沒有電力的計(jì)算機(jī)世界

馬前卒

機(jī)械式計(jì)算機(jī)并不是世界上從未出現(xiàn)過的東西，在有的老電影里能看到大批的科技人員捧著手搖計(jì)算機(jī)算得天昏地暗。累是累了點(diǎn)，但是卡片+機(jī)械處理器的組合比起手工處理信息來，還是要先進(jìn)得多，在數(shù)字運(yùn)算的速度上秒殺紙筆。但機(jī)械計(jì)算機(jī)劣勢不小，它用宏觀的機(jī)械機(jī)構(gòu)儲存信息，這提高了信息存取成本；用機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞信息，這降低了信息處理效率。因此，機(jī)械計(jì)算機(jī)在電子技術(shù)發(fā)展之后，很快就被淘汰了。

如果沒有電力工業(yè)，我們可能需要在每個(gè)小區(qū)建立龐大的動(dòng)力站，用內(nèi)燃機(jī)或蒸汽機(jī)直接提供家用能源，然后通過一系列機(jī)械傳動(dòng)把動(dòng)力傳輸?shù)矫孔鶚欠?。每次我們打算洗點(diǎn)衣服或是開動(dòng)空調(diào)，都必須開動(dòng)一個(gè)齒輪離合器，把洗衣機(jī)等家用機(jī)械接到本單元的驅(qū)動(dòng)主軸上。雜志上會(huì)充斥著“新型離合器，結(jié)構(gòu)簡單，可自行維護(hù)，適合宅男……速到蘇寧內(nèi)燃機(jī)械店購買”之類的廣告。這樣的蒸汽朋克狂想雖然很荒誕，但很有助于我們理解現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的本質(zhì)?，F(xiàn)在，讓我們從馬前卒的筆記本里看看他的狂想：一個(gè)沒有電子工業(yè)的社會(huì)上，機(jī)械計(jì)算機(jī)會(huì)如何主導(dǎo)“信息化”呢?

筆記一：要盡可能靠近能源

“新華社消息：1992年3月10日，我國最大的機(jī)械設(shè)計(jì)院在山西落成，這個(gè)設(shè)計(jì)院裝備了多臺迄今為止我國最大的計(jì)算機(jī)——齒輪5型。這種計(jì)算機(jī)每臺都有8萬馬力的功率，每秒計(jì)算2000次?？梢园?000個(gè)熟練工程師從繁重的計(jì)算工作中解脫出來，從而大大提高了我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展速度。為了配合設(shè)計(jì)院的工作，當(dāng)?shù)卣鞯?000畝，修建了4條專用鐵路線，附近有4個(gè)中型煤礦已先期開工。為設(shè)計(jì)院試車儲備了大量煤炭?！?/p>

強(qiáng)大的機(jī)械計(jì)算機(jī)顯然消耗巨大的能源，我們的大型機(jī)械計(jì)算機(jī)需要盡可能地靠近能源產(chǎn)地。計(jì)算機(jī)雖然耗能巨大，但其計(jì)算都是通過金屬構(gòu)件之間的接觸來完成的，勢必造成核心部件的高速離合。我們應(yīng)該發(fā)揮自己豐富稀土資源和鎢礦的優(yōu)勢，發(fā)展高精度耐磨損的計(jì)算易損件。

筆記二：集中才有效率

“1996年9月7日，走訪了在太原附近的中國國家級計(jì)算中0。這里幾十平方公里的廠區(qū)內(nèi)煙囪林立，鍋爐轟鳴，為了達(dá)到每秒千萬次的計(jì)算能力，幾百萬張打孔卡片在一條條傳送帶上來回馳騁，信息主線上則是由小型火車頭拖動(dòng)著裝滿卡片的車廂在各個(gè)車間之間奔馳。幾千個(gè)機(jī)械工乘坐廠內(nèi)汽車，不斷地趕往信息流停滯的地方解決堵塞。幾百名高級工程師和上千名高級技工在一棟漂亮的大樓里研究下一次軟件調(diào)整的計(jì)劃，如何做得又快又省又低碳，而來自應(yīng)用部門的代表則守在大樓門廳，聲嘶力竭地向廠長或上級領(lǐng)導(dǎo)爭取更多的上機(jī)時(shí)間。我覺得國家計(jì)算中心完全可以和蘇聯(lián)烏克蘭盆地、美國阿巴拉契亞山的信息基地媲美。

