彭民德：《電子計算60年》 (26) Windows 主導圖形化PC

硬體的每一步發展都帶動軟體的發展，因為軟體是人的智慧，人們總會設法讓硬體的新功能發揮到極致。上世紀80年代前期，已經出現了圖形化終端，引進了“畫素”的概念，螢幕被分割為畫素“bit”的點，並可以施加對點的打點和不打點以及著色控制，可以對畫素點打點畫出直線、表格線、圖形、圖示了。1983年，施樂公司又研發了滑鼠，實現了圖形的移動。硬體上這些成就推進了計算機圖形化發展，一種基於圖形化的人機介面便出現了。

螢幕的圖形化就是用打網格的方法把螢幕數字化。一個網格點就是一個畫素，網格點壓住圖形的用1表示，空白處為0。網格越細，影像越清晰。顯示螢幕開始被劃分為橫縱比為640×480的網格，後來逐步精細，到1024×768，1280×800等。除了打點，每個點還可以著色。現代計算機螢幕上一個畫素的顏色大都使用3個位元組來表示，分別表示紅色分量、綠色分量和藍色分量，就是所謂的 RGB 編碼。每個位元組的8個bit可以表示256種不同的顏色。因此一個畫素可能的顏色值就有 256×256×256種。或者說一個線素點有大約1600 萬種顏色。這需要有大的顯示快取予以支撐，好在在摩爾定律作用下，容量問題已經得到很好解決。

從文字終端到螢幕的圖形化是個進步，它使得螢幕從黑白文字發展到彩色圖文並茂。這意味著個人電腦上基於文字互動的DOS和UNIX作業系統，將會被新的基於圖形的作業系統所替代。以下棋為例，文字命令方式沒有棋盤，對壘雙方以文字方式走棋，比如紅方發出指令“炮2平5”，計算機雖然會幫紅方調整棋盤資料結構，實現其意圖，不過雙方的棋盤都只在腦子裡，螢幕上看不見，下的是盲棋。而圖形方式螢幕上可以有棋盤，可以用滑鼠把炮從第2列平移到第5列。這種看得見摸得著的方式跟實際下棋就很接近了。

蘋果機上的Macintosh是很好的基於圖形介面的作業系統，可惜它被強行繫結在蘋果機硬體上，不能單獨出售。你要Mac，就只能買他的蘋果機，因而銷量有限。這是傳統硬體公司曾經普遍犯過的錯誤。比如我們用過DEC公司的VAX機，連磁碟磁帶都只能買他公司的，你要嗎，只能到上海他的代表機構才可以買到。UNIX也配備了支援影像介面的X-Window，但它的命令列操作方式太完美了，圖形操作方式反而給人一種附屬感。

在相互借鑑和競爭中，比較成功的是微軟公司的Windows，其圖形化操作介面，不但能吸引不願意花時間學習複雜命令列操作方式的新使用者，也能吸引現有DOS使用者。

Windows被定位成單使用者多工的系統。多工是在微機出現之前，第三代計算機的特點之一，IBM OS/360和UNIX都是這樣的系統。PC機從早期單任務的DOS發展到多工也有其必然性。以下棋而論，下棋雙方兩個任務，每個任務又可以分為計算棋路、走棋2個任務，這總共就有4個任務了，可能還有配樂任務，它們都得併發地，走走停停地執行著，像MS-DOS那樣只允許單任務就不行了。從DOS的單任務到Windows的多工又是技術的進步。以往第三代分時多使用者系統的多工，主要由各終端的使用者程式組成，由作業系統分時排程。Windows中只有一個使用者，它支援使用者建立多個視窗，每個視窗對應一個任務。使用者的操作和系統中的種種事件，都被Windows轉化為相應的訊息，再將訊息交由各個視窗函式去處理，採用的是一種訊息驅動的多工機制。

Windows由系統核心、GDI和User三部分組成，其中核心提供一組API函式，支援Windows應用程式所要求的低階服務，如動態記憶體分配。User是Windows管理程式，而GDI就是Windows的圖形裝置介面。使用者在螢幕上同時開闢的多個視窗，比如在其中的一個視窗畫圖，另一個視窗寫文件、錄音、播音等。Windows提供對視窗的放大、縮小、拖動等控制，替各個任務解決使用記憶體和CPU的問題。它配有一套office軟體，可以做包括中文在內的各種形式的文件、表格、圖形影像、語音等多媒體處理，還可以連線資料庫。用得比較多，也是比較成功的Windows版本有，1992年4 月推出的 Windows 3.1，1995年8月釋出的Windows 95 ，1999年12月的Windows 2000，2001年8月的 Windows XP等。

