40系列顯卡就要來了，你準備升級電腦配置了嗎？為了給今年十月首發(fā)的新顯卡鋪路，老黃也是在最近大幅下調(diào)了RTX30系列顯卡的價格，以RTX 3090 Ti為例，降幅高達500美元（約合3327元），并且還有買顯卡送游戲的活動，可見上一代顯卡現(xiàn)在確實賣不動了！
但對于不少玩家來說，現(xiàn)在仍舊未到升級電腦配置的最佳時機，一來市面上的“礦卡”還有很多，這段時間翻車的網(wǎng)友并不在少數(shù)，再有近兩年游戲優(yōu)化方面還算不錯，不追求最高畫質(zhì)自己的老電腦目前來說完全夠用，哪怕是N年前的電腦配置也基本上能夠流暢運行目前市面上的大多數(shù)游戲。
最近便有網(wǎng)友測試，一套7年前的主流電腦配置，包括4代i5的cpu，以及GTX960的顯卡，就能基本上就能做到流暢玩一些當下的游戲了。以目前較火的多人競技游戲《永劫無間》為例，上述網(wǎng)友經(jīng)過十幾個小時的測試，并未出現(xiàn)卡死、掉幀嚴重等問題。
據(jù)了解這套電腦由該網(wǎng)友初中時代購入，經(jīng)過7年的使用后目前狀態(tài)基本良好，而在進入《永劫無間》后，調(diào)到低畫質(zhì)廣場上基本能穩(wěn)定140幀左右，而拼刀時也能保持100幀，這個幀數(shù)可以說是十分流暢了。
而一些游戲中的其他玩法，例如【武道爭鋒】、【勇闖險境】也都能流暢的玩耍，當然尋常的匹配、排位也是一樣，要知道該玩家的GTX960顯卡，顯存更只有區(qū)區(qū)2G，如此低配下都能流暢運行，除了能看出老電腦配置調(diào)教好依舊能打之外，也足以證明《永劫無間》的游戲優(yōu)化有多優(yōu)秀了！
而除了《永劫無間》之外，這套配置玩其他主流游戲也都能做到穩(wěn)定運行，因此大家大可不必著急升級電腦，等到40系顯卡上市并且價格穩(wěn)定后再換也不遲，最起碼不能便宜了黃牛不是嗎，各位網(wǎng)友大家覺得呢？在評論區(qū)說說你的想法吧！
憨笑]突然想到一個哲學問題：家里的電腦，有7年時間了，但這7年時間里，所有零部件都陸續(xù)被我換了幾遍，像顯示器、機箱、CPU、內(nèi)存條、硬盤...每隔半年換一個零部件，那么，哲學問題來了：現(xiàn)在的電腦和7年前的那臺電腦，還是同一臺電腦嗎？這里有兩個答案，都是對的：一個觀點認為是同一部電腦，因為基于人對這部電腦的記憶連續(xù)性，腦海中一直認為這是同一部電腦。另一個觀點認為現(xiàn)在的電腦和7年前的那臺電腦已經(jīng)不是同一部電腦，因為所有零部件都已換過了。
這讓我想起了我們生活中那些看似簡單卻又復雜的事情。比如說，我們的身體。你有沒有想過，咱們的細胞每隔一段時間就會更新一次？有研究說，咱們身體里的細胞大約每七年就會換一次，聽起來是不是很神奇？那么，難道七年前的你和現(xiàn)在的你就真的是同一個人嗎？當然，記憶、性格、經(jīng)歷這些都在改變，但從生物的角度來說，咱們的身體其實是在不斷“重建”的。
再說說朋友之間的關系。想想你和小學同學的友情，七年前的你們可能每天一起玩，分???零食，甚至一起做作業(yè)。可是現(xiàn)在，大家都忙著工作、家庭，聯(lián)系少了，甚至有的朋友可能已經(jīng)不再聯(lián)系。那你們的友誼還是當初那種純真的友誼嗎？有的人會說，雖然時間和距離改變了很多，但心里的那份情感依然存在；而有的人則認為，既然沒有了互動，那這份友誼就變得淡薄了。兩種看法各有道理，但無論如何，時間總是能在不知不覺中改變一切。
說到這里，不得不提到那些“老物件”。你家有沒有一臺老電視，或者一臺老冰箱？那種在你家待了十幾年的家電，雖然它們的外觀沒有變，但里面的零件早就換了個遍，依然在為你服務。你會對它產(chǎn)生一種莫名的情感，覺得它就像家里的一員。可要是換了個新款，功能更強大，外觀更時尚，難道你就不想換掉它嗎？這就像是我們對待生活中的一些事物，明明知道該換了，但又舍不得，心里總有一種牽掛。
