司宏伟 王泽宇 微机传奇——8台老计算机的前世今生
2020年9月24日，清华大学科学博物馆（筹）与合肥子木园博物馆联合举办的“神机妙算——计算器具历史展”在清华大学正式启幕。展览中，有一组8台计算机的展品非常吸引观众的目光。它们是20世纪七八十年代的经典机型，是个人计算机产业开始蓬勃发展的缩影，是计算机发展史上重要的实物。而它们又出现在微软公司创始人比尔·盖茨（Bill Gates）与保罗·艾伦（Paul Allen）的两张合影中，与微软有莫大关系。本文通过挖掘这一组器物的背景故事，既了解优秀科技企业家开创个人计算机产业的历程，又能知晓当初计算机在产品设计、功能实现等方面所处的历史阶段。
在这张拍摄于1981年的黑白照片中（见图1），有两个略显青涩的年轻人微笑着坐在几台早期的台式电脑前。右边这位娃娃脸的是大家耳熟能详的前世界首富比尔·盖茨，当时他26岁；左边这位大胡子是他的搭档保罗·艾伦，当年28岁。他们两人联合创立了微软公司，而身边的这6台主流计算机当时都使用了微软公司的BASIC程序语言软件。
第二张照片（见图2）拍摄于2013年。32年后的2013年4月2日晚上，在西雅图活电脑博物馆（Living Computer Museum）举行的一个私人晚会上，比尔·盖茨和保罗·艾伦重新聚首，再现了1981年两人经典照片合影的那一幕。而此番的6台计算机收集也颇为不易。1981年照片中有2台计算机因一时无法找到，不得不用另外2台同时代的、亦采用微软BASIC语言的计算机代替。这两张照片中出现的8台计算机和两位企业家共同见证着微型计算机发展和微软操作系统发展的黄金岁月。
比尔·盖茨，1955年出生于美国华盛顿州西雅图，父亲是当地的著名律师，母亲是太平洋证券银行董事、华盛顿大学董事和国际联合募捐协会的主席，他的外祖父曾任州议会议员和国家银行行长。盖茨11岁进入湖滨中学就读，这是一所私立学校，鼓励学生发展自己的兴趣和爱好并为此创造条件。在这里，盖茨第一次接触计算机，这是学校配备的一台通用电气公司 DECPDP-8计算机，盖茨立即被强烈吸引，他积极报名计算机课程，学习BASIC语言（Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code，初学者通用符号指令代码），并在这个班上结识了比他高两个年级的保罗·艾伦。
保罗·艾伦，1953年出生于西雅图，父亲是华盛顿大学图书馆的管理员，艾伦从小受家庭熏陶，博览群书，令盖茨十分敬佩。两人志趣相投，从此结下一生的深厚友谊（见图3）。
当时两人痴迷于计算机编程，很快就把学校的上机时间用光了。不久，盖茨和艾伦找到校外一家计算机企业，并帮助他们检查程序错误（Bug），回报是可以免费上机。两人的编程水平越来越高，有一年学校请比尔·盖茨帮忙为下一个学年的课程安排表编写程序，他还玩起了小聪明，偷偷加了一些指令，把自己安排进一个全是女生、只有他一人是男生的课堂里，而且他“周围几乎全换成漂亮的女孩子”。
1971年，保罗·艾伦进入华盛顿大学学习计算机专业，两年后，比尔·盖茨遵照家长意愿，考入哈佛大学攻读法律。此时，艾伦中断学业进入一家计算机公司，随后又调到波士顿总部工作，正好在盖茨上学的地方附近，两人又经常凑在一起研究计算机。
1975年1月的一天，盖茨和艾伦在哈佛广场闲逛，艾伦在报摊上随手买了他经常看的美国《大众电子》（Popular Electronics）杂志1975年1月刊。这最新一期杂志的封面广告（见图4）立刻吸引住两人，上面是微型仪器和遥感系统公司（Micro Instrumentation and Telemetry Systems，简称MITS）用Intel 8080微处理器制作的一台微型计算机，这就是后来著名的“牛郎星8800”（Altair 8800）（见图5）。
牛郎星8800计算机被普遍认为是世界第一台商业上成功的微型计算机，从而掀起了个人计算机的浪潮。它由计算机爱好者、MITS公司创始人爱德华·罗伯茨（Edward Roberts）发明，由一个Intel 8080微处理器、256字节的储存器、一个电源、一个机箱、包含若干显示灯与开关的面板组成，售价仅397美元。牛郎星8800计算机十分小巧而且很便宜，以至于它成为了当时家家户户都能用得起的电脑。它在《大众电子》上的出现意味着“家用电脑时代”终于要到来了。