國家計(jì)算中心的核心車間(CPU)是最重要的車間，也是最需要保衛(wèi)的車間。因此和其他地面廠房不同，CPU車間設(shè)在附近的一個(gè)秘密地下基地里，所有送到這里的卡片都由傳送帶送來，機(jī)械自動(dòng)分撿，排隊(duì)處理。為了排走CPU幾萬個(gè)齒輪摩擦產(chǎn)生的廢熱，幾十臺巨大的風(fēng)扇從秘密通風(fēng)口以8級風(fēng)的速度換氣。通向車間的隧道被軍隊(duì)、武裝警察和安全部人員分層把守，計(jì)算中心周圍，駐扎有無數(shù)的高炮團(tuán)和精銳截?fù)魴C(jī)中隊(duì)，隨時(shí)準(zhǔn)備迎接敵人的大編隊(duì)轟炸，即便是重要人物的專機(jī)，如果有跡象表明它試圖通過核心廠區(qū)的上空，也會(huì)被立刻擊落。

廠區(qū)附近還有一個(gè)備用的地下CPU車間，通過8條傳送帶和主信息流相連，并及時(shí)為關(guān)鍵運(yùn)算結(jié)果備份，隨時(shí)準(zhǔn)備投入使用，保證重要計(jì)算的連續(xù)性，這個(gè)備份車間的位置是國家的最高機(jī)密?！?/p>

摘自紀(jì)實(shí)文學(xué)《走近最高計(jì)算量》1997年出版

筆記三：機(jī)械式計(jì)算機(jī)遭遇病毒

今天關(guān)注了。下計(jì)算機(jī)病毒的最新發(fā)展，基本還是用無效程序占用計(jì)算能力，制造死循環(huán)等方式迫使邏輯結(jié)構(gòu)崩潰；或者反復(fù)運(yùn)行特定部件毀壞硬件。

“在柏林危機(jī)期間，CIA設(shè)計(jì)了一種特別的計(jì)算機(jī)程序，由在高爾基機(jī)器廠潛伏多年的間諜負(fù)責(zé)把這些特別代碼送入斯大林格勒計(jì)算中心。這些代碼可以反復(fù)調(diào)用CPU里的特定軸承，導(dǎo)致這些軸承金屬疲勞、提前斷裂。于是，在隨后的幾個(gè)月里，斯大林格勒計(jì)算中心每周都會(huì)出現(xiàn)死機(jī)乃至大修的情況，直接導(dǎo)致了上百億盧布的損失。蘇聯(lián)計(jì)算機(jī)專家在材料學(xué)研究所的協(xié)助下，花了好幾個(gè)星期才在高爾基機(jī)器廠工藝流程設(shè)計(jì)的程序中找到了惡意代碼。蘇聯(lián)人根據(jù)損壞軸承的形狀把這種惡意代碼命名為‘蠕蟲’。……‘蠕蟲病毒事件’發(fā)生之后，蘇聯(lián)人在計(jì)算中心設(shè)置了一個(gè)專門委員會(huì)，由克格勃和計(jì)算工業(yè)部共同領(lǐng)導(dǎo)，簡稱卡巴斯基小組，負(fù)責(zé)代碼預(yù)審，對計(jì)算中心總工程師直接負(fù)責(zé)，有權(quán)拒絕一切客觀上危害機(jī)器的代碼。中國人則意識到對已掌握結(jié)構(gòu)的惡意代碼可以通過一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)來自動(dòng)辨認(rèn)，于是，中國人在計(jì)算中心的廠區(qū)附近設(shè)置了一處預(yù)審車間，專門檢測下個(gè)月送入主廠的程序。為了保密。這個(gè)車間根據(jù)所處的行政村命名代號，對外稱‘金山車間’……”

摘自《不戰(zhàn)而勝》尼克松著1999年第三版。

筆記四：勞動(dòng)保護(hù)與勞動(dòng)安全

對于所有的計(jì)算機(jī)工程師和程序員來說，滿身油污，按指令條上的單調(diào)數(shù)字來維護(hù)機(jī)器，是生活常態(tài)，程序員在工作中保護(hù)自己還是需要多讀點(diǎn)機(jī)械原理和材料力學(xué)。

