清华大学科学馆公众号将陆续推送世界知名科学馆及馆藏介绍,与读者一起回顾科学发展历程,领略文物之美。
计算机历史博物馆(CHM)成立于1996年,位于加州硅谷山景城的标志性建筑内,该建筑原为硅图公司总部,2002年CHM买下该建筑。2003年新馆向公众开放。
CHM通过展示信息时代的人工制品和技术发展,讲述人类计算的历史和计算机革命对社会和人们生活的影响。
CHM 拥有近 100,000 件藏品,拥有世界上最大、最重要的计算机相关藏品。随着计算机技术的不断发展,CHM的馆藏也在不断地扩充。2010年,CHM开始收集重要软件的源代码。CHM 90% 的藏品储存在另一个现代化的储存设施中,主要用于保存和研究。
2011 年,经过两年的翻新,CHM 重新向公众开放,并举办了名为“革命:计算的前 2000 年”的永久性展览。展览面积2400平方米,分为20个部分;展出1000多件藏品和一系列早期原创多媒体体验;回顾了从珠算到互联网各个时期的计算历史。
笔者在计算机历史博物馆前合影留念。
计算机历史博物馆入口大厅。
第一部分介绍了早期的计算工具,从古老的算盘到今天的数字计算器。人类一直在寻找使计算变得简单和准确的工具。几个世纪以来,计算器是唯一可以帮助我们进行计算的工具,也是通往计算机的大门。
中图:美国数学家埃利斯赖特于1869年发明的圆柱计算尺,用于保险费率的精确计算,他只制造了20台。埃利斯赖特也被称为“人寿保险之父”。
底部:20 世纪初在瑞士制造的 16 位计算器。
第二部分:打孔卡片是早期办公自动化和计算的支柱,是从数学到数据处理的过渡。卡上打孔的图案可以代表任何类型的信息和保存数据。
下图:1949年IBM制造的自动打孔机。
第三部分:模拟计算机。在数字计算机出现之前,
模拟计算机使用机械运动或电流来模拟问题
并快速生成答案。
上图为Nordsik在1950年制造的差分分析仪。
底部:1954 年,科学家将模拟计算机与大型数字计算机组合在一起。
第四部分:电子计算机的诞生。第二次世界大战导致了现代电子计算机的诞生。军队的巨大计算需求刺激了创新。早期的电子计算机是专门为特定任务而构建的设备。在内存中存储程序的革命性创新使易于更改的软件能够取代开关和布线。图为爱荷华州立大学数学与物理学教授约翰·阿塔纳索夫于1942年设计制造的世界上第一台自动电子数字计算机。该计算机率先采用了三个关键设计思想:1.所有数字的二进制表示和数据。2. 使用电子而不是机械开关执行所有计算。3. 计算和存储分离的系统。现代计算机仍然使用这些设计。
第五部分:早期的计算机公司。上图是美国雷明顿兰德公司于1951年制造的世界上第一台商用电子计算机的控制台,它使用了5200个真空管,储存的是100个水银延迟线储罐。占地面积约30平方米,重7.6吨。1952年,这台计算机因准确预测艾森豪威尔在美国总统大选中的胜利而名声大噪。这台电脑一共制造了 46 台。
下图:1951年美国雷明顿兰德公司制造的水银延迟线储罐,每个储罐内有18对晶体传感器。当第一台存储程序计算机取得突破时,许多初创公司都在赌制造通用计算机可能是一项可行的业务。然而,没有人知道市场的未来会怎样。
第六部分:实时计算。导弹制导、流水线运行、飞行导航等,对实时计算的最大需求始于军事,但迅速扩展到工业、医学和日常生活。
第七部分:大型机。1850 年代的企业越来越认识到计算机的广泛潜力,他们需要能够同时处理许多不同任务的计算机,从而增加了对大型机的需求。
第八部分:内存和存储。计算机需要两种类型的内存:主内存和存储器,这两种内存都在快速且持续地改进。体积越来越小,速度越来越快。除了能够处理多任务外,它们还成为了巨大的搜索库。
第 IX 部分:软件剧院。人们发明了数千种编程语言,
每个人的编程语言 有些是通用的,有些是
专为特定类型的应用而设计。
这里描述了其中的 150 种编程语言。
第十部分:超级计算机。信息时代的每个时期都有超级计算机。能称得上超级计算机的时候,只有政府或者大企业才能买得起。但随着技术的进步主存储是计算机系统的记忆设备,今天的超级计算机可能就是明天的 PC。
第十一部分:小型计算机。一种小型、简单和廉价的计算机,旨在使计算机得到更广泛的应用。小型计算机也激发了新一代计算机公司的灵感。竞争加速了创新并降低了价格,推动了广泛采用。
第 XII 部分:数字逻辑。所有数字计算机的工作原理都相同:操纵开/关信号以实现逻辑功能。产生开/关信号的材料的发展,从机械设备到电磁继电器、真空管、晶体管和集成电路,导致了更快、更小的组件以及容量和成本的巨大改进,使计算机从专用设备变成了日常用品。
第十三部分:人工智能和机器人技术。长期以来,人类一直想象机器能够复制人类的行为和思想。目前还不清楚我们能走多远,但创造人工智能的持续尝试已经融入到我们的许多日常用品中。
第十四部分:计算机图形、音乐和艺术。计算机最初是为计算而设计的,但它们越来越体现出创造力。计算机已经发展成为享受、分享和创作艺术、音乐和电影的强大媒介。
第 15 部分:输入和输出。人机交互计算机一直擅长计算和数据处理,但要从专用设备转变为通用工具,需要更有效的交互方式。
早期的计算机主要通过编码文本进行通信,后来才使用图像。图形界面的开发是创建任何人都可以使用的强大硬件和软件系统的关键。
第 XVI 部分:计算机游戏。游戏一直是计算的一部分,有些游戏是为测试或演示目的而创建的。它们日益复杂的硬件和软件反映了计算机在复杂性、功能和尺寸方面的演变。
第 XVII 部分:个人计算机。随着计算机变得更小、更便宜,它们现在可以负担得起且易于使用,极大地改变了我们的日常生活。
第 18 部分:移动计算。小型化和成本下降使计算机无处不在,并与电话和相机等设备集成在一起。
无论我们走到哪里主存储是计算机系统的记忆设备,全球网络上的无线通信都将计算带入了我们的生活。
第 XIX 部分:网络和网络。自 1840 年发明电报以来,人们一直在努力互连信息。连接计算机网络已将计算机从独立的数据压缩器转变为全球互连的基础。
连接计算机需要电线或无线电,以及用于交换数据的通用语言。
计算机的下一步是什么?在短短两代人的时间里,我们从一个没有电子计算机的世界变成了一个计算机无处不在的世界。计算的下一步是什么?这是一个不确定且难以回答的问题。
(感谢众邦创意对本文的大力支持)
作者| 钟炳明
排版|王泽坤
愿景|马卡佩
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结尾
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