计算机发展史.pdf
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1、前言:寂寞的上帝创造了人类,无聊的人类在劳动和睡眠之余创造了游戏。半个世纪前,借助于电子技术突飞猛进的发展势头,游戏的载体从自然界实际存在的事物变成了一长串由数字 0 和 1 组成的电信号,电子游戏诞生了。创世纪的开始缘起让我们把时钟被拨回到五十多年前,从计算机诞生的源头开始谈起,以一个历史旁观者的角度去观察计算机的发展历程。庞然大物,世界上第一台电子计算机1946 年 2 月 5 日,出于美国军方对弹道研究的计算需要,世界上第一台电子计算机ENIAC问世。这个重达30 吨,由 18800 个电子管组成的庞然大物就是所有现代计算机的始祖。第一台电子计算机诞生的目的是军事方面的应用,但它也和其他
2、军工产品一样,随着技术的成熟逐渐走向民用。人类开始步入以电子科技为主导的新纪元。1958 年的秋天,一个物理学家想让他的实验室参观人员提起一点兴趣,就用示波器和实验室里的模拟计算机设计了一个叫“乒乓”(Pong)的小演示游戏。游戏画面之简陋是现在的我们无法想象的,但仍然把在场所有参观者的目光吸引住了,而那批参观者也荣幸的成为了历史上第一批电子游戏玩家。这就是历史上的第一个电子游戏设计者威利?海金博塞姆和他的游戏“乒乓”的故事。难以置信,这个画面就是第一个电子游戏创意1962 年,麻省理工学院的格拉茨、拉塞尔等7 名大学生,在DEC公司 PDP-1小型机上制作出了世界上第一个电子游戏程序空间大战
3、(Space War)。游戏画面依然极其简陋,由四个键控制两艘太空船(两人各一艘),使用 a,s,d,f 去控制一艘船,k,l,;,去控制另一艘,玩家可以相互发射火箭,直至一个人用火箭击中对方的飞船者就算取得获胜。这标志着数字化游戏形式的正式诞生,一种崭新的游戏方式即将进入个人消费领域。第一个正式的游戏程序空间大战,这才像个游戏了1965 年,恩格尔巴特在斯坦福德研究实验室发明了鼠标,3 年后的 12 月 9 日,在电气和电子工程师协会会议上,他设计的多重平铺窗口人机交互界面向人们展示了鼠标的用途。从此,人性化的鼠标逐渐改变了人们操作计算机的习惯,而人性化的人机交互操作思想也一直影响着后来的程
4、序员,Windows和 Mac OS操作系统就是人性化设计成果的结晶。若干年后,借助于鼠标这种独特而又便捷的操作方式,诞生了在个人电脑上独有的游戏类型第一人称视角射击游戏(FPS)和即时战略游戏(RTS)。第一款鼠标诞生了1969 年,由美国国防部出资兴建的计算机网络“阿帕网”(ARPANET)诞生。最初军事用途的计算机网络在民用化成为互联网(Internet)后,电脑网络利用了30 年的时间渗透进了人类社会生活的方方面面,最终成为了当今人类社会发展不可或缺的重要推动力。而游戏对象也借助于互联网的普及产生了巨大的改变,人类的对手不再是思想僵化的人工智能,人类的对手最终变成了和自己一样狡猾灵活的
5、同类,人与计算机之间的游戏逐步转变为人与人之间的游戏。往后的整个七十年代,是计算机软硬件技术和电子游戏这种新兴的娱乐方式全面发展的年代。在这期间,有无数高科技企业的建立,无数由传统产业涉及到这一新兴产业的公司的转行,无数对未来的世界产生重大影响的数字化英雄的诞生。同时,电子娱乐相关技术得到了重大的突破,电子娱乐产业获得了初期的发展:第一个商业街机游戏电脑空间诞生;第一台商业化游戏主机主机Odyssey 100 诞生;游戏史上第一个 3D、主视角游戏夜晚驾驶者诞生;世界上第一台家用电子游戏机VCS家庭游戏机 Atari 2600诞生,无数新产品、新思维的诞生充斥了这个时代,创新精神在这一时代被技
