图灵奖人物2 数学家和电子爱好者,设计了第一台人类计算机

莫里斯·威尔克斯是第二个获得图灵奖的人,这是一篇他的回忆录,文章很长,翻译比较糟糕

,原文链接是英文pdf,可直接查看!(这篇回忆录的英文比较地道,看看就知道了)

早年生活

莫里斯·文森特·威尔克斯于1913年6月26日出生在伍斯特郡的达德利,是文森特·约瑟夫·威尔克斯和他的妻子艾伦(尼·马龙)唯一的孩子。他的父亲是达德利伯爵庄园的一名会计职员,该公司拥有广泛的煤矿权益。老威尔克斯雄心勃勃,有能力,被提升为房地产出纳;1947年煤炭工业国有化后,他成为了国家煤炭委员会的地区董事。

威尔克斯在斯托布里奇爱德华国王学校接受教育。他生来就是个修补匠,会六种形式的摩尔斯电码,获得一个业余无线电执照,从小订阅《无线工程师》的杂志,他对其进行了仔细的注释,从中学到了很多。

威尔克斯学习能力很强,他的父亲认为他应该去剑桥大学,因为这个家庭没有受过高等教育的经验,所以他们征求了学校校长Boyt的意见,1898年Boyt曾在剑桥大学圣约翰学院数学毕业,威尔克斯于是走上了和他一样的道路。

威尔克斯于1931年10月去的圣约翰学院,他同时学习数学和自然哲学专业,并获得数学荣誉学位,尽管他喜欢机械工程,然而他的天赋是数学,这也是为了后面计算做了很好的准备,无论如何,他通过成为无线协会的成员并在最后一年参加无线电波课程,为他的其他兴趣找到了出路,他以A的成绩毕业于1934年6月,他与阿兰·图灵同一年毕业,但是他们两个当时在学校并没有什么交集。

研究生学习和服兵役

威尔克斯一直认为他的本科学习只不过是为研究中的生活做准备。毕业后,他立即成为卡文迪什实验室无线电物理研究学生。他被分配到一个研究非常长的无线电波传播的小组中。这项工作包括乘坐汽车进行短途旅行,拖着一辆装有便携式电气测量设备的大篷车,在实地阅读,然后进行数学分析。威尔克斯在各个方面都有他的工作,这使他对大气的物理学有着持久的兴趣。

在他作为研究学生的第二年,威尔克斯参加了曼彻斯特大学应用数学教授道格拉斯·哈特里的演讲,这改变了他的生活历程。几年前,麻省理工学院(MIT)的范纳瓦尔·布什发明了一种积分微分方程的模拟计算机机器,称为微分分析器。哈特里在1934年,从梅卡诺建立了一个模型差异分析器,被证明惊人的准确和有用。这台机器的副本已经在剑桥为理论化学教授约翰·伦纳德-琼斯建造,哈特里演讲上演示了它。这是威尔克斯第一次听说这台机器,他问伦纳德-琼斯是否可以使用它。

威尔克斯发现差异分析器不可抗拒。他提出了许多差异方程,他早期的出版物涉及他们的解。他很快就成为了专家,伦纳德-琼斯邀请他负责掌管机器,并为用户提供技术支持。幸运的是,这一任命附带了一笔津贴,而威尔克斯来自科学和工业研究部的研究拨款即将结束。1937年,伦纳德-琼斯说服该大学建立了一个“计算实验室”。在最后一刻,该设施被命名为数学实验室,也许是为了让它的任务看起来不那么平淡;1970年更名为计算机实验室。伦纳德-琼斯被任命为数学实验室的主任,威尔克斯成为了大学示范者级别的助理主任。

该实验室之前是一个解剖学实验室。威尔克斯开始使用特征能量来改进梅卡诺微分分析仪,安装各种计算器,并被小型计算机专家所知。在他上任之前,该实验室委托剑桥仪器公司生产了一台独一无二的模拟电子计算机,由大学工程系的R.M.M·马洛克发明。威尔克斯使用马洛克机器来求解一组线性方程,但它从未成为计算服务的支柱。该实验室有一个全面的差异分析器的预算,并从大都会维克斯订购了一份曼彻斯特大学的机器副本。这使得威尔克斯不得不去曼彻斯特,在那里他第一次见到了道格拉斯·哈特里。哈特里从火车站送威尔克斯回家。这是一段持久的友谊的开始。第二次世界大战后,哈特里搬到剑桥大学,他成为了该实验室的一名教父。然而,这个不同的分析仪一交付,英国就陷入了战争状态。实验室的设施被供应部接管,威尔克斯被招募参加了科学战争。

