人類近代計算的歷史演變

　　引言 人類在計算的發展經歷了漫長的歷史階段，伴隨著人類文明的演進和需求的變遷，發展到電子計算機時代后，又經歷了集中計算的大型計算機及超級計算機時代、分布式客戶端/服務器時代、個人計算機時代、Unix工作站時代、互聯網時代、Web2.0時代、網格計算時代、電子商務時代，以致來到“云計算時代”。這中間的每個階段都是互相交錯，盤轉融合的，而整個的計算演變使計算性能越來越強大，計算作為服務功能越來越便捷和經濟。
　　高高在上的大型計算機的時代
　　這一時代的標志物是和“深藍”，需求的主要來源是國家和企業，追求的是計算速度和計算能力的提升。
　　其中不得不提的人物是阿蘭·麥席森·圖靈和約翰·馮·若依曼。圖靈是現代計算機理論模型的提出者，而馮·若依曼則是將這一模型付諸實踐的人。
　　歷史往往由一些天才創造，圖靈無疑就是創造歷史的人。他在24歲時向倫敦權威的數學雜志投了一篇論文，給出了一個簡單的模型，這個模型就是“圖靈命題”。這個命題，被譽為“闡明現代電腦原理的開山之作”，并冠以“理想計算機”的名稱。天妒英才，42歲的圖靈吃了在氰化物溶液中浸泡過的蘋果后離開了人世，他對計算的貢獻也隨之終止了。今天，蘋果電腦公司以那個咬了一口的蘋果作為其商標圖案，就是為了紀念這位偉大的先驅者。
　　按數據進行存儲，自動完成程序所描述的處理工作，這就是圖靈機最基本的功能。雖然圖靈離開了人世，但是他的思想留了下來，馮·諾依曼將圖靈的偉大思想付諸實踐并發揚光大。
　　
　　ENIAC時代
　　在那個時代，計算機的研制所需的人力、物力、財力不是某個個人或者某個企業可以獨立承擔的，只有獲得足夠的國家財力支撐才有可能實現，而創新的風險是很高的，這也決定了這一劃時代的產物不太可能出現在和平年代。符合以上條件的唯一背景似乎就只有戰爭了，至于是軍事戰爭還是商業戰爭，這就要看戰爭主體的實力了。
　　第二次世界大戰中，為了滿足美國軍方需求，賓夕法尼亞大學的莫克利博士與研究生埃克特一起建造了ENIAC——人類第一臺全自動電子計算機。它的運算速度為每秒5000次加減法。當時用于彈道計算，從臺式機械計算機所需的7～10小時縮小到30秒以下，代替了彈道實驗室近200名工程師的繁重計算。
　　但是ENIAC有一個不可原諒的缺陷——不具備“在計算機內存儲程序”的特征，這導致它每次解決新問題時，需要準備幾天時間，而計算本身只需要幾分鐘，計算的高速與程序的手工操作存在很大的矛盾。
　　這一矛盾在1945年以計算機之父馮·諾依曼為首的小組設計的EDVAC（離散變量自動電子計算機）上得到了解決。它向全世界宣告，電子計算機的時代開始了。
　　
　　深藍
　　在此之后的很長一段時間內，計算機的開發和應用都集中在大型機領域，追求的是計算速度的提升，其中的登峰造極的顛峰代表非“深藍”莫屬。1977年發生了一件關于計算機的具有轟動效應的事情——IBM“深藍”對陣象棋世界冠軍卡斯帕羅夫——人機PK。
　　“深藍”重量達1.4噸，有32個節點，每個節點有8塊專門為進行國際象棋比賽設計的處理群，運算速度為每秒2億步，這樣快速的運算速度絕對是人腦所沒有辦法比擬的。IBM研制小組向“深藍”輸入了100年來所有國際特級大師開局和殘局的下法，即將象棋大師的智慧輸給了“深藍”。它在走每一步之前都會通過超強的計算能力將“頭腦”中存儲的所有可能的走法嘗試一遍，選擇最佳的走法，這樣，對弈就變成了單純的計算。它不會疲倦，不會有心理的起伏，也不會受到對手的干擾，它的缺陷是沒有直覺，不能進行真正的思考。根據這樣的調查結果，卡斯帕羅夫想要贏過“深藍”就唯有通過直覺、判斷和經驗了。