再來聊聊我們的愛好。想想你小時候喜歡的玩具，可能是個小汽車，或者是一套樂高。七年前的你肯定會覺得這些玩具是無價之寶，但現(xiàn)在，長大了的你可能早就把它們?nèi)拥揭贿叄踔敛辉傧肫稹Ｄ氵€會說那是“我的玩具”嗎？還是說“那是我小時候的玩具”？這就像是我們的興趣愛好，隨著時間的推移，可能會發(fā)生巨大的變化。曾經(jīng)熱愛的音樂、電影，甚至是朋友，都可能隨著???間的流逝而改變。我們在不斷成長，但???些曾經(jīng)的記憶依然留在心底。
這些看似瑣碎的事情，實際上反映了一個深刻的哲學問題：身份和變化的關系。就像那臺電腦，雖然零部件都換了，但它承載的記憶和感情卻是不可替代的。我們生活中每一個瞬間、每一個選擇，都是我們身份的一部分。無論是身體的變化，還是關系的演變，甚至是愛好的轉(zhuǎn)變，都是在告訴我們：變化是生活的常態(tài)，但記憶和情感卻是我們最寶貴的財富。
所以，回到最初的問題，家里的那臺電腦，究竟算不算同一臺？其實，這個問題的答案在每個人心中都有不同的解讀。或許，重要的不是電腦本身，而是我們在這七年里經(jīng)歷的一切，所帶來的成長和變化。
各位觀眾老爺，你們怎么看呢？
算機為什么是今天這樣子？本文將用一氣呵成的方式，把計算機發(fā)展歷史快速縷一遍。
小時候，見過計算器，能很快完成計算，當時心想，計算器真厲害，能提前把所有結(jié)果存儲下來。
后來，吵著鬧著要買小霸王學習機，最后如愿變成游戲機，經(jīng)典游戲“超級瑪麗”和“坦克大戰(zhàn)”至今歷歷在目。
后來，讀初中，有了象征意義上的電腦課，穿著鞋套去電腦室，完全不會操作。有一次，把電腦弄死機了，嚇得不輕，梅老師瞪了我一眼，直接把電源關了。
然后，他回到他自己的電腦上，瀟灑地聽著任賢齊唱“讓我悲也好，讓我醉也好......”。那時，我知道了電腦還能唱歌。對電腦的屏幕畫面，也只有個模糊的印象：
那時的電腦顯示器，真的很丑陋，在很長一段時間內(nèi)，我一直誤以為，這一大坨東西就是電腦的全部。其實，它只是顯示器而已，遠非核心部件。
廣義上講，上面提到的電子計算器、小霸王學習機和初中見到的那些電腦，都是計算機。你現(xiàn)在拿在手上用于閱讀的手機，也是計算機。總之，計算機無處不在。
要了解計算機，就應該了解它的發(fā)展過程，去探索歷史上那些精彩的瞬間。本文從宏觀的角度，浮光掠影般了解一下計算機歷史。我們將以下圖的框架目錄來展開簡述：
一. 手動計算機
這里講的手動計算機，是從遠古時代到17世紀初。很久很久以前，女同志白天忙采集，男同志白天忙打獵，昨日獵回幾只羊，今朝逮回幾只兔，都需要計數(shù)，這涉及到數(shù)的表示。
計數(shù)的歷史
遠古時代的人，也有十個手指，所以采用手指來計數(shù)，是很順其自然的事情，這也就是十進制的來源。小時候，我們學習十以內(nèi)數(shù)字的加減，就是用手指來計數(shù)，來看常見表示：
我們來看下牛津詞典對digit的解釋，手指和數(shù)字的關系，一目了然。digit既有手指的意思，也有數(shù)字的意思。我們也順便學會了digit, digital, bit(binary digit)這幾個單詞。
想一下，手指計數(shù)有哪些不足？很顯然，當數(shù)字變大后，手指個數(shù)不夠了。而且，古代的人也需要吃飯， 某天逮回3只羊，用手指記錄下來，吃飯時還得保持手指計數(shù)的姿勢。
至于睡覺，那也睡不好，睡醒之后，手指松了，一切都忘了，這就尷尬了。得想其他辦法，很自然地，不要用手指這樣的“活物”來計數(shù)，用石頭吧，畢竟石頭不需要吃飯睡覺：
我們來看下calculus這個單詞。容易看到，石頭和計算也聯(lián)系在一起，歷史淵源，原來如此。順便地，很輕松地學了單詞，下次看到calculator, calculation, 豈會陌生?
