蓝色巨人称雄记

戴吾三

蓝色巨人是IBM公司的代称，这个称呼反映了它在美国产业界，特别是计算机产业中的领导地位。老沃森一手创建了IBM，凭借穿孔卡制表机奠定公司的地位：其长子小沃森引领IBM进入计算机时代。通过不断创新，特别是硬磁盘存储器的发明，System/360系列计算机的推出，IBM独享巨人的美誉。

蓝色巨人（Big Blue）是国际商业机器公司（International Business Machines Corporation，IBM）的代称：公司徽标颜色是蓝色，而它在美国产业界，特别是计算机产业的领导地位令其无愧于巨人的称号。

通常认为是老沃森（T.J.Watson）创建了IBM，其长子小沃森（T.Watson Jr.）引领IBM进入计算机时代。考察IBM的历史可知，从早期生产穿孔卡制表机到转向生产大型商用计算机，再到发明硬磁盘存储器，推出System/360系列计算机，这是一个不断应对变化，不断创新的过程。正是IBM的锐意进取，掀起了计算机技术革命的浪潮。

以穿孔卡制表机立业

1914年初，正处于事业巅峰的老沃森遭人栽赃，被迫离开工作了18年的NCR公司（Nation Cash Register company）。不久，他被CTR公司（Computing-Tabulating-Recording Corporation）聘为总裁。

当时的CTR公司负债严重，正面临倒闭的危险。公司产品堪称大杂烩，包括天平、磅秤、打卡机和穿孔卡制表机等。沃森对公司情况分析后，把重点放在穿孔卡制表机上。穿孔卡制表机是20多年前一位叫霍利里思（H.Hollerith）的统计学家发明的，旨在为1890年美国人口普查结果的统计提供帮助。到20世纪初时，霍利里思的穿孔卡制表机已在铁道和保险公司的财务部门得到应用。老沃森认为，美国的产业正呈规模化发展，大公司都会寻求档案管理和财务工作的自动化处理。老沃森设法筹集资金，用于改进穿孔卡制表机的技术。1924年冬，CTR正式改名为IBM，集中制造改进的穿孔卡制表机。此后，度过美国经济大萧条的IBM迎来了黄金发展期。

在罗斯福新政期间，IBM扩大了一倍有余。1933年初，美国通过《国家工业复兴法》，一时间各企业都必须向联邦政府提供数量巨大的资料信息和账目。1935年美国通过《社会保障法》，政府部门成为IBM的最大客户，整个国家重要的统计数据都由穿孔卡制表机来记录和处理。与此同时，IBM在海外的业务也得到快速发展，很多国家都设立了IBM的办事处，进行穿孔卡制表机的销售并提供服务。当时，IBM甚至与苏联政府都有大笔生意往来，苏联依靠IBM的穿孔卡制表机来处理“国家五年计划”相关的大量数据。

到1930年代末，IBM的穿孔卡制表机已经发展得相当成熟，一分钟处理400张卡片，打印出数据和地址标签，快速地完成所有的统计工作。老沃森相信，要解决世界上的数据处理问题，答案就在IBM小小的卡片中。他要做的一切就是不断发展它、完善它，最终IBM要掀起一场商业革命。每次要是有人提到这种卡片时说“穿孔卡片”，老沃森就会立刻纠正道：“这叫‘IBM穿孔卡片！”

经过十多年的努力，IBM跻身于商界巨头行列。1937年夏，老沃森被推举为国际商会（InternationalChamber of Commerce）主席，他前往欧洲接受这份殊荣。1939年纽约举行世界博览会，其间设有通用汽车公司（GM）开放日、通用电气公司（GE）开放日，以及IBM开放日，此时IBM已拥有与另两家商界大鳄同等的地位。

“杂交体”SSEC

老沃森对新兴的数据处理技术非常关注。1937年，哈佛大学的艾肯（H.Aiken）主持设计Mark I（马克一号），这是一台机电式计算机，主要由传动轴、齿轮和继电器构成，该机器由IBM负责承建。

1943年，受美国陆军弹道实验室委托，宾夕法尼亚大学的莫奇利（J.Mauchly）和埃克特（J.P.Eckert）主持设计制造了ENIAC（爱尼亚克），IBM积极给予支持。