在战争前夕,卡文迪什实验室已经与空军就是否发生冲突的作用进行了秘密的高层谈判。1940年7月,在法国沦陷后不久,威尔克斯和拉特克利夫以及他的几个卡文迪什同事一起被动员了起来。他最初被分配到英国皇家空军巴德西研究站,在雷达站担任技术和操作角色。他是防空研究和发展机构的关键成员,在约翰(后来的约翰爵士)科克克罗夫特FRS手下工作,然后是陆军运筹研究小组的成员,为雷达,特别是目标的雷达截面做出了重要贡献。后来,他被调到电信研究机构(Tre),在那里他进行了关于雷达设备有效性的作战研究——他唯一的战争活动。战争一结束后,他就参与了在德国评估电子发展的技术任务。像大多数科学的战争工作一样,威尔克斯的工作是高度专业化的,实用的,而不是基础的。然而,他的不同寻常之处在于,他的经验——包括脉冲电子学和实际计算——在战后建造EDSAC计算机时,将被证明是一个几乎完美的背景。

1945年春天,战争即将结束,剑桥大学的数学实验室重新建立。供应部在战时占领了该实验室,威尔克斯于1945年10月恢复了他作为大学讲师军衔的代理主任的职务。他有两个职权:第一,对计算机和方法进行研究;第二,为用户提供计算资源和帮助。

EDSAC和程序设计的发展

战争结束后不久,英国在曼彻斯特大学、剑桥大学和国家物理实验室(NPL)建立了三个主要的计算机项目。该项目由曼彻斯特的威廉姆斯(FRS1950)和T.KilBurn(FRS1965)、剑桥的威尔克斯以及NPL的图灵领导。所有项目的起点都是一台名为EDVAC(电子离散变量自动计算机)的计算机,由约翰·冯·诺伊曼和宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院的其他人开发。虽然所有项目的主要目标都是建立一台实用的计算机,但它们的次要目标有所不同。在曼彻斯特,重点是工程,在NPL是数字数学,但在剑桥,威尔克斯点燃了编程的发展。

威尔克斯第一次详细了解到EDVAC是在1946年5月,当时他收到了来自L.J.康姆里(FRS1950),英国最重要的计算专家。1937年,康姆里创立了科学计算服务,这是世界上第一个盈利性计算机构,并在战争期间繁荣起来(克罗尔肯出版社,1990年)。康姆里正在帮助威尔克斯重新装备实验室。这一次,康姆里带来了一份1945年6月关于EDVAC的报告的初稿,这是冯·诺伊曼代表摩尔学校的计算机小组写的。威尔克斯回忆说,那些日子里没有复印机,所以他一直熬夜阅读到深夜。EDVAC报告描述了迄今为止几乎所有后续计算机都所基于的存储程序计算机的逻辑设计。威尔克斯立即决定,这个实验室应该有一个。

几周后,威尔克斯收到了一封来自摩尔学校的电报。他们计划教授计算机设计的暑期学习班,问他想上吗?他参加了,但1946年并不是进行海外旅行的好时机。由于官僚主义和运输延误,他只赶上了八周课程的最后两周。威尔克斯对这次延迟并不感到不安,因为大部分课程都是他已经精通的数字方法和电子学的背景材料。摩尔学校也不是没有繁文缛节的。在暑期学校开学的时候,EDVAC仍然被分类;安全限制直到课程的最后几天才被取消,当时学生们在一个黑暗的房间里看到了EDVAC的方框图。由于安全限制,参与者被拿走他们的个人笔记。但这正是威尔克斯所需要的。乘坐玛丽女王回到英国后,他开始绘制出EDSAC的设计地图。故意选择EDSAC这个名字是为了与EDVAC相呼应,以便对它的来源毫无疑问。

在任何时候,威尔克斯对如何快速启动和运行计算机,而不是对拥有技术性能最高的计算机更感兴趣。例如,他选择了一个半兆周期的脉冲率。如果他更冒险,他可以制造一台速度快两倍的机器。但他推断,由于这台电脑将比以前任何可使用的电脑都快1000倍,用户将会足够满意,并会很高兴尽早拥有这台机器。

所有早期计算机组面临的关键技术问题是设计一个可以存储至少1000个数字和指令的内存系统。从来没有人制造过这样的设备。摩尔学校提倡使用水银延迟线,这是雷达研究的副产品,因此——总是走难度最小的道路——这就是威尔克斯的决定。1946年10月,他非常幸运,遇到了一个新来的卡文迪什研究学生,托马斯·戈尔德(FRS1964),他后来成为一名杰出的天体物理学家。在战争的最后一年,戈尔德已经为海军部的雷达研究项目制定了一个基于汞延迟线的移动目标指标。他能够把构造的细节交给威尔克斯,后者跟着他们写了信。

在他能够真正开始建设之前,威尔克斯需要建立一个工程团队。当戈尔德推荐了一位经验丰富的电子工程师威廉·伦威克时,他再次获救,他曾在海军部信号机构工作过。另一项关键的任命是埃里克·穆奇,他是一位一丝不苟的项目经理和行政经理,威尔克斯曾在财政部临时与他共事。到1947年底,招募了更多的技术人员,建设工作全力推进。威尔克斯一直是一个杰出的沟通者,他发表了几篇描述机器进展的论文。

