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    時代作品 >>> 侯捷無責任書評及電腦散文
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侯捷     阅读简体中文版

發表日期 : 1995.04

圖文并茂的書籍,
順應時代潮流,符合讀者需要。

這次介紹的 'How' 系列書籍
講的都是電腦各領域的運作原理,
文字與圖片雖然淺顯,
技術層次并不很淺,
最適合給對主題已有些微涉獵的讀者閱讀。

 

■ 電子書萬歲

春節對你大概已經是個模糊的回憶 (畢竟兩個月過去了),但是侯捷記憶猶新。不是吃喝玩樂的回憶 (根本就沒有),而是肌肉中的乳酸還在時時提醒我。噢,是的,過年前後我搬了家。搬家最痛苦的行當莫過於書,難怪古人說它「入則充棟宇,出則汗牛馬」。兩位很熱心的讀者很早就說要來幫我搬家,并且說搬家就是「把侯大哥的書搬到我家」,還好他們終究手下留情。一拖拉庫的書,讓我們三人汗下如雨,此時的我才打從心眼兒里高呼:電子書萬歲。我一定要努力戒掉看書拿筆的習慣,努力迎向電子書。真是的,哪有人寫書不需要拿筆,看書卻需要拿筆的!

整個新年就在挪東移西搬來移去,以及親朋好友送往迎來的日子中過去了 (花在眺望千里的咖啡桌上的時間也不少) 於是怠工了個把月。復工的這段期間,感到前所未有的疏離 (必是因為我享受了前曾未有的安逸),連書房也不想進。不記得誰說過,追逐是資訊人的宿命,侯捷曾經因為「追逐新知比一成不變的日子有趣得多」,從有五千年悠久歷史的領域,毅然跳到這個日新月異的環境里求發展,看樣子是自討苦吃了。不過,常動腦可以累積你的腦本,避免將來罹患阿茲海默癥 (老年癡呆啦),這點當可令吾等電腦族安慰寬心不已。

■ 責任無書評 ?!

大年過後,難免話多些,再講個笑話給你聽。前些日子回到工研院「行走」,遇到昔日同事,寒喧之後,老同事說:『侯老 (注),你上個月的責任無書評談關於 OLE2...』,我笑著敲他的頭,什麼是「責任無書評」? 這個句子如何斷 ? 他也狂笑一陣,說是下意識認為文章的責任非常重要,所以總是把這「責任」二字放到前頭,至於通不通嘛...呃...倒在其次云云。「責任無書評」?! 不知道有沒有人把這個專欄念作「書評無責任」或什麼的 !

注: 我一家子從男到女從老到小,綽號只有一個,唯獨我例外。小學時候
被稱做侯爺,大學之後則被呼為侯老。年歲雖然不到,但或因行事穩重 (咳咳),
或因風霜吻上了我的臉,綽號總離不開「老」態

好啦,還有誰認為「無責任書評」之名意在規避責任嗎 ? 拜托拜托,這個專欄 run 兩年了,你一定得有一些幽默感。我的同事說文章的責任非常重要,我舉雙手雙腳贊成,并且再三惕勵自己。電腦雜志上的文章,好雖不足以經國濟世,壞卻足以誤人子弟。近來幾位年輕朋友想發表自己的技術心得,承蒙看得起,要我給點意見,我想一句話也就足夠了:須對自己的文字負責。雜志發行量動輒萬份,雖然不是訂戶皆讀者,但也并非讀者皆訂戶,後者的比例恐怕還大些;加加減減,一篇文章影響的人數總以萬為單位,想到這里,你不應該以臨淵履薄的心情戰戰兢兢反覆審查自己的一字一句嗎。文章避免一字錯,寫稿如此,校稿亦該如此。今年一月我在一本電腦雜志上看到這樣的句子 :「貪者因書而富,富者因書而貧」,我努力想有什麼幽默或典故 (邇來新新人類的幽默常出人意表),或是有什麼輸入法會把「貧者因書而富,富者因書而貴」打成這個樣子,以說服自己這只是「手民」誤植 (鉛排時代的手民,在電腦排版時代應該就是打字員羅)。尋思再三沒有答案,當下擲書三嘆。就我所了解的雜志制作過程,問題可能出在作者真寫出這樣的句子,可能出在打字員誤打,可能出在編輯,也可能出在校稿人員 (通常也就是編輯了),但反正無一可以原諒。我受不了這種錯誤,這比「於目錄名單欄中的目錄上輕按滑鼠左鍵二下開啟是一種捷徑」這種句子還糟糕。

