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82 项里程碑事件带你看遍数字化发展简史

归档日期:06-12       文本归类:二进制数字      文章编辑:爱尚语录

  1 和 0 正在吞噬这个世界。信息的创造、保持、交流和消费都在进行数字化,并转化为电脑的通用语言。所有类型的企业(从小型企业到大型企业、到非营利组织、再到政府机构)都在经历「数字化变革」,即将数字化转变为新的过程、新的活动和新事务。

  从 20 世纪 50 年代开始,并且在 20 世纪 90 年代由于网络的诞生产生了一个明显的反弹,数字化已经改变了我们的工作、商店、银行、旅行、教育、政府、管理我们的健康和享受生活的方式等。数字化技术使得传统的信息存储形式(报纸和照片等)转换成了电脑存储的二进制形式(1 和 0)。数字化技术的一个部分是将模拟信号转换成数字信号的过程,但是比其他任意类型的转换(将媒体信息转换为位和字节信息)更大的转换过程是经济业务和人类相互交往的数字化变革。

  数据以 1 和 0 的形式进行表达的方式促进了数据的产生、复制、压缩和传播;数据的分析;数据的组织形式;同时这种数字化过程也促进了虚拟世界对现实世界的增强,以至于替换。接下来要介绍的就是当今世界最广泛使用的计算机语言发展过程中的一些里程碑事件。

  Samuel Johnson 出版了一本英语词典,关于「二进制算术」的解释引用了 Ephraim Chambers 的百科全书的解释:「由莱布尼茨先生提出的一种计算方法,可以代替通用的 10 进制算法。十进制算法中逢十进一,而二进制中只有两个数,且计算规则是逢二进一。这种方法看起来和中国 4000 年前使用的方法相同。」

  Claude Shannon 在 MIT 提交了其硕士论文,从而建立了数字电路的理论基础。Shannon 在论文中介绍了布尔算法可以优化电磁继电器系统的设计,并在后来应用到了电话路由交换机中。

  Alec Reeves 使用脉冲编码调制(PCM)来进行语音通讯,使得模拟采样数据实现了数字化。直到 1950 年代晶体管的出现才使得该技术实现了商业化。PCM 已经成为了数字音频在电脑、光盘、数字电话和其他数字音频领域的标准格式。

  John V. Atanasoff 在论文《线性代数方程组的大型系统的解决方案的计算设备》(该论文描述的是其与 Clifford Berry 共同建造的电子数字计算机)中写道:「对于机器计算来说,二进制具有巨大的优越性。。。在相同尺寸的卡片上使用二进制所携带的信息是使用十进制所携带的信息的三倍多。」

  SIGSALY 安全语音系统是第一个数字语音传播系统,在二战中用于高级别联合通信。

  John von Neumann 关于 EDVAC(早期的计算机之一)的一篇报告的初稿分发到 24 位 EDVAC 开发者手中。它记录了设计 EDVAC 过程中的一些关键决定,其中之一就有关于使用二进制来代替数字的决定,因此和它的前身 ENIAC 相比,可以减少元器件的数量。这份文件成为了所有现代计算机的技术基础。

  Claude Shannon 在《贝尔系统技术杂志》(Bell System Technical Journal)和 7 月 10 月发行的杂志上发表了题为「通信的数学理论(A Mathematical Theory of Communication)」的论文。在该论文中,Shannon 写道,「如果二进制可用于度量信息,那么相应的单位可称为二进制数字,或者更简单地称为比特(由 J. W. Tukey 提出)。具有两个稳定位置的装置,诸如继电器或触发器电路,可存储一个比特的信息。」

  Claude Shannon 在其笔记本中记录了很多物品以比特来存储信息的能力。他估计,穿孔卡可存储 103 比特以下的信息,单倍行距类型页的线 比特信息。DNA 双螺旋结构发现四年前,Shannon 估计「人的基因构成」的信息大小约为 105 比特。他能想到的最大的信息载体是美国国会图书馆,他估计可以存储 1014 比特的信息。

