数字计算机和晶体管的先驱-意大利的好利获得

“我决定报废我们的第一版计算机,然后从头开始。”1957年秋天,一位年轻有为的意大利华裔电子工程师马里奥•朱(Mario Tchou),在好利获得(Olivetti)电子研究实验室对他的团队这样说。这座实验室位于比萨郊区一座改建的别墅里,距离比萨斜塔不远。实验室里满是真空管、电线、电缆和其他电子器件,与华丽房间的高雅装饰形成了鲜明对比。每个工作日都有约20名物理学家、技术人员和工程师在那里从事设计、开发、焊接和协商工作。在不到两年的时间里(要求的时间为4年),他们已经完成了第一台原型主机,称作Macchina Zero。此前,还没有意大利公司制造过计算机。他们为此深感自豪。

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在一个星期天,马里奥•朱召集了他的老板和3名团队成员,讨论了一项大胆的决定,他希望这个决定能让好利获得领先于世界上所有其他计算机制造商。

他说,Macchina Zero使用的是真空管,而真空管很快就会被淘汰,它们尺寸过大,温度过高,很不可靠,而且耗能太多。公司希望能制造一款先进的机器,而晶体管则是计算机技术的未来。马里奥·朱说:“好利获得将推出一款全晶体管化的机器。”

实验室将在一年内完成新机器的原型。为了支持这项工作,好利获得还成立了自己的晶体管公司,并与仙童半导体公司建立战略联盟。1959年,好利获得的第一台主机ELEA 9003面世,它是一项令人惊艳的工业设计成果——模块化、技术先进、以人为本。以打字机、加法机和图标广告而著称的好利获得,突然成为了一家计算机公司。

大多数历史记录都在很大程度上忽略了好利获得作为计算机和晶体管先驱的角色,这一事实可能与ELEA 9003面世后发生的一系列悲剧事件有关。不过,这是一段值得重温的历史,因为好利获得的这份遗产仍然在以某些令人惊讶的方式存在着。

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第二次世界大战期间,计算机昂贵、易损而隐秘,且仅限于军事和科学用途。战后,为了满足对信息管理日益增长的需求,企业纷纷开始采用计算机。当时的计算机都依赖于真空管、打孔带和打孔卡,它们速度慢而且可靠性差,但比被取代的手动和机械系统要快得多。

1908年,工程师兼企业家卡米洛•奥利维蒂(Camillo Olivetti)成立了好利获得公司,它是意大利第一家打字机制造商。这家公司的工厂位于都灵附近的伊夫雷亚,其生产后来扩展到了机械计算器和其他办公设备。

20世纪20年代,卡米洛的长子阿德里亚诺(Adriano)开始更多地参与家族生意。阿德里亚诺曾在都灵理工大学学习化学工程。卡米洛是一名社会主义者,最初他让儿子在好利获得工厂当非技术工人。之后,他把阿德里亚诺送到美国学习工业化方法。1926年,好利获得根据科学管理原则,对公司的生产进行了重组。1938年,阿德里亚诺成为了好利获得的总裁。

阿德里亚诺认为,工业的利润应该进行再投资,从而推动社会进步。在他任职期间,公司给工人提供的福利在当时的意大利无可匹敌,福利包括更公平的女性薪酬、全方位的医疗服务、9个月的带薪产假和免费儿童托管服务。此外,伊夫雷亚工厂还有一个藏书3万册的大型图书馆。

阿德里亚诺还建立了一个实验性的营销与广告部门,围绕他的是年轻而聪明的设计师、建筑师、艺术家、诗人、摄影师和音乐家。阿德里亚诺的各种举措组合在一起,促使公司拥有了更广泛的国际知名度。

二战后,阿德里亚诺相信电子产品会是公司的未来,因此与法国布尔机器公司创办了一家合资企业。布尔公司当时是欧洲最大的穿孔卡片设备制造商之一,刚刚涉足计算机业务。好利获得-布尔公司成为了布尔产品在意大利的官方经销商,该合作关系正好有助于好利获得了解其国内计算机市场的潜力。

1952年,在阿德里亚诺最小的弟弟迪诺•奥利维蒂(Dino Olivetti)的建议下,好利获得在美国康涅狄格州新迦南建立了一所计算机研究中心。迪诺曾在麻省理工学院学习,并担任好利获得美国公司的总裁。(同年,迪诺在纽约现代艺术博物馆举办了一场专门展示好利获得产品和设计的展览。)实验室密切关注美国的发展,因为它是处于电子和计算机行业发展最前沿的国家。