盖茨和艾伦热烈谈论，发现广告中说牛郎星8800只是一台硬件设备，厂家不提供软件，需要用户自己来编程。他们本身有过硬的编程能力，觉得时机已成熟，再不行动就要落后于时代。于是，盖茨就给MITS公司总裁罗伯茨打电话，声称已经为牛郎星开发出了BASIC程序。实际上当时他们一行代码也没有写，甚至连牛郎星8800真机都没见过。罗伯茨很感兴趣，当即邀请他们去公司测试软件程序。盖茨和艾伦为了抓住这次机遇，开始夜以继日地工作，艾伦利用哈佛大学艾肯实验室的PDP-10计算机模拟牛郎星8800，盖茨负责编写出一套仿真的BASIC语言程序，但这套程序能不能真的在牛郎星上使用，两人心里没底。艾伦作为代表，忐忑地赶赴MITS公司参加测试程序，如果盖茨编写的程序有一丁点错误，演示都将以失败告终。幸运的是，BASIC语言程序第一次输入牛郎星8800后产生的结果完全正确、成功通过测试，他们在没有牛郎星机的情况下编出的程序居然没有任何错误，真是一个奇迹。
软件测试成功后，双方友好谈判并达成协议，艾伦成为软件开发部负责人，盖茨从学校请假一段时间来与艾伦一起编写程序，两人很快在牛郎星8800上开发出了4K和8K的Altair BASIC语言，这是世界上第一套为微型计算机开发的软件。
1975年4月4日，盖茨和艾伦决定自己成立一家专门为计算机编制软件的公司“Micro-Soft”（Microcomputer Software，“微机软件”缩写），注册了“微软”（Microsoft）商标。当时艾伦23岁，盖茨21岁。两个月后，盖茨干脆从哈佛大学辍学，从此他与艾伦联手开启了微软公司的“未来之路”（见图6）。
1977年，盖茨和艾伦把微软公司搬回自己的家乡西雅图，这时的MITS已被加拿大一家计算机企业收购，微软转而以修改BASIC程序为主要业务继续发展。越来越多的微型计算机厂家都开始采用微软的BASIC程序以及其他功能产品，微软BASIC逐渐成为公认的市场标准。1977年开始，苹果公司、克摩多公司（Commodore）、坦迪公司（Tandy）等微机大厂都成了微软产品用户。
1980年，这是微软发展中的一个重大转折年份，国际计算机巨头IBM公司为进军微机领域实施了一个名叫“象棋行动”的战略计划，秘密研制新一代微型计算机，并选中微软公司为其编写关键的操作系统软件。由于时间紧迫，程序复杂，微软公司以5万美元的价格从西雅图的一位程序编制者蒂姆·帕特森（Tim Paterson）手中买下了一个操作系统QDOS的使用权，在进行重新改写后提供给IBM，并将其命名为MS-DOS（Microsoft-Disk Operating System，微软磁盘操作系统）。
1981年初，比尔·盖茨和保罗·艾伦把第一版操作系统交付给IBM。此时两人意气风发，因为当时市面上几乎所有著名微型计算机都使用微软的软件，他们又刚刚为IBM新开发了自己的操作系统。兴致勃勃的两人随手找来当时流行的几款微机摆在一起，两人坐在其中，于是就有了这张经典照片诞生。
1981年8月，IBM推出他们第一台商业主流微型计算机（也叫IBM5150），称之为个人电脑（Personal Computer，PC），之后“PC”之名被普遍用于IBM个人电脑品牌产品或与之兼容的台式微机。IBM PC（见图7）采用英特尔Intel8088 CPU，微软PC-DOS操作系统，16位字长，其开放式的体系结构促使第三方供应商纷纷涌现，提供外围设备、扩展卡和软件。IBM在个人电脑平台标准化方面对市场产生了重大影响，“与IBM兼容”成为随后大部分计算机公司销售增长的重要标准，IBM PC成为民用个人电脑发展的里程碑，该机还登上了美国《时代》杂志封面成为“年度风云人物”。
果不其然，IBM PC机的普及使微软MS-DOS取得巨大成功，因为其他微机制造商都希望与IBM兼容。MS-DOS在很多家公司被特许使用，因此在20世纪80年代它成了众多微型计算机的标准操作系统。
