第拾玖章 范含归来 （下）
一九六八年六月的《美国计算机协会通信》杂志发表了KenThompson的文章“正则表达式搜索算法”。这是第一篇将正则表达式理论应用于计算领域的文章，在此之前，正则表达式仅仅是纯粹数学家们的分析工具。 回家之后，范含就看到了这篇文章。 正则表达式啊，很熟悉呀。前一阵子写解释器的时候，用到了lex和yacc，这两个工具就是利用正则表达式技术进行匹配的。只不过，由于中间过程一直运行在脑子里，别人不知道，看到的仅仅是范含“写”出来的C代码而已。 几乎所有的有序“符号串”都可以认为是符合某一种“模式”，或者说“规则”，这种“规则”的定义就是正则表达式。对于分析字符串的任务，正则表达式是最恰当的方式，当然，也是最强大和最灵活的。 说来惭愧，范含一直等到听说了Perl，才第一次知道并从此开始使用正则表达式。在那之前，接触的仅仅是“DOS”、“Windows”、“Basic”之流，根本碰不上。尤其是刚用DOS的时候，会写通配符查找文件就已经沾沾自喜了。 恐怕不光是范含自己，整整这一代人都是这么过来的。归根到底，微软的东西虽然说越来越复杂，但是cao作起来却是越来越傻瓜。只要市场调查显示一个“平均”的用户用不到的地方，绝对不会做出来摆在台面上。 相比之下，老一辈资产阶级程序员都是从文本界面入手。并且，由于这时候是用文本界面cao作一切，当然会将其潜力发挥到极致。只要在“文本交互”的前提下，任何可能提高工作效率的技术，都会想方设法实现。 对了，KenThompson这家伙后来开发的行编辑器“ed”，里面就用到了正则表达式的技术。这时候，一般的计算机还都没有显示器，都是在一台打印终端前面工作。手上啪啪的敲“电传打字机”，眼前就会看到针式打印机嗞嗞的吐出一行。全屏幕编辑？想都别想，就连看全文件内容都不容易。所以，一行一行的编辑看来是唯一选择。 其实这就是一个观念转变的问题，毕竟这时候显示器又不是没有，只不过不是计算机的“标准配件”而已。前年范含买PDP-8的时候，还特意声明加装显示器模块，因为自己很难想象没有屏幕会是什么样子。这也难怪，范含总是拿微型机的眼光看待问题，如果考虑到现在的情况……许多终端连在另外一间房子里的主机上……没有显示器也不算奇怪。 到后来，开发MS的时候，显示器就成标配了，哪怕成本高出一块也在所不惜。不过确实没人反对，因为机器的设计就是必须如此，没有显示器就玩不转了。再说，自从范含带头发挥了屏幕的优点之后，“盯着电视干活”的使用方式也渐渐的被业界接受了。 对于编辑一行的工作，如果只是把正确的内容完全敲进去，工作效率也未免太低。况且，行编辑器一般都是用来进行批处理，比如替换内容，消除不必要的空格之类。这些工作对于每一行而言都是例行公事，所以，既然要找到任务的共同点设计命令，那么正则表达式的采用也是顺理成章。 在Unix出现之前，许多命令行工具就已经存在了，这些工具的共同点就是：读输入，做一些处理，写输出。既然分析输入内容的工作免不了，自然也都会用到正则表达式。限于硬件水平，每个工具完成的事情都很简单，不过都干得很好。 不过，一个工具的输出可以作为另一个工具的输入。以前看到的高手所写的Shell脚本里面，有许多这样的事例：开头是一个小于号重定向输出。像流水线一样，许多小玩意组合起来完成复杂任务，这就是Unix的设计哲学。 这种设计虽然是局限于当时硬件水平的权宜之计，不过其思想至今仍未过时，现在看来，这种工作方式仍然是Unix系统的魅力之所在。需要的工具可以随时编写、补充，不再需要的就可以废弃不用，整个系统永远都是在滚动中更新。现代的软件设计讲究“组件化”、“分布式”、“协作水平”，其实说的就是同一码事。 但是，有利必有弊，正是由于开发工作不限于一时一地，几十年积累下来，四世同堂的工具们自然就有了代沟。最常见的，就是正则表达式规范的不统一。 范含所知道的规范，就有“基本的”、“扩展的”、“再扩展的”和“Perl式的”几种，这几种的写法还都不一样。以前用“grep”的时候，总要先看选项，了解一下这个版本支持那些规范，再用相应的命令行开关打开或关闭。比如表示“匹配一次或多次”的“ ”和“匹配零次或一次”的“”就不是“基本的”规范，想用的话必须打开扩展规范支持。 