好利获得公司想要为自己的计算机业务寻求一个有价值的学术合作伙伴。在20世纪50年代初与罗马大学的联盟失败后,该公司在1955年开始和比萨大学合作。当时,意大利仅有两台计算机,一台是安装在米兰理工学院的国家现金出纳机CRC 102A,另一台是安装在罗马应用数学研究所的Ferranti Mark I*。

比萨大学开始建造研究计算机,由好利获得提供财务支持、电子元件、专利许可和雇员。作为交换,好利获得的员工获得了宝贵的经验。虽然比萨项目只是为了给研究人员制造一台科学机器,但好利获得则希望针对商业市场开发一系列商用计算机。

阿德里亚诺寻觅了专家工程师和经理,想要在公司内建立一个计算机实验室,并领导好利获得的计算机团队。终于,他在马里奥•朱身上看到了这两种角色兼具的可能性。马里奥•朱1924年出生在意大利,是中国驻罗马和梵蒂冈城大使馆外交官朱殷(Yin Tchou,音)的儿子。在罗马第一大学学习电气工程后,马里奥•朱获得了华盛顿特区美国天主教大学的奖学金,并获得了该校的电气工程学学士学位。1949年,他移居纽约,获得了布鲁克林理工学院物理学硕士学位,3年后,他成为了哥伦比亚大学电气工程副教授。

1954年8月,阿德里亚诺•奥利维蒂在纽约遇到马里奥•朱,并立即认定他就是最佳人选。马里奥•朱是数字控制系统专家,在美国最先进的电子和计算研究实验室工作。他的母语还是意大利语,了解公司的文化。阿德里亚诺和他的儿子罗伯托(Roberto)说服马里奥•朱回到意大利,并负责领导他们在比萨的电子技术研究实验室。

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实验室的第一个项目Macchina Zero如期推进,但1957年马里奥•朱决定转向晶体管,这一决策有很高的风险,且可能造成延误。每次安装,公司将至少需要10万个晶体管和二极管,但意大利和其他地方一样,晶体管供应不足。公司决定不从美国或其他地方进口元件,而是自己制造。这一举措能够为好利获得提供安全而持续的元件来源以及有关该领域最新进展的专业知识和见解。

1957年,好利获得与意大利电信公司Telettra成立了SGS公司(Società Generale Semiconduttori的首字母缩写)。SGS在通用电气授权的技术基础上,很快开始生产锗合金结型晶体管。

不过,SGS的下一代晶体管是与仙童半导体公司合作制造的硅晶体管。当时的这家加州初创公司和SGS同年成立,由一群年轻的科学家和工程师组成,其中包括罗伯特•诺伊斯和戈登•摩尔。1959年年底,SGS通过好利获得新迦南实验室与仙童半导体公司取得联系,次年,仙童半导体公司和好利获得与Telettra一样,成为了SGS的平等合作伙伴。好利获得由此拿到了仙童半导体公司开创性技术的使用权,其中包括平面工艺,这是仙童半导体公司1959年取得专利的技术,现在仍用于制造集成电路。

马里奥•朱推动晶体管计算机取得进展靠的是ELEA 9003,这是意大利制造的第一台商用计算机。它于1959年面世,1960到1964年间,有大约40台主机出售或出租给了意大利客户,这些客户主要从事银行业和工业。

ELEA属于计算机历史学家认定的第二代计算机,也就是使用晶体管和铁氧体磁芯存储器的机器。在这方面,ELEA 9003和IBM 7070以及西门子 2002很相似。磁芯存储器是穿有铜线的微小磁环阵列。每个核芯都可以被顺时针或逆时针磁化,表示1比特信息——1或0。在米兰附近的Borgolombardo工厂里,好利获得的工人将ELEA存储器进行手工线装,ELEA就是在那里组装的。

ELEA 9003中存储器的最小单位是字符,由6位比特加1位奇偶校验位组成。存储器字符的总范围为2万到16万个,一般安装约4万个字符。好利获得的两位工程师乔治•撒切多迪(Giorgio Sacerdoti)和马丁•弗里德曼(Martin Friedman)此前曾为Ferranti计算机工作。他们的背景可能影响了9003的一些设计决策,尤其是计算机体系结构。不过,撒切多迪在罗马研究的Ferranti Mark I*使用的是威廉姆斯-基尔伯恩管(Williams-Kilburntube)和真空管,而不是磁芯存储器和晶体管。

