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《时间机器:施乐帕克与计算机时代的黎明》 — — 第五章 伯克利的第二系统

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《时间机器:施乐帕克与计算机时代的黎明》 --- --- 第五章 伯克利的第二系统 {#27fc .graf .graf—h3 .graf—leading .graf—title name=“27fc”}

1968年对于加利福尼亚大学伯克利分校来说是不平静的一年。这段时期发生了许多骚乱事件:“电报大街”发生暴乱,“人民公园”发生打斗事件,州长罗纳德·里根调遣国民警卫队维持秩序等等。在加州大学,校园内的建筑物被占领和堵塞,之后又被焚烧。警察不是不管就是干涉过度,空气中弥漫着一种骚动和激进的气氛,警察还使用了催泪瓦斯和一种从直升机上洒下的白色粉末,这种粉末能使人的皮肤发痒,并且有一种灼热感,就好像被大黄蜂蜇了一样。

伯克利计算机公司的董事们认为现在最好是保持低调。当时的激进派表现出明显的卢德派特点:捣毁机器,而计算机公司就是首要的目标 --- --- 其中一个反政府组织就在威斯康星大学陆军数字研究中心制造了爆炸案,使一名年轻的物理学家丧命。伯克利同样也是他们所要搜寻的目标。

于是伯克利计算机实验室便悄悄地分散在市区三个不同的地方躲避起来:一个是程序设计人员呆的地方;一个是后来撒克回忆所说的”硬件设计人员呆的极差的地方,实质上就是第六大街一个仓库上面的房子”;第三个是一座难以形容的大厦,也在第六大街上,离校园有几英里,离滨水区不远,他们在这里正在研制一种将为世人所瞩目的机器。撒克后来回忆道:“我们找到了一座水泥建筑的地下室,是一座仓库的皮毛储存室,只是仓库已被焚毁。这座建筑有两层,一面大约有50英尺髙,简直就像是一只水泥做的大管子。我们刚来时这里到处都是香槟瓶塞。”

他们把杂物清理干净,在屋里安装了一些设备,之后他说道:“你要是从大街上开车经过这里,肯定不会知道这是什么地方。”

就在这座普通的建筑里却工作着一群最富有创造力的计算机工程师。

这种局面维持了几年才得以结束。1968年伯克利研究中心又合并在了一起,可是它的根却已经转移到了”神怪计划”小组之中,这是ARPA为帕列夫斯基的SDS公司研制940型计算机的分时系统项目。有人甚至把SDS的再生追溯到了1964年的一天,这天,刚刚研究生毕业的巴特勒·兰普森正从伯克利校园的一座普通房子面前走过,在房门背后他看到了彼得·多伊奇。

兰普森的父母是从事外事工作的,他在伯克利研究物理学之前曾以一流的成绩从哈佛大学毕业,并以聪明过人而著称。他身体精瘦,高6英尺多一点,走起路来步子迈得很大,看起来好像比他本人还要高一些。他讲起话来速度很快,快得让人无法反驳,除非他是在试图说服别人相信他的观点,这时他的语言就跟不上思维的速度,开始有点结结巴巴,直到他的嘴又跟上大脑的思维为止。当”输人”与”输出”达到同步时,他的思维好像要比其他人快1000倍。

然而,尽管兰普森头脑非常聪明,面对伯克利物理学研究的挑战他也有点吃不消。后来他说自己转而研究计算机科学是因为它不像物理学一样难以对付。他的意思是说他对于物理学这门已经有300多年历史、已被无数天才探究过的科学打心眼里不感兴趣。尤其是这时正有一门崭新的学科在向他招手,在这个领域里,每一项新发明都能使人类的知识水平向前跨越一大步。有一次,在旧金山的一个计算机会议上,他偶然遇到了一个朋友,这个朋友问他”神怪计划”的进展如何。

兰普森一脸茫然,“我从没听说过。“他回答道。他离开了这个讨论计算机研究的会议,根据别人提供的线索找到了一幢座落在伯克利大学北部一个角落里的大楼。几天后,他来到了科里大厅一层的一个门外。

即使是在1964年,你也不能责怪”神怪”研究小组过于谨小慎微。这个计划是由国防部出资进行研究的。兰普森推门走了进去。

他像是走进了一个大兔子窝。这个房间很大,空荡荡的,一边是一台”班迪克斯”LGP30型计算机,体积庞大而过时,他看不出有什么用处。“班迪克斯”的对面是一台体积稍小一点的SDS930型计算机,制造粗糙,也不像是近几年的产品。在930旁边的转椅上坐着一个又矮又胖的人,他光着脚,头发又黑又密,满脸胡须,正在从容地把一条纸带输入计算机。纸带不太长,兰普森看着他装完了纸带,之后,他又奇怪地把纸带拿了出来重新装好。

兰普森再也控制不住好奇了。“真是不可思议,“他说道,“你为什么要这么做?”