想象一下，要把石頭從北京帶到深圳，該多麻煩。石頭太笨重了，還是不好，得想其他辦法。于是，人們想到用繩子來計數(shù)，輕松多了，攜帶也更加方便了。
英語單詞cord就是繩子的意思，record就是記錄的意思，用繩子來記錄嘛。從詞源學來看，cord和record還是很有淵源的，很多東西聯(lián)系起來就簡單了。
用結(jié)繩計數(shù)的人，可能會深刻理解李煜說的“剪不斷，理還亂”，“別是一般滋味在心頭”。我曾遇到過多次解不開結(jié)而苦惱的場景，相信你肯定也有，看著就頭大頭暈。
而且，繩子計數(shù)沒法處理篡改的問題。昨天我從你那里借了3只兔，在繩子上打3個結(jié)，晚上回家偷偷解開其中的1個結(jié)，這就尷尬了，可見，要防止單方面偷偷篡改。
于是，古人采用了刻痕計數(shù)，有了刻痕，雙方立下契約，劈成兩半，每人一份，防止單方篡改。在商朝時，甲骨文很流行。前幾年，還有人在高考作文中用甲骨文呢。
我們提到的手指、石子、繩子和刻痕，主要用來計數(shù)，有了計數(shù)后，我們得對它進行加減乘除運算，這就涉及計算。接下來，我們簡要聊聊計算方法和工具的發(fā)展。
計算的歷史
中國的算籌，歷史悠久。也有很多詞語中包含籌，如觥籌交錯，運籌帷幄等，現(xiàn)代管理學中還有一門“運籌學”的課程。所謂籌，就是竹子，跟擺弄火柴棍差不多。
來看算盤，估計很多人見過，我家就有這個東西，“三下五除二”貌似盡人皆知。樓下培訓機構(gòu)有個“珠心算課程”，曾經(jīng)探頭去看了一眼，不怎么火熱，來看看算盤：
再來看納皮爾籌，我琢磨了一下，道理很簡單，本質(zhì)就是“九九乘法表”。比如，要計算125*8的值，預期結(jié)果是1000，具體是怎么計算的呢？我試了一下，如圖：
納皮爾發(fā)明了對數(shù)，大家在高中肯定學過。大家應該記得這個符號：logN, 那個N不僅僅指代正整數(shù)，也指代納皮爾名字中的N，表示對這位計算先驅(qū)的紀念。
后來，拉普拉斯說：對數(shù)的發(fā)明，以其節(jié)省勞力，而使天文學家的壽命增加一倍。伽利略說：給我空間、時間和對數(shù)，我就能創(chuàng)造宇宙。對數(shù)的本質(zhì)是降維。
什么意思呢？對數(shù)可以把乘法除法轉(zhuǎn)化為加法減法。類似的做法是非常普遍的，傅里葉級數(shù)，傅里葉變換，拉普拉斯變換，Z變換，都是如此，降維降級處理。
以常用的傅里葉變換為例，它把卷積運算降維為乘法運算，實現(xiàn)了積分向乘法的轉(zhuǎn)換，使得計算復雜度大大降低，學過《信號與系統(tǒng)》的朋友，應該深有感悟。
再來看看由對數(shù)引出的滑尺計算，這個尺子是按照對數(shù)來制作的。很容易看出2*3=6，直接用尺子得到了結(jié)果，其背后的數(shù)學邏輯便是對數(shù)，log2+log3=log6, 所以2*3=6
那年國慶節(jié)，看了核潛艇之父黃旭華老先生獲得了共和國勛章獎，在他的一個視頻，有一把計算尺，在那個年代，就是靠類似的計算尺完成核潛艇計算的，挺不容易。
無論是算籌、算盤、納皮爾籌還是滑尺，都需要人參與具體過程和計算細節(jié)。那么有沒有這樣的工具：輸入3和4，讓工具自動得到7呢？那就來看自動計算的工具吧。
二. 機械計算機