所以，后来的Sun专门对他们的Unix产品“Solaris”进行了升级，就是为了统一所有命令行工具，都采用相同的规范。 至于平时开发，范含用的是“PCRE”，PerlCompatibleRegularExpression，一个给C语言使用的和Perl兼容的正则表达式库。因为C/C 语言也好，VC之类的开发工具也好，都没有内置的正则表达式支持。这个库自打出现起，就成了C/C 开发者的共识。 说起来，Perl的规矩还真是深入人心，几乎成了业界的事实标准。就在微软推出的最新平台“.Net”框架中，也提供了正则表达式支持，而官方文档中明明白白的写着：“和Perl兼容”。 这么说来，自己如果开发这部分内容，干脆直接使用Perl的标准，一步到位得了。 等等，在什么上面开发？Unix？！啊……不就是Ken这个家伙搞出来的么？！现在估计已经开始动手，等到明年就要修成正果了！既然KenThompson发表了这篇文章，恐怕早就得到灵感，现在构思都差不多成熟了。 不行，Unix的工作一定要抓紧，不然就真来不及了。 歇了两天，也该缓过来了，上班去！ ------- 内存芯片已经造好了，黑黑的，扁扁的，远远看去，像土鳖趴在桌子上一样。 算了，能用就成，难看点就难看点，范含也不计较。 “多大容量？”范含明知故问。 “256字节，”法金回答，“按照您的要求，四片拼成1k。” “嗯。”范含有点失望，本来还抱着万一的打算来个惊喜呢，“既然搞出来了，以后就慢慢提高容量吧。” “OK。” “估计咱们的产能有多大，每天能出几片？”范含又问。 “一片也出不了，”汤姆回答，“因为我们没有工厂。” “这些都是在实验室里面做的原型，”杰瑞说，“生产需要的设备还没设计呢，更甭提流水线了。” “这样啊……”范含以前还真没想到这个问题，自己的FOR本来就是个研究机构，除了实验室以外什么都没有，产能可以说是零。 “专利申请了么？”范含赶紧问这个关键问题。 “申请了，”法金回答，“凡是能想起来的地方都申请了，还有好多彼此重复的技术，一并提交上去。” “这以后就轻松了，”范含说，“宁可将来被判为无效，也不能一时手懒。” “那我们现在干什么？”汤姆问。 “先整理一下生产这东西需要的条件有哪些，”范含说，“工厂的事情我来想办法。” 怎么办？发明出来造不出来也是白搭。 自己动手，丰衣足食？不行，首先时间上就来不及，其次经费也不够，虽然就目前的技术水平而言，建立一条生产线的投资不算太大，不过即便这样，开销也是FOR所承受不起的。 代工？也不行，如今的半导体行业差不多都是自产自销，目前还没有独立的不依附于研发公司的芯片工厂。 干脆把专利卖了吧。范含脑子里刚出现这个念头，立刻就自我否定掉，那是杀鸡取卵。 现在的产能主要集中在几家大的半导体公司，比如仙童和德州仪器，再比如刚刚成立的Intel和AMD。 前一阵子桑德斯来借钱的时候，本来有可能控股的，那样一来，至少有了一块根据地。但是范含不想那么早和Intel对决，同时也为了保持自己这个“研究所”的超然身份，还是放弃了。 现在看来，买卖不成仁义在，找他们帮忙肯定是可以的。况且AMD正在创业，还没想好要生产什么。就算是Intel，也是在1969年才推出第一款产品，双极存储芯片……和FOR现在的内存技术比起来，恐怕还没开工就已经落伍了。 不过，既然当初没掺和进AMD，现在也不能明显的向着他们，暗地里向着也不好看。要结盟就干脆直说，遮遮掩掩的……那叫又当婊子又立牌坊。 总之，一碗水要端平，条件应该对于包括AMD在内的所有公司都一样。反正当初借给桑德斯钱的是范含个人，高层之间已经建立起来“深厚的私人友谊”了。 最后的决定是“开放授权”，任何公司都可以生产，包括Intel，甚至IBM。 只不过，专利协议有个条件，那就是：凡是在内存芯片的生产过程中的产生的专利，无论是原生型的还是改良型的，FOR可以无偿使用。 这一点才是关键。 归根到底，硅门电路和MOS都仅仅是一项技术而已，如何运用这些技术的创意，并不是属于技术本身的专利。对内存而言，怎样设计电路才能使频率更快、带宽更大、一个时钟周期多次访问，这些技术更为重要。而这一部分，恰恰是FOR所不擅长，或者说有心无力的。 对于微处理器，这一点更为明显。一条指令可以有许多种方式实现，实现的效率必定有差异。