6、术人员和电脑狂热爱好者们奉为自己的信仰和追求,而正是这些人在未来的世界里成长为了计算机软硬件和电子娱乐产业发展的中流砥柱和IT 时代的弄潮儿。从 40 年代中期到70 年代末期,随着科学技术的迅猛发展,超大规模集成电路的广泛应用,计算机开始向着更小更快的方向发展,小型化、微型化的计算机最终成为现代个人电脑的雏形。而计算机软硬件技术水平的提高,催生了电子游戏这一新兴的娱乐产业。对电子产业的商业化运作和有关电子行业的技术进步,又为即将到来的电子娱乐业的新时代打下了坚实的物资和技术基础。人类终于打开了电子游戏的潘多拉魔盒,进入了一个充斥了各种光怪陆离的声音和画面的游戏时代。电子游戏的创世纪正式登场。
7、动荡的黄金岁月-发展七十年代末和整个八十年代,真正的意义上的个人电脑在这个时代诞生、逐步发展壮大。在这个计算机技术飞速进步的黄金岁月,个人电脑产业获得了长足的发展。而随着个人电脑业的发展,游戏产业也逐渐开始了自己的发展黄金期,电子游戏开始正式分化为游戏机游戏和电脑游戏两个种类。AppleII的诞生1976 年的一天,一个叫乔布斯的美国年青人对他的朋友沃兹奈克说:“哥们,既然现在的计算机那么贵,咱俩就自己攒一台便宜的吧。”于是,哥俩就在自己家的车库开张了。没有人想到,他们搞鼓出来的这台古色古香,像木头制作的名叫“Apple I”的计算机,竟然成了一个时代开始的标志。最初商业化的“Apple I”
8、简陋到甚至没有显示器、键盘和鼠标,仅仅只等于一块主机板。但是它标志着:个人电脑,这个崭新的行业正式诞生了。一年后的四月,传奇的 AppleII诞生,这是历史上首台真正意义上的商品化的个人电脑。最初的 AppleII由一个速度为1MHz的 8位 CPU 6502,一个 4k16k 容量的随机存储器,一个 12k 大小的只读存储器,一个磁带机接口,一个 ASCII 标准键盘接口和一套通用显示系统组成,而这所有的东西都集中安置在一个8 又 1/2 X 11英寸的主板上,其售价为1295 美元。随后,苹果公司又推出了AppleII+、AppleII c、AppleII e、AppleII GS等多种衍
9、生型号,而80 年代初进入我国各大专院校、机关、科研单位的第一批电子计算机就是经典的AppleII+。在这些衍生型号中,苹果公司为他们的计算机配上了更大的随机存储器空间(达到 256k)、更快速的CPU(2.8MHz 的 16 位 65C816 CPU)、更清晰的显示装置(6 色 280 x192,或 4 位色 40 x48)、更大更快速的存储设备(3.5 或者 5.25 软盘和 SCSI设备和硬盘驱动器)、以及标准键盘、鼠标等外设产品,以获得更大的市场成功。相比较于以前的电子计算机,AppleII拥有更大的扩展性、更易于维护的用户界面、更低廉的成本和更小巧的外形,这已足够吸引大量商业用户和家
10、庭用户的青睐了。这时的AppleII在组成结构上已经和现代PC基本相一致了。AppleII的诞生,促成了个人电脑真正进入了商品化。随着个人电脑价格的不断下降和编程语言BASIC的迅速普及,狂热的电脑爱好者们开始利用自己刚学会的编程技巧在AppleII上创造属于自己的幻想世界,其中最著名的玩家之一就是自封为不列颠大陆国王的理查德?加里奥特(Richard“Lord British”Grriott)。“我们创造了世界”,这是Origin公司及其创立人理查德?加里奥特的座右铭。1979年夏天,沉迷于龙与地下城的桌面游戏和托尔金的魔戒系列小说幻想世界中的狂热电脑爱好者理查德在AppleII上写了自己的