機械計算機時代是從17世紀初到19世紀末。契克卡德是德國人，他制作了一個計算鐘，能實現(xiàn)簡單自動計算，當時的工藝肯定沒有下圖這么精美，下圖是后人做的復制品：
法國的帕斯卡，就是搞壓強的那個物理學家。著名編程語言Pascal之名，正是取自帕斯卡，以紀念這位計算機先驅(qū)。帕斯卡制作了加法器，看著那些齒輪，真想去擰一擰：
德國的數(shù)學家萊布尼茨，就更有名了，也是個非常自負的家伙。大學高等數(shù)學中的“牛頓-萊布尼茨”公式，應該熟悉吧，還有萊布尼茨對于交錯級數(shù)是否發(fā)散的判定方法。
他敢跟牛頓爵爺叫板，還是有幾把刷子的。另外，據(jù)說，萊布尼茨對二進制的發(fā)明，也有較大的貢獻，這是現(xiàn)代計算機計算的基礎。萊布尼茨當時做了個機器，能做乘法：
在計算機發(fā)展史上，上面都是鋪墊，直到巴貝奇差分機，才有了一些現(xiàn)代計算機理念的感覺。作為現(xiàn)代計算機的鼻祖，巴貝奇為計算機奮斗一生的精神，一直鼓勵著很多人：
巴貝奇分析機更是思維超前，雖然最終沒有實際制造出來，但閃爍著天才般的智慧和火花，很多理念與現(xiàn)代計算機原理非常相似，來看下巴貝奇分析機模型，感覺挺炫酷的：
巴貝奇帶著遺憾離開人世，但給后人留下了寶貴遺產(chǎn)。1832年，17歲的Ada參觀了巴貝奇差分機，深深著迷。在巴貝奇去世后，Ada繼續(xù)發(fā)揚光大巴貝奇的工作，為機器編程。
Ada被認為是計算機歷史上的第一個程序員，是個女程序員哈。美國國防部曾經(jīng)花了10年時間研發(fā)了一種編程語言，在命名時，他們想到了Ada, 并以此來命名，這就是Ada語言。
Ada的父親，是英國著名詩人拜倫，可曾記得他那經(jīng)典的話：命運要我去流浪的地方還不少，去時還帶著多少可嘆的記憶；但我唯一的慰藉的事情是：最不幸的遭遇也不足為奇。
扯遠了，回歸正題。可以看到，在機械計算機時代，人們用各種方式來制造精巧的機器，讓機器完成簡單的計算，這是很大的飛躍， 因為它把人從具體的計算過程中解放出來了。
三. 機電計算機
機電計算機是從19世紀末到20世紀40年代。機械和機電的差別，從名字上就可以看出來。自18世紀中葉以來，電學蓬勃發(fā)展，一些機器開始可以用電來驅(qū)動了。
美國憲法中這樣一條規(guī)定：每10年需要做一次人口普查。1880的人口普查，花了7年的時間才得到結(jié)果。這就尷尬了，3年后，也就是1890年，還得再次普查。
隨著美國人口越來越多，會出現(xiàn)這樣的問題：前一輪還沒普查完，后一輪又要開始。于是，開始想辦法盡量實現(xiàn)自動化，霍爾瑞斯發(fā)明了制表機，并脫穎而出。
1890年的人口普查數(shù)據(jù)，是1880年的兩倍，但總共卻只耗時2年左右。當時，霍爾瑞斯制表機沒有選擇二進制，原因：二進轉(zhuǎn)換困難，二進制機器制作困難。
人口普查后，霍爾瑞斯名聲大振。在1896年，他開了個制表機公司。在1924年，公司改名為IBM, 響當當?shù)拿郑?00年了，IBM在每個時代，幾乎都不落伍。
在第二次世界大戰(zhàn)中，各國基于軍事需要，大力投入了計算機的研究，但是，德國似乎不怎么看好計算機，希特勒更相信武器本身的威力，更相信密集式地狂轟亂炸。