除了建造EDSAC外,威尔克斯还承担着沉重的行政负担。当伦威克和工程人员继续建造EDSAC时,威尔克斯参与了战后实验室的重建。有一个学术项目要发展,并提供一个合作服务。1947年11月,他建立了一系列每两周举行一次的座谈会,成为所有在英国工作的计算机小组的焦点。开设了一门数值分析课程,由道格拉斯·哈特里授课。前三名研究学生被招募:约翰贝内特,戴维德.惠勒(FRS1981)和斯坦利吉尔。本·诺布尔,以及后来的r.a.布鲁克,被雇来管理差异分析器。所有这些人都将成为20世纪50年代快速发展的计算领域的重要参与者。特别是,惠勒成为了实验室的一个杰出的人才,他和威尔克斯将在实验室的发展中发挥互补的作用。(dansen小编注:此惠勒非物理学家惠勒,不过也是计算机领域非常重要的人物,C 之父Bjarne的博士导师便是EDSAC的设计者之一戴维德·惠勒)

1947年4月,33岁的威尔克斯娶了一名外交官的古典主义女儿尼娜·特怀曼。威尔克斯在他人生的这个阶段有巨大的工作能力。随着EDSAC和实验室的发展,他还开始了战前无线电物理学的研究,为剑桥大学出版社出版了文章和一篇专著《地球大气的振荡》。威尔克斯对使用电脑和建造电脑都很感兴趣。1948年,威尔克斯或其他人都无法预见,计算机将成为一门“科学”,而计算机将承担起震撼世界的冲击。当时,计算机主要是一种科学仪器——更像电子显微镜或射电望远镜。对威尔克斯来说,计算机本身与其说是一个目的,不如说是推进他的特定科学——大气物理学研究的一种手段。直到20世纪60年代早期,他一直活跃在无线电物理学领域。

1949年5月6日星期五,EDSAC诞生,成功地打印了一张方阵。它是世界上第一个实用的EDVAC型计算机。六周后,举行了首届会议,几乎整个英国和欧洲的通信社区参加——144名代表(数学实验室1950a)。

会议结束后,威尔克斯扮演了用户的角色,既要了解机器的速度,又要看看它将如何推进他的个人研究。他的第一个真正的应用程序是整合艾里的微分方程——这是一种倾向于出现在物理大气学中的类型。在编写这个程序时,他在计算机方面做出了最深刻的发现之一:让程序正确运行是非常困难的。他的是一个126条指令,但它包含大约20个错误。直到至少十几次尝试,他才终于从机器里引出了正确的结果。他随后在回忆录((37),第5.145页)中回忆道:

到1949年6月,人们开始意识到,要得到一个项目并不像曾经出现的那么容易。我记得我第一次充分意识到这一点的时候。EDSAC位于大楼的顶层,磁带冲击和编辑设备位于下面一层的一个画廊上,围绕着安装差异分析器的房间运行。我试图使我的第一个非平凡程序工作起来,它是一个艾里微分方程的数值积分。我来回工作在EDSAC房间和输入设备之间,我的余生将花很大一部分在寻找我自己的程序错误上。

关于编程问题,需要做点什么。利用这一早期的见解,威尔克斯把问题交给了惠勒,他开发了所谓的初始指令(后来被称为汇编程序)。初始指令以简单的符号形式读取程序,并将其转换为计算机电路使用的二进制指令。威尔克斯被惠勒开发的系统所推翻,他将其描述为编程的一个杰作。这是威尔克斯永远无法做到的。另一方面,威尔克斯引入了一个实用的计算服务,惠勒对此不感兴趣。

该实验室从1950年初开始提供全大学范围的计算服务。9月,在关于为EDSAC编写程序和使用子程序库的报告中描述了程序编制系统。威尔克斯把报告的副本寄给了每个他认为可能感兴趣的人。大约在这个时候,他收到了兹德内克·科帕尔的访问,他当时在麻省理工学院,后来成为曼彻斯特大学的天文学教授。威尔克斯希望这份报告能发表,于是把一份报告交给了科帕尔,科帕尔引起了马萨诸塞州剑桥市艾迪生-韦斯利的注意。威尔克斯正式收到了艾迪生-韦斯利的邀请,这本书于1951年出版,标题是《电子数字计算机程序的准备》。这本书基本上与1950年9月的报告相同,增加了哈特里的前言和美国化的拼写。威尔克斯作为合著者惠勒和吉尔(后者开发了开创性的调试技术),这本书被称为威尔克斯,惠勒和吉尔,或简称WWG。这是第一本关于编程的教科书,因为它出版在第一批计算机刚刚投入运行的时候,所以它匆忙地填补了关于编程知识的真空。这本书几乎影响了所有地方的编程技术技术(事实上,以惠勒发明的方式组织的子程序库,仍然是目前大多数编程系统的基本原则)。WWG可能是EDSAC最重要的结果之一。