　　大戰如約進行，雙方經過激烈的拼殺，前5局戰成2.5:2.5平，到了決勝局，卡斯帕羅夫意外地僅走了19步就向“深藍”拱手稱臣，那句“我已無力再戰”更是震撼人心。“深藍”贏得了比賽，戰勝了“棋王”，在人機大戰中，人類輸了。
　　當然，“深藍”的意義絕不僅僅是陪人類下棋的玩具，否則這玩意也太昂貴了。我們需要這樣的計算機，因為“深藍”存在的意義在于幫助人們研究如何最大限度地發揮電腦的優勢，為人類更好地服務。
　　這一時期計算機的應用大多集中在軍事、氣象、醫學等領域，在民間的應用并不多，雖然也有部分企業引入了小型機，但是對于大多數人來說，計算機依舊是個陌生的概念，絕對是高高在上可望而不可及的。直到PC機的出現才打破了這一局面。
　　
　　PC機時代的到來
　　在PC機出現之前，一切要都按照客戶機／服務器模式運轉。所有的應用軟件，所有的數據，所有的控制都位于大型的電腦主機上，這些電腦主機通常被稱為服務器。如果用戶想訪問特定的數據或運行特定的程序，他必須連接到主機上，獲得適當的權限，然后才能執行他的業務。用戶通過終端連接和使用主機，對于主機給出的結果，用戶只能接受而不能有任何異議，如果想要對結果做出任何改變，就只有等待數天或者數周。而這一缺陷也隱隱預示著PC機時代的輝煌。
　　這時代的標志物是IBM PC，需求的主要來源是個人、家庭和企業，追求的是計算機應用的多樣化——即軟件開發。
　　PC一詞源自于1978年IBM的第一部桌上計算機型號PC，個人計算機不需要共享其他計算機的處理單元、磁盤和打印機等資源也可以獨立工作。
　　IBM并不是第一個研制和生產微型電腦的企業，IBM的成功主要是大型機，由于沒有把握好時機，IBM被DEC公司奪走了小型機霸主的地位。20世紀70年代末，以蘋果公司為代表的“車庫”公司，短短幾年就把微型機電腦繁衍成了大氣候。個人電腦市場的潛力是巨大的，而“藍色巨人”在計算機革命浪潮中步子卻慢了半拍，竟然陷入十分尷尬的處境。
　　經過幾年的觀望和徘徊，IBM公司的高層于1980年4月秘密地召開了一次會議，會議上決定實施“國際象棋”項目。研制出了一種新的機器，IBM公司決定把新機器命名為“個人電腦”，即IBM PC機。
　　1981年12月，IBM在紐約介紹PC機，這幾乎是一個橫空出世的爆炸新聞。更令人驚訝的是，這家世界上最傳統的巨人集團，公開宣布放棄獨自制造所有軟、硬件的策略，不僅使廣大用戶認可了個人電腦，而且促使全世界各地的電子電腦廠商爭相轉產PC機，仿造出來的產品就是IBM PC兼容機。這樣的技術、產品和商業模式極大地加速了計算機和人類社會的發展速度。
　　隨著PC機的普及和軟件功能的強大，人們開始將重心從對數據和資源的處理逐漸轉移到了數據和資源的共享上面，最早的阿帕網（ARPAnet）的想法就來自于此，而Internet的雛形就是阿帕網。
　　
　　Internet讓PC機合在了一起
　　這一時代的標志物是“萬維”網和Web2.0，需求的主要來源是個人和各種民間團體，追求的是信息的個性化和溝通的自由無疆界。
　　在PC機發展的早期，擁有PC機的人員主要包括兩類：研究人員和程序員。此時的PC機更多的是一種工作站的角色，與一般人的生活依舊沒有太多的交集，當然PC機時代后期的PC游戲除外，直到互聯網出現之后，PC機才真正開始走入千家萬戶。
　　（摘自科學出版社《云計算：深刻改變未來》 編著：張為民 等）