为了监督新计算机的美学设计,阿德里亚诺带来了意大利建筑师小埃托•索特萨斯(Ettore Sottsass Jr.)。在荷兰设计师安德烈•范•昂科(Andries Van Onck)的协助下,索特萨斯专注于人机界面设计,利用人为因素和人体工程学,让计算机更易操作和维修。例如,他将机架的高度标准定为150厘米,让各处一边的工程师和技术人员能彼此进行视觉沟通,因为当时的计算机噪声非常大。

ELEA 9003安装在一系列模块化机柜中。彩色条带标出了每个机柜的内容物,例如电源、存储器、算术逻辑单元和外围设备的控制单元(包括打印机和Ampex磁带驱动器)。某些ELEA 9003装置的电源和磁带仓中还使用了真空管。

为了便于测试和修理电路板,索特萨斯将每个机架分为中央部分和两翼三部分,使其可以像书一样打开。他还在机架上方的槽道内安排了接线电缆。那个时代典型主机的电缆都位于地板下,导致维护麻烦而昂贵。

控制台的显示器使用了彩色立方体网格,类似马赛克瓷砖。每个立方体都刻有一个字母或符号。显示器的不同部分会显示9003组件的状态。操作员可以使用控制台的键盘来输入指令,每次一条,可直接执行。

索特萨斯设计的好利获得ELEA 9003复杂而优雅。1959年,它获得了著名的黄金罗盘(Compasso d’Oro)工业设计奖。

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好利获得致力于将ELEA推向国际市场。公司没有将计算机指令和缩写从意大利语翻译成英语、法语或德语,而是设计了一个大胆的解决方案。它委托乌尔姆设计学院(当时最先进的设计中心之一)开发了一种独立于任何一种语言的符号系统。虽然所开发出来的图标系统从未在ELEA系列中使用,但它预示了如今计算机界面中图标的广泛使用。

好利获得出口计算机的重大计划包括1959年收购美国打字机制造商安德伍德(Underwood)。好利获得希望通过这一举措,利用安德伍德强大的商业网络推进自己在美国的销售。可惜此次收购耗尽了公司的资金。更糟糕的是,好利获得发现安德伍德的制造设备已经过时,其财务状况也很差。

1960年2月27日,阿德里亚诺•奥利维蒂在从米兰乘火车前往洛桑时因中风而去世,时年58岁。次年,马里奥•朱在一次车祸中丧生,年仅37岁。马里奥•朱去世时就已经率先开发了新一代的好利获得计算机,该计算机包含了SGS-仙童的硅组件。伴随这些不幸的事件,好利获得的计算机部门失去了最具魅力和远见的领导者。

接下来的几年,公司充满动荡。罗伯托•奥利维蒂试图让计算机业务继续发展,甚至呼吁意大利政府提供援助,但政府不认为电子和计算机涉及国家利益,因此拒绝救助好利获得的电子部门。(政府也没有支持好利获得开发ELEA,与美国和英国政府对其国内计算机制造商的大力支持形成了鲜明对比。)与此同时,据报道,美国政府通过其前驻意大利大使克莱尔•布斯•鲁斯(Clare Boothe Luce)对好利获得施压,迫使其出售电子部门,最终,好利获得在1964年将其电子部门出售给了通用电气。

好利获得出售给通用电气的部分不包括其小型可编程计算器,公司继续对其进行开发。1965年,Programma 101一经上市便大受欢迎。(见插图《可用作计算机的计算器》。)

收购好利获得是通用电气进入欧洲计算机市场战略的一部分。好利获得的法国合作伙伴布尔公司同样面临财务困难,也于1964年被通用电气收购。通用电气继续在好利获得的小型模块基础上制造计算机,并将其作为GE 100系列出售。例如,ELEA 4115变成了GE 115。最终,通用电气的GE 100系列售出了大约4000台机器。

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我们无法推测,如果阿德里亚诺•奥利维蒂和马里奥•朱活得更久,将能使其计算机业务开展到何种程度。我们所知道的是,其电子部门留下了重要的设计遗产、先进的硬件和才华横溢的工程师。