EDSAC的完成引起了全世界的关注,威尔克斯不断被要求写文章和演讲。他喜欢为外行人写作,他的直接、简单的风格在一个完整的作品中发挥了巨大的效果,由梅修恩在1956年的出版。在他的个人研究中,威尔克斯仍然涉足两个阵营:无线电物理和计算机计算。

1950年,威尔克斯创办了一所年度暑期学校,并持续了几年。在很难获得使用计算机的第一手经验的时候,这是国家人力培训的一个重要目的。许多课程的参与者继续在新兴的计算机行业、用户组织和学术界发挥了重要作用。1953年开始了一年的数字分析和自动计算研究生文凭。数值分析最初是由哈特里教授的,但威尔克斯后来接管并出版了一本紧凑而成功的教科书,并出版了很多年。

除了实验室之外,EDSAC开始改变大学科学研究的本质,最引人注目的是约翰·肯德鲁(FRS1960)阐明了肌红蛋白的分子结构,其中他得到了实验室的约翰·班内特的协助。肯德鲁因这一成就获得了1962年的诺贝尔化学奖(Kendru1962)。EDSAC还导致了一个商业衍生产品,由J.里昂的餐饮公司建造的LEO电脑。该公司随后成立了Leo计算机有限公司,成为英国第一家商用数据处理计算机制造商。

EDSAC 2和微型计算机编程

数学实验室与其他几个世界级的学术计算中心(如曼彻斯特大学和麻省理工学院)一样,设计了一系列计算机,其两个目标是作为系研究的重点,随后提供计算机服务。计算机的学术发展一直持续到1970年,之后就不可能结合这些目标。以数学实验室而言,连续的项目是EDSAC、EDSAC2和Titan。(下一个项目,CAP计算机,从未打算提供一般的计算服务。)

威尔克斯开始计划继任者,并开始提供定期的计算服务。虽然新机器仍然将使用真空管,但它的目的是通过使用并行操作而不是串行操作(即一次处理几位而不是一次处理一点)来实现至少10倍的速度改进。并行计算结构的概念是众所周知的,并由冯·诺伊曼和赫尔曼·戈德斯汀在1946-48年的一系列报告中公布。

虽然到了20世纪50年代早期,人们可以买到一台商业制造的电脑,但在内部建造一台计算机使它可以被用作计算机设计中新想法的试验场。因此,曼彻斯特大学地图集采用了虚拟内存的创新,麻省理工学院的兼容分时系统率先进行了在线交互,EDSAC2演示了微编程。所有这些在计算机设计中都具有重要意义,并被工业采用作为标准技术。

1951年7月,威尔克斯在曼彻斯特大学计算机就职典礼上提出了他最初的想法,该会议旨在庆祝费兰蒂马克I计算机的到来按照大学的设计)。威尔克斯的论文“设计自动计算机的最佳方法”包含了两个关键的想法,后来以位切片和微编程的名字命名。这两种技术的目的都是为了减少计算机硬件中使设计和维护变得困难的“随机逻辑”的数量。威尔克斯建议,在可能的情况下,使用多个相同结构的底盘,以便简化设计过程,并在使用中,有可能迅速更换故障装置。虽然该技术需要使用额外的硬件,但这将通过更容易的设计和维护来补偿。这个想法,以位切片的名义,后来成为集成电路设计的标准技术,尽管可能更多的是由于改造而不是威尔克斯,因为随着电子产品成本的下降,这个想法变得有些明显。

然而,微编程显然并不明显。其想法是使用一组内部“微指令”来实现标准机器指令(例如,一个微程序将执行一系列原始微指令并添加微指令)。通过这种方式,机器的核心将由软件而不是硬件来定义,因此设计将更容易、更灵活。

威尔克斯委托伦威克领导EDSAC2的硬件设计,惠勒负责编程,包括微程序的设计。(惠勒现在是一名研究员,后来成为了一名计算机科学教授。)惠勒在研究型学生大卫·巴伦的协助下,以非凡的才华完成了他的角色。有趣的是,由于惠勒最初的EDSAC编程系统是如此令人满意,实验室开发编程语言的速度缓慢,但威尔克斯的研究学生大卫·哈特利最终为EDSAC2开发了一个“自动编码”。EDSAC2于1958年初投入使用,最初的EDSAC在几个月后被拆除。EDSAC2为其时代提供了一个快速、可靠的计算服务(图4)。然而,威尔克斯成功地实现了威尔克斯的微编程发明,这无疑是他对计算技术的发展所做出的最重要的技术贡献。

EDSAC2微编程技术中详细描述了威尔克斯、伦威克和惠勒在电气工程师学会电子数字计算机的控制单元的设计。这让这个想法进入了主流。微编程似乎能够进行无休止的适应和改进,在接下来的十年里,大约发表了50篇关于这个主题的论文。

