许多专注于学术的计算机科学家大多都忽视了近年来个人计算机的一些激动人心的进展和许多面向这些进展的创新性的软件。这篇文章介绍了这些进展,并且还考虑了诸如为什么这些个人计算机方面的进展得不到学术上应有重视等问题。这也许会引出一些有关的意想不到的结论和具有学术性的计算机科学所扮演的角色。虽然此文是从英国这一角度来写的,但关于这一现象的依据并不只局限于这个国家。
一种功能比前些年用作主机的计算机更强,几乎和现今许多商业部门的计算机功能相当,然而更便宜的台式个人计算机的出现给商业和工业的许多观念带来了一场革命,这种台式个人计算机前所未有的拥有量使人们有可能以一种新的方式来做以前的事情。只要看看报上登的英国工业在这场革命中在技术和社会两方面得益的说明图表就一目了然了。可是正当终端用户致力于开拓这些可能性,某些计算机厂家也使其生产顺应这一趋势的时候,现有的计算机界对此却抱有一种偏见。无论是主机和小型机制造厂家还是传统的数据处理管理员都极不情愿地转向这一新趋势,而且整个学术界的计算机科学家对此不屑一顾、抱着这一切均与他们不相干的态度。他们认为其正的计算机科学是人工智能、形式化方法、计算机视觉、并行处理机等等,而且这些研究还必需是在一些价格昂贵的计算机上完成的。
为什么会这样?为找出原因我们有必要看看交织在一起的计算技术和计算机科学的历史,我们将从英国的角度举些例子,但在美国也有类似的现象。
个人计算机
计算机技术的发展无疑是人类历史上迄今为止最非凡的成就之一。无论在对社会产生的深刻影响还是在发展速度上都是无与伦比的。虽然曾经在较早的时候出现过计算机(特别是在第二次世界大战的军用领域里),但计算机的真正发展还得从20世纪40年代后期在剑桥和曼彻斯特制造的第一台数字电子计算机讲起,在随后的那些年里人们可以看到计算机的飞速发展。我们中的有些人还很幸运地目睹了这些从头到尾的所有发展,成为第一手资料的掌握者。
回顾一下历史,我们看到某些变化彻底地改变了、世界的面貌。譬如活字印刷有史以来第一次使知识和信息的广泛传播成为可能,在计算机世界里与此具有同样意义的是个人计算机的出现。在这之前,所有的计算机都是些庞然大物:价格昂贵、无法移动、而且离不开有关的专家们。数据处理管理员严格控制所有一切事项,他们和制造厂商之间还保持着一种亲密的“血缘”关系,个人计算机的到来改变了所有这一切,它改变了计算机世界中的这种权力层次,同时也改变了计算机厂家和顾客的关系,使得数据处理管理员失去了以往的统治地位,也使计算机厂商不得不作出一些调整,以适应新的社会需求。在这些人眼里这些新变化不受欢迎也就不足为奇了。
这些变化不是一开始就被觉察到的,个人计算机的先驱是一些业余计算机爱好者为另一些爱好者在汽车库中装配起来的机器,对当时的计算机工业并不构成任何威胁。而且,家庭计算机作为一种只能玩游戏的玩具的观念在Sinclair公司推出的ZX80及其后继系列机上得到了进一步的强化。然而,这种“玩具”的功能越来越强、一旦配备了软盘后,就可以成为一架真正的商业计算机。于是许多像Apple公司那样的公司开始向市场推出这类计算机,一家叫“数字研究”的新公司则开发了一种操作系统CP/M,使得不同厂家生产的计算机能运行相同的程序。
当意识到存在着一个巨大的软件市场后,商业软件制作者开始编写有关的软件产品。回过头来看,最重要的事件也许要数扩充报表程序的出现。这种程序允许商人以一种从未有过的方式制订商业方案,试验各种不同的商业策略。这样个人计算机作为一种有效的商业工具确立了自己的地位,而且个人计算机提供的服务是无法被数据处理部门和他们以主机为中心的系统提供的服务所能替代的。再者,个人计算机的价格也比较适应一个部门不太宽裕的预算。一旦顾客购买了计算机,他就会发现有数据库软件包来支持他的业务数据,还有像WORDSTAR那样的软件来进行文字处理。尽管有现存体制的阻挠,台式个人计算机还是在大公司里得到了迅速普及,到1981年,它们得到了正式认可,IBM公司还推出了现在几乎人人知晓的PC机。
接踵而至的是一段软件上的兴盛时期,与此同时硬件也取得了长足的进步。IBMPC的生产采取了无专利的开放式结构。这使得其它制造商能造出大量的兼容机,其结果是这些大量的计算机造就了巨大的软件市场,促进了软件工业的兴旺。技术上的进步很快增强了个人计算机的功能:存储器的容量扩大了,出现了价格经济的大容量硬盘、速度更快的处理器芯片、还有得到显著改进的图像显示功能。
任何计算机功能的增强都带来两个结果:一是你可以以更快的速度做同样的事情;二是你可以做以前不能做的事情。个人计算机在商业事务中的成功很大程度上是由于第二个结果,第一代软件如Visi Calc开发了人和机器的交互对话功能,使用户从无此功能的主机系统和数据处理部门中解脱出来,它不仅能对用户的输入作出迅速的响应,而且用户可以随时随地方便地使用。