11、第一个游戏程序Akalabeth,这被普遍认为是欧美经典RPG 创世纪系列的前传。1980 年,受到自己第一个游戏成功的鼓舞,理查德用 BASIC语言写了一段3000 行代码的程序,这就是对后来整个游戏界产生了巨大的启发和推动作用的RPG 创世纪第一代。几年后,同样是AppleII平台的创世纪IV:神的启示发售,经典的创世纪系列游戏又达到了一个新的高度。游戏的系统相较以前的RPG 系统,有了很多创新。除了发展了多重性格的角色,策略战斗模式等RPG 的重要特征外,更是创造了对后来典型欧美RPG游戏系统产生巨大指导作用的道德机制。简单说来,游戏中的道德机制就是以道德为基础的角色成长体系,在游戏过程
12、中可以由玩家通过对话和游戏人物的行为,自由的影响游戏角色的世界观和游戏的进程,这个经典的系统后来被黑岛和Bioware 的几个欧美经典RPG 游戏发扬光大,成为了欧美RPG的典型特征之一。要说当时 创世纪 系列对当时游戏玩家们的影响有多么大,远不是现在的玩家们所能想到的,在当时的游戏玩家眼中,创世纪系列就是游戏史上的圣经。当时还是个孩子,未来却成为当之无愧的3D之王约翰?卡马克说:“我甚至想用纸笔把屏幕上的画面临摹下来,我对这些游戏简直爱不释手,正是它们激发了我对编程的兴趣。我刚开始制作的几个AppleII小游戏都在模仿创世纪,那真是一段令人难忘的日子。”可见当时的创世纪系列对当时游戏玩家的影
13、响有多么深远。二十多年后,正是这些当年 创世纪 的玩家们怀着他们年少时的梦想为我们创作出一系列经典的作品。二十年里,创世纪系列(不算前传和网络创世纪),一共出了十部,其中 5 部是在 AppleII的平台下完成,另外5 部是在 PC平台上完成,所有的创世纪最后都被移植到了PPC平台。直至理查德离开Origin公司为止,创世纪 的传说在其第十部作品的时候正式终结。“老兵不死,他只会慢慢消失”,现在的理查德加入了韩国的网络游戏制作公司NCSoft 公司,也许未来的他将会在新的环境下延续自己网络创世纪的梦想,在网络上重新塑造属于自己的不列颠大陆吧。与创世纪开始的同时,同样深受已经普及的BASIC编程
14、语言的影响,一系列经典的游戏在苹果机上诞生。其中有与创世纪系列齐名的巫术系列,有国内第一批电脑玩家的启蒙经典警察捉小偷掘金块吃豆子,有经典动作游戏波斯王子的前身决战富士山,甚至后来名震江湖的大宇公司蔡明宏“蔡魔头”(蔡明宏推出轩辕剑、仙剑奇侠传的大宇公司的创始人),他也于1987 年在苹果机的平台上制作了自己的第一个游戏屠龙战记,这是最早一批的中文RPG之一。在 80 年代初至80 年代中期,AppleII上的游戏软件数量远远多于IBM PC 架构的计算机,但随着时间的流逝,IBM PC开放性架构的巨大威力开始逐渐体现出来。从80 年代中期开始,IBM PC架构上的游戏软件开始逐年增多,几乎所
15、有的新推出的AppleII游戏软件都开始有了IBM PC 平台的版本,至80 年代末,PC上的游戏对AppleII上的游戏在数量上已经形成了压倒性的优势,AppleII正式退出主流游戏平台,取而代之的是IBM PC 及其兼容机为主的游戏平台。游戏机的最初成功大名鼎鼎的红白机,代表了一代人的童年、少年生活1983 年 7 月 15 日,历史上第一台获得巨大成功的游戏机诞生。身为传统纸牌工业生产厂商的日本任天堂公司在70 年代中期成功转型到电子娱乐产业后,吸取了历史上第一台家用电子游戏机雅达利失败的惨痛教训,推出了名为“Family Computer”的新型电子娱乐设备,这就是流入国内后被亲切称为
