从打卡机到计算机

早期的计算器，如同算盘，都是在执行固定的数值运算 (Fixed Numerical Task)。而可编程序计算机(Programmable Computer)的观念则是英国数学家巴毕基(Charles Babbage)所发明。巴毕基设计了分析引擎(Analytic Engine)，利用数量大到可覆盖整个足球场的齿轮及驱动器，来储存1,000个50位数的十进制数字。整个机器由打孔卡片(Punched Card)控制，可自动执行加减乘除运算。不过这部机器并未真正被实现。

乐福雷斯的女伯爵(Countess of Lovelace)艾达(Ada)帮巴毕基描述分析引擎的设计，并为它编写第一个程序(巴毕基可并没有艾达这种写程序的远见呢)。1979年，美国国防部想将计算机语言模块化，重金悬赏设计新语言，最后得标的提案，将新语言命名为Ada。但是当时的计算机仍然无法跑Ada程序，只能感叹Ada这位女伯爵终究只可远观，不能亵玩焉。更可惜的是，Ada语言的设计太过复杂笨重，无法变为主流，终究无疾而终。

巴毕基以打孔卡片控制分析引擎的做法相当巧妙，但并不是原创的想法。法国人查卡(Joseph Marie Charles)早在1804年就使用不同样式的穿孔厚纸卡來控制纺缍和飞梭的交互运作，以此编写程序来控制织布机，织出不同的花样。打孔卡片的概念，被巴毕基借用来控制分析引擎。近代科学家图林(Alan Mathison Turing)发明了图林机 (Turing Machine)，能以抽象的数学表现出演算法。第一个能运作的图林机 (Functional Program－controlled Turing－complete computer) 是德国土木工程师苏斯 (Konrad Zuse)于1941年完成，取名为Z3。

我大学就读成大电机系，学校最先进的大型计算机CDC Cyber 170仍然使用打孔卡片来输入程序。年轻的朋友大概没有「打卡片」的经验。我当年躬逢其盛，开过这种洋荤，每天可打上千张卡片。跑程序时，两个肩膀各扛一大箱卡片，顾盼自雄的将一大叠卡片喂入一部读卡机。卡片数量之大，让旁边的女同学，看得崇拜不已。

其实是我的程序写得太烂，三四行指令可完成的计算，却写了几十行。当时计算机中心约有20部打卡机，使用率相当高，也常常故障。每当女同学束手无策的坐在故障的打卡机前，我就自告奋勇的帮忙排除问题。当年就是靠修理打卡机，才有机会和林夫人搭讪，约她出去吃饭的。

成大电机系还有更早期的IBM计算机。开机时必须用一卷打孔纸带唤起操作系统，才能正常运转。我大二修组合语言(Assembly Language)这一门课，就是跑这一部老爷计算机。这部计算机的打印机，打印龟速，犹如阿里山的小火车在上坡。炎炎夏日，我最喜欢待在冷气电脑房。听着IBM老爷打印机「科里、卡拉」的打印声，不久就会被催眠梦周公，睡一整个下午。大学时代长时间和老爷计算机相处，直到今日，仍然怀念「科里、卡拉」的打印声。