從Windows 3.1起，新增了對聲音輸入輸出的支援和一個CD音訊播放器，有漂亮的TrueType字型。它提供了多達500多條API函式，支援應用程式對系統資源程式設計。我們曾經用基於Windows的Borland公司的C語言，編寫了一個關於Windows 的教學軟體（參見彭民德：《Windows多媒體軟體開發例項與技巧》，科技文獻出版社 1996）。

Windows 95 是一款32位的作業系統，它對GUI有重要的改進，支援外設即插即用，對遊戲軟體有更好的支援。為照顧到既有的DOS使用者，它捆綁了一個DOS版本，但是實際的使用者極少。只是捆綁提供給少數願意繼續使用DOS的使用者選用，也就意味著DOS時代的結束。

隨著網路技術的發展，PC機不再是單臺個人電腦，它還是網路上的一個節點機。為適應聯網需求，微軟公司曾經推出Windows的網路版本Windows NT。90年代中期以後，為配合國際網際網路迅速發展，從Windows 95的稍後版本起，它乾脆附帶了I.E瀏覽器。這曾引來了其它做瀏覽器的幾家公司不滿，甚至以違反“反壟斷法”為由起訴，讓微軟公司吃官司。但是I.E方便了使用者，只要安裝了Windows，就有了訪問國際網際網路的平臺，不用花錢另外再買瀏覽器了，只要價格合理，何樂而不為？所以微軟公司的所為有群眾基礎，在打官司的同時，股票還在漲，最後法院也沒有把他怎麼著。後來的Windows 2000、Windows XP等都是帶瀏覽器的網路作業系統。

也許是習慣勢力作怪，當2006年11月釋出Windows Vista 的時候，儘管微軟公司也做了很多宣傳，稱在介面和安全性等方面都有很多改進，但使用者反映並不熱烈。筆者自己08年買了一臺聯想SL400膝上型電腦，配置還不錯。商家開始安裝了Windows Vista，鍵盤上還有其正版標記。我也到書店買了一本關於Vista的書，準備使用Vista。但要去熟悉一套新的操作方式，總覺得沒有必要做這樣的付出。不幾天就像許多同仁那樣，把他們束之高閣，重新裝了Windows XP。直到今天，有了支援觸控式螢幕觸控操作的新功能，而且家裡就有安裝了新作業系統的機器，也還沒有打動我的心，去追隨它的新奇之處。

計算機螢幕的圖形化，在計算機發展史上意義非凡。有了影像功能，一大批遊戲隨著計算機進入家庭得到廣泛歡迎。有了影像功能，就可以處理照片，進而有動態視訊，可以看電影電視。人們從以往枯燥地不得不圍著計算機工作，也開始從計算機上享受到快樂了。

計算機進入到圖形化階段後，程式語言也緊緊跟上。BASIC很快增加了繪圖功能。C語言推出有圖形功能的Turbo-C和也有物件導向特徵的Turbo-C++，以及其他多個變種。一時間C語言遍及各種機型，成了應用面最廣的程式語言。許多系統軟體和應用軟體，包括流行的作業系統UNIX和Windows，都用C語言寫成。各種程式語言也成了一種包括集編輯、除錯、編譯功能，與作業系統和資料庫有良好介面的一整個整合開發環境。而在各種高階語言百花盛開的同時，一些無作為語言不得不遭到淘汰，或者取他山之石補己之短，以新的面貌出現。

在圖形化PC機上，開始有了“計算機圖形學”的實踐。我們曾經編寫了一組平面幾何的作圖題庫，後來考慮到高考不考作圖內容，這份軟體沒有推廣。我們也曾經藉助於Windows的支援，致力於把物件導向的程式設計技術應用於分形幾何圖形的研究。所開發的程式利用自相似性，能夠繪製雪花、城牆、樹葉、根瘤菌、海岸線等分形圖形，以及繪製用某些屬於某個數學家名字命名的分形圖形。這批圖形在自然界似曾相識，色彩斑斕，給人以一種見所未見的，唯有計算機文化才能呈現的美感。

自上個世紀80年代以來，無論MS-DOS還是Windows，都過不了多久就會推出新的版本。Windows系統目前較流行的版本是Windows 7（2009年）。2012年微軟公司推出Windows 8。2015年3月18日微軟公司在中國發布其Windows 10，該系統被定位為跨“手機、平板電腦、PC” 全平臺的作業系統。並且提供使用者免費升級，顯示出微軟公司空前的大方。

為什麼過不了多久就會推出新版本呢，曾經有些人對此很不理解，老的還沒有完全掌握，新的又來了，永遠跟不上。提升到新版本還得花錢買，甚至硬體也得更新。為何購買機器時不可以一步到位，不可以一直使用下去呢？更新換代體現技術的進步，計算領域的技術日新月異，更新換代誰都無法阻擋。但作為個人，不必時時追新潮，當前的軟硬體“夠用就行”也是一項原則。

