計(jì)算機(jī)科學(xué)之個(gè)體的重復(fù)發(fā)展

1、國(guó)外經(jīng)典教材作者簡(jiǎn)介Andrew S.Tanenbaum 是ACM和IEEE的資深會(huì)員，荷蘭皇家藝術(shù)和科學(xué)學(xué)院院士，獲得過1997年度ACM/SIGCSE計(jì)算機(jī)科學(xué)教育杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。當(dāng)前，他的主要研究方向是設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)十億級(jí)用戶的廣域分布式系統(tǒng)。在進(jìn)行這些研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，他在各種學(xué)術(shù)雜志及會(huì)議上發(fā)表了70多篇論文，并出版了多本計(jì)算機(jī)專著。Tanenbaum還入選了世界名人錄。Tanenbaum教授的個(gè)人主頁(yè)是http：/www.cs.vu.nl/ast。計(jì)算機(jī)科學(xué)之個(gè)體的重復(fù)發(fā)展在達(dá)爾文（Charles Darwin）的著作物種起源之后，德國(guó)動(dòng)物學(xué)家海克爾（Ernst Haeckel）指出了“個(gè)

2、體重復(fù)發(fā)展”現(xiàn)象。他的意思是，一個(gè)胚胎（個(gè)體）重復(fù)物種（個(gè)體）的演化。換句話說，在卵子受精之后，一個(gè)人類的卵子在成為人類嬰兒之前，經(jīng)過了是魚、是豬以及是其他物種的階段?，F(xiàn)代生物學(xué)家認(rèn)為這是一種粗略的簡(jiǎn)化說法，不過這個(gè)說法的內(nèi)部包含有真理的成分。在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中有著類似的情形。每一個(gè)新的物種（大型機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、智能卡等）似乎經(jīng)歷著它的前輩經(jīng)歷過的發(fā)展歷程。第一代大型計(jì)算機(jī)完全使用匯編語(yǔ)言編程，甚至復(fù)雜的程序，如編譯器和操作系統(tǒng)，也是用匯編語(yǔ)言寫的。到了小型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)時(shí)，F(xiàn)ORTRAN、COBOL和其他高級(jí)語(yǔ)言在大型機(jī)中已經(jīng)普及，但是新的小型計(jì)算機(jī)卻使用匯編語(yǔ)言編程（因?yàn)?/p>

3、空間不足）。當(dāng)微型計(jì)算機(jī)（早期的個(gè)人計(jì)算機(jī)）發(fā)明時(shí)，人們也用匯編語(yǔ)言編程，盡管那時(shí)小型機(jī)已經(jīng)使用高級(jí)語(yǔ)言編程了。掌上型計(jì)算機(jī)也是從匯編代碼開始但是迅速移植到高級(jí)語(yǔ)言上（主要原因開發(fā)工作是在較大的機(jī)器上進(jìn)行的）。對(duì)智能卡來說，情況也一樣?，F(xiàn)在讓我們考察操作系統(tǒng)。第一代大型機(jī)開始沒有保護(hù)硬件也不支持多道程序設(shè)計(jì)，所以它們運(yùn)行那一種一次只處理一個(gè)人工裝入的程序的簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)。后來大型機(jī)有了保護(hù)硬件，操作系統(tǒng)同時(shí)支持多道程序，隨后有了完善的分時(shí)能力。小型計(jì)算機(jī)剛出現(xiàn)時(shí)也沒有保護(hù)硬件，也一次運(yùn)行一個(gè)人工裝入的程序，盡管那時(shí)多道程序設(shè)計(jì)已經(jīng)在大型機(jī)上良好的建立起來。逐漸地，小型計(jì)算機(jī)有了保護(hù)硬件，并且有

4、了同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)或更多程序的能力。第一代微型計(jì)算機(jī)也只有一次運(yùn)行一個(gè)程序的能力，以后才獲得多道程序的能力。掌上型計(jì)算機(jī)和智能卡所走的是同樣的路程。磁盤首先出現(xiàn)在大的大型機(jī)上，然后出現(xiàn)在小型計(jì)算機(jī)上、微型卡計(jì)算機(jī)上，并如此發(fā)展下去。即使到現(xiàn)在智能卡也還沒有配上硬盤，但是隨著只讀閃存的發(fā)明，智能卡將很快會(huì)有硬盤的等價(jià)產(chǎn)品了。磁盤一出現(xiàn)，就引發(fā)了早期的文件系統(tǒng)。在CDC 6600上，該機(jī)20世紀(jì)60年代就成為世界上最強(qiáng)大的大型機(jī)，其文件系統(tǒng)具有用戶創(chuàng)建文件并持久存在的能力，即在創(chuàng)建文件的程序退出后該文件仍舊保留在磁盤上。為了在隨后能夠訪問這樣一個(gè)文件，必須為該文件附上一個(gè)具有特殊命令的程序并提供其口令

5、（在使文件持久存放時(shí)提供）。事實(shí)上，所有的用戶共享一個(gè)目錄。要依靠用戶自己才能避免文件名稱的沖突。早期的小型計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)也是所有用戶共享一個(gè)目錄，同樣的是也出現(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)中。虛擬存儲(chǔ)器（運(yùn)行比物理存儲(chǔ)器大的程序的能力）有著類似的發(fā)展過程。它首先出現(xiàn)在大型機(jī)上，接著出現(xiàn)在小型計(jì)算機(jī)上、微型計(jì)算機(jī)上，并且逐漸出現(xiàn)在越來越小的系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)處理有著相似的歷史。在所有的事例中軟件的發(fā)展都是由技術(shù)決定的。例如，第一代微型計(jì)算機(jī)有4KB內(nèi)存并且沒有保護(hù)硬件。高級(jí)語(yǔ)言和多道程序程序設(shè)計(jì)對(duì)于這樣一個(gè)小小的系統(tǒng)而言實(shí)在太大了，所以無(wú)法處理。當(dāng)微型計(jì)算機(jī)演化為現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)，它具有必要的硬件和必須的軟件可以處理更先進(jìn)的功能。看來