好,你說我大驚小怪,反正誰都知道原句是什麼。可是我真的已經受不了充斥在這個領域里低劣的文字水準。上面這種完全錯誤的句子算是最嚴重的,另外還有太過口語化、亂用形容詞、亂用虛字、前後語意不符、文法根本不對等等問題 (實例無法列舉,但到處都是,每月都有)。舞筆弄文,你必須對文字有高度敏感高度責任,為什麼獨獨在電腦領域里我們可以容忍詰屈聱牙、詞不達意、甚至完全錯誤的文句 ? 為什麼我在物理、化學、土木、機械這些同樣冰冷的工程領域中不曾看到這麼樣糟糕的東西這麼樣地多,而獨獨電腦領域 ? 有一個原因可能是:電腦軟硬體日新月異,此間年邁者寡,力壯居之;力壯者年輕,年輕則行事不夠沉穩,別說組織能力有待磨煉,心性也待磨煉,如何愿意反覆再三地推敲啄磨文章的字字行行 ? 我并不是在勸阻年輕朋友投稿,相反的,我很希望有心得的人都能慷慨解囊。只是,你一定要認真面對所謂的文字責任。雜志編輯也脫不了干系,有些年輕朋友熱誠可感,唯筆下生澀,老編既然采用投稿,就應該担下輔導責任。怪來怪去,最後就要怪到老板了,誰叫老板只用三兩個人就要撐起一份雜志的編務!

原諒侯捷在這里發飚,朋友,看多了那樣的文字,實在管不住自己的血壓,血壓影響了我的脾氣。好幾次朋友想借閱書房中的雜志和書籍,沒問題,英文雜志和英文書籍盡管拿,中文雜志和中文書籍則請萬萬住手 --- 上面的眉批很毒。

■ 讀者回響

二月份的讀者回響有這麼一則:

曾有一陣子我以為,侯捷是個女生的筆名,只因為其文筆細膩,文學素養頗豐。再加上侯捷一如「喉結」,於是猜想是個女生故弄玄虛,學習模仿灑脫自信的口吻,猶如爽朗自得的游俠。我很喜歡這「游俠」二字,同時喜歡侯捷更勝於喜歡他本人。(臺北黃時得)

侯捷回覆:黃時得先生,你把侯捷想像是個女生,所持理由對女性是一種贊美。至於侯捷是誰,忘了吧,讓侯捷就是侯捷。

■ 言歸正傳

言歸正傳。這一期我為大家介紹圖文并茂的 How 系列書籍。這一系列包括:

o. How Computers Work
o. How Network Works
o. How Software Works
o. How Microprocessors Work
o. How Computer Programming Works
o. How Internet Works
o. How Music And Computers Work
o. How Multimedia Work
o. How Windows Works
o. How Desktop Publishing Work
o. How Virtual Reality Works
... 族繁不及備載

其中前三本已經分別在 1994.02 和 1994.07 的本專欄介紹過,不再重復。限於篇幅以及精力,本次我只介紹中間四本,也就是微處理器、電腦程式、網際網路、以及電腦音樂。

美國大物理學家費曼 (Feynman) 曾經說『物理老師老是在傳授解物理習題的技巧,而不是從物理的精神層面來啟發學生』,我在電腦這個領域看到的類似情況比比皆是。原理其實比什麼秘笈什麼技巧都重要。本系列書籍受歡迎其來有自,印刷精美設計用心固然是個因素,但我相信,原理的闡述符合了人們真正的需求,亦是同等重要的一個因素。

How 系列已經成了 ZD 出版社的搖錢樹,因為它趁勢而來 (圖文一體的媒體趨勢),趁虛而入 (人們對基礎原理的渴望),它實在是 a book whose time had come. 我對這些書的第一個驚奇是美,第二個驚奇是重,第三個驚奇是貴。這些書有共同特色:

o. 章節很多,頁數不多 (大約 200 頁出頭)
o. 銅版紙 (很厚而且會發亮的都是侯捷眼中的銅版紙)
o. 每一篇 (Part) 會有一個概述,每一章會有一兩頁文字,加上一幅 (以上) 的跨頁彩色圖。圖內各元件會以線條拉出做文字說明。圖片內容精采,剖析頗佳,唯大型 物件往往沒有采用透視畫法,怪難受的 (沒辦法,電腦繪圖嘛)。

這一系列書籍的層次并不淺,最適合給對主題已有些微涉獵的讀者閱讀,例如 How Computers Work 一開始講 DOS 的載入程序,沒基礎的人怎麼看得懂 ?