16、红白机,并伴随了很多七十年代、八十年代人童年成长的游戏机。尽管这台游戏机也叫做Computer,但是,它和个人电脑一点联系都没有,相反,它彻底的抛弃了电脑的一部分特征,专心于电子游戏平台的营造。在推出该游戏主机后,任天堂公司获得了前所未有的成功,至去年任天堂的FC推出二十周年纪念为止,任天堂在全球一共卖出了6000 万台 FC游戏主机,如果算上当时中国国内大量的任天堂兼容机,FC系列主机和游戏的销量只能用不计其数来形容。由于硬件配置和设计理念方面的分歧,电脑游戏和电子游戏从这时开始分道扬镳。由于设计理念不同,游戏机平台的配置和电脑平台的完全不同,造成了在游戏机平台上制作游戏与个人电脑平台上的本
17、质不同。由于游戏平台上硬件配置的统一,程序员可以完全不用考虑硬件的兼容性问题,一心开发游戏,使得游戏的制作更加方便。同样制作一个游戏,就在电脑游戏的程序员在为游戏焦头烂额的捉虫的时候,游戏机平台的游戏已经开始了后期的包装和宣传。平台统一,流水线式的游戏制作方式,导致了游戏制作效率的提高,使得游戏制作者们可以把更多的精力投入到游戏创意和可玩性的提高上。相较于初期的电脑游戏基本上是由单个或少数几个人完成游戏的开发、销售、售后的落后手工作坊式的游戏制作方式,以 FC为主的游戏平台上的游戏制作已经开始了详细的分工,游戏机上游戏的策划、编程、美工、宣传、销售、售后都由不同的部门完成,游戏的制作方式也由江
18、湖游侠式单枪匹马的开发逐步转变成为几个部门分工负责的流水线式作业,大量商业资本开始投入到电子游戏的开发制作中,游戏娱乐行业大规模产业化的序幕缓缓拉开。正是由于这些可以预见的优势,吸引了大多数游戏制作公司开始在游戏机平台上制作游戏。但游戏机平台先天无法升级硬件配置这一最大的特点,甚至可以说是一个缺点,导致了游戏机平台上的游戏效果在刚推出一段时间后就开始落后于不断发展的个人电脑平台。总之,游戏机平台作为一个游戏专业用计算机平台是完全成功的,但是由于其自身先天的不可升级性的特点,造成其无论在系统配置上还是软硬件技术水平上都与个人电脑平台大相径庭。IBM PC 帝国的崛起尽管苹果电脑在80 年代初期的
19、个人消费领域获得了前所未有的成功,但是出于其他后来者对自己个人电脑消费领域领导性地位觊觎的恐惧,自己的产品一直也没有开放授权给其他的计算机生产厂商,从而造成了苹果后续推出的个人电脑平台与其他计算机生产厂商兼容性极差这一大缺点。尽管苹果电脑不管是在系统性能还是在稳定性方面,都比同时代的IBM PC 及其兼容机强出不少,却由于兼容性不佳、售价超过市场承受范围和管理层的经营失误等诸多不利因素导致了苹果电脑在与IBM PC 及其兼容机的对决中遭到惨败。事实证明,开放性的架构是计算机发展的历史必然,违反这一历史潮流的苹果公司只能无奈的吞下自己种的苦果。IBM 第一款开放式PC机 5150,奠定了PC开放
20、设计的标准1924 年,IBM(国际商用机器)公司成立,在往后八十年的时间里,它在整个计算机发展的历史中一直忠实的扮演着技术进步推动者的角色。1981 年 8 月 12 日,IBM 5150 PC 推出(图 9),IBM 公布了这台计算机的所有资料,并欢迎所有的同行加入到这一架构的发展行列。不久之后,这个开放的PC架构成为了个人电脑消费领域新的标准。这台计算机拥有一颗 4.77MHz英特尔的心脏,64KB的内存,外部存储器是5.25 英寸的软盘驱动器,操作系统是微软的DOS 1.0。这台计算机刚推出时性能甚至比不上苹果公司已经推出的的AppleIII。但是,其完全符合计算机发展潮流的开放性架构