在这样的背景下，1946年初，小沃森从军队退役到IBM后不久，便有机会去参观ENIAC。此前他对电子计算机一无所知，所见所闻让他大为吃惊，后来他在自传里寫道：“ENIAC看起来就像焊满了真空管的金属支架，绵延数百英尺。”当时实验室非常热，小沃森不解，埃克特回答道是因为这间屋子里有18 000个真空管，他们没有安装控温装置。埃克特对小沃森强调，计算机将是未来的潮流趋势。

小沃森对这次参观印象非常深刻，虽然他还不能真正理解电子计算机在未来的应用，但在心里埋下了种子。此后几个星期内，小沃森跟着父亲在IBM总部巡视。在研发部看见工程师正在操作新开发的IBM603电子乘法器。从技术层面说，它并非电子计算机，因为没有存储程序，只能处理通过穿孔卡片输入的数据，这使得应用有着明显局限性。尽管如此，这种乘法器上市后依然很受欢迎。面对这种情况，IBM及时推出改进的IBM604，新机器不仅能进行乘法运算，也能进行除法运算。至此，电子计算器才真正流行起来。

1940年代末，美国报纸上充斥着关于实验性计算机的报道，以电子技术和计算机应用为主题的科学会议场场爆满，许多公司、高校要开展研制计划的消息不断传来，这促使IBM考虑未来发展的方向。1947年春季的一天，老沃森召集参与制造Mark I的工程师，说他想要一台新的“超级计算机”，要“最好、最快、最大的，要比给哈佛研制的那台机器更好，自然也要比ENIAC更好”。

IBM的工程师全力以赴，用了大半年的时间，花费一百多万美元，制造出一台新的能够实际运行的机器——可选序列电子计算器（Selective Sequence Electronic Calculator，SSEC）。这是一个“古怪”的庞然大物，全长120英尺，装有12 500只真空管和21 400只机械式继电器。其中，电子元件和机械不协调地组装在一起，它就像是现代计算机和传统穿孔卡制表机的“杂交体”。说来SSEC也不无创新，因为它是按冯·诺伊曼（J.yon Neumann）的理念设计，比ENIAC实用。只需将指令输入SSEC的存储器，它就能开始计算。而ENIAC要改变解题程序，必须用手重新连接其控制台上的数百条导线，这样会很耽误时间。然而，SSEC内部构造的本质是机械式，注定了它比全由电子元件构成的ENIAC运行速度慢。

为使SSEC引起更多的公众关注，老沃森将其安装在IBM曼哈顿总部一楼的产品陈列室，只要是路经此地的人都可以看到它的身影。当时，SSEC堪称都市中的一道奇景——三面长长的墙，嵌满电子仪表和控制面板，满是指针、开关、表盘以及在机器进行运算时不断闪烁的指示灯。每天都有数百人驻足透过玻璃窗观看SSEC。好些年里，当人们听到“计算机”这个词时，浮现在脑海中的都是它的样子。

老沃森一时觉得SSEC就是最好的计算机了，从某种意义上可以说它在机电式计算机中卓然超群，然而它并未拥有能够最终制胜的电子心脏。

UNIVAC的威胁

1946年3月，埃克特和莫奇利从宾夕法尼亚大学辞职，创办自己的计算机公司。起初，老沃森对他们的前景表示极大怀疑。但没过多久，清晰的事实就摆在面前：这两人不仅能干也善言辞，他们把即将推出的新机器命名为“通用自动计算机”（UniversalAutomatic Computer，UNIVAC），宣称它不仅适用于实验室，也适用于会计室。尽管UNIVAC要几年后才能真正制造出来，但埃克特和莫奇利凭着产品宣传书，就赢得了IBM十个最大客户中的两家——国家人口普查局和保诚保险的资金支持。当老沃森了解到这一情况，他的怀疑变成了熊熊怒火。

老沃森对UNIVAC的设计感到郁闷，他觉得那是对IBM穿孔卡片的严重挑衅。埃克特和莫奇利声称穿孔卡片已经不再适用现代电子设备，UNIVAC将取而代之，数据存储在新的媒介——磁带（当时磁带已经应用于录音机）上。埃克特和莫奇利向客户解释说，磁带同穿孔卡片相比，有着极大的优势。首先，用它处理数据速度很快，使用磁带录入和输出数据的速度几乎可以与电流的速度相媲美。其次，它很小巧。像普通盘子那么大小的一盘磁带可存储一家保险公司整个业务大区的保单记录，而要是用穿孔卡片的話，大约需要一万张，摞起来足有好几码（1码=0.9144米）高。