微軟公司曾經決定自2014年4月8日起，不再繼續維護Windows XP，不再為其推出新補丁以防止黑客攻擊。希望使用者轉向功能更強更安全的Windows新版本。這本來是很正常的事，以往DOS和Windows也曾有過多次版本更迭，一年半載就來一次，人們都很平靜地過來了。但這次在Windows XP十多年後的被拋棄，卻在中國業界引起了很大反響，有的抨擊微軟逼著使用者掏腰包升級。幾大知名IT公司組成“捍衛Windows XP聯盟”，聲稱要永久維護它。筆者以為，國人們長本事了，可以替它繼續維護是好事，我們可以繼續用，但是以後繼續使用Windows XP，肯定會有風險。2014年4月初，我還是在繼續使用Windows XP的同時，立馬把自己重要的檔案保留到網盤，到雲端儲存，同時做了本地備份，以防不測。宣稱永久維護精神可嘉，但每款軟體都是有生命期的，從來沒有永久進行維護的，維護成本會越來越高，維護價值則越來越低，當維護成本和價值不相當的時候，就會走到其盡頭。應該在繼續使用Windows XP的時候，隨時做好被無奈拋棄的準備，做好升級的準備。

關於Windows 8還有一件重要的事情要提及，那就是中國政府對它採取封殺態度。中央國家機關政府採購中心，曾經於2014年5月16日釋出通知，在政府採購中，禁止採購Windows 8作業系統。（據CCTV新聞臺2014年6月4日午間的《新聞30分》報導）。這是美國2013年稜鏡門事件後，中國防止美國竊聽的一項舉措。雖然Windows 8的推出有其技術的必然性，它能夠適應在觸控式螢幕上觸控互動操作，更方便使用者使用。但它獲取使用者資訊更容易，國家重要機密資訊難免被竊取。微軟公司如果藉助該款作業系統，對我們做經濟統計，說不定比我們的專業統計部門更準確。美國又有愛國者法，規定掌握資訊資源的公司，有義務提交資訊給美國有關部門。而此前已經有斯諾登揭露的美國稜鏡門事件先例，微軟公司曾經跟政府有過合作，幫助美國安全域性獲得網際網路上的加密資料。因此中國政府對於Windows 8在中國的封殺政策，符合當時的情勢和國家安全的策略。

這項政策不但關係到行政部門，也影響整個中國使用者層面不歡迎Windows 8，隨後許多使用者寧願使用Windows 7，甚至是Windows XP，使得Windows 8 在中國沒有廣泛流行。同時這一政策也是對國產作業系統的有力支援。停購通知發出後，中國股市A股的一些資訊保安概念股曾一路飄紅。

2016年1月微軟宣佈拋棄Windows 8，使得這款作業系統成了Windows史上最短命的版本（據2016年1月14日CCTV 新聞）。

筆者有過一次使用盜版Windows 7 受到懲罰的經歷。開始倒也用得好好的。過些時候，開機過程中出現“啟用Windows”的提示。啟用的方法是要求輸入一個號碼，盜版者怎麼知道呢；或者連線微軟公司的網站，估計就要費用了，不理睬它吧。不幾天後，螢幕上提示啟用有效天數倒數計時，同時在電腦工作期間，螢幕的右下角始終有一小塊文字，說“你可能是盜版軟體的受害者”。時限過後，我的網路竟然被斷開了。外網並沒有斷，我的無線路由好好的，家裡的ipad和手機都依然能夠上網。唯獨我裝盜版Win7 的膝上型電腦，多個瀏覽器都不能用，提示我網路未連線。更糟糕的是，當再次拿出那張Windows 7啟動盤，準備重灌，心想重灌後不就又可以繼續用一段時間嗎。安裝過程竟然提示C盤空間不夠，幾種安裝方式都產生迴圈，安裝做不到底。我只好重新安裝了以前用過多年的Windows XP。

後來微軟公司曾經讓Windows 10可以被使用者免費升級，百度就曾有“Windows 10直通車”，提供Windows7使用者免費升級。看來這也不單純是他的大方，亦是防止重蹈Windows 8被封殺命運的一項策略。畢竟中國是全球最大的軟體市場，他的作業系統連續多年被封殺，整體損失也許更大。免費升級的訊息對於個人使用者而言，當然是好訊息，我們起碼可以不用再為是不是還要堅持留在Windows XP環境而糾結了。

（與本文相關的更多內容，可參看彭民德《電子計算60年》第５章 個人計算靈活方便　電子工業出版社）