21、,使它获得了比AppleIII更多的青睐,历史的天平最终还是选择了IBM PC 及其兼容机,随之而来的是IBM 取得了自其加入计算机行业以来的最大成功。第三年的5 月 8 日,IBM PC/XT 携带着硬盘装置一举攻占了76的市场份额,1984 年的 8月 14 日,采用 80286 微处理器芯片、能管理多达16M的内存、可以同时执行多个任务采用PC DOS3.0的新型 IBM PC/AT 推出市场(图10),并登上了当年的时代周刊封面,IBM年销售总额达到260亿美元,无数各种型号的IBM PC 充斥在计算机的各个应用领域,从此,兼容性、开放性的PC的架构一统江湖,苹果公司的计算机则彻底退出
22、了消费市场的主流,计算机发展史上的兼容机时代正式降临。而从那时开始的兼容机时代一直延续至今,在现今整个世界的科研、教育、生活等各个领域起着巨大的作用,并推动了整个社会的向前发展。在取得巨大的商业成功后,胜利的果实除了被IBM所收获,同时被无数参与到IBM PC 兼容性架构的中小公司瓜分,初期IBM PC的成功大大推动了英特尔和微软两个未来PC界巨头的发展。第一台 286 诞生,IBM 出品,从此PC进入了普及年代。在这个开放性架构大潮中最大的受益者是英特尔公司,通过向PC生产厂商提供其最核心的零件 CPU,英特尔公司获得了巨大的成功。作为兼容性开放性架构的坚定拥护者,英特尔给自己研制的CPU定
23、下了一个标准,即新的 CPU对老的 CPU环境下的软件必须百分之百的兼容,即使是最原始的CPU 8086/8088 环境下的软件用如今最先进一代的CPU Dothan也照跑不误,这就是英特尔系列CPU一个最显著的特点,而从8086 延续下来的这个架构则被称为 X86架构。英特尔公司成立于1968 年,原来只是一个生产静态存储器的半导体厂商,于 70 年代初开始了计算机芯片的研制工作,于 78 年研制成功了后来影响计算机发展进程的16 位 CPU 8086/8088,并被 IBM采用作为其新型计算机的核心。经过三十多年的发展,如今的英特尔已经成为了一个年收益达到300 亿美元的世界上最大的CPU
24、制造商。英特尔有一个伟大的创始人戈登?摩尔,他在1965 年提出了一个至今还在引领IT 界飞速发展的摩尔定律。简单说来,摩尔定律的内容就是:微处理器芯片的电路密度,以及它潜在的计算能力,每隔18 个月翻一番。依据这个定律,英特尔树立起了和奥林匹克类似的目标:更高、更快、更强,并在“只有偏执狂才能生存”的口号鼓动下为这个目标努力,最终创造出了一段速度制胜,主频为王的辉煌CPU发展传奇。尽管在这二十多年的半导体工业发展过程中,摩尔定律不断地接受各方的质疑和有力挑战,但摩尔定律却像精准的路标,从诞生起就一直引导着半导体工业的发展道路。而英特尔公司在短短二十五年间就把CPU的主频从4.77MHz提升到
25、令人瞠目的3.4GHz的不懈努力,正好给了摩尔定律的怀疑者们一个响亮的耳光。尽管三十多年前IT 界的很多论调在如今看来,简直是个天大的笑话,但是,极富预见性和战略眼光的摩尔定律至今仍在指导着微电子技术和半导体工业的发展和进步,并还会在很长一段时间内对计算机的发展历史起着巨大的推动作用。另外一个历史的弄潮儿和受益者是如今的世界首富、微软公司的掌门人,比尔?盖茨。从与 IBM 签订的商业合同那一刻起,微软开始逐步成长为现今软件行业的帝王,比尔?盖茨功不可没。作为WinTel 战略联盟的另一个巨头,盖茨和摩尔完全不同,摩尔是个严谨的技术工作者,而盖茨更像是一个的商人。与摩尔精准的预言不同,盖茨屡犯低
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