最重要的微编程实现发生在IBM于1964年4月宣布的System/360系列计算机中,它成为第一个标准的计算机平台。这个想法最初是由温彻斯特赫斯利实验室的约翰·费尔克劳提出的。费尔克劳夫是该系统/360设计团队中唯一的英国成员。新计算机范围的一个关键要求是,它应该向上兼容软件,以便为一台机器编写的程序能够在该系列中更大的机器上正常工作。很容易实现向上的兼容性(每个模型的指令集必须是该范围内下面的指令集的超集)。费尔克劳夫将微编程带到了图片中,这使得通过给每个处理器一个相同的指令集(指令由低端机器中的微程序和高端机器中的硬件实现),从而使该范围能够向上和向下兼容。这为系统/360的设计、制造和系统软件提供了巨大的成本节约。微程序设计仍然是计算机设计的基石。

正如威尔克斯所预期的那样,EDSAC2的开发产生了几个有趣的子项目。这些内存包括核心内存、快速纸带读取器和磁带备份存储器。尽管创业的时代还没有到达英国,但威尔克斯利用他与行业的联系来确保这些想法在商业上得到发展。

它最初的目的是为EDSAC2使用汞延迟线内存——这是不情愿的,但在20世纪50年代早期,这仍然是最好的选择。然而,在1953年夏天访问麻省理工学院后,威尔克斯看到了它新开发的核心记忆在运行中,回到实验室后决定他们也会这样做。威尔克斯与马拉德谈判,获得了可适应的岩芯(小磁性陶瓷环面),实验室建造了一个1024字的商店。该设计被转移到马拉德,随后进入核心内存制造。工作人员开发了一种高速纸带阅读器,然后由艾略特兄弟开发和制造了很多年。威尔克斯与研究助理唐纳德·威利斯在一个原型磁带辅助商店(25)。威利斯随后加入了迪卡,该公司进入了磁带机的制造行业,并最终为EDSAC2配备了磁带机。

然而,威尔克斯也有失败的地方,他的比较失败之一是WISP编程系统。在20世纪50年代末,“自编译编译器”很流行——也就是用自己语言编写的编程语言翻译器。他最初对为美国海军开发的一个自我编译系统NELIAC很感兴趣,并由来自加州大学洛杉矶分校的休假访客哈里·赫斯基引起了他的注意(Huskey等人。1960)。

此时,随着其他活动的接管,威尔克斯的个人研究已经有些停滞。除了管理实验室的管理负担外,他还是英国最公开的高级计算机学者。1956年被选为皇家学会会员后,他成为英国皇家学会数学表委员会主席。他积极参与了英国计算机学会(BCS)的创建,即计算机学术学会,并于1957年至1960年担任其第一任主席。他的任期还迫使他担任国际信息处理协会联合会(IFIP)的英国代表,这是国家计算协会的伞形组织。他不再活跃在无线电物理学领域,他希望自编译编译器支持对象能让他回到研究之中。

WISP是一个小但相当优雅的系统,它同时使用了自编译和新发明的列表处理数据结构。他希望WISP能够作为即将到来的泰坦计算机的科学编程语言的实现系统。然而,这被证明是相当不切实可行的,一个传统的自动代码编译器最终由数学系的彼得·斯温纳顿-戴尔(1967)FRS编译器生产。虽然威尔克斯对电子产品有一种似乎是绝对正确的本能(他把它比作绿色的手指),但他对软件缺乏同样的直觉,再也没有冒险写过别的编程项目。

泰坦系统和时间共享

到20世纪50年代末,EDSAC2有近200名普通用户,对组合的需求迅速增长。为了跟上这一要求,实验室决定购买一台商业制造的机器,大学赠款委员会(UGC)开始普遍为大学提供资金。威尔克斯的首选是阿特拉斯计算机,当时世界上最强大的计算机,由曼彻斯特大学设计,费兰蒂制造。然而,阿特拉斯的成本(超过200万英镑)远远超过了威尔克斯从教资会和大学筹集的资金。

为了确保出售,费兰蒂计算机部门的负责人彼得·霍尔向实验室提出了一个巧妙的报价。如果实验室在硬件和软件设计方面合作,开发一种商业上可销售的计算机版本,被称为阿特拉斯2,它将提供一个大大降低规格的地图集——在大学内,这台机器被称为泰坦。报价被接受了,威尔克斯指派惠勒作为设计权威,首先是大卫·巴伦,然后是罗杰·李约瑟(FRS1985)领导的软件开发。(巴伦于1967年离开实验室,成为南安普顿大学计算机科学的创始教授。李约瑟是1962年任命的研究对象,1980年接替威尔克斯担任实验室负责人。)

