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献给创造力的廉价电脑

    作者:杨一鸣

    [1]

    埃本·厄普顿(Eben Upton)

    获奖年份:2012

    获奖时年龄:34

    获奖时职位:树莓派基金联合创始人及博通公司欧洲技术总监

    获奖理由:树莓派的诞生,让所有学习计算机的学生从硬件和软件全方面认识计算机,而这正是一派宗师埃本·厄普顿开创的模式。

    大概已经没有人记得第一台电子计算机是什么样子了,那是一个由电子管组成的庞然大物,重量高达30吨,占地150平方米。它有个响当当的名字——埃尼阿克(ENIAC),诞生于第二次世界大战中后期,由美国宾夕法尼亚大学电工系开发。用户则是美国陆军军械部阿伯丁弹道研究实验室,研究人员希望能用这台计算机计算炮弹弹道的轨迹。

    然而埃尼阿克不仅体积庞大,所包含的电子元件也众多,包括18000多只电子管、6000多个开关、7000多只电阻、10000多只电容,还有50多万条线。它的耗电量也惊人,但运算速度不过5000次/秒。现在世界上最快的超级计算机是由中国开发制造的“天河二号”,峰值运行速度为每秒5.49亿亿次!但埃尼阿克的计算速度比当时已有的计算装置的计算速度要快1000倍,而且还有按事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。埃尼阿克宣告了一个新时代的开始。从此,科学计算的大门被打开了。 [2]

    如今的计算机和埃尼阿克简直没有半点相似之处,无论是从形貌还是从用途上都不可同日而语。除了处理器的运算速度提高了几个数量级,外设硬件也有了长足的进步。现在的计算机已经能够使用高清的屏幕,还有先进的多媒体输入输出系统。除此之外,便捷的图形操作界面让我们能十分方便地操作计算机,进行日常工作和媒体娱乐。层出不穷的软件也让我们的办公效率、工作方式以及娱乐方式得到质的改变。

    总的来说,如今的计算机技术发展很快,不管是硬件还是软件,更新换代的周期都很短,这也使得各大高校的计算机专业成为热门专业之一。不过,在2006年,一位刚刚在剑桥大学拿到博士学位的年轻人——埃本·厄普顿——却发现了计算机技术教育的弊端。博士毕业的埃本·厄普顿决定留在剑桥,帮助学校挑选录取的学生。在挑选学生的过程中,他发现2006年报考剑桥大学计算机专业的学生数量没有10年前多了,而且新生的编程能力、计算机技能也远不如从前。于是,埃本·厄普顿开始对整个计算机技术的教育进行了探究。 [3]

    首先,他发现当时的学生虽然喜欢玩计算机,但并不关心计算机的硬件,也不喜欢编程,他们只沉醉于计算机游戏和线上交友。毕竟那是电子游戏爆发的年代,“星际争霸”“魔兽争霸”都已上市了好几年,游戏魔兽世界正是火爆的时候;而Facebook当时也刚刚上线。对比自己的经历,埃本·厄普顿觉得现在学习计算机的条件实在是太好了,人手都能有一台计算机。当年,埃本·厄普顿还需要通过测试才成为全班唯一能接受计算机技术教学的学生。其次,埃本·厄普顿发现学生们的编程水平很差,接受的计算机教育也只限于Ofce等办公软件,并且对于硬件的知识也是捉襟见肘。他们早已遗忘了先辈们是如何通过电子管、一条代码将一台计算机打造出来的。

    于是埃本·厄普顿决定开发一个推广计算机教学的平台,希望既能让学生学到软件、硬件知识,也能从中获得快乐。2007年,他将这个想法具体化,提出了新设备的四点要求。首先,新设备必须支持编程,并能支持多种语言;其次,埃本·厄普顿认为兴趣是最好的老师,他希望新设备能具备影音甚至游戏的功能,并以此引起学生的兴趣;再次,新设备的大小要便于携带;最后,价格要便宜,便于推广。带着这样的想法,埃本·厄普顿离开了剑桥大学,因为打造新设备就必须前往第一线的生产现场。2008年,埃本·厄普顿来到了位于伦敦的博通公司(Broadcom),他觉得这里的多媒体芯片能对自己的想法有所帮助。同年,埃本·厄普顿联合另外5位合伙人成立了树莓派基金会(Raspberry Pi Foundation),开始了树莓派(Raspberry Pi)的研发。而上述的四点要求就成为树莓派的灵魂,也将树莓派推向了全世界。值得一提的是,在公司名字的选取上,埃本·厄普顿听从了一位教授的建议,选择以蔬果派命名的方式,希望能够像其他“蔬果派”公司那样创造辉煌,如著名的苹果公司。

