計算機發展史——前傳_風聞

#計算機發展史

人類為什麼需要計算機

人類為什麼會發明計算機？

計算機是什麼樣的工具？

為什麼人類社會需要計算機？

計算機的誕生跟當下正在進行的美國總統選舉頗有淵源。

在美國的總統選舉中，各州分配得到的選舉人票數量=參議員數量+眾議員數量。

美國每個州參議員的數量是固定的——兩位，而眾議員數量則與各州的人口數量掛鈎，因此人口普查是選舉的前置條件。

由於選舉需求，美國很早就開始在全國範圍內進行系統的人口普查。隨着美國人口數量的不斷增長，人口普查需要處理的信息數量急劇增加，迫切需要合適的工具來幫助處理這些龐大的信息，計算機的前身之一——穿孔製表機應運而生。

早在1890年的人口普查中，美國人口普查局就使用了IBM早期重要人物何樂禮(Herman Hollerith)發明的打孔製表機，從而將原本需要近10年的工作量縮減到兩年半完成，並且節省了大量的成本。

以穿孔製表機為代表的辦公設備是現代計算機的前身，是機械時代信息處理設備的代表。

計算機本質是一種工具，人類在辦公時使用的工具。

計算機為什麼會被髮明出來？

正如石器時代、青銅時代、鐵器時代那樣，人類發明各種工具都是為了提高工作效率，更好的完成各類工作。

計算機和石器工具、青銅工具、鐵製工具等不同之處在於，計算機是人類在第二次工業革命發生以後才被髮明的，為了幫助人類處理工業革命後日益增長的信息處理和科學計算需求。

為理解計算機行業的發展歷程，我們必須瞭解19世紀末和20世紀初辦公設備巨頭的崛起，以及這一新興行業如何發展而來。

計算機前身——打字機

文字輸入是社會最基本的一項需求，在打字機發明之前世界各地通常都採用手寫的方式。中國古代科舉考試也會考察考生的書寫能力，就是源於政府文件的書寫需求。

第一次工業革命發生以後，隨着社會生產力發展和貿易規模的擴大，社會對文字書寫的需求急劇增加，抄寫員的需求不斷擴大，負責書寫文件抄寫員成為了最常見的辦公室職業。

書寫有兩個主要缺陷:一是書寫速度慢，二是書寫質量不穩定影響閲讀。

工業革命發生後隨着社會生產力的發展，文字輸入需求進一步增加，靠人工書寫已經不能滿足需求，迫切需要發明機器來提高人的文字輸入能力。

急劇增長的文字輸入需求促進了打字機的誕生，打字機最大的吸引力在於能毫不費力地閲讀打出的文件，同時打字速度比手寫文件快幾倍。

美國企業最早發明和製造打字機，雷明頓製造的第一批打字機於1874年上市。

1878年雷明頓推出二號打字機，可以打出大小寫字母。到1880年，雷明頓打字機的年產量超過100台，是當時打字機市場的壟斷者。

在19世紀七八十年代，打字機是當時能大規模生產的最複雜的機械設備，打字機不僅包括上百個運動部件，而且還使用了橡膠、鐵皮、玻璃、鋼材等不太常見的新材料。

1890年，雷明頓打字機公司已成為一家非常龐大的企業，打字機的年產量達到兩萬台。

1900年，市場上至少有十幾家主要的打字機廠商，每年能生產十萬台打字機。

在第一次世界大戰爆發前，製造打字機的美國企業多達幾十家。平均售價為七十五美元的打字機成為使用最廣泛的商用設備，佔據所有辦公用品銷售的半壁江山。

美國既是全球最大的打字機市場，也是最大的打字機生產國，美國的打字機產量遠遠超過歐洲國家。

計算機前身——加法機

打字機有助於記錄信息，文件歸檔系統促進了信息存儲，加法機則負責處理信息。

加法機在打字機問世大約十年後開始批量生產，兩個行業的發展有諸多相似之處。

在加法機之前出現的運算設備是四則運算器，但直到十九世紀八十年代才出現可靠耐用的四則運算器，且其年產量始終沒有超過幾十台。

伯勒斯和費爾特研製的康普託計算器，以及伯勒斯加法機在二十世紀五十年代前稱雄全球市場。

辦公用加法機先後解決了兩個主要挑戰：第一是提高數字輸入速度，第二是計算結果的存儲。數字輸入加法機後，機構特別是銀行需要一份書面記錄，以便能永久保存金融交易記錄。

在二十世紀最初10年中，加法機市場成羣雄逐鹿之勢，有幾十家計算設備製造商相繼進入市場。1913年美國出台採用累進税率並扣繳工資税的新税法成為加法機行業發展的主要助力。

1900年以後，加法機的市場規模已經十分龐大，每年有幾十萬台的銷量。此時第二次工業革命已經發生，社會生產力的發展帶來了更多的數據處理需求，銀行、保險公司、清算機構則是最主要的需求者。