最初的计划是提供一个传统的批操作系统,用户在纸带或穿孔卡上提交他们的程序,并在几小时后收集结果。1963年9月,威尔克斯从麻省理工学院的夏季访问中回来,操作系统开发正在进行中。在那里,他看到最近开发的兼容分时系统(CTSS)正在运行。该系统通过复用大型中央计算机的资源,为30名用户配备了电传机终端,并实时提供了结果。威尔克斯相信分时是未来的方式,并为土卫六提出了这种操作模式。这种方向的改变将需要额外的硬件和对操作系统的彻底重新设计,并遭到信息和通信技术(1963年收购了费兰蒂的计算机部门)和实验室的一些人的反对。威尔克斯坚持了自己的立场,取得了胜利。

在重新设计过程中,泰坦在1964年投入使用,由斯温纳顿-代尔编写的临时批量操作系统;EDSAC2在第二年退役。分时服务最终于1967年开始运作。分时操作模式是开创性的,也是英国的第一个。它成为大学使用电脑的首选模式,直到个人电脑的出现因这个概念而过时。在20世纪60年代剩下的时间里,分时是威尔克斯的主要爱好,无论是传教者和研究者。他就这个话题进行了多次演讲,撰写了期刊文章(29,30),以及一本专著《分时计算机系统》,于1968年首次出版,随后出现在进一步的两个版本(31)中。

到20世纪60年代末,现在50多岁的威尔克斯已经达到了职业生涯的巅峰。1965年,这所大学因迟到,任命他为私人主席,并为此选择了计算机技术教授。这个标题是对小型机构中自以为重要的计算机科学教授兴起的典型抨击。正如威尔克斯喜欢说的,他是一名科学家,他知道区别。1967年,他第二次获得美国计算机机械协会(ACM)的图灵奖,这是计算机协会的最高荣誉。

泰坦的曲折发展让威尔克斯和大学里的计算机用户想起了将计算机作为研究项目开发和提供以用户为中心的计算机服务之间不可逾越的差距。土卫六号的出现时间也非常不幸,因为它与基于标准的计算技术的兴起相吻合。对于用户来说,需要支架,以促进研究人员在国际环境下程序和数据的轻松交换。因为IBM已经以全球四分之三的市场份额占据主导行业,IBM计算机是大多数用户真正想要的。

这一冲突的解决是将实验室的学术和研究活动与提供计算机服务分开(Ahmed2013,页。66–83)。在20世纪60年代末和70年代初,世界上几乎每一所大学都发生了这种分离。它发生在1970年的剑桥大学。威尔克斯以往常一样的熟练处理分离。首先,大卫·哈特利被任命为大学计算机服务中心的就职主任。威尔克斯一直都是一个精明的性格判断者,他认为哈特利是一个天生的经理,他的才能应该在这方面得到鼓励。(1994年,哈特利成为英国大学间校际网络组织珍妮特公司的首席执行官。)其次,我们抓住机会将“数学实验室”重新命名为计算机实验室(这个名字最初在1937年提出)。威尔克斯仍然站在它的前面。

在计算机实验室的最后十年

大学里计算机技术的重组和统一的计算机建设项目的消亡意味着威尔克斯不得不重新定义他作为实验室负责人的角色。

到20世纪70年代初,计算机科学已经成为一门主流学科,世界各地的大学都建立了计算机系。1975年,科学博物馆通过一个新的计算画廊反映了这种兴趣的激增,在那里,EDSAC在英国的开创性的发展中占有应有的地位(图5)。威尔克斯确保了实验室跟上了步伐。他继续扩大了学术基础,发展了计算机科学教学,并建立了新的研究项目。有时,在理论计算机科学和信息检索等领域进行了新的任命远远超出了威尔克斯的专业领域。介绍了计算机科学的本科课程,补充了古老的数字分析和自动计算文凭。这些倡议的累积效应导致了一个因其规模而具有特殊的广度和深度的部门,并在国际上远远高于它的重量。

威尔克斯的性格是在战争之间形成的,以20世纪70年代的标准来看,他可能显得有点遥远;这使他在初级职员和研究学生中赢得了不深情的“老人”绰号。然而,威尔克斯从未远离研究的前沿,他永远会接受新的想法。他在实验室的新角色逐渐采取了技术侦察员的形式,探索可以作为实验室项目基础的突破性技术,理想情况下是商业开发。

在某种程度上,他几年前已经排练过这个角色,当时受麻省理工学院计算机图形工作的启发,他建立了一个CAD(计算机辅助设计)。这项工作促使政府在1968年赞助了剑桥的CAD中心,进而又剥离了几家创业企业。