    在开发初期,埃本·厄普顿还不确定树莓派能否获得成功。埃本·厄普顿接受了英国广播公司(BBC)记者罗里·凯兰-琼斯(Rory Cellan-Jones)的采访。罗里·凯兰-琼斯将埃本·厄普顿的树莓派视频放在自己的博客中,获得了60万次的点击量 [4] 。这让埃本·厄普顿信心大增,决心一定要做廉价且功能强大的树莓派。埃本·厄普顿奔波于世界各地,寻找适合生产树莓派的生产厂家。最终,在中国的深圳和台湾地区的厂商中,埃本·厄普顿选择了深圳,做出了首批走向市场的产品。2012年2月29日,树莓派正式开始发售,仅第一天的订购量就达到10万台。这远远超过埃本·厄普顿的预期,因为他只为首批销售准备了1万台。为此,整个团队在2012年都很忙,都在尝试提高树莓派的产量。

    到今天,树莓派的销量已经突破300万台,在工程师群体中掀起了阵阵风潮,为工程师的开发设计工作提供了更多的便利途径,也为学生群体的编程教育创造了更好的渠道。从总体上来说,树莓派是基于ARM芯片的微型计算机主板,以SD/MicroSD卡为存储器。主板周围设有USB接口、以太网接口、视频模拟信号输出接口和HDMI接口,能够和计算机一样连接键盘、鼠标、网线以及屏幕等。所有的部件都集成在一张信用卡大小的主板上,非常便于携带。树莓派的硬件兼容性相当好,学生能够通过选择不同功能和性能的外设来达到不同的功能,如处理电子表格和文字、玩游戏、播放高清视频等。如此看来,我们可以将树莓派看成一台微型计算机,但是离开了外设它什么都不是。而这正是埃本·厄普顿设计的精妙之处,此举将引导学生连接计算机主板和外设,在以实现功能为导向的过程中认识、选择并最终学会使用计算机的硬件。在软件方面,树莓派的编程语言也能做到与时俱进。树莓派最开始研发的时候,采用的是Python语言,之后团队觉得硬件层面完全撑得起一个操作系统,于是就开始采用Linux系统。但是之前的Python语言因其简单实用的特点,也没有被落下。总的来说,树莓派的操作系统现在大都采用Linux系统,最新发布的版本也能够支持Windows操作系统。编程语言除了Python语言外,C、C++、Java、Perl、Php、Shell等编程语言都能用,连go语言也可以,可谓包罗万象。更重要的是,树莓派的价格低得惊人,只有区区25美元。这在创客(Maker)之间掀起了不小的风潮,大家纷纷选择树莓派作为开发产品的平台。 [5]

    如今,树莓派经历了“一派难求”,经历了创客带来的辉煌。但这些与埃本·厄普顿最初的愿景似乎有点偏差。在他眼中,树莓派从来都不是打着赚钱的旗号来运营的,初衷还是为了推广计算机科学与技术的教育。不过,埃本·厄普顿极力在教育事业上让树莓派有所作为。如今,树莓派基金已和很多慈善性质的教育机构展开合作,在英国本土也获得了资金支持。即使现在的树莓派在教育方面的推广还只限于英国本土,但今后一定会推向世界各地。不过,埃本·厄普顿应该感到骄傲,因为他和他的树莓派成功改变了英国政府对于计算机教育的态度:自2014年9月起,英国政府规定,5岁以上的学生都必须修读计算机编程课程。这样的政策也体现了英国对于计算机编程的足够重视,也一定会对计算机产业产生深远的影响。而埃本·厄普顿改变了计算机技术的教育,也开创了树莓派的时代。