老沃森化情绪为行动，在他催促下，IBM的工程师提出一个宏大的计划，试图研制一种新机器用来对抗UNIVAC。这种机器将可同时使用磁带和穿孔卡片。不料，在听了项目负责人的介绍后，老沃森把计划书撕成碎片，因为这个设计很像UNIVAC，而他本能地对磁带持强烈的怀疑态度。老沃森发火道：“当你把一则信息记录在一张穿孔卡片上时，它就是永存的了。你能亲眼看到它，能把它拿在手里。即便是保险公司里数量巨大的资料也总是能够被文员亲手抽样检查。可要是你用磁带呢，那就等于把你的客户资料存储在一种设计出来就是为了清洗和再利用的媒介上面！”

小沃森很清楚父亲的态度，他承认自己对驾驭电子计算机没有充分把握，但他为电子电路极快的速度所叹服，认为必须超越传统的穿孔卡技术。1948年，小沃森接到一位朋友的来信，信中说通过参加全美各地的工程类会议了解到，至少有19项关于计算机的重大项目正在进行——其中绝大部分都将采用磁带。与此同时，小沃森也收到一些大客户的忠告，说穿孔卡片就要被淘汰了，希望IBM开发新产品。

正是听取了这些声音，小沃森决心进入电子计算机和磁带领域。他的想法逐步明确：IBM要想有发展前景，就得招聘全新的电子人才。人少了肯定不够用，要招就要大动作。结果在6年时间里，IBM的电子工程师和技师数量便从500人增加到了4000人。

研制IBM701

1950年6月，朝鲜战争的爆发推动了IBM加快制造计算机的步伐。小沃森的助手力促研制一种通用型科研计算机，可以应用于国防的各个领域。初步估算要300万美元，但整个项目算下来将是SSEC研制经费的10倍，等于IBM过去两年间研发费用的总和。为打消公司其他人的顾虑，小沃森组织的团队为新型计算机取了个充满爱国热忱的名字：“防务计算机”（Defense Calculator）。

IBM到国防科研机构大力推销“防务计算机”，宣传它的新功能，引起客户的热烈反响。有了订单在手，小沃森便有底气将项目计划书提交给父亲，结果老沃森没提什么问题就批准了。

项目上马面临诸多挑战，如开发逻辑电路、记忆电路、磁带控制装置、读写头、穿孔卡一磁带数据转换技术；还得与其他制造商合作，改进真空管和磁带。原有的实验室不够用，只得另寻地方建设真空管和电路研发实验室。

随着“防务计算机”项目的不断推进，IBM越来越多的部门参与进来。当该项目进度过半时，老沃森的态度明显转变，对它进行了公开的祝福。在1952年4月召开的股东年会上，老沃森宣布IBM正在研制一种电子计算机，“要比SSEC快上25倍”，他将这种机器称为“IBM701”。

1952年12月，IBM701型机竣工。它与当时其他公司制造的计算机有很大不同，别的计算机都是由超大的支架和面板组成，运送时必须拆开，到用户那里再进行组装，例如UNIVAC的主机柜就有一辆小卡车那般大。而IBM701型机是由独立的组件构成，每个组件大约只有一台大冰箱般大，可以放进普通的货运电梯，运到用户那里，工程师3天内就能组装好并交付使用。

为了扩大影响，把世人的目光从UNIVAC那儿吸引过来，IBM将第一台70l型机运到纽约，安装在公司总部大楼一层，并为此拆掉了SSEC。SSEC面世不到五年便遭淘汰，可见电子技术发展飞速。

1953年4月7日，701型机举行揭幕仪式，150位著名科学家及美国商界领袖人物出席了典礼，其中有晶体管的发明者肖克利（W.Shockley）、计算机理论家冯·诺伊曼、美国无线电公司的总裁，以及美国电话电报公司的总裁等。仪式由被称为“原子弹之父”的奥本海默（J.R.Oppenheimer）主持，他将IBM701誉为“人类智慧光辉的证明”。媒体争相报道701型机的新闻，而最热烈的反应还是来自那些数年来一直催促IBM研制电子计算机的大客户，他们希望IBM在科研用701型机的基础上，尽快推出商用计算机。为此，IBM当年9月便公布了生产IBM702的计划。

