读半导体简史08大型机

1. 雷明顿兰德公司

1.1. 雷明顿公司创建于19世纪，从枪支制作开始，白手起家

1.2. 1873年，雷明顿收购基于“QWERTY”键盘的打字机专利，并在这项专利的基础上，增加了一个非常重要的功能键“Shift”​

• 1.2.1. 今天使用的键盘依然基于“QWERTY”与各类功能键的组合

1.3. 1927年，雷明顿公司与Rand Kardex合并为雷明顿兰德公司，准备与IBM联手进入企业办公市场，二战期间，这家公司重操旧业，为美军制作枪支

1.4. 1949年，雷明顿兰德公司发布RAND 409计算机，并以收购Mauchly和Eckert创办的公司为代价，强势进入计算领域

• 1.4.1. 作为ENIAC的设计者，Mauchly和Eckert是当时有限几个能够设计大型计算系统的工程师

1.5. 1951年6月14日，Mauchly和Eckert不负众望，发布UNIVAC(UNIVersal Automatic Computer)计算机

• 1.5.1. 雷明顿兰德公司凭借着这台机器，成为计算机市场上最为重要的公司

• 1.5.2. 这台计算机的第一个用户是美国商务部，用于人口普查而不是军事，标志着计算机正式进入商用领

2. IBM

2.1. IBM的历史可追溯至ITR(International Time Recording Company)时代

• 2.1.1. 1900年，乔治·费而柴尔德将多个企业合并重组，创建ITR公司

  • 2.1.1.1. 乔治就是那位投资了“八叛逆”的谢尔曼·费而柴尔德的父亲

• 2.1.2. 1911年，ITR与其他公司合并为CTR(Computing-Tabulating-Recording)，一个以记账为主业的公司

  • 2.1.2.1. 乔治担任第一任总裁

2.2. 1914年，老沃森(Thomas J. Watson)加入CTR公司[，他的加入成为这个公司的转折点

• 2.2.1. 无论老沃森加入哪家公司，都将会成为这个公司转折点

2.3. 1924年，老沃森将公司更名为国际商用机器公司，即IBM

2.4. 小沃森生于1914年，二战时成为一名飞行员，二战后回到IBM，并成为二号人物

2.5. 在冯·诺依曼的帮助之下，IBM取得突破

2.6. 1952年4月29日，小沃森在年会上通知公司的所有股东，他们正在制造一台“世界上最先进、最灵活的高速计算机”​

2.7. 1953年的4月7日，这台被称为IBM701的机器正式对外发布

2.8. 1956年，IBM在全美计算机领域所占份额高达70%，将昔日的对手雷明顿兰德公司远远甩开

2.9. 在小沃森时代，IBM发明了DRAM内存、电动打字机、Fortune语言、用于信用卡的磁条，当然最为重要的成就来自于半导体与计算领域

2.10. 20世纪60年代初，CDC与DEC在低端领域的突起引起了IBM的注意，同时在中端领域，IBM还受到霍尼韦尔、通用电气与RCA的联合阻击

2.11. 1959年10月，IBM 1401正式发布，其设计初衷是辅助7000系列计算机处理外部请求，如磁性存储介质与打孔卡等

2.12. 两个成功的产品线

• 2.12.1. 一个是IBM 1401，另一个是7000系列

• 2.12.2. 这两个产品由两个不同的团队研发

• 2.12.3. BM 1401的成功使得7000系列的开发团队倍感压力

• 2.12.4. 1960年9月，这台机器的升级版IBM 1410正式发布，依然大获成功，严重威胁了7000系列计算机在IBM的地位，亦关乎后续8000系列的生死

2.13. 1961年12月28日，小沃森力排众议，决定开发一种全新的计算机，并在合适的时间替换IBM 1401与整个7000系列

• 2.13.1. 这台计算机就是在未来响彻大型机世界的System/360

2.14. 1964年4月7日，System/360大型机正式发布，计算领域的第一次浪潮，大型机时代正式降临

• 2.14.1. IBM可以在核心架构不做重大调整的前提下，通过改变实现方式，即可以最小代价，制作出适用于不同领域的计算机，以360度无死角地覆盖从高端到低端的所有应用场景