历史上Intel获得的专利，绝大部分都是在处理器内部电路的设计上。正是靠着这些专利的先行地位，才保持了领先的优势。 应该说，这种“专利覆盖”是很可怕的，后来者根本绕不过去。如果勉强用其他手段实现，必定比不上先行者同等产品的性能。这就是为何同样使用MIPS指令集，国产通用处理器“狗剩”就是不如老外造的东西，至少也是一个重要原因。 这个条件确实苛刻，但是范含不怕没人搭理。 历史上AMD头一次在技术领域领先Intel，就是六十四位的x86体系处理器的推出。 本来，按照Intel的打算，x86体系就到此为止了，六十四位处理器采用全新架构……和HP共同开发的“安腾”。这个体系完全是另外一码事，与x86完全不兼容。 市场不饶人，在服务器领域还能卖得动，在桌面应用就不行了，用户根本不买账。毕竟桌面领域已经存在的软件浩如烟海，即便升级成六十四位，也不可能专门为Itanium重写一遍。 这时候AMD趁虚而入，抢先推出x86-64体系。顾名思义，就是六十四位的x86体系，仍然保持向后兼容……这恰恰是Intel多年来无比成功的法宝。理由自然是为了保护客户以前的投资，或者说AMD根本就不打算放弃x86架构。 一开始Intel还在死撑，直到撑不住为止。好在Intel内部早就预计到了这种情况，事先准备好了解决方案……Yamhill平台……也是六十四位的x86体系，不过和AMD搞的那个不兼容，有些微小差别。 不过，以微软为首的软件公司不干了，它们绝对不愿意针对两种差之毫厘谬以千里的架构开发两套系统。没有足够软件支持的硬件肯定混不下去，不提苹果，光看看游戏机市场就知道了。于是乎，在这些“衣食父母”的压力下，Intel不得不低头：和AMD兼容。主动去迁就别人，在Intel历史上确实是头一次。 幸亏，让范含印象最深刻的就是这个幸亏，Intel当年授权x86指令集给AMD的时候，签署的协议里面就有这么一条，可以随意使用AMD相应的专利。自然，Intel当仁不让，使用到了如此地步：连文档都是以AMD的原件为范本，略作修改交差。结果还没完全改好，里面不时出现AMD体系特有的东西……洋相出大了，这也是自打“奔腾浮点错误”以来的又一回。 总之，这样的“不平等条约”是有“先”例的。 话说回来，当年AMD俯首称臣的原因，是由于x86体系已经是业界事实标准，不服不行。现在的FOR还没有当年Intel的地位和实力，但范含并不担心其他公司另起炉灶，自己就像苹果那样逐渐远离主流。因为内存和硬盘、CRT显示器一样，几十年来虽然技术含量不断提高，但是原理仍然没变。或许遥远的将来会有替代品，但是这几十年之中，谁也绕不过去。 不会有计算机公司顽固到干等几十年。 乖乖的上钩吧！各位！ ------- “那些公司都是边开工边扩建生产线，”汤姆说，“一个月就能出产品，最多两个月就可以上批量。” “那就好，”范含说，“内存问题解决了，下面都好办。” “现在我们干什么？”杰瑞问，“好象技术上不需要我们cao心了，别人琢磨出来之后，拿来用就是了。” “是啊，可以干点儿别的了。”范含说，“对了，要不你们开始研究‘微处理器’吧。” “什么是‘微处理器’呀？”法金问。 “就是很‘micro’的‘preocessor’，”范含回答，这应该是这个术语头一次出现，“我在想：现在的一台计算机也许有几万个晶体管，根据摩尔定律，早晚有一天会达到某个程度，这几万个晶体管可以集成在一块芯片上。这就是说，理论上可以在一块芯片上面实现计算机的全部功能。” “唔……确实如此。”众人明白了。 “那你们就去干吧！” “干什么？”没有具体的指示，有点摸不着头脑。 “比如说，先拿咱们的‘Kervin’处理器开刀，”范含说，“能放在一起的就先放在一起，一点一点缩小，到了最后全集成到一块芯片上。” “OK。” “啊，不！”范含改主意了，“Kervin也不简单，好歹也是个8位处理器，这么干恐怕得很久。” “是啊。” “先弄个简单的，”范含说，“申请专利要紧。” “多简单？” “一位的微处理器能造出来么？”范含问。 “不行！”异口同声。 “为什么？”范含奇怪。 “不为什么，”法金回答，“一位的不是处理器，那是开关。” “明白了，”范含很没面子，居然问了这么个愚蠢的问题，“那就造个两位的吧！” “……” “怎么了？”