与此同时，IBM也积极参与美国军方的“半自动地面防空系统”（Semi-Automatic GroundEnvironment，SAGE）项目。公司用了14个月开发出一台样机，命名为AN/FSQ.7型机，简称Q7型机。该机堪称当时最大的计算机：重275吨，占地2000米z，装有5500个真空管。到1950年代末，IBM共生产48台Q7型机，其数量几乎占到公司全部计算机销量的一半。参与军方项目使得IBM先于其他公司建起高度自动化的工厂培养了数以千计IT产业的员工。

创建圣何塞实验室

为招募到斯坦福大学、加利福尼亚理工学院的毕业生，1952年IBM决定派约翰逊（R.B.Johnson）到加利福尼亚州的圣何塞市创建一个实验室。今天来看，这是继斯坦福大学创建斯坦福科技园后催生硅谷诞生的第二个契机。

约翰逊1929年毕业于明尼苏达大学，获教育学学士学位，后成为一名高中教师。1930年代，约翰逊带着一个发明专利来到IBM，他构想了一种专为学校用的机器，能够自动判阅选择题。老沃森看中这个构思，聘用了约翰逊，让他进行设计。公司高层有些人并不看好，不料这种阅卷机推向市场后大受欢迎，IBM从中大赚了一笔。

约翰逊乐意接受新任务，走前公司给他两点指示：实验室在50人左右，开展公司还没有进行的研究。约翰逊来到圣何塞租下房子，接着就招兵买马。不久，他做出两个重要决策（这也是他一生中最好的决策）：一是确定研究随机存取存储器；二是集中研究以涂有磁性材料的薄盘来存储信息。相比之下，当时美国国内从事类似研究的其他人还都在尝试用磁带、磁鼓来存储信息。

磁盘存储的工作原理是，磁盘上的磁点可代表数据的一个字符，磁点形成一个磁场，像唱机指针这样的“磁臂”悬在磁点上，在磁盘高速旋转时读取磁点。实验面临着许多技术障碍：先是找盘片材料，做成的盘必须要平、坚固，而且足夠轻，以便配置电机驱动。尽管铝材适合，但单个铝盘高速转动易翘曲，经过大量试验，研究人员将两个铝盘粘在一起，问题得以解决。一个磁盘存取的数据有限，研究人员又尝试用堆叠的方式，先是16个，再到24个，陆续增加。更困难的技术难题是磁臂如何悬在磁点上，磁臂不能与磁盘触碰，那样会抹掉数据。最后研究人员想出吹送压缩空气的方法，恰好使得磁臂悬浮在磁盘上。

1956年，圣何塞的实验室推出了硬磁盘存储器（Random Access Method of Accounting and Control，RAMAC），由50个直径24英寸的磁盘片组成，能够储存5兆字节的信息，核心部分加上外壳大小相当于两个冰箱。

此前IBM为SAGE项目研制的计算机使用的是磁带存储器。要想检索某位客户的银行账号或某次航班还剩余多少座位，使用磁带存储器的计算机必须把不相关的所有数据转过去，才能获得所需的信息。而约翰逊团队发明的磁盘使得检索变得轻而易举，其数据检索的原理同用唱片机欣赏歌曲颇为类似：直接将唱针放到某首歌曲所在的位置，便能马上播放此曲。虽然RAMAC体形笨重，但它处理数据的速度比使用磁带存储器快了200倍。更重要的是，它标志着硬盘技术的第一次革命，并由此推动了硬盘产业的兴起。

随着事业的发展，IBM在圣何塞市购置了180英亩（1英亩=4046.86米²）土地，建立了计算机工厂和研究中心，早先的实验室搬迁人新建筑，研究队伍大大扩充。

1959年9月，苏联最高领导人赫鲁晓夫（N.s.Khrushchev）访问美国。事先知道消息的小沃森在征得美国国务院同意后发出电报，邀请赫鲁晓夫顺便到IBM的工厂参观。小沃森提前让程序员为RAMAC设计了一套程序，让它变身为“电子历史百科全书”。在赫鲁晓夫到IBM圣何塞工厂参观时，他边走边看，先是不以为然，接着脸上显出困惑的表情，自言自语道：“我们苏联也必须有这样的工厂”一时让小沃森惊诧不已。

System/360的大赌

到了1960年，IBM已在生产8种计算机，其中既有晶体管计算机，也有电子管计算机，每种机器的内部结构迥然不同，使用的软件和配套设备也不一样。如果客户想把小型计算机换成大型计算机，不得已要更换配套设备。而此时，竞争对手已推出“插件兼容机”，从IBM拉走了不少客户。