“这是可重新定位装纸器!“这个人头也不抬地说道。

“但这也太可笑了!”

“我知道,我知道,“这个人不耐烦地答道,“我正在重新编制程序!”

对于一个外人来说,这段对话听起来也许有点像是荒谬剧院里上演的一出戏剧,但是由于这两个人有着共同的技术语言,彼此之间非常明白对方的意思,就像是共济会成员之间一样。可重新定位装纸器的确存在,这是一台拼凑起来的机器,效率低下,设计水平很低,需要程序员连续输两次纸带,因为每次计算机只能找到所需信息的一半。

兰普森认为这个系统既浪费时间又浪费能源,一看就明白了控制台上坐着的这个人天生就懂得如何改进这种机器,如何使它学会一些新东西,像如何输一次纸带就能接受全部信息。这个人的名字叫彼得·多伊奇。他与兰普森将在以后的二十年中并肩工作。

他们是各不相同的一对。兰普森具有一种贵族气质,这使他看起来似乎是从深层次思考科学,而多伊奇就像是一股龙卷风,没有耐性,总是急着想着手进行下一个神秘程序的研究。兰普森的大脑在思索概念和原则时速度极快,与他周围的人进行交流时则更快(总是想说服别人他是正确的)。多伊奇似乎更喜欢自己独立解决计算机程序设计上的一些困难。

天賦极高的多伊奇最普遍的形象是他小时候照的一张照片,照片上他正在为世界上的第一台小型计算机------数字设备公司生产的PDP-1型计算机编写程序。他坐在一只垫有垫子的椅子上,以便能够得着键盘。那时候他就已经是计算机编程方面的专家了。他从12岁就开始学习编程,他的父亲当时是麻省理工学院的物理学家,他带回家的一本Univac-1型计算机手册引起了多伊奇的兴趣。

这本手册中有Univac汇编编码,即工程师用来编写程序时用的代码系统。“可以说它让我眼睛一亮,“多伊奇回忆道,“我说我想见一见编这本手册的人,我父母就帮我安排见面。他叫兰扎,当时正有一个小程序需要编码,问我想不想干,我说当然想干。我现在还不知道这个小程序是干什么用的,不知道他是不是相信我干的活,或者是其他一些事情。”

但从此以后,他便开始围着Univac和其他一些主机转,这些都是他父亲给他安排的。计算机中心的研究生编程员对这个小家伙总围着他们问一些没完没了的问题也感到习以为常。有些聪明的人甚至都意识到用不了多长时间他们就可能会问他一些问题了。

不久,他从主管人员那里得到许可,在没人的时候可以上机,但如果有人来他就必须让位。到了大学里有了PDP-1型计算机时,他已经是一个熟练的内行编程员了。在他到伯克利上大学期间,他还经常利用假期到麻省理工学院看他的父亲,顺便再编几行代码。有一些学生甚至还到废纸篓里找他扔掉的草稿,看一看是不是能从中发现一些有价值的东西。

多伊奇遇到巴恃勒·兰普森时还是个大学一年级的学生,参予”神怪计划”才几个月。他给兰普森介绍说,“神怪计划”的目标就是把SDS930型计算机改装成一个小型分时系统计算机,并且不受电子工程部门的控制,而是由戴维·埃文斯和梅尔·皮尔托负责------前者是一位谦逊的计算机科学教授,仅仅负责从政府获得拨款;后者是从加州来的一个喋喋不休的研究生,主管硬件设计。

兰普森被这个大学里的偏僻角落深深地吸引住了。“我从彼得那里知道了是怎么一回事,此后我就经常去那里,“他回忆道过了一段时间我感觉这要比物理学有意思多了。”

随着兰普森的加人,“神怪计划”的力量更加强大了。大家把SDS930型计算机拆开,加装上新的硬件,并编写了一套全新的操作系统。“这个计划并没有什么特别出奇的地方,“兰普森后来说道,“我们采用的都是别人使用的方法,其中有些已在其他机器上应用,我们只是想看看这些方法能不能用于规模较小的环境。""神怪计划”达到了目标:通过把分时系统装到小型计算机上而使分时系统走向大众,也使泰勒和柯里最终说服了帕列夫斯基销售SDS940型计算机。