1983年，保罗·艾伦被查出罹患霍奇金氏病，不得不辞去微软高管职务，接受放射治疗和骨髓移植。比尔·盖茨带领公司继续高歌猛进，1985年推出Windows图形界面操作系统，逐步占领整个个人计算机软件市场。1999年微软公司如日中天，盖茨成为全球首富。
2006年，艾伦在西雅图南部地区，创建了活电脑博物馆，2012年10月25日，这座博物馆正式对公众开放（见图8）。
2013年4月2日，艾伦在该博物馆举行私人聚会，盖茨应邀出席。该馆工作人员特意在馆藏中寻找1981年两人经典照片里那几台计算机，以便盖茨与艾伦德重聚时，可以再现经典合影。可惜的是，原照片中后排右1的迪宝8200计算机和前排左1的NEC PC-8001在该馆藏品中没有，照相时工作人员只好用“超级大脑”（Intertec Superbrain，序列号355129）和三洋MBC-550（Sanyo MBC-550，序列号18221141）连带松下RGB显示器（序列号EC3430061）和键盘（序列号18221149）这两台同时代的计算机替代，它们当年也使用了微软公司的BASIC软件。
32年后经典照片再现，此时盖茨58岁，艾伦60岁。5年之后的2018年，保罗·艾伦在西雅图病逝，享年65岁。而比尔·盖茨于2020年3月14日彻底退出微软公司董事会，多年来与妻子成立慈善基金会，2017年当选中国工程院外籍院士，致力于支持和资助研究癌症、艾滋病、新型冠状肺炎病毒等的科学工作。
2020年9月24日，参加清华大学科学博物馆“神机妙算——计算器具历史展”开幕式的观众们惊喜地发现，西雅图活电脑博物馆当时所没有的，比尔·盖茨和保罗·艾伦1981年和2013年两次经典合影中全部8台微型计算机的同型同款实物赫然出现在展台上（见图9）。
苹果II计算机（见图10）由美国苹果电脑公司于1977年研发生产，是世界第一台成功批量生产和销售的家用电脑，也是全球首台8位（8-bit）彩色图形界面微型计算机，主要由苹果电脑公司联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克（Steve Wozniak）进行技术设计，公司另一位创始人史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）负责了它的塑料外壳开发工作。
就在盖茨和艾伦准备利用牛郎星8800大干一场的同时，远在旧金山的另一对好朋友乔布斯与沃兹尼亚克也同样捕捉到这个大好机会。在仔细研究了牛郎星8800后，1976年4月1日，乔布斯和沃兹尼亚克在自家车库里创立了苹果电脑公司，推出了苹果I计算机——实际上是一台单板机，没有屏幕、没有外壳，可外接键盘和电视。为了提高市场竞争力，苹果公司开始研发新一代计算机，预计比当时所有微机性能都完善，这就是苹果II。
苹果II搭载MOS 6502微处理器，内置微软BASIC程序语言，整机包含外壳、键盘、电源，还配有彩色电视机作显示器。精于技术的沃兹尼亚克，不但把苹果II系统的电路设计的十分精巧，而且引入了创新的总线个扩展插槽就可以使系统方便地连接各种各样的外部设备。同时，乔布斯的美学思想和完美主义在苹果II的外观设计上开始体现出来。他把原来的木板外壳改成外表光滑的塑料包装，并且全机用棕、灰、白三种颜色鲜明搭配，提升了美感。乔布斯还与专业广告公司麦肯纳（Mckenna）一起重新设计了苹果图标——“被咬了一口的苹果”（英文中的“咬”bite与“字节”bit发音和拼写都近似）。为强调其彩色图像显示能力，机箱上的苹果图案还着上了彩虹条纹，而这个图案随后成为苹果公司的著名徽标。
1977年4月，苹果II在美国西海岸电脑展上一经推出立即引人注目。两个月后苹果II上市，成为苹果公司销售的第一款消费品，苹果首次推出个人使用的微型计算机，目标是面向美国家庭而非商人或电脑爱好者的消费市场。AppleII 在20世纪80年代售出数百万部，还拥有多种改良型号，包括苹果 IIe 和 IIgs 等，被美国教育系统作为标准电脑普遍采购。直到 20世纪90年代末期，许多学校里仍能发现其踪影，实为个人计算机之经典。
