼克(V.Grinich)。年轻人都想做一番事业,他们中年龄最大的诺伊斯当时29岁。

但遗憾的是,肖克莱是个了不起的科学家,却缺乏经营能力。一年后,实验室里没能研制出任何像样的产品,结果造成了这八个人不得不离开,肖克莱当时生气地骂他们是八叛逆。

“八叛逆”辞职后,就想找公司支持他们创业。最终由一个叫谢尔曼·费尔柴尔德(S. Fairchild)的人支持了他们,这个人有一家地处美国纽约的摄影器材公司,后来成立的公司名称为Fairchild(仙童)。

1958年1月, IBM公司给了他们第一张订单,订购100个硅晶体管,用于该公司电脑的存储器。 到1958年底,“八叛逆”的小小公司已经拥有50万销售额和100名员工,依靠技术创新优势,一举成为硅谷成长最快的公司。

1959年2月,德克萨斯仪器公司(TI)工程师基尔比(J.kilby)申请第一个集成电路发明专利的消息传来,诺依斯十分震惊。他当即召集“八叛逆”商议对策。基尔比在TI公司面临的难题,比如在硅片上进行两次扩散和导线互相连接等等,正是仙童半导体公司的拿手好戏。诺依斯提出:可以用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线,这是解决元件相互连接的最好途径。仙童半导体公司开始奋起疾追。 1959年7月30日,他们也向美国专利局申请了专利。为争夺集成电路的发明权,两家公司开始旷日持久的争执。1966年,基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章,基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”而诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年,法院最后的判决下达,也从法律上实际承认了集成电路是一项同时的发明。

但是到了1967年,仙童公司也开始孕育着危机。母公司总经理不断把利润转移到东海岸,去支持费尔柴尔德摄影器材公司的盈利水平。目睹母公司的不公平,“八叛逆”中的赫尔尼、罗伯茨和克莱尔首先负气出走,成立了阿内尔科公司。据说,赫尔尼后来创办的新公司达12家之多。随后,“八叛逆”另一成员格拉斯也带着几个人脱离仙童创办西格奈蒂克斯半导体公司。从此,纷纷涌进仙童的大批人才精英,又纷纷出走自行创业。

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