  通用电气(General Electric)位于肯塔基州路易斯维尔的大型家电事业部工厂安装了 UNIVAC I 计算机,这也是美国第一台商业用途的计算机,主要进行工资单处理和生产控制程序。「Univac I 也于音响连接在了一起,操作人员可以让这台机器每天晚上都演奏古典音乐。」Burton Grad 回忆道。Burton Grad 为通用电气的洗碗机和垃圾粉碎机部设计并写下了制造控制程序。

  IBM 宣布推出 350 磁盘存储单元,这也是第一个以磁盘为基础的计算机存储系统,同时也首次提供随机访问存储数据。其由 50 张 24 营村的磁盘组成,总容量达到了 5MB,重达 1 吨,租借费用达到了 3200 美元每月;首位顾客是美联航订票系统。

  IBM 宣布推出 305 RAMAC 和 650 RAMAC(随机存取内存计算器),可以和 350 磁盘存储单元进行联合使用。正如 IBM 新闻发布会中介绍的那样,「商业交易几乎在瞬间完成,数据会被分组后分批处理,而几乎不会有延迟。随机存取存储器不仅会引起穿孔卡片式计算器发生革命性变化,也会使得磁带计算器发生很大变化。」当这款产品出现在 1958 年的布鲁塞尔世界博览会上时,访客可以通过键盘查询「RAMAC 教授」,并且以十种语言显示答案。RAMAC 在问世几年后由于真空管被晶体管取代而不可避免地成为了过去式。但是磁盘驱动(可更快地访问信息)被保留下来,今天几乎成为所有数字信息的容器。

  美国航空公司 Sabre 航班预订系统将其 20 世纪 20 年代开发的一个流程进行了数字化,每天管理大约 84000 部电线MB 的预定信息、航班计划和客运舱位。

  根据牛津英语词典,术语「数据库」首次在印刷材料中被提到,引述系统开发公司的技术备忘录对数据库的定义,「数据库指的是一些条目的一个集合,这些条目包含的项目信息可因存储介质的不同、条目和项目特点不同而发生变化。」

  通用公司计算机部门的 Charles Bachman 开发了集成数据存储(IDS),集成的数据存储是最早的一批数据库管理系统,使用的是制造信息和控制系统(MIACS)产品中的导航数据库模型。

  Gordon Moore 在电子杂志上发表了「将更多元件添加到集成电路(Cramming more components onto integrated circuits)」的论文,其中的第一个公式就是后来著名的「莫尔定律」。对于加入到集成电路中的晶体管数量不断翻倍的观察变成了一种前所未有的动力,这可以指导制造流程的创新,不仅可以降低产品价格,同时也增加电子元器件的功率,从而使得数字化进程不断扩大。

  AT&T 贝尔实验室的 Willard Boyle 和 George E. Smith 发明了电荷耦合器件(CCD),可以将光信号转化为电信号。CCD 在数码图像、数码相机和医学成像的发展过程中扮演着非常重要的角色。Willard Boyle 和 George E. Smith 也因此荣获了 2009 年诺贝尔物理学奖。

  Arthur Miller 在「关于隐私的攻击(The Assault on Privacy)」中写道,「太多的信息处理程序似乎开始通过一个人的信息所占存储空间的大小来对一个人进行衡量。」

  Michael Hart 推出了「古腾堡计划」,希望将美国独立宣言输入位于伊利诺伊大学的主机之中,并且这样的电子版本没有任何版权。

  Pulsar 发行了全球第一款全电子数字手表,同时也是首次使用数字显示屏。

  Charles Bachman 被授予图灵奖。在 Charles Bachman 获得图灵奖后发表的演讲《作为导航员的程序员》(The Programmer as Navigator)中说道,「哥白尼为我们提供了一个新的观点,并奠定了现代天体力学的基础。现在信息系统领域也有了这样的一个新基础,即从以电脑为中心的观点被以数据库为中心的观点所取代。新的理论基础将会引领我们找出数据库问题的新的解决方案,同时加快我们向 n 维数据结构(这种结构很好地体现了现实世界的复杂性)的发展。直接访问存储设备的意义就和哥白尼奠定了现代天体力学的基础一样,从这一点出发,我想要首先将程序员训练为 n 维数据空间的导航员。」