1970年,威尔克斯启动了CAP计算机项目。20世纪,威尔克斯在60年代末从事分时研究工作,但他遇到了“能力”的概念。在多用户计算机中,有必要防止一个程序干扰另一个程序,并分配资源。功能为这个问题提供了一个优雅的解决方案,它利用了控制程序“共享访问计算资源”的“门票”或“令牌”。这个想法最初是由E范·霍恩和J麻省理工学院的丹尼斯随后被芝加哥大学的V.Yngve和R.Fabry录取(Levy1984)。1967年夏天,威尔克斯访问了麻省理工学院和芝加哥,对这个想法着迷了,并在他1968年的分时计算机系统专著中进行了详细的描述。事实证明,麻省理工学院和芝加哥大学都没有成功地提出这个想法,部分原因是他们选择了基于软件的缓慢实现的实现。威尔克斯决定,一种基于硬件的微编程方法可以工作,这成为了CAP计算机的基础。该项目由李约瑟和惠勒管理,并于1975年交付。该系统为实验室提供了常规的计算服务,也作为实验计算机架构(34)的研究平台。尽管该项目在1978年获得了BCS技术创新奖,但能力概念本身从未在剑桥或其他任何地方分时的背景下充分发挥其潜力。到20世纪70年代末,随着微计算机的出现,分时技术逐渐减少。

威尔克斯的另一项举措是剑桥环局域网。局域网使几台小型计算机、终端和外围设备能够相互连接,从而提供集成但共享的计算服务。剑桥环是世界上众多的网络项目之一,尽管它是独一无二的。它的起源始于威尔克斯的一次偶遇。1974年1月,他在瑞士为英国文化理事会进行了一次巡回演讲,并碰巧访问了伯尔尼的哈斯勒电信公司。在那里,他看到了一个新的数字电话实验系统,他可以看到它也可能对计算机网络有效。

剑桥环的想法是,一个网络计算机系统的各种组件将通过一个封闭的通信环或环相互连接。该环包含几个连续循环的“插槽”,网络中的一个设备可以从一个插槽中移除数据,或者将数据放在一个空插槽中,以便另一个设备收集(35)。(剑桥环的物理类比是那个时期的家长式提升。)与之前的合作一样,大卫·惠勒接受了挑战,并与研究学生安迪·霍珀(FRS2006)一起设计了合适的集成电路电子电路。(霍珀于2004年成为该实验室的负责人。)该系统于1977年投入运行。剑桥戒指在技术上取得了巨大的成功。它在1981年获得了实验室的第二个BCS技术创新奖,并成为ISO标准(ISOCR82),有几家公司在许可下生产了该系统。可悲的是,由于微电子技术的生态经济优势,剑桥环被施乐公司的以太网系统所取代。剑桥环技术的短暂寿命是未来事物的形状,不仅在剑桥,而且在世界各地。每一项新兴技术都被几个研究小组同时采用,因此任何一个小组领先于团队的机会都很小。然而,剑桥戒指的遗产存在在ARM这样的“硅沼”公司。

在实验室内,剑桥环形成了剑桥模型分布式系统的主干,其工作开始于1978年(36)(李约瑟和赫伯特1982)。这是一种新颖的分布式体系结构,它使用一组小型计算机提供了非常强大的设施。威尔克斯退休,剑桥分布式系统(“模型”后来被放弃)在威尔克斯退休后开始发展,并为实验室提供了计算设施,直到20世纪80年代末。

1980学年年底,威尔克斯的退休年龄为67岁。圣约翰学院举行了一场宴会,大学的同事、实验室工作人员和校友,以及许多计算机界的专家参加了宴会。他们开始在暑期学校的编程或在数字分析和自动计算的文凭。这是一个令人难忘的夜晚。

退休和历史写作

威尔克斯作为实验室负责人的指定继任者是罗杰·李约瑟,威尔克斯决定不让他蒙上阴影。然而,这并不是1980年他和尼娜决定离开英国加入马萨诸塞州梅纳德的数字设备公司(DEC)的主要原因(图6)。自从1946年第一次访问美国以来,他就一直爱着这个国家和人民。此后,他每年至少访问一次,最常去麻省理工学院,他认为这是他最有价值的听力职位。这是一种双方的感情。威尔克斯可以吸引他的主人,并以一种彻底解除武装的方式扮演英国教授的角色。他是一个精心策划的低调主义的大师,而在剑桥,他可能显得僵硬和保守,而在美国,他明显变得更加放松,他偶尔的恶心只会引起可怕的娱乐。他获得了美国计算机和电子专业协会的所有重要奖项——从1967年的ACM图灵奖开始,1997年获得IEEE的冯·诺伊曼奖章。1982年,他特别获得了宾夕法尼亚大学颁发的哈里·古德纪念奖,1946年夏天,他在那里参加了摩尔学校的讲座(图7)。

在12月,威尔克斯拥有“高级咨询工程师”的头衔,公司当时7万名员工中只有十几名拥有这个荣誉头衔。他最重要的角色是在研究和高级发展委员会任职,该委员会是项目工程师和高层管理人员之间的接口。此外,他还管理了几个研究项目,包括计算机安全和浮点运算标准。在他的任期快结束时,他管理着DEC参与了麻省理工学院-DEC雅典娜联合项目,这是一个分布式的教育计算机系统。