“根據(jù)國家機(jī)械信息部勞保中心提供的信息，去年，僅位于上海附近的齒輪IV型計(jì)算機(jī)的程序員工傷事故就達(dá)到了1千多起(多數(shù)都是斷指事故)，引起了中央重視。尤其是輸出紙帶部分，一年內(nèi)竟然接連有48名程序員因?yàn)槌?fù)荷工作過度疲勞，把手伸入傳送帶而釀成斷指事故，并造成合計(jì)數(shù)百公里的紙帶作廢。

該中心說，有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)管，切實(shí)保證程序員福利，嚴(yán)格執(zhí)行八小時(shí)工作制。而齒輪4型計(jì)算機(jī)管理部門一位不愿意透露姓名的工程師說，齒輪4型計(jì)算機(jī)設(shè)備老化，但計(jì)算任務(wù)反而越來越重，程序員隊(duì)伍不堪重負(fù)，是造成事故多發(fā)的根本原因，不過，在明年的齒輪5型計(jì)算機(jī)啟動(dòng)之后，這種情況將會(huì)得到改善?！?/p>

摘自《東方周末》2003年4月舊第三版

筆記五：覘列艦上的計(jì)算機(jī)

由于體積太大，戰(zhàn)列艦是唯一一種可能把本國的計(jì)算機(jī)帶到國境以外的工具。而且戰(zhàn)列艦上的計(jì)算機(jī)代表了本國計(jì)算機(jī)的最高運(yùn)算精度和小型化水平，被人繳獲是很嚴(yán)重的問題。望軍方加以注意。

“第三次東亞戰(zhàn)爭中，蘇聯(lián)太平洋艦隊(duì)第二戰(zhàn)列艦中隊(duì)的旗艦明斯克號被擊沉在我國近海，這是此次戰(zhàn)爭的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，經(jīng)此一戰(zhàn)，中日聯(lián)軍終于控制了日本海的制海權(quán)。不過，這并不是我國最大的收獲。上海打撈局和海軍潛水員在戰(zhàn)斗結(jié)束的當(dāng)晚就趕到了沉船海域，以大無畏的革命精神打撈了蘇聯(lián)戰(zhàn)列艦火控計(jì)算機(jī)的殘骸……有色金屬研究總院檢測了蘇聯(lián)計(jì)算機(jī)的合金成分，一機(jī)部從殘骸中學(xué)到了蘇聯(lián)人領(lǐng)先世界的小型化技術(shù)，這使得我國第二代計(jì)算機(jī)的開發(fā)整整節(jié)省了4年時(shí)間。”

摘自《東亞戰(zhàn)爭解密》戰(zhàn)事出版社1983年出版

“……自從蘇聯(lián)明斯克號戰(zhàn)列艦火控計(jì)算機(jī)被繳獲，導(dǎo)致中國計(jì)算機(jī)技術(shù)跨越式進(jìn)步以后，各國均在戰(zhàn)列艦的中央機(jī)房安置了自毀裝置。自毀裝置的核心是一個(gè)小型的燃燒彈，一旦啟動(dòng)就會(huì)點(diǎn)燃已經(jīng)預(yù)先放在計(jì)算機(jī)外殼里的鋁熱劑，用鋁熱劑的高溫融化整個(gè)核心計(jì)算系統(tǒng)，同時(shí)，鋁熱劑里還有隨意攙雜的一些金屬粉，為的是防止對方分析本國計(jì)算機(jī)耐磨部件的成分……”

摘自《艦艇知識》200S年第10期

筆記六：從兵棋推演而走向市場的計(jì)算機(jī)游戲

“為了模擬真正的戰(zhàn)爭，各國都開發(fā)了獨(dú)立的兵棋推演軟件。平時(shí)在國防部計(jì)算中心供軍官演練，大型演習(xí)時(shí)用國家計(jì)算中心進(jìn)行大規(guī)模模擬。由于計(jì)算工業(yè)的飛速發(fā)展，對燃油的需求上升'拿到大筆石油美元的中東國家也能夠有利于自己的軍事現(xiàn)代化。最近沙特阿拉伯從美國購買了一套677馬力的軍事計(jì)算機(jī)和模擬軟件，名為《紅色警報(bào)》，還奢侈地用15臺燃油鍋爐和20個(gè)油井來維系它的運(yùn)轉(zhuǎn)。不過，他們的軍官很快厭煩了美國教官的喋喋不休，決定放棄一切煩瑣的程序，把所有軍事單位和地形參數(shù)都盡量簡化，從而縮短了冗長的軍事推演，最后，這個(gè)龐大的機(jī)器淪為年輕王儲的玩物，他開心地在指揮中心模擬著北約與華約的沖突，王室認(rèn)為這可以提高他以后的決策能力?！?/p>