之后,“神怪计划”小组开始琢磨是不是需要继续进行研究。

这个小组的人都是天才,尤其是设计和检查操作系统的专家多伊奇和兰普森加入之后。此外,查克·撒克也加人了帕克,他的硬件水平与多伊奇和兰普森构成了一个稳固三角形的第三条边。

撒克小时候住在洛杉矶郊区,家里很穷,父亲死得也早,因此他不得不一边在附近的工厂打工一边上学,其中的一个工厂是为民防部制造测量原子弹爆炸后地面核辐射的仪器(毕竟这是在50年代)。在那儿他一直就像是勤杂工一样什么都干------他现在还能清楚地记得他得到第一个晶体管的那一天,当时他还是个小学生一但就是从这些朴素的工人身上他学会了如何把一个设计方案变成一个可以生产的产品。“他们是真正的工程师。“他说道。

在卡尔特克大学,他没有获得学士学位。那里的物理学被分成了完全不同的两部分:一部分是理论物理,包括许多有关数学和宇宙方面的推测;另一部分是撒克所称的”像一个需要不停修补的大玩具”,其中包括建造巨大的、经过精心设计的仪器,像同步加速器和回旋加速器。他喜欢的正是后者。

实际上,撒克也喜欢摆弄一些小玩意儿,这些小玩意儿曾把无数像他一样的物理学家吸引到计算机领域中来。当撒克离开洛杉肌北上来到伯克利时,他的学术生涯开始了一个新的起点,他遇到了一大批从事计算机研究的人,这使他来到了兰普森几个月之前发现的那扇门前。

1968年,研制940型计算机的工作已经结束,戴夫·埃文斯调到了犹他大学,皮尔托和其他人正在考虑研制比940型还要大的系统 ------比如同时为500名用户服务的分时系统。他们设想这种系统要具有几个处理器,每个都有不同的任务,彼此互相连接,就像章鱼的触角一样。这是一种巨大的、令人激动的、富于创新的系统,不是用于学术或由政府出资进行研制的,而是作为商业产品而研制的,于是”伯克利计算机公司”(BCC)便诞生了。

虽然BCC使用的技术虽然还处于试验阶段,但资金似乎已经有了着落。皮尔托通过华尔街的熟人得到200万美元的投资,投资方是”数字处理金融及一般公司”,由投资公司”怀特及韦尔公司”担保。这笔钱听起来不少,但实际上仅仅是个开头。研究小组计算,要使伯克利1型计算机走向市场将要花好几千万美元,这就意味着他们必须要非常清楚银行家的要求以及高额投资的风险。

“这绝对不是一件简单的事情。“兰普森说道。他现在已经是伯克利的一名雇员,并作为BCC的创立者之一签了字。然而,这个研究计划的冒险性也很大:这些BCC的创始人将要成为”第二系统作用”的牺牲品。

第二系统理论是由IBM的董事弗雷德里克·布鲁克斯提出来的,他在管理大型软件研究小组时意识到,计算机系统的设计师在设计第二套方案时通常会把在第一套方案中由于资金紧张或时间不够而省掉的许多有用的功能都加进去,结果却产生了一种臃肿而效率低下的怪物,与预想的相差甚远。就像他在一篇短小精桿的文章《虚构的人工作月》中所说的:“第二系统是最危险的系统。”

据兰普森回忆说,设计经济而实用的940型计算机的工程师们认为,他们设计的下一代计算机可以在所有方面创造奇迹,可以同时为更多的用户服务,可以执行更庞大的程序,速度更快,能更加有效地利用计算机资源。总而言之,在各方面都更加出色。

“这并不是一个切合实际的计划,“他说道,“但在当时似乎却是个伟大的、正确的一步,就像所有的’第二系统’一样。”

据说他们的满怀豪情曾使BCC变成了一个快乐的工作天堂,科学家和工程师们都被自高自大所驱使,每天工作长达十几个小时。他们认为自己正在计算机设计方面开创一片新的天地,并自以为正确无疑。除了别的一些发明,他们的这种机器采用了”虚拟内存”技术,这种技术把磁盘的工作交给内存来处理,这样可以增加处理速度,就像一座房子,外面看起来像一座平房,可里面是一座豪华的宫殿。

