计算机科学之个体的重复发展

1、国外经典教材作者简介Andrew S.Tanenbaum 是ACM和IEEE的资深会员，荷兰皇家艺术和科学学院院士，获得过1997年度ACM/SIGCSE计算机科学教育杰出贡献奖。当前，他的主要研究方向是设计规模达十亿级用户的广域分布式系统。在进行这些研究项目的基础上，他在各种学术杂志及会议上发表了70多篇论文，并出版了多本计算机专著。Tanenbaum还入选了世界名人录。Tanenbaum教授的个人主页是http：/www.cs.vu.nl/ast。计算机科学之个体的重复发展在达尔文（Charles Darwin）的著作物种起源之后，德国动物学家海克尔（Ernst Haeckel）指出了“个

2、体重复发展”现象。他的意思是，一个胚胎（个体）重复物种（个体）的演化。换句话说，在卵子受精之后，一个人类的卵子在成为人类婴儿之前，经过了是鱼、是猪以及是其他物种的阶段。现代生物学家认为这是一种粗略的简化说法，不过这个说法的内部包含有真理的成分。在计算机产业中有着类似的情形。每一个新的物种（大型机、小型计算机、个人计算机、嵌入式计算机、智能卡等）似乎经历着它的前辈经历过的发展历程。第一代大型计算机完全使用汇编语言编程，甚至复杂的程序，如编译器和操作系统，也是用汇编语言写的。到了小型计算机出现时，FORTRAN、COBOL和其他高级语言在大型机中已经普及，但是新的小型计算机却使用汇编语言编程（因为

3、空间不足）。当微型计算机（早期的个人计算机）发明时，人们也用汇编语言编程，尽管那时小型机已经使用高级语言编程了。掌上型计算机也是从汇编代码开始但是迅速移植到高级语言上（主要原因开发工作是在较大的机器上进行的）。对智能卡来说，情况也一样。现在让我们考察操作系统。第一代大型机开始没有保护硬件也不支持多道程序设计，所以它们运行那一种一次只处理一个人工装入的程序的简单的操作系统。后来大型机有了保护硬件，操作系统同时支持多道程序，随后有了完善的分时能力。小型计算机刚出现时也没有保护硬件，也一次运行一个人工装入的程序，尽管那时多道程序设计已经在大型机上良好的建立起来。逐渐地，小型计算机有了保护硬件，并且有

4、了同时运行两个或更多程序的能力。第一代微型计算机也只有一次运行一个程序的能力，以后才获得多道程序的能力。掌上型计算机和智能卡所走的是同样的路程。磁盘首先出现在大的大型机上，然后出现在小型计算机上、微型卡计算机上，并如此发展下去。即使到现在智能卡也还没有配上硬盘，但是随着只读闪存的发明，智能卡将很快会有硬盘的等价产品了。磁盘一出现，就引发了早期的文件系统。在CDC 6600上，该机20世纪60年代就成为世界上最强大的大型机，其文件系统具有用户创建文件并持久存在的能力，即在创建文件的程序退出后该文件仍旧保留在磁盘上。为了在随后能够访问这样一个文件，必须为该文件附上一个具有特殊命令的程序并提供其口令

5、（在使文件持久存放时提供）。事实上，所有的用户共享一个目录。要依靠用户自己才能避免文件名称的冲突。早期的小型计算机文件系统也是所有用户共享一个目录，同样的是也出现在微型计算机文件系统中。虚拟存储器（运行比物理存储器大的程序的能力）有着类似的发展过程。它首先出现在大型机上，接着出现在小型计算机上、微型计算机上，并且逐渐出现在越来越小的系统中。网络处理有着相似的历史。在所有的事例中软件的发展都是由技术决定的。例如，第一代微型计算机有4KB内存并且没有保护硬件。高级语言和多道程序程序设计对于这样一个小小的系统而言实在太大了，所以无法处理。当微型计算机演化为现代个人计算机时，它具有必要的硬件和必须的软件可以处理更先进的功能。看来