祖斯，德國著名的計算機先驅(qū)，在1935-1945這十年左右的時間，先后建成了Z1/Z2/Z3/Z4計算機，這些計算機時運不濟，命途多舛，要么不被重用，要么被戰(zhàn)火吞噬。
祖斯的Z1/Z2/Z3/Z4都很有創(chuàng)造性，比如，Z1驗證了機器計算的可行性，Z2是第一臺電磁式計算機，Z3可以用二進制控制Z4能用穿孔紙袋輸入輸出，甚至是處理條件。
在第二次世界大戰(zhàn)中，德國不怎么重視計算機， 但美國就不一樣了，各類計算機相關的研究如火如荼地進行。也就是從這時開始，美國在信息領域的領先地位開始建立。
史蒂比茲在自己的廚房，用二進制做實驗，驗證二進制的可行性。很多書上能看到Model K, 這個K就是kitchen，是廚房的意思，他老婆取名Model K，挺有意思的哈。
貝爾實驗室的Model是一個系列，有很多不同的機型，比如Model I, 能完成遠程通信，畢竟電話與通信是貝爾實驗室的強項，這也為后來計算機網(wǎng)絡的發(fā)展奠定了基礎。
哈佛大學也不甘落后，與IBM合作制作了哈佛Mark系列，不過其總設計師艾肯卻宣稱哈佛Mark I是他一個人搞起來的，IBM的小沃森自然很惱火，最終不得不分道揚鑣：
哈佛Mark II是當時最大的繼電器是計算機，有13000多個繼電器。我們來看看繼電器長啥樣子。我還記得，在讀初三時，物理課上，老師深入講解過繼電器：
1947年9月9日，那是一個秋季的九九艷陽天，一個蛾子飛進了哈佛Mark II的一個繼電器，導致繼電器失效，機器無法正常工作，這就是歷史上有名的bug事件。
如今的軟件開發(fā)中，大家常說的軟件bug, 就是指軟件缺陷或者漏洞，實際上，其實說的就是1947年的那只該死的蛾子。工作之后，我天天抓bug，抓得不亦樂乎。
四. 電子計算機
電子計算機從20世紀40年代至今，一直方興未艾。 繼電器雖然可以用來做計算機零件，但并不完美，它是機械的，反復移動，容易斷裂，而且速度還很慢。
于是出現(xiàn)了電子管，也稱真空管，繼電器能做的二進制功能邏輯，電子管都能做，而且速度更快，快1000倍。來看看電子管長啥樣，我覺得挺好看，顏值不錯：
當時，很多機電計算機由繼電器構(gòu)成，但到了1945年，電子管計算機基本上取代了機電計算機，線路亂七八糟，操作計算機的方式就是插電線， 拔電線。
那時的操作員，相當于今天的程序員，都是“編程”。不同之處是，那時工作很繁瑣，需要耐心，有很多女孩子加入，于是，男孩子也不愁找不到女朋友了。
不像今天，程序員找個女朋友，費勁得很，可能是因為女程序員太少了。不久之前，有個男程序員就跟我聊天，吐槽這件事情，我就聽聽，然后樂呵笑了。
電子管計算機固然快，但很昂貴，而且還受到“愛迪生效應”的影響：電子管工作的時候，容易發(fā)熱，動不動就被燒壞，這對于穩(wěn)定性來說，是很致命的呢。
比方說，好不容易寫好一篇公眾號文章，辛辛苦苦花了一周時間，結(jié)果某個電子管燒壞了，整個計算機失靈，文章丟失，肯定要罵人，丟過文章的人都知道。
鑒于電子管的缺點，人們開始研究新的器材。1947年，晶體管誕生了，學過模擬電路的朋友，應該很熟悉這個東西，我的專業(yè)就與此相關。話不多說，來看下晶體管外形：
1956年，肖克利因發(fā)明了晶體管而獲得了諾貝爾物理學獎，晶體管改變了世界。肖克利本人名利雙收，但想搞更多的錢，于是開始開公司，可是他智商很高，情商太低。