• 2.14.2. System/360大型机最先发布的型号是Model 30，每秒只能执行34.5k条指令，内存为8～64KB

2.15. 在1967年发布的Model 91，每秒钟可以执行16.6M条指令，最大内存为8MB

2.16. 企业购买大型机的原因，不是从事密码破译、核弹模拟与导弹轨迹的计算，而是需要解决更为实际的问题，这些问题与数据处理直接相关

• 2.16.1. 重视“数据交易”的设计理念，与CDC6600这种超级计算机有较大的差别

• 2.16.2. 大型机与超级计算机在设计理念上的差异，决定了这两种计算机的命运

2.17. 围绕System/360大型机，IBM开发了许多硬件设备，包括穿孔机、穿孔卡、存储、打印设备等

• 2.17.1. 在一切涉及企业办公的领域，做到了360度无死角的覆盖，使得System/360不只是一台机器，而是被周边生态包围得密不透风的系统

• 2.17.2. 这台机器第一次提出并解决了兼容性问题，直到今天，为System/360开发的程序还可以在现代的IBM服务器上运行

• 2.17.3. 解决这一问题除了需要指令集兼容之外，还需要OS/360操作系统的支持

• 2.17.4. 在企业办公软件上，IBM也做到了360度无死角的覆盖

• 2.17.5. 在System/360大型机的搭建过程中，IBM使用了介于晶体管与集成电路之间的一种技术SLT(Solid Logic Technology)

2.18. OS/360操作系统

• 2.18.1. OS/360操作系统明确了应用编程接口(Application Programming Interface，API)的概念，使用相同API的程序可在不同机器上运行

• 2.18.2. OS/360操作系统支持多个程序同时运行，确立了分时操作系统的雏形

• 2.18.3. 围绕OS/360操作系统，IBM开发了许多应用软件

  • 2.18.3.1. 这些应用软件的数量多到了使IBM这个传统硬件提供商，在后期顺利转型为软件服务公司

2.19. 伴随System/360的成功，事务处理系统(Transaction Processing System)崭露头角，这种系统就是今天数据库的雏形

• 2.19.1. 数据库的出现使企业处理日常事务时，产生的数据以表格的方式有序存放，提高了工作效率

• 2.19.2. 在今天的移动互联网世界，交易处理系统依然是核心所在

• 2.19.3. 电商们使用了一个更加直观的词汇GMV(Gross Merchandise Volume)掩盖了交易数这个词汇，GMV指成交金额，由付款和未付款两部分交易数据组成

2.20. 在大型机时代，甚至直到今日，蓝色巨人是仅有的一家能够将电子信息产业全线打通的公司

• 2.20.1. 蓝色巨人从最基础的数学、物理、化学到与材料相关的科学，从半导体的设备、材料、制造到集成电路设计，从大型计算机的主机设备、操作系统、数据库到企业级应用，几乎无处不在