TRS-80微型计算机（见图11）系统由美国坦迪/睿侠公司1977年8月生产，全称是“Tandy /RadioShack-Z80”，Model I是系列产品的第一个型号。睿侠（RadioShack）是坦迪公司旗下的零售商，当时有超过3000家遍及美国的电子产品消费连锁店。TRS-80机是最早大规模生产和销售的家用电脑之一，采用Zilog Z80处理器（而不是当时更常见的Intel 8080），4 KB DRAM标准内存，配备全功能QWERTY键盘和用于程序存储的盒式磁带驱动器，体积小巧，具有文字处理和会计功能。
由于使用的是与Intel8080兼容的ZilogZ80处理器，所以TRS-80在当时商用软件和操作系统的选择更丰富一些。而它的另外一个卖点则是更加便宜的价格，单主机399美元，主机加上显示器、磁带机一起599美元，比Apple II和准将PET 2001都便宜，这样的价格让更多家庭可以承受。同时，坦迪/睿侠公司为TRS-80用户提供了全面的支持，包括可在该公司遍布全球的成千上万家商店享受升级、维修和培训服务。
到1982年，TRS-80计算机成为美国最畅销的家用电脑产品，产量比竞争对手苹果公司的AppleII系列高出5倍。
准将PET2001（见图12）是加拿大克摩多国际计算机公司美国分部1977年生产的系列个人电脑之一，由曾经设计KIM-1单板式计算机的查克·佩德尔(Chuck Peddle)负责研发。该机采用MOS 6502微处理器、微软BASIC编程语言，外设有键盘、显示器和用于存储数据和程序的盒式磁带。准将PET 2001在1977年1月的世界电子展览会上向消费者推介，但由于一系列技术问题，直到同年12月才生产，那时苹果II和TRS-80 I已经开始交付。苹果II、TRS-80 I和准将PET 2001这三款极具代表性的个人电脑相继在1977年发布，被计算机业界誉为“1977三剑客”（“1977 trinity”）。
准将PET 2001的特色之一是它的外观设计最早具有“一体机”的概念，独特的梯形显示器像“焊在”机座上一样。此外，它还最早使用了“巧克力键盘”（chicletkey board），即按键帽非常像一颗颗的巧克力，厚度薄，手感很好。软件方面，该机有一个功能齐全的、带有浮点支持和小写字母的操作系统，这是当时TRS-80和Apple II都不具备的功能。当时，磁盘驱动器价格还很昂贵，但准将PET2001灵活的互连方式可以使多台机器外接到一台磁盘驱动器和打印机上，节省不少空间和资金。因此该机当时在各个大学中很受欢迎，并进入了许多计算机实验室。
线）是一个独立的桌面显示终端，由美国“天顶电子”电视集团旗下的数据系统公司(Zenith Data Systems)研发。该机于1979年6月发布、10月出厂，采用Z80微处理器，12英寸CRT显示屏，84键打字机式键盘包含60个字母键、12个用于数据输入的数字键和12个功能/控制键，其中8个键允许用户根据系统需要定制特殊功能，高频使用键还被放大，方便操作员使用。作为显示终端机，它有特殊的视频模式，可以在浅色屏幕背景上显示出深色字符。Z19当时售价是995美元，也可从希思吉电子中心（Heathkit Electronic Centers）以未组装形式购买，价格低至695美元。
天顶数据系统公司是微软公司早期的合作伙伴，其所有“真力时”牌计算机被授权使用微软语言。20世纪80年代初，微软程序员曾使用与中央大型计算机连接的线 显示终端完成了大量程序设计工作。
迪保公司于1979年9月出产8200数据站计算机（见图14）。迪保前身为计算机终端公司（Computer Terminal Corporation），1968年创建于美国德克萨斯州圣安东尼奥市，公司最初的产品计算机终端，是为了取代分时连接的电传打字机系统。该公司在1970年开发的Datapoint 2200型可编程终端颇有意义，可被视作一台通用可编程微型计算机。2200终端机的成功和流行使该公司顺势更名为“迪保”（Datapoint）。
1979年的迪保8200数据站计算机使用微软编程语言，主要特点有：具有一个“配置模式选项”和一个电可改写只读存储器（EAROM）保存用户的选择，使用此功能用户可以配置数据共享参数；增加了F1—F5五个可编程功能键，可为用户提供额外的功能；16级屏幕亮度控制，可以防眩光并提高屏幕清晰度；Shift键锁定指示灯，用于提醒用户键盘处于“切换”状态，等等。这些都成为了未来个人电脑键盘功能的雏形。