然而在硬件方面,这台机器却糟糕透了。“这台机器有好几个专用处理器,一个负责磁盘和磁鼓输入/输出系统,一个负责通信联络,一个负责工作计划设计这台机器的撒克回忆道,“所有这些再与两个处理器连接,这两个处理器要更大一些,是机器的中央处理器。“所有处理器彼此相连,并且都和存储器相连,这就需要几英里长的电缆,在满是设备的房间里蜿蜒曲折,然后再连到外接设备上,如电传打字机或行式打字机。

这位”工程师的工程师”完全有能力在他的系统中少加一点东西。“这对一名工程师来说太不寻常了。“查尔斯·西蒙尼回忆道。他是从共产党统治的匈牙利移民过来的,是撒克的助手,撒克整夜整夜设计机器的逻辑电路时他就在旁边。“他给自己的设计找了一个词,叫’庞大主义’。我听他说到这个词时,由于我的英语不好,我还以为这个词有点过时呢,因为他总是说,‘这个计划规模增大了’。”

使问题更为复杂的是,硬件中既有现代的,又有过去的东西,构成了一个庞大而不实用的混合体。处理器采用的是一种新的、尚未成熟的技术,名叫TIL(即”晶体管-晶体管逻辑”技术)。但是存放机器基本操作代码的只读存储器由成百上千的二极管组成,每个二极管都代表一个数位。据西蒙尼回忆,在修改程序时,检查操作代码就意味着在一英尺见方的电路板上寻找焊错的二极管,用钳子把它剪掉,再把一个新的二极管焊上去。这有点像用锤子和凿子编辑文章一样。

在设计操作系统时,新问题总是层出不穷。如在计算机领域,规模大小通常与其复杂程度不成比例:系统规模越大,复杂程度就成指数倍地增长。一台为50名用户服务的计算机在复杂程度上比为5名用户服务的计算机不是复杂10倍,而是100倍、1000倍。伯克利的这台为500名用户服务的计算机复杂得连这群最具天赋的攻关小组都备感棘手。就像弗雷德里克·布鲁克斯所预测的那样,当最终测试运行时,这台计算机并不能令人满意 --- --- 而且在为500名用户服务时从未令人满意过。

然而,希望彻底破灭是在BCC生命的最后一刻到来的。BCC在前一两年的命运像是在弧形中的上升段,雇员大幅增加,硬件和软件工程师超过了100多名。原型机的名称从伯克利1型升为伯克利500型,这也表现出了他们对这种计算机所具有的能力抱有很大的信心(而且,如兰普森所说,也是”为了市场的需要”)。

皮尔托在消除人们对于这项计划的疑虑时采用了一种非常精明的方法。有一个叫埃德·菲亚拉的工程师,原在波士顿的工程公司”波尔特·贝勒内克和纽曼公司”工作,在考虑是否到BCC工作时专门让”达恩和布拉德斯特公司”对BCC进行了信用调査。“调查报告说,‘嗯,他们没有欠别人的钱,但我们并不知道他们是怎么做到这一点的’。“菲亚拉回忆道。最终他消除了疑虑,来到了伯克利,而他来的那天晚上BCC正在举办一个大型宴会。

“大家都是笑容满面,热情洋溢。我问梅尔·皮尔托公司的情况怎么样,“菲亚拉回忆道,“他说,‘情况非常不错!‘我心里有点不安,问道,‘你们的资金情况怎么样?‘他说,‘噢,我们的资金非常充裕,不久前刚刚获得了30万美元。‘我问这笔钱能维持多长时间,他说’六个星期’。”

“现在,30万美元听起来很多,可六个星期却并不是很长。于是我说道,‘六个星期不是要比你完成计划所用的时间短得多吗?‘他说道,‘嗯,是的…但我们总能找到更多的钱’。”

有一段时间这是对的。到BCC检査的银行家总是被工程师髙涨的热情所迷惑,认为事情进展得非常顺利(“我也想使自己看上去热情洋溢一些。“菲亚拉说道)。但是到了1970年,水井干涸了。不仅经济衰退,而且BCC和其他采用分时系统的公司所面临的技术风险也比人们预期的要大得多。人们又产生了新的疑问:这种机器是否能研制成功?如能成功那么谁又会购买?皮尔托开始裁减人员了。到1970年初,他给那些剩下的人只开一半工资,并且建议每个人都去找工作。