  伊士曼柯达的 Steven Sasson 发明了第一部数码相机,需要花费 23 秒来拍摄一张照片。该相机重 8 磅,可以将黑白照片记录在小型盒式磁带中,其分辨率达到了 1 万像素。

  花旗银行安装了第一台 ATM 机。1977 年年末,所有的银行纽约分行都有至少两台终端可以 24 小时不间断运行,从而可以保证在 1 台失灵的情况下也能继续提供服务。当 1978 年 1 月巨大的暴风雪袭击纽约之时,银行被迫关门数天,这期间 ATM 的使用率增加了 20%。几天之后,花旗银行推出了「花旗永不眠」广告活动。十年之后,银行的 ATM 网络储存了 450MB 的电子交易信息。

  联邦快递推出了 COSMOS(客户、业务和服务在线系统)计划,实现工作人员、包裹、车辆以及天气情况下实时管理的数字化,其中使用的电脑的存储容量达到了 80GB。

  I.A. Tjomsland 在第四届 IEEE 大容量存储系统研讨会上做了题为「我们将何去何从」的演讲。其中,他讲到,「那些很早就与存储设备相关联的研究已经意识到,帕金森第一定律也可以用来形容我们的行业。」

  Edgar F. Codd 因其对数据库管理系统理论和实践方面的基础性和持续性的贡献而被授予图灵奖,「无论什么时候,只要人们使用 ATM 机、或者购买机票、或使用信用卡,人们就必须依赖 Codd 的发明。」在图灵奖演讲中,Codd 讲到,「对于规则型或者均匀型数据库而言,关系型数据库是最合适的。当我们处理异构数据时,我们是否还能使用这种相关性方法的优势?这种异构数据中也许包括图片,文字和其他信息。我们需要一个肯定的答案,同时我们知道关于该议题也有很多研究正在进行中,但是这还不够,我们还需要更多更深入的研究。」异构数据或者「大数据」所带来的挑战或许会在 30 年后才能解决,而且方法也不会是之前采用的关系型数据库的方法。

  电影《电子世界争霸战》上映,在该影片中,Jeff Bridges 所饰演的角色被一种实验激光数字化了,并存储在一台主机中,其中的程序也可以完全克隆出原来角色的特征,甚至有着完全相同的容貌。

  1984 年美国人口普查局首次进行了电脑和因特网的调查,发现 8.2% 的美国家庭拥有个人电脑;到 2013 年,83.8% 的美国家庭拥有个人电脑,而网络的使用率也达到了 74.4%。

  通用仪器公司(美国有线电视转换器和卫星通信设备制造商)宣布已经成功在传统广播信道中加入了数字 HDTV 信号,从而为未来的电视信号的输送奠定了基础。那时所有的公司采用的 HDTV 的标准还是模拟信号系统。

  全球第一个 2G 蜂窝网络在芬兰成立。2G 网络使用的是数字信号而不是模拟信号,从而增加了系统容量,并引入数据服务,例如文本消息等。

  O』Reilly Digital Media 集团成立了全球网络导航(GNN),这是全球第一个商业网络,同时也是第一个提供广告服务的网页。

  必胜客实现了网络预定披萨,且第一个预定的披萨是大辣香肠、蘑菇和芝士的比萨,这也很可能是通过网络完成的第一笔交易。

  在一个五年试点项目后,国家数字图书馆项目开始将美国国会图书馆的部分档案材料进行数字化。

  电影《玩具总动员》在美国上映,玩具总动员是第一部完全由计算机生成图像技术(CGI)制作完成的电影。

  Brewster Kahle 成立了互联网档案馆来保存和提供几乎所有的网址,后来逐渐演化成了一个综合数字图书馆。1996 年成立的其他网络信息资源保存项目包括澳大利亚国家图书馆的 PANDORA 项目和瑞典皇家图书馆的 Kulturarw 遗产项目。