2.21. 从1969年开始，美国司法部对IBM正式提起反垄断诉讼，控告IBM公司“不仅企图垄断，而且已经做到了垄断”​

• 2.21.1. 这场诉讼持续了13年之久，直到1982年才告一段落

3. 反垄断法

3.1. 美国是反垄断法的创始国

• 3.1.1. 这个国家很快健全了反垄断法，肢解了AT&T，间接打败了贝尔实验室

3.2. 这个国家诞生之初，没有世袭贵族，巨型公司的势力代替了世袭贵族

3.3. 从欧洲抵达美洲的清教徒，因为对世袭贵族制度的厌恶，本能地相信“公司大者必为恶”​

3.4. 万生皆有一死，再辉煌的公司也终为土灰

• 3.4.1. 贝尔实验室是这样，IBM也是这样，世界上没有任何一个公司能够摆脱这一宿命

• 3.4.2. 美国的反垄断法，却时常加快着一个科技公司的生老病死

4. 大型机时代

4.1. 密码破译、核弹模拟与导弹轨迹推演等需要强大计算能力作为支撑的领域

4.2. IBM与雷明顿公司共同经历了1929～1933年的美国经济大萧条，一道迎来二战的爆发

4.3. IBM之后，还有许多公司也开始进入大型机领域，包括Burroughs、UNIVAC、NCR、Control Data、Honeywell、GE和RCA七家公司

• 4.3.1. 产业界将大型机领域这种群雄逐鹿的格局，戏称为“白雪公主与七个小矮人”​

5. CDC

5.1. 1957年，从雷明顿兰德离职的几个员工成立了CDC(Control Data Corporation)公司

• 5.1.1. 成立后的第一年，公司以代理存储产品为生

5.2. 1958年，西蒙·克雷(Seymour Cray)加盟，CDC公司开始切入计算机领域

• 5.2.1. 克雷基于晶体管技术，研制出CDC1604

• 5.2.2. 这位被后人称为超级计算机之父的克雷，一人足以抵挡千军万马

5.3. 1964年9月，克雷凭借仙童使用平面工艺制作的硅晶体管，发布了一款史诗级的作品，CDC6600

• 5.3.1. 这台计算机比当时性能第二高的计算机快了3倍有余

• 5.3.2. 因此计算机产业界只能将CDC6600称为超级计算机以示区别

5.4. 国防工业的需求，强调计算机的运算性能，特别是每秒钟进行的浮点运算的能力，这也是衡量超级计算机的重要指标

• 5.4.1. 作为国家计算实力的象征，超级计算机至今没有退出历史舞台

5.5. 20世纪70年代，克雷从CDC公司离职后，创建了以自己名字命名的公司

• 5.5.1. 从那时起直到20世纪末，克雷公司在超级计算机领域始终一枝独秀，所发布的任何一个产品，都是竞争对手研究与模仿的对象

6. DEC

6.1. Digital Equipment Corporation

6.2. DEC成立于1957年，这家公司的设计理念与IBM不同，认为更加小型化的机器才是计算的未来

6.3. 1959年，DEC推出PDP-1小型机，这台机器侧重于人机交互，而不是计算速度

7. UNIX

7.1. 大中小型机面临着一个同样的问题，即封闭式开发环境带来的软件兼容性

• 7.1.1. 机器不仅指令集不同，所使用的操作系统与应用程序接口也并不相同

• 7.1.2. 编程人员在开发应用软件时，需要适配不同的操作系统与应用程序接口，极大影响了大中小型机前行的步伐，一统操作系统与应用程序接口已势在必行

7.2. 1972年，贝尔实验室的一名软件工程师Ken Thompson，在DEC的PDP-7计算机上开发了一个简单的操作系统，为了书写这个操作系统，Ken发明了一种新型程序设计语言，即B语言

• 7.2.1. 贝尔实验室从一个代号为“Multics”的操作系统项目中撤退，研发团队还笼罩在失败的阴影之中

• 7.2.2. Ken是Multics操作系统项目组成员

7.3. 1973年，Dennis和Ken发表了关于UNIX的一篇文章，轰动了整个计算机产业，开启了UNIX操作系统的传奇生涯

• 7.3.1. 明明开发这一操作系统，只需要Ken与Dennis两个人就足够了，连第三个人都不需要

7.4. 第一版的UNIX操作系统以B语言为基础书写，具有不少与计算机硬件指令紧耦合的汇编代码

• 7.4.1. Dennis在B语言的基础上，发明了大名鼎鼎的C语言，重新书写了这款操作系统

7.5. UNIX操作系统与C语言的出现，改变了其后软件行业的格局

• 7.5.1. Ken与Dennis这两个人也成为所有老一辈程序员心中不死的传奇

• 7.5.2. 他们所发明的C语言，奠定了其后所有程序设计语言的基础

• 7.5.3. 他们所设计的UNIX，奠定了今天依然在服务器领域使用的Linux、在PC上使用的Windows和MacOS，以及在智能手机上使用的iOS和Android等所有操作系统的基础

  • 7.5.3.1. 从技术的角度看，今天这些操作系统的设计理念没有跳出UNIX的框架

7.6. 许多公司在获取UNIX相应授权后，开发出各自的专属操作系统，如IBM的AIX、SUN的Solaris、惠普的HPUX、SGI的IRIX、DEC的Tru64等

• 7.6.1. 这些操作系统基于UNIX，但依然与各自的主机有一定的耦合关系，也对应着不同的封闭开发环境

• 7.6.2. 产业界制定POSIX(Portable Operating System Interface)规范，解决不同操作系统的兼容性问题