就在那时,鲍勃·泰勒第一次出现在BCC的办公室里。对于年轻的编程人员来说,他的形象非常具有诱惑力:衣着整洁、非常自信,连皮尔托和兰普森都对他尊敬有加,甚至百依百顺。“我不知道怎么对待他才好,“西蒙尼说道,那时他还是一个天真的伯克利大学的学生,为了糊口而在BCC做兼职工作。“他给我的印象是一种悠闲的花花公子式的人,一个像休·海伦那样的人,长得很帅,穿戴也很讲究,体型健壮,嘴里总是叨着一支烟斗。泰勒从没有理工科学士那种虚伪的表情,这虽然很好,但同时我又在问自己:‘他既不是技师出身,也不是理工科学士,那么到底是什么样的人呢?’ ”

答案是:一个精力充沛的、总想干点什么的人。他已经醫告过佩克BCC在资金上正面临困难,并且这个具有一流天才的公司可能会在市场中被击垮。他的主意是施乐公司把BCC全部买下来,这样,帕克就可以得到一台先进的分时系统原型机,再加上至少20名天才工程师以及一批规模可观的年轻科研人员。然而,与皮尔托进行的谈判却失败了。

但是,不管是因为皮尔托要价太高,还是因为BCC破产得太快了,谈判的失败却反而有利于帕克按菜单点菜式地招收其中的天才工程师。BCC刚刚宣布完破产(那是在1970年11月13日,那天用最后剩下的一点钱举行了最后一次宴会,大家都喝得酩酊大醉),帕克就雇用了其中六名最优秀的工程师------兰普森、撒克、多伊奇、菲亚拉,硬件设计专家里查德·舒普以及软件程序编制员吉姆·米切尔。皮尔托对帕克不感兴趣,而是当了一个由政府出资进行研究的项目总经理,这个项目是建造世界上第一台平行结构超级计算机”伊利亚克IV”,地点是NASA设在附近蒙坦维尤的阿弥斯研究中心(但也有人说真正的原因是他明白自己与泰勒将永远和不来)。西蒙尼暂时也跟他一块儿去了。

伯克利500型计算机是该类计算机中的惟一一台,在泰勒的建议下被ARPA买了下来,并运到了夏威夷大学,使之与ARPA网相连。伯克利计算机公司剩下的最后一批科研人员看着这台计算机被装入木箱即将运走时,心里很不是滋味。“这本来是一个复杂而有意思的研究计划,“菲亚拉后来若有所思地说道,“要是再干上五年该多好啊!”

实际上,泰勒一次便把人全都召集来了。他现在已经有了最优秀的硬件专家(撒克),最优秀的操作系统设计员(兰普森),以及一大批计算机科学天才。现在帕克只缺一种人才了,那就是”哲学家”。

因为现在还有一个障碍,那就是,在美国最优秀的计算机专家中,包括帕克已经雇用的那些,很少有人同意泰勒提出的设想:计算机设计的目标就是要研制出一种能通过显示屏与用户进行双向交流的计算机。来自BCC的那些人都深受分时系统的影响,现在仍然打算在技术允许的情况下使更多的用户同时使用一台计算机。韦斯·克拉克就表示不同意他的设想,说那个目标根本达不到,因为交互式需要每台计算机都具有极快的运行速度和反应能力。当泰勒试图给他们解释以显示器为基础的用户界面概念时,他们都对他嗤之以鼻------整整两年他们都对他的观点不屑一顾。

但有一个人比其他人有远见。这个人1969年在犹他大学写过一篇博士学位论文,论文中设想了一种名叫FLEX的理想化的交互式计算机。他用功能强大的显示器以及配置复杂、互相联网的计算机做过实验。在这篇长篇论文中,他对世界现有的硬件水平不能实现他的交互式个人计算机的梦想感到惋惜不已。他为科学研究制定了一个目标:研制出一种前所未有的计算机,这种计算机具有的能力要远远超过你的视觉和听觉,能储存数千页的诗歌、信件、食谱、唱片、图画、动画片,任何你想记住的东西都能储存进去。

对于泰勒来说,他是个性情相投的人,一个思想深邃的哲学家,能够看到自己想象不到的计算机未来。在熟悉他的观点的计算机科学家中,一半认为他是疯子,一半认为他是个空想家。他的名字就叫阿伦·凯(Allan Kay)。

(迈克尔·希尔奇克. 时间机器:施乐帕克与计算机时代的黎明:Xerox Parc and the dawn ot the computer age[M]. 华夏出版社, 2001.) ::: ::: :::

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