毫无疑问,好利获得是当时最优雅的计算机。阿德里亚诺认为计算机应该是复杂的手工艺品,其美学、人体工程学和用户体验都必须与技术并行,需要精心雕琢。他投身于公司的方方面面,包括工厂、工人、广告和营销,从整体上进行研究和设计。IBM的小托马斯•J. 沃森(Thomas J. Watson Jr.)在其1973年的著名演讲《好设计就是好生意》中,称赞阿德里亚诺•奥利维蒂激发了IBM在20世纪50年代后期的全面美学改革。

好利获得的计算机遗产也通过其晶体管业务而继续存在。1987年,SGS与法国国有公司——汤姆逊半导体公司合并,成立了意法半导体公司,现在它已经成为了一家跨国微芯片制造商。

好利获得聘用的人才也在继续发挥自己的才干。在好利获得众多才华横溢的工程师和科学家中,有一位脱颖而出。1960年,该公司聘用了一位名叫弗德里克•法金(Federico Faggin)的19岁年轻人在其电子实验室工作。法金在好利获得工作期间,学习了计算机体系结构、逻辑学和电路设计,并帮助建造了一台小型实验计算机。

后来,在获得帕多瓦大学物理学学位后,法金在意大利的SGS-仙童合资公司短暂地工作了一段时间,然后去了位于加州帕洛阿尔托的仙童研发实验室,之后去了英特尔公司。凭借在好利获得和SGS的经验,他很快加入了创建第一台商用微处理器英特尔4004的团队。因此,虽然好利获得建造大型机计算机的工作未能持续下来,但这一努力间接促成了今天我们身边微型计算机产业的诞生。

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可用作计算机的计算器

1964年将计算机业务出售给通用电气后,好利获得成功地保留了对小型电子计算器的掌控权。其中最著名的是Programma 101。

这款可编程台式计算器于1965年10月在纽约商业设备制造商协会展会上一经推出,便名声大噪。它也被称为P101或Perottina,以设计它的总工程师皮尔•乔治•贝罗特(Pier Giorgio Perotto)命名,最终售出了超过4万台,销售地主要为美国,部分在欧洲。NASA购买了大量P101供1969年阿波罗11号登月的工程师使用。

该机器的卖点之一是它的便携性。它的大小大约与电动打字机相当。在程序模式下,它可以利用已储存的指令,像计算机一样使用;而在手动模式下,它又是一台高速计算器。它的存储器由磁致伸缩延迟线组成,利用沿镍合金线圈传播的声脉冲来存储数字数据和程序指令。其他几种小型计算机和计算器上也使用了这种存储器,包括小型商业计算机Ferranti Sirius,以及台式计算器Friden EC-130和EC-132。

P101有一个36字符的键盘、一个内置机械打印机和一个磁卡读卡器/记录器,用于存储和检索程序。好利获得提供了一个常用程序库。当时还没有像现在这样的显示器。

P101只使用高级指令,所以使用它编程非常简单。正如宣传广告视频所宣称的:“一位好秘书在几天之内就能学会操作它!”广告展示了在实验室、游泳池边,甚至是在赌场中应用P101的画面。相比当时需要程序员、工程师和操作员团队才能运行的大型机计算机,P101紧凑的尺寸、良好的功能和简易的操作都非常出色。不过其售价不低,P101可以按月租用,也可以按3 200美元(约合今天的2.5万美元)的价格一次性购买。相较之下,IBM系统/360大型机的月租金从2 700美元到11.5万美元不等,购买价格从13.3万美元到550万美元不等。

该计算器的技术参数随后被模仿。据称,由于惠普HP 9100可编程计算器的架构和磁卡与P101相似,惠普向好利获得支付了大约90万美元的版税。

P101的美学和人体工程学设计由才华横溢的意大利年轻建筑师马里奥•贝里尼完成。和索特萨斯的 ELEA 9003未来主义的外观相比,贝里尼的P101富于曲线和感官之美,同时便于使用。它圆润的边缘可以舒适地支撑用户的腕部和手部。磁卡可以很容易地插进中央插槽。在右侧,红绿色灯光增添了一抹色彩,同时还会提示操作员是否出现故障。P101现已被纽约现代艺术博物馆永久收藏。

如果你拥有一台P101并且需要修理,请不要绝望。包括P101原始设计师、前好利获得工程师以及志愿者在内的团队能够帮助你恢复并修复它。他们的实验室位于都灵附近小镇伊夫雷亚的Museo Tecnologicamente,那里也是好利获得的成立之地。

作者:Elisabetta Mori

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