“超级大脑”是一台多功能商用微型计算机（见图15），1979年由美国南卡罗来纳州哥伦比亚市的英特泰克数据系统公司（Intertec Data Systems Corp.）生产出售。该机器与众不同之处在于它使用了双Z80 CPU，第二个微处理器被用作磁盘。1983年，该机的售价约为2000美元。有几种系列机，包括Superbrain、Superbrain II、Superbrain II Jr、“QD”（四密度磁盘驱动器）和“SD”（超密度磁盘驱动器）等型号，软件都使用微软BASIC程序语言。
1981年，“超级大脑”成为第一个使用Kermit文件传输协议（提供了一条从大型计算机下载文件到微机的途径，被用于进行公用数据传输）连接的电脑终端，该机在当时的商务办公环境中非常实用。
1979年9月，NEC公司发售了他们首台微型计算机PC-8001（见图16），这是日本第一台使用“PC”这样的表达方式的机种。
日本的PC-8001和美国的苹果II相比，具有较明显的优势。首先，它使用的CPU是μPD780C-1（与Z80兼容），频率4.15Mhz，比苹果II的6502要快；同时，PC-8001的ROM固化了“PC-8001 BASIC”，是微软24K BASIC的完全移植。在显示性能方面，PC-8001可以直接显示8色80列、25行文本，图形模式只有160*100像素*8色，但是速度较快。PC-8001主机是一台所谓的“键盘机”，内部空间非常小，因而只集成了显示接口、RS-232串口、打印机接口、CMT磁带机接口，如果需要安装外置软驱这样的设备，就必须使用扩展槽PC-8011/8012。而它的价格也是比较高的，当时达168000日元。
三洋MBC-550（见图17）是一款小巧廉价的“披萨盒”风格个人电脑，1984年由日本三洋公司推出，是首批兼容微软磁盘操作系统（MC-DOS）并且零售价低于1000美元的电脑。MBC-550拥有16位的8088主板，内存128K，还配有磁盘驱动器，带有5个功能键和数字小键盘的键盘，并内置了“文字之星”（WordStar）等众多软件包。
在日本，这款机型称为MBC 55，拥有日文汉字字符集。尽管在一定程度上它是在模仿IBM PC，但三洋公司为它编写了自己的基本输入输出系统（BIOS），并请微软等公司为他们的操作系统和软件编写特殊版本与MBC-550绑定。但三洋MBC-550毕竟与IBM PC存在许多差异，许多MS-DOS上的软件无法在MBC-550上运行，这也是它在美国市场不太受欢迎的原因之一。
上述8台老计算机虽然在今天看来早已过时，只能静静地陈列在博物馆展架的一角，但它们大都在不同层面上、不同领域中有着时代意义。它们是20世纪70年代末、80年代初微软程序语言逐渐成为通用标准，微型计算机开始走向普及的缩影，也见证着计算机产业由车库文化向大众流行文化的转向。
这8台计算机在商业上都取得了各自的成功，而成功背后更深层次的原因，是当时大众的需求被真正挖掘和激发出来。换言之，在这些计算机设计者的精心引导下，用户真的愿意去购买这样一台与当时主流的大型计算机迥然不同的小物件，这些新兴计算机宣示了“个人主义的边疆”，构成了计算机发展史上的转折，让微型计算机向着我们今天熟悉的形态演进。作为最早引领潮流的“1977三剑客”，这三款计算机在外观、手感、价格、处理能力等各方面都对用户非常友好，从而获得广泛关注。比如乔布斯以其超前的理念、超凡的设计能力将冷冰冰的电路板包装成一款色彩亮丽、功能齐全的产品。今天我们仍受惠于乔布斯对世界的种种改变，当我们看到作为藏品的苹果II时，也不难想象这款计算机当初推出的意义了。再如日本生产的微型计算机对本土语言的支持，是在为用户打开个人计算机使用的想象空间，也展示了来自东方世界的“青春与反叛”。以这8台计算机为代表的微型计算机产业兴起，促使IBM、惠普等一些大公司纷纷加入战局，预示着后来豪强争霸、群雄逐鹿的“个人电脑商业时代”的开启。
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