于是，肖克利手下的八個人，先后離開了他。肖克利自然不滿，給這八個人扣了一個大帽子，即“八叛逆(The Traitorous Eight)”，這可是很厲害的八個人哦，一起來看看：
1957年，這八個人接受一家公司資助，成立了后來很有名的仙童半導體公司，上圖的的字母F, 就是Fairchild, 意思就是仙童。學電子電路的朋友，應該基本都聽說過這個公司，它被譽為是硅谷的西點軍校。
喬布斯就曾將其比作成熟的蒲公英，只要風一吹，其創(chuàng)新的精神，就像蒲公英的種子那樣，四處飛揚，生根發(fā)芽。然而，天下沒有不散的筵席，他們又陸續(xù)離開仙童公司，于是有了Intel和AMD, 是不是很熟悉?
大家電腦中的CPU, 基本都是這兩家的搞出來的。這里順便說一下，摩爾是Intel的創(chuàng)始人之一，他提出了著名的摩爾定律，至今仍有效，并支配著硬件的發(fā)展。貌似扯遠了，我們來繼續(xù)看當時的晶體管計算機：
盡管晶體管使計算機簡化了很大，但計算機仍然是龐然大物，還能繼續(xù)進行壓縮嗎？1958年，就職于德州儀器公司的杰克基爾比，發(fā)出疑問：為什么不在一塊硅片上，制造多個晶體管呢？這就是集成電路。
1959年，肖克利八弟子之一的羅伯特諾依斯(Intel創(chuàng)始人之一)， 也想到了同樣的方法。他們后來為誰先發(fā)明集成電路而爭論不休，現(xiàn)在普遍的觀點是：他們獨立發(fā)明了集成電路，可以說都是集成電路之父。
說到羅伯特諾依斯，在喬布斯的“Stay Hungry, Stay Foolish”演講中，他說自己被趕出蘋果公司后，曾去找過羅伯特諾依斯和HP創(chuàng)始人之一的戴維帕卡德，估計是一起喝酒吐槽。來看下集成電路芯片吧：
然而，這種集成度還遠遠不夠，能不能在更小的芯片上集成更多的晶體管和電子元件呢？當然可以，這就是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。一塊芯片，指甲那么大，居然集成了上億個晶體管和電子器件，而且還要正常穩(wěn)定工作，每每想到此，就不寒而栗了。
當年占據(jù)整個房間大小的計算機，如今竟然被集成得這么小， 而且功能遠遠超過當時的計算機。這背后是數(shù)學、物理、化學、微電子學、電磁學、光學和量子力學等學科的功勞。難怪華為任總說：搞芯片，砸錢是不行的，要砸數(shù)學家，物理學家和化學家。
講到這里，似乎把計算機發(fā)展簡史敘述了一遍，但僅僅是從計算機硬件角度進行的，并不是計算機發(fā)展歷史的全部，甚至只能算作是冰山一角。
從計算機科學上看，沒有講到計算機科學之父——阿蘭圖靈，沒有講到現(xiàn)代計算機之父——馮諾依曼，沒有講到信息論之父——克勞德香農(nóng)。此外，對于計算機型號、計算機公司、軟件發(fā)展、操作系統(tǒng)、編譯器、各種編程語言、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡等等都沒有講到。所以這篇文章是不完整的，也不可能在一篇文章中把所有的東西介紹完畢，畢竟浩如煙海。
轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點
不代表中科院物理所立場
來源：濤歌依舊
編輯：牧魚