当他在美国,1986年回到英国后,威尔克斯花了越来越多的时间探索他的主题的历史。他有一种非凡的历史创作本能,在另一种生活中,这是他的学术生涯可能走的道路。他特别感兴趣的是查尔斯·巴贝奇,他在1946年第一次从哈特里那里学习。威尔克斯的评论说,1949年5月,即EDSAC开始工作的那个月,他抽出时间参观伦敦的科学博物馆研究巴贝奇的科学手稿。他是计算机时代第一个回到主要来源的人。1971年,他在纪念巴贝奇逝世100周年的纪念会议上发表了主要演讲(33),在会上他反思道:

我根本没有准备好让巴贝奇生活在一个25年前我陷入困境的世界里。巴贝奇的笔记本给人的印象是如此亲密,以至于人们觉得自己误进了他的实验室,在等待他进来的同时,已经开始阅读撒谎的论文。它们并不能完全理解,但人们可以肯定,当他进来时,他会把它告诉他。

威尔克斯有一种生动的演讲和写作风格,在巴贝奇方面一直如此。他与悉尼大学的艾伦·布罗姆利建立了深厚的友谊,巴贝奇计算机器的权威,并对2002年布罗姆利的英年早逝感到非常悲痛。在他12月逗留期间,威尔克斯写了一个剧本《祈祷巴贝奇先生》,并进行了专业表演。多年来,威尔克斯一直享有哈佛大学科学史教授伯纳德·科恩的响应。

在他在美国期间,这发展成了一种牢固的友谊,在此过程中,科恩鼓励威尔克斯写他的回忆录,并通过媒体帮助看到他们。

威尔克斯于1986年回到英国。现在73岁了,他像卢瑟福一样,他只能在实验室里真正快乐。当他离开美国的时候,阿康电脑——剑桥的BBC微电脑开发商——被奥利维蒂收购,并转变为剑桥奥利维蒂研究实验室(ORL),安迪·霍珀担任总经理。威尔克斯加入了研究战略的全职员工顾问,并在实验室呆了16年。在D1C,威尔克斯能够在组织中找到一个独特的,但不是中心的角色。如果其他的“大镜头”可能无法接受因担任自己船的船长而失去地位,这从来没有困扰过威尔克斯。他在ORL的角色是部分顾问和行业观察家,以及部分大使。他是ORL的巨大资产——他联系非常紧密,可以打开大门,并且有一定的魅力。当第一次112月和甲骨文参与ORL的所有权时,他在谈判中发挥了重要作用。他对计算机和电子行业的知识仍然完全最新,他在1990年英国皇家学会克利福德·帕特森(40)演讲中就这个话题发表了演讲。

威尔克斯的卓越地位随着年龄的增长而继续提高。1992年,他获得了京都奖;凭借ACM图灵奖,他现在获得了两项最负盛名的摄影荣誉。第二年,他获得了剑桥大学的荣誉博士学位;他的母校的认可是威尔克斯最看重的荣誉,甚至尤其是2000年授予他的爵士爵称号。

威尔克斯喜欢每天早上在实验室里度过、在圣约翰学院吃午餐的节奏,以及随着年龄的增长,下午在大学房间里午睡。他继续写计算机历史,特别是关于查尔斯·巴贝奇和他的环境,并在英国皇家学会的笔记和记录上发表了几篇文章。他写了一本书,《计算机视角》,其中主要包括对他一生中计算机发展的历史反思。

在被AT&T收购后,ORL于2002年关闭。这是威尔克斯最后一次不得不找到另一个工作场所,他回到计算机实验室担任名誉教授。他就像一个年老的总督卢多勒姆一样,他受到了越来越减少的人的欢迎,他在他的鼎盛时期认识他,并被崛起的一代感到敬畏。在他缺席的几年里,实验室已经扩大并搬走了。该实验室现在位于大学西剑桥基地的威廉·盖茨大楼里,离他1937年开始建造的旧解剖建筑世界很远。当他进入90多岁时,生活不可避免地就不那么快乐了。他忍受着年老的虚弱,但他发现自己有些孤立;他几乎比同时代和许多学生都多。他的生活伴侣尼娜于2010年去世,但对他的孩子们的实际照顾使他能够继续住在他自1952年以来一直住在亨廷顿路的家中。直到他生命的最后几周,他一直都在实验室和圣约翰学院就诊。

致谢

我感谢威尔克斯的前同事,他们阅读并评论了回忆录的早期草稿,并回答了电子邮件询问:唐·高巴茨、大卫·哈特利、安德鲁·赫伯特和安迪·霍珀FRS。我感谢实验室的官方历史学家哈伦·艾哈迈德、威尔克斯的儿子安东尼和计算机历史学家玛丽·克罗阿肯,他们提供了几个有价值的见解。我也感谢国家传记词典中的亚历克斯·梅,他分享了威尔克斯的重要性数据和其他信息。我非常感谢凯瑟琳·麦基,她允许我早期访问威尔克斯的个人档案,现在收藏在圣约翰学院图书馆。

这张卷首画的照片是由戈弗雷·阿金特于1973年拍摄的,并经许可复制。

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