IBM意识到威胁，董事会安排副总裁利尔森（T.v.Learson）负责解决这一问题。利尔森1935年加盟IBM，强硬的性格使他从基层一步步走向高位。利尔森组织了一个委员会以制定研发新产品的计划。1961年底，利尔森把委员会的人通通送到康涅狄格州的一家旅馆，说拿不出报告就不许回家。12月28日，委员会终于提交了一份8页的报告，这就是System/360计划的缘起。

新计算机系统以360为名，360指圆周角360°，它既代表360型计算机从科研到商业的全方位应用，也凸显了IBM为用户全方位服务的宗旨。经估算，System/360所需费用，包括研制经费5亿美元，建设新厂、购置设备、展开营销45亿美元，总共需要50亿美元！要知道，美国研制第一颗原子弹的“曼哈顿工程”才用了20个亿。难怪美国《财富》杂志对此报道的标题是“IBM 50亿美元的大赌博”。

从研发System/360开始，IBM就面临着两大挑战。一大挑战是IBM必须自己制造集成电路，因为买不到现成的芯片。以前建一个新工厂，对IBM来说根本不在活下，而今新造一个集成电路厂，生产环境要求极为苛刻，车间里不能有一点灰尘，简直就像是大型的外科手术室。工程造价飙升，弄得IBM高层心惊肉跳。另一大挑战是协调新产品系列的硬件生产和软件设计。在美国及欧洲多地，IBM的工程师同时着手研制6种中央处理器及几十种配套设备，包括磁盘驱动器、打印机、磁盘、光符阅读机、交换机及终端机，这些硬件设备最后都必须能够互相连接。为了令System/360主机具备兼容性，数百名程序员必须写出数百万行计算机指令，此前从未进行过如此复杂的编程工作，面对巨大的挑战，技术人员压力重重。编程任务一拖再拖，人手不断增加，到1966年时，投入工作的程序员已有2000名，软件开发的费用高达5亿美元，成为System/360项目中花费最多的一项。

担任System/360项目经理的是布鲁克斯（F.Brooks）。他1953年毕业于杜克大学物理系，之后进入哈佛大学应用数学（计算机科学）系，在主持Mark I设计的艾肯教授指导下学习，1956年获博士学位。同年进入IBM，做过IBM7030等计算机的体系建构师，正是在管理System/360项目的过程中，布鲁克斯积累了丰富的经验和教训，后来他以此为基础撰写的《人月神话》一书，成为软件开发界的经典之作。他的一句名言“向进度落后的项目中增加人手，只会使进度更加落后”，被称为“布鲁克斯法则”并得到广为流传。

1964年4月7日，就在老沃森创立公司50周年之际，IBM举行了System/360系列产品的发布會。为了扩大影响，IBM专门包了一列火车，将200名记者送到IBM波基普西的实验室。小沃森向来宾介绍System/360系列产品：共大中小6种机型及44种外接设备，他宣称“这是IBM历史上最重要的产品发布”。而事实上，因为软件研发滞后，展品并不全是实物，有些只是木制的模型。而很多客户都相信IBM，毫不迟疑下订单。

1965年，数百台中型System/360计算机按时交货，然而关键的软件仍不能安装到位，客户们只得使用临时程序，幸好没出什么乱子。所幸滞后的软件最终追上来，System/360计算机大获成功。到1969年，美国各类计算机达5万台，其中约35 000台是IBM的计算机，其中多数属于System/360系列。1967年，IBM股票的市值超过通用汽车公司。之后连续几年。IBM都保持近30%的年增长率。

回顾历史可见，IBM研发System/360的意义重大、影响深远。1993年，IBM外聘的新首席执行官（chief executive officer，CEO）郭士纳（L.V.Gerstner）感叹：“System/360对IBM的意义以及对计算机领域所产生的巨大影响，就相当于Windows一样，诞生了一个时代——一个IBM主宰了将近30年的时代。”

读史使人明智，要做到基业长青，IBM无疑值得借鉴。IBM在前50年有了第一次转型和众多创新亮点，而后50年风云变幻，面临新的形势，郭士纳领导IBM艰难地开启了新的征程，IBM第二次转型、创新和改革另有精彩。

关键词：IBM 小沃森 IBM701 硬磁盘 System/360计算机