加法機是歐美國家在工業革命時期發明的工具，算盤則是中國在農業文明時代發明的工具，二者的功能是相似的，都是為了方便進行數字計算。

加法機和算盤的不同之處在於工業革命發生以後人類需要更強大的工具，因此加法機的效率高於算盤。

計算機前身——穿孔製表機

在南北戰爭之前，美國唯一重要的數據處理機構是位於華盛頓特區的美國人口調查局。根據1790年通過的一項國會法案美國需要定期進行人口普查以確定眾議院議員名額的分配。

早期美國的人口數量較少，人口普查完全依靠人工方式進行。在1790年進行首次人口普查時，美國的人口規模為390萬，1840年達到1710萬。

1880年人口普查代表了美國在人工數據處理方面的高峯，至少1495名職員受僱處理普查數據。這次普查編制的普查報告超過2.1萬頁，歷時7年才處理完成。時間之長令人難以忍受，這使得利用機械化或其他手段加快人口普查的意願變得愈發強烈。

何樂禮在人口調查局工作，目睹了超大規模的文書作業。熟悉人口普查流程的何樂禮設計出一種電動製表系統，使大部分文書工作實現了機械化處理。

何樂禮的主要想法是將每一個人的普查結果打孔後記錄在打孔紙帶或一組打孔卡上，然後就能利用機器自動計算孔洞的數量並生成表格。

為了將自己的發明商業化，何樂禮於1896年創立製表機公司，這家公司奠定了國際商業機器公司IBM的基礎。

何樂禮的電動製表系統造價極高、專業性很強，初期僅應用於美國人口調查局這樣的機構。此後他繼續完善商用機器，製造出一系列在之後20年中一直生產的自動化產品——商用穿孔製表機。

辦公設備初期的最大用户就是企業以及政府機構。各類工廠，鋼鐵廠，保險公司，電力照明和牽引公司，電話公司，批發市場和百貨店，紡織廠，汽車公司，眾多鐵路公司以及市政府及州政府中都能看到這套系統的身影。

穿孔製表機用於編制勞動力成本，效率記錄，銷售分配，用品和材料的內部領料單，生產統計以及計件工作。公用事業公司利用這套系統分析人生，火災與意外傷害保險的風險，以確定工廠支出與服務銷售。

此外，這種穿孔製表機可以為定期報告與所有專門報告提供數據，且一旦需要很快就能得到。

最著名的穿孔製表機制造商是IBM，而IBM後來也正是全球最著名的計算機制造企業。

IBM的前身是CTR公司，而CTR公司是弗林特合併製表機公司、計算尺公司與國際時間記錄公司，並從三家公司各自的名稱中取一個字母貢獻給新的控股公司，組成計算——製表——記錄公司，簡稱CTR。1924年，CTR更名為IBM。

20世紀30年代IBM推出400系列記賬機，在競爭中遙遙領先對手，這也標誌着兩次世界大戰期間穿孔製表機的發展達到高潮。系列中最重要且利潤最高的是405型電動記賬機。60年代末，穿孔製表機最終完全讓位於計算機，400系列記帳機直到那時才停止生產。

到1940年，IBM已成為全世界最大的辦公設備供應商。IBM最輝煌的時代尚未到來。

計算機誕生前的時代

1928年全球四大辦公設備供應商是年銷售額達到六千萬美元的雷明頓-蘭德公司，銷售額為五千萬美元的全美現金出納機公司NCR，銷售額為三千兩百萬美元的伯勒斯加法機公司，以及與前三者存在明顯差距收入為兩千萬美元的IBM。

40年後這四家企業均躋身十大計算機制造商之列，但IBM的銷售額已超過其他三家企業的總和，成為全球第三大公司年收入達到210億美元，員工數量超過30萬人。

雖然技術革命會給產業格局帶來革命性的變化，但是依舊無法徹底改變產業發展的路徑依賴特徵。

從計算機產業的發展過程來説，舊時代辦公設備的巨頭通常也是計算機技術最早的開發者，在計算機的發展中也擁有先發優勢。

但既然是技術革命，先發者的優勢其實是很小的，錯誤的技術方向和發展策略可以輕而易舉的葬送先發優勢。

在技術革命中什麼樣的企業才能取得成功？只有堅持技術進步和選擇正確的產業發展策略的企業才會成功！

馬克思曾經説過，製造工具是人類區別於動物的重要標誌。

人類發明和製造的工具隨着時代的進步而進步，農業文明時期有農業文明時代的工具，第一次工業革命時期有第一次工業革命時期的工具，那麼進入到信息時代必然有信息時代的工具。

計算機就是信息時代最重要的工具，正如農業文明時期的金屬工具，第一次工業革命時期的蒸汽機那樣。

在信息處理工具方面，算盤是農業文明時代的工具，加法機和製表機是第一次工業革命時期的工具，計算機則是信息時代的工具。

計算機的發明不是偶然的，不是一蹴而就完成的。

在計算機被髮明出來之前，為了進行大量的信息處理和數據計算，人類先後發明了打字機、加法機、穿孔製表機等各式各樣的辦公機械工具。

這些辦公機械都帶有深深的機械時代的烙印，因為此時電子時代尚未來臨。

我們現在一般不在計算機前面加上前綴，到事實上計算機一開始並不是我們今天這樣的。

最開始的計算機是機電計算機，然後進化到電子計算機，之後進一步進化到大規模集成電路計算機。

參考資料：

1、《計算機簡史》

2、《IBM-世界最大計算機公司發家史》

3、《父與子-IBM發家史》

4、《硅谷百年史》

5、《誰説大象不能跳舞》