  Jim Gray 因其在系统实施领域关于数据库和事务处理研究和技术方面的在开创性贡献而被授予图灵奖。

  数字电视开始在英国和美国进行传输,开始了数字电视替换模拟电视广播的步伐。

  电影《最后的广播》是第一部正片长度的电影,其拍摄、编辑和发行都是数字形式进行的,且全美 5 大剧院可通过微型下载该电影。

  541998 年 12 月 Nicholas Negroponte 在 Wired 杂志中写道,「就像空气和水一样,数字化只有在缺失的时候才会引起人们的注意。」

  562000 年胶卷照片的数量达到了 850 亿张,不过很快就被数码照片所取代。

  MP3 制造商 i2Go 推出了一项数字音频新闻服务和娱乐服务,即这项服务可以允许用户下载新闻、体育、娱乐、天气以及音频格式的音乐。2004 年 2 月 Ben Hammersley 在《卫报》上写道,「得益于 iPod 播放器的推出、廉价音频软件和网络日志的发展,在线电台也正在蓬勃发展。但是我们该如何称呼它呢?音频博客?播客?亦或是其他名称?」

  582001 年 1 月 1 日电子产品编码(EPC)在 MIT 确立,可用于取代通用产品编码(UPC)。

  《21 世纪支票清算法案》使得检查图像成为合法的传播媒介,允许金融机构创建原始支票的数字版本。截止 2003 年超过 500 亿纸质支票被处理。

  谷歌宣布和哈佛大学、斯坦福大学、密歇根大学和牛津大学的图书馆以及纽约公共图书馆一起合作,将藏书扫描成数字版本。互联网档案馆也启动了一个类似的百万图书项目。

  652007 年世界信息存储容量的 94% 是数字式的,而就在 1986 年当时世界信息存储容量的 99.2% 是模拟式的。

  662007 年 3 月爱沙尼亚成为世界上第一个在议会选举中使用网络进行投票的国家。

  Satoshi Nakamoto 发表了「比特币:一种点对点电子现金系统」,描述了第一个分散式数字货币。截止 2015 年 10 月,经济学家指出,比特币背后的区块链技术将会改变经济运作的方式。

  712010 年数码相机的产量达到了 1.2 亿台,而智能手机的产量已经超过数码相机。

  Jean-Baptiste Michel 等人在《科学》杂志上发表了题为「利用数百万数字化图书对文化进行定量分析」的论文。全球所有出版的数目中有大约 4% 完成了数字化,而在这基础上,Jean-Baptiste Michel 等人研究了 1800 年到 2000 年间反应在英语上的语言和文化现象,并且将其研究领域成为「文化组学」。

  742012 年美国销售费在在线电影上的消费首次超过了购买 DVD 和蓝光光盘。

  762012 年 12 月全球全年电子商务销售额首次突破 1 万亿美元。

  782014 年 2 月 45% 的 18-29 岁的网络使用者认为网络对他们的相互关系有很重要的影响。

  802015 年 Michael Stonebraker 因其对现代化数据库系统的概念和实践方面的奠基性贡献而被授予图灵奖。

  麦肯锡全球研究院(MGI)的一份报告是测量美国经济持续数字化的第一次重大尝试。该报告引入了麦肯锡全球研究院产业数字化指数,该指数结合了数十个指标,以期能全面展示公司正在建设的数字资产、数字使用的拓展,并创造出更多的数字工作人员。由于目前数字化程度更低的部分对于 GDP 的贡献和就业更高,MGI 认为美国经济仅仅达到了数字化潜力的 18%,并且该报告估计到 2025 年时数字化所带来的 GDP 将达到 2.2 万亿美元。

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