摘自《新知客》2009年第13期

筆記七：如何給美國女孩發(fā)照片

由于打孔卡片構(gòu)成的信息流無法瞬間傳遞到地球另一端，所以信息流的運(yùn)行速度要受到車輛速度的限制。在這種情況下，如果我們大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)，首先需要大力發(fā)展“信息高速公路”，或者“信息高鐵”，讓裝滿卡片的車輛能夠在道路上飛馳。

不妨想象—下，等到“信息高速公路網(wǎng)”全面修通，我們可以給美國的小姑娘發(fā)送一張自己的高清照片。只要在QQ上點(diǎn)—下“文件傳送”的按鈕，這個(gè)信息迅速被寫到一個(gè)打孔卡片上，傳到卡片信息庫。然后無數(shù)的傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)動(dòng)起來，在幾億張卡片里挑出記載著你數(shù)字相片的那幾萬張卡片。這些卡片被取出、復(fù)制，再放回原位。復(fù)制出來的卡片被專門的打包機(jī)器按照通訊協(xié)議塞進(jìn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)包，頂上放上一張說明卡片，運(yùn)上第一輛開往上海的車皮。上海轉(zhuǎn)運(yùn)站在閱讀了說明卡片之后，把這個(gè)數(shù)據(jù)包和其他幾十萬個(gè)數(shù)據(jù)包一起被塞到去美國的貨輪上。到美國后，這個(gè)過程再被反向操作一番，美國的小姑娘便可以把卡片塞進(jìn)一臺工程繪圖儀，只要花上個(gè)小半天，她就能復(fù)原一張你的照片。

不過，這期間歷時(shí)十天半個(gè)月也不一定，好像還不如自己跑一趟美國來得干脆，呵呵。我又胡思亂想了。

筆記八：移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)

除了大型的固定計(jì)算機(jī)，還有不少小型企業(yè)也需要處理日常信息，互聯(lián)網(wǎng)看來遙遙無期，我們應(yīng)該大力發(fā)展移動(dòng)計(jì)算機(jī)。

“隨著小型化技術(shù)的繼續(xù)深入，計(jì)算機(jī)的移動(dòng)性已經(jīng)得到了很大提高，正在越來越多地進(jìn)入國民生活的各個(gè)領(lǐng)域，車栽計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人民喜聞樂見的一項(xiàng)高科技產(chǎn)品。而這項(xiàng)技術(shù)是十年前兩位黨員工程師羅愛德和喬思弟(女)實(shí)現(xiàn)的，他們在用國產(chǎn)東風(fēng)中型卡車裝載了我國第三代小型機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了汽車動(dòng)力和計(jì)算機(jī)動(dòng)力的共享，有效地提高了計(jì)算機(jī)性能，填補(bǔ)了我國在MC(Mobile Computer)上的空白。

今天，已經(jīng)可以見到很多個(gè)人用的MPC行駛在沿海大城市的街頭，成為了一道亮麗的風(fēng)景線。北方重工業(yè)公司制作的移動(dòng)計(jì)算機(jī)‘紅旗電腦’受到了各個(gè)國企當(dāng)家人和個(gè)體業(yè)主的追捧，它的運(yùn)算速度和存儲能力已經(jīng)能夠滿足這些企業(yè)經(jīng)驗(yàn)者的日常需求，并成為他們每日出行的良好伴侶。而北重工明年推出的最新的‘紅旗5號’以其1.4萬次每秒計(jì)算速度以及20噸的有效卡片載重能力已經(jīng)能夠躋身于國際市場，顯示出我國在小型計(jì)算機(jī)上的國際競爭力。雖然它的每公里油耗較大，而且所需的車載工作人員數(shù)量達(dá)6名，是美國蘋果梨公司最新型號‘Drive Pad’的兩倍。但在我國以及很多第三世界國家，紅旗電腦一直有良好的銷售記錄。下面請看記者從用戶現(xiàn)場發(fā)來的報(bào)道……”