范含问，“我又说错了什么？” “没有，”汤姆说，“造出来倒是可以……” “嗯？” “不过就算造出来能拿来干什么？”杰瑞说，“没有任何实用价值。” “只要把几个寄存器倒来倒去，”范含松口气，原来是这么回事，“十以内加减法总是可以算的吧？” “确实可以，”法金说，“不过这种发明有点……让人哭笑不得。” “不管了，”范含也知道这个要求确实过分，要搁以后估计肯定能获得“搞笑诺贝尔奖”，“只要能达到申请专利的地步就行了，一定要尽可能的简单，这是为了发明速度尽可能得快。” “知道了。”众人打算告辞。 “你们俩留一下，”范含把汤姆和杰瑞叫住，“先干一件要紧事。” “啥？” 自从MS开发完成之后，范含就感觉到了局限性。不光是没有cao作系统……这个还好办……主要问题是内存太小。 解释器是烧在ROM里面的，开发的时候范含是按照嵌入式的标准写的代码，程序基本上可以“原地”执行，命令缓冲区也都是单独开列，运行起来并不会占用额外的内存。虽然64k内存完全被用来存放变量，不过仍然不够用。整个内存满打满算，也只能放下一个128阶的单精度方阵，这还只能放着，不能对其进行任何处理，那样的话还需要有不少存放中间变量的空间。况且，科学计算所处理的矩阵都不会太小，怪不得IBM主动提供了接口，为的就是利用System360那“强大”的计算能力。 原来用的是磁环存储器，64k的体积就相当大了。现在既然有了内存颗粒，可能会小一些。批量生产后，成本也不会太高。这使得升级MS成为可能。不过，处理器的地址线只有16位，最多只能寻址64k，只有修改处理器才能利用额外的内存。 好在68k体系的寄存器本来就是32位，内部处理不需要大改，数据线可以保留16位也不用动，读两次就得了。真正需要重新设计的是寻址方式。 现在的处理器不“微”也有不“微”的好处，只要替换相应寻址部分的芯片，就可以达到修改的目的，这要是以后的CPU，只能整片扔掉了。 “你听我说，”范含面向汤姆，“改成段式寻址。” “每段64k，最多一共有64k个段？”汤姆反应很快。 “对。”范含说，DOS下面的“伪”段式寻址一共只有20位，自己这个构想可有点不一样，应该是真正的32位地址，“我们MS的内存就是应该以64k为单位添加的。” “就是说，”杰瑞插嘴，“机器上的内存应该是64k的整数倍？” “没错，这样一来我们也方便点。”范含说，“我的设想是：每64k内存的板子上面就有16个跳线，表示这些内存属于哪个段。通过硬件判断有多少段，哪些段可以用。” “可以，不过，”汤姆说，“对于跨段的寻址怎么办？” “不让，”范含说，“具体到MS机型上，一个变量只能放在一个段里面。” “那合着大一点的矩阵还是没法用。”杰瑞说。 “是啊，”范含说，“这也是没办法的事。” ------- 月底了，第二季度的报表也出来了。MS一共才卖出几百台，总销量还不到两千台。这也是预料之中，毕竟数学工作站属于专用机型，用户范围本来就狭窄。 两千台……不算多，范含想，不过，升级起来也省事不少。 “你说免费升级？！”奥尔森以为自己听错了。 “嗯，这次不跟他们要钱。”范含说。 “那我们得花多少钱？”奥尔森问。 “也就几十万吧，”范含回答，“只有换下来的处理器芯片会报废，原来的磁环内存都可以卖掉。” “那也是亏本买卖。” “做买卖总得先赔后赚，”范含说，“别忘了如果他们想要加内存，只能从我们这里买。” “那你打算把内存卖到多贵？”奥尔森问，“如果想要捞回来的话。” “价格公道，”范含说，“不会牟取暴利。” “那样干划算么？”奥尔森说，“你好好算算这笔账。” “当然划算，我已经算过了。”范含说，“以前的计算机都是整个买，整个报废，单笔花销很大。现在改成慢慢升级，每次都只花小钱，预算的申请比较容易通过。别忘了这些买主可都是公费。” “呃……”奥尔森停顿了一下，“即便这样，光靠内存也赚不回来吧？” “内存只是开始，”范含说，“前两天和IBM达成了交叉授权的协议，我们用内存换来了磁盘技术。” “你的意思是说，以后靠各种配件赚钱？” “不要说‘配件’嘛，”范含纠正，“应该说‘服务’。如果不是主机实在太贵，我连白送的心都有。” “不懂！” “这个MS的销量很少，还不明显。”范含说，“等到游戏机开始发售的时候，你就该乐了……呵呵呵……嘿嘿嘿……” -------