PDF《第1章》

第1章序曲:从古到今话计算 我们人类对计算的需要, 可能起源于逐渐开始积累物质财产这个大的背 景.

这样的需要很快演变成为我们需要记录家庭或部落所拥有的财产,比如 多少头牛和羊,等等.一旦可以做简单的加减法,与之相关的 记录信息的 需要 也随之而来,有了记录,信息保存的时间可以更长,而且还可以分享 给其他的人.早期用来记录信息的载体是鹅卵石或实物,但发展到后来,人 们发现可以用符号来代替. 人类不断进化并开始以部落的方式定居之后,产生了其他的需要,比如 需要测量砖瓦的尺寸和标定地界.一旦有空闲时间,我们人类又在好奇心的 驱使下想要计算时空的距离和恒星的位置. 很快,与计算有关的活儿被视为是一种繁重而乏味的体力活儿.于是, 很快出现了可以帮助提高计算速度的机械装置.算盘是第一个具有开创性 的计算器. 最后,不同的决策支持工具先后问世.对快速计算、永久性数据存储和 复杂决策的需要是最终启发我们人类设计和开发计算机及相关软件的关键 因素. 软件工程通史 1930―2019

2 人类对计算的需要 这样一本讲软件工程和计算机发展史的书, 不应该开门见山就直接从某 个具体的时间(比如

1930 年)开始.没错,数字计算机和软件设计的确是

1930 年到

1939 年之间才首次明确提出来的, 但它们的出现实际上离不开历 史上几千年以来的许多发明. 古往今来,人类对计算有不同形式和类型的需要.当然,更需要以固定 格式来保存计算结果. 还有一种不太容易明确的需要是对不同的选项进行逻辑分析. 一个典型 的例子是产品的市场化是走平稳的长线还是走快而陡峭的短线.再比如,某 块特定的土地最适合种植哪一种农作物? 更重要的决策还有某个部落是否应该对另一个部落发动战争.在今天, 有些决策关系到健康, 甚至生死攸关, 比如, 对付抗药性肺结核这一类大病, 究竟用什么疗法才最有效? 再有就是影响到经济发展的决策.一个典型的例子是共和党与民主党. 哪些选择对美国经济最有利,双方的观点截然不同. 要在不同的对立选项之间做出选择,虽然不可能双方都对,但双方显然 都有可能选错. (也可能有其他更好的选择或压根儿就没有什么更好的选择) 通过对民主党与共和党的辩论进行分析, 我们发现双方貌似都是错的, 而且, 无论采取哪个党派的执政路线,最后都可能不利于美国经济健康发展. 在计算机或软件设计专业人员看来, 建一个强大的数学模型来比较提高 税收(民主党目标)、减少开支(共和党目标)或兼顾两者所造成的经济影 响,应该不是特别困难吧. 然而,民主党与共和党都没有用真实的财政模型来展开理性的辩论,而 是停留在巧言辞令的层面,没有任何实质性的信息或论据来支撑自己的论 断. 共和党与民主党的演讲简直让人大跌眼镜, 双方都在极其能事指责对方, 第1章序曲:从古到今话计算

3 但都拿不出什么确凿可信的数据. 这类问题在美国很多州和市也发生过.比如,2012 年美国大选前,罗 德岛州议会通过一项不明智的决议,每个投票站的选民人数提高一倍,目的 是使投票站的数量减半. 这个愚蠢的决定造成一个不可避免的后果,选民必须排成长队,足足等 上四个小时才能投票,有些投票站甚至还得开放到深夜. 这个问题并不是特别复杂. 每个投票站每小时的人流量在很多年前就是 知道的. 但罗德岛州议会疏忽了对投票站减半后之于选民等待时间的影响进 行充分而必要的计算. 结果,2012 年大选中,罗德岛州很多选民等不起四个小时,有的甚至 没有投票就直接走人.他们的选举权被这个 脑残 议会所通过的愚蠢决议 给剥夺了.议会的这项决议太差劲儿了,在没有对投票站减半对投票时间的 影响进行建模之前,绝对不应该予以通过. 今天,政府出台的法律是否明智,颁布的法规有没有经过大脑,其决 策影响评估都可以用计算机和软件轻松算出来,甚至还能够从根源上消除 可能出台类似愚蠢决议的任何想法. 事实上,古往今来,人类一直都在运用数学知识做出逻辑选择,记录数 据和信息,在这样的大背景下演绎出软件和计算机的发展历程.下面几个问 题与软件和计算机的发展史紧密相关: ? 我们用的是什么类型的计算? ? 我们需要保存什么类型的信息或数据? ? 对于需要长期保留的信息,哪些存储方法最合适? ? 面对复杂的选项或决策,哪些分析方法对我们有帮助? ? 在进行数据与知识的交流时,有哪些最佳方法? 穿越古今,从大历史观的角度来考虑这五个问题,纵览计算机和软件逐 步用于解决这些问题的过程,是非常有意思的. 软件工程通史 1930―2019