除了電腦,How 系列還有其他主題,我手上另有 How Weather Works 和How Your Body Works 二書。How 系列之外,另還有一個 How To Use 系列,介紹各知名軟體如何使用,這不在本次范圍之內。順帶一提,國外還有一套關於應用軟體的系列入門書籍,IDG 出版的 Dummy 系列:1-2-3 for Dummies、Excel for Dummies...。你一定沒膽量把你的讀者叫作笨蛋 (Dummy) 吧,可是這套書出奇暢銷,出版社老板在尾牙中發給每位來賓一付墨鏡,說是怕他的光茫刺傷大家的眼睛。市場心理實在很難說。

 

 

背景資料 :
書名 How Microprocessors Work
作者 Gregg Wyant and Tucker Hammerstrom
出版 ZD Press
頁數 33 章,208 頁
售價 US$ 24.95


Part 1 : The Evolution of the Microprocessor
1. Welcome to the Personal Computer
2. The Microprocessor : The Brain of the PC
3. Microprocessor Performance
4. History of the Microprocessor
Part 2 : The Role of the Microprocessor
5. An Inside Look at the PC
6. How the Microprocessor Communicates
7. The Language of the Microprocessor
8. How the Microprocessor Uses Main Memory
9. How a Cache Increases Microprocessor Performance
10. How the Microprocessor Talks to I/O Devices
11. How the Microprocessor Senses a Keystroke
12. How the Microprocessor Displays Video
13. How Peripherals Are Controlled with BIOS
Part 3 : Inside the Microprocessor
14. How a Microprocessor Works
15. How the Bus Unit Works
16. How the Prefetch Unit Works
17. How the Decode Unit Woorks
18. How the Control Unit Works
19. How the Arithmetic Logic Unit Works
20. How the Memory Management Unit Works
Part 4 : How Microprocessor Are Made
21. How Silicon Is Made into a Microprocessor
22. How Microprocessor Are Packaged
Part 5 : The Intel 486 Microprocessor
23. How the Intel486 Microprocessor Works
24. How Microprocessor Clocks Work
25. How the Cache and Bus Unit Works
26. How the Floating Point Unit Works
27. How Operating Modes Work
Part 6 : The Pentium Processor
28. How the Pentium Processor Works
29. How Superscalar Architecture Works
30. How Branch Prediction Works
31. How Separate Data and Code Works
Part 7 : The Future of Microprocessor
32. Computing beyond the Year 200
33. The Challenge to the Microprocessor Industry


how-microprocessors-work.jpg (18469 bytes)

喧鬧一時的奔騰事件才告尾聲,浮點運算器又出問題,Intel 的 Pentium CPU 真可說是去年的風云人物。大家都知道,CPU 是電腦的心臟 (或說大腦),不管你是初次動念的新手,或是電腦老鳥,只要想了解電腦心臟運作的奧秘,此書就是你的選擇。全書主講 Intel CPU,但觀念適用於大部份其他 CPU。技術名詞的解釋與譬喻,十分淺顯容易接受。

資訊人只有兩種,一種科班出身,一種半路出家。半路出家者幾乎都是從事軟體設計,軟體設計到一個層次,一定需要對硬體有所認識。本書從產品演化開始,然後介紹CPU 在整部電腦中扮演的角色 (同時也帶到了電腦的其他元件),然後深入 CPU 內部。有兩章介紹 CPU 的制造,最後并針對 Intel486 和 Pentium 兩個產品深入剖析,以及對未來電腦工業的預期。

微處理器 (也就是 CPU) 其實無處不在,雖然不像電視、冰箱、電話那般令你側目,但生活中處處少不了它。上述電器如果要智慧化,少不得要加顆微處理器。不同的微處理器有特定的用途,你不能期望在音響微處理器上跑一個 Excel。電腦的微處理器算是其中最復雜的一種了,它的威力,全來自於它的高速運算能力,帶給設計精巧的軟體推動的能量。如果說真有什麼神奇魔法的話,那就是數以百萬的電晶體集合在一個小小的包裝里吧,Pentium 在六公分見方中竟容納了三百一十萬個電晶體,這些電晶體組織成為微處理器上的六大單元。