用户可以根据自己的需要来使用计算机,也可以购买现成的软件,在自己的办公室里做相应的工作,而不用像过去那样要等上好几个月甚至几年才能得到数据处理部门开发好的相应软件,随着计算机图像显示功能的提高,下一代软件不再受传统的24行80列显示格式的限制,而是通过扩充报表程序允许用户将他们的运算结果用直方图、条线图或扇形图等显示出来,随着具有更大内存和硬盘容量的个人计算机的出现,集报表扩充式程序、字处理和数据库为一体的“集成式软件包”也随之出现,这种集成软件包的一个令新的概念是“切换和组合”。也就是说能将信息在构成这个软件包的各部分软件之间加以传送。用户可以用数据库中的数据建立一张报表,然后只需稍稍按几下键,又可以将报表转换成条线图或扇形图显示出来;当他准备写一份管理报告时他可以使用集成软件包的字处理软件,并且可以轻而易举地同时使用扩充报表程序在报告中加进有关的条线图和扇形图。最早出现的集成软件包是Lotus1-2-3。这是一种超级工具软件,它为以后类似功能的集成软件包提供了范例。
台式个人计算机市场的另一竞争者Apple公司甚至又将图像功能推进了一步:在XEROX公司早期工作的基础上,Apple公司为Macintosh计算机开发了一种更高级的显示接口。物体在计算机上可以直接用图像加以逼真的显示;另一种创新则是用滚动式窗口来模拟办公桌上一组文件的变化情况,这种接口模拟了人们的工作方式,即同时进行几件事,但在某一时刻只做一件事。将这种模拟人类工作方式的技术再推进一步就产生了“随机附加软件”,这些附加软件平时处于“休眠”状态,一旦需要,就可“弹出来”使用。在显示屏上有个长方形的窗口,当这些附加软件在使用时该窗口就起作用,一旦该软件用毕,窗口又会消失,并能将在这之前窗口上有关的改动信息存储起来,例如Borland公司的Sidekick提供了一种“笔记”、一本电子地址录、日程安排表和一个电话号码簿。在这种第二代软件中我们可以看到其功能的巨大提高:在一个PC机网络上的Side Kick Ⅱ可以按照要求为提定的人查询网络上所有有关的日程安排表,以便在双方都有空的时间里定出另一次日程安排。
也许个人计算机革命性地改变以往人们的工作方式的最令人赞叹惊奇不已的例子要数台式印刷技术的发展了,这场革命的起因是Apple公司的Laser Writer的引入,它能产生几乎和铅印同样高质量的输出并能在正文中任意加入图表。Aldus公司的创始人认为这种Laser Writer软件能产生和传统排版印刷一样高清晰度的电子图像,由于Apple公司还开发了与这种软件相配合的质量上乘的Macintosh个人计算机,该公司几乎独占了整个台式印刷技术市场,这种市场上的成功也使IBM公司对其机器上类似软件的开发。一旦台式印刷技术作为一种工具得到确立,那么以此为基础将会产生许多能“创造”出艺术作品的软件来,现在我们已经可以通过计算机“创造”出与艺术家们工作室里的艺术品相媲美的艺术品来,个人计算机由此再次向我们显示了它能彻底改变我们生活的某些方面的非凡能力。
面向图像的计算机
归根结底,个人计算机软件的最大特色在于它的面向图像功能。过去的那些主机系统只有单一的24行80列显示,而个人计算机的显示则跨入了一个彩色图像、高清晰度高质量显示的时代。借助于窗口可像翻动纸张那样方便的滚动式屏幕显示取代了24行80列正文显示,尽管一开始IBM公司及其所属的软件工业对Apple公司的新思路试图不加以任何重视,但是最终仍不得不承认这是将来的一个发展方向。Microsoft公司的WINDOWS和IBM公司的OS/2中的presentation manager和Apple公司Macintosh计算机上的接口竟是如此的相似,以至Apple公司不得不抗议这是对他们的侵犯。这一切均说明更多地面向图像、面向人的计算机已经出现,然而所有这一切只是发生在商业领域,而不是学术领域。
计算机科学教育
值得注意的是计算机科学和个人计算机的这种不相容也反映到了计算机教学中来。个人计算机的操作系统沿用了许多传统计算机操作系统的概念,同时也创造了许多自身特有的新概念,特别是在人 - 机接口领域,如窗口、剪辑和粘贴等。还有,个人计算机往往联网使用,这使网络操作系统得到了发展,所有这些新概念、新技术都没有被列进教科书,我手头上有一本1933年出版的操作系统教科书,我费了九牛二虎之力也没有在目录中找到有关窗口和鼠标器的内容;这本书告诉我IBM370是如何安排虚拟存储器的,但我无法了解到在现代的个人计算机中同样的一切又是怎样进行的。
两种文化
我们可以看到学术性的计算机科学和个人计算机软件工业各自发展了两种不相交的文化,还探讨了造成这两种文化分支背后的原因。这两种文化会走到一起来吗?我感到怀疑。计算机科学的研究方式是团体研究,因为计算机科学家们相信“大”学科需要“大”研究团体,一个人单枪匹马干是不行的。其实,情况正相反:许多重大的计算机科学上的突破都是一两个人努力的结果,而且,为个人计算机软件业奠定基础的工作也是由一个人完成的。另外,学术研究期限较长,可达到3 ~ 5年,然而在个人计算机领域情形就大不相同:技术发展的高速度意味着对一个新想法必须尽快加以试验和实用化,不然就会显得过时了。
结论
问题的核心是英国大学的教学和科研体制,在这种体制下,教学和科研被认为同等重要,一个学者要兼顾两头。科研和教学的结合也许会对教学有促进作用,但不可否认的是研究者不能倾注全力去搞研究,在传统观念上这种一边教学一边研究的方式是很不错的,但面对现在正蓬勃发展的个人计算机新世界来说,这种方式就显得过时了。在这场竞争中我们不能做慢悠悠的绅士,只有全力投入研究才能有望取胜,因为这个新的世界和旧的大学体制是不相容的。一个也许令人失望的结论是在这场竞争中没有传统科学研究的位置。年
[Endeavour 1989年No.1]