類似發音的弦,微處理器利用它的支腳 (pin) 上的電子訊號與電腦其他元件溝通 (Intel486 有168 支腳,Pentium 有 273 支腳)。無數銅線內的訊號必須有組織地傳送 (不然就會像大雨過後紅綠燈故障的臺北交通),所謂有組織就是遵循一種協定,也就是 Cycle (這是「微處理器 Cycle」,不要和 Clock Cycle 搞混了)。Cycle 聽起來很生硬,其實就是預先定義好前後關系的電子訊號,是微處理器用來和其他元件溝通用的。至於 Clock Cycle,是定時進入微處理器的一種訊號,做為電腦各元件工作時的時間叁考依據。

本書分七大部份。第一部份介紹微處理器的演進,演化史圖中標示出各級微處理器的年代、晶體數量、特質、尺寸。第二部份介紹微處理器在電腦中扮演的角色,包括它和 I/O 設備、鍵盤、顯示卡與顯示幕之間的合作關系,以及如何管轄主記憶體、如何處理中斷、如何以 BIOS 控制周邊設備。模糊地帶如顯示卡與視訊記憶體的關系,以及定址空間與主記憶體的關系,都解釋得很清楚。這一部份雖說放在主講 CPU 的本書中,實際上卻是對整個機殼內的解釋,我想對絕大多數人而言,這是最有幫助的一部份。

第三部份非常「硬」,講微處理器內部各單元。依據侯捷的技術背景 (軟體)(我也是半路出家的),我跳到第 20 章看看作者對於記憶體管理單元的解釋,此單元和作業系統的虛擬記憶體有密切關聯 (如果你想看看一本書好不好,就翻到你最內行的章節去審查一番)。這一章提供兩張跨頁圖,對於邏輯 (logical) 位址如何轉化為線性 (linear) 位址,又如何轉化為實體 (physical) 位址,有很清楚的圖示與旁白。你也可以了解叁與轉化過程的 selector、descriptor、以及雙層轉換表格的意義。雖然平面圖也可以很清楚地表示這些觀念,但對於不是那麼具備技術背景或工程訓練的人,看到冷冰冰的方塊線條與箭頭,恐怕早就逃之夭夭了;三度空間圖加上立體陰影效果,到底還是吸引人。

較之於微處理器的功能復雜,它的尺寸之小更令我驚嘆。這是一個向空間挑戰的高度藝術,是的,我稱之為藝術。在碟子般大小的矽晶圓片 (所謂 wafer,晶圓) 中,有數百個微處理器,每一個微處理器都是高度復雜的三度空間結構,含有數百萬個電晶體。各個結構建立之後,必須以數百萬條電路把它們連接起來,其中的金屬線比人發纖細一百倍。晶圓愈做愈大 (目前達直徑 8 英 ),晶片愈縮愈小,以期獲得更好的經濟規模。晶片愈小則成本愈低,跑起來愈快,消耗能量愈少。組成電路設計的金屬線寬是決定每一晶片可以容納多少電晶體的主要因素,新竹科學園區有一個次微米實驗室(位於交通大學校區),就是在做這方面的研究。本書第四部份告訴你如何在晶圓中制作電晶體 (不斷地涂敷、照射、溶解、蝕刻),以及如何從晶圓中切割晶片包裝成品。

第五部份專講 Intel486。這款微處理器將原 Intel386 的功能再整合加上一個算術協同處理器、一個 RISC (精簡指令集) 核心 (以一個 clock cycle 處理常用的指令) (傳統的 CISC 復雜指令集處理一個指令至少需兩個 clock cycle)、一個強化的匯流排介面 (使記憶體讀取更快速),以及一個內建的快取記憶體 (Cache),可放置資料和指令 (因此稱為 Unified Cache)。先前每一世代的微處理器都以更復雜的架構來達到效率的增加,唯獨 Intel486 不然,它幾乎靠整合技術取勝。

第六部份專講 Intel Pentium。這款微處理器明顯比 Intel486 大上 50%,主要是因為資料匯流排變成兩倍 (64 位元);以 0.6 微米 (百萬分之一米) 技術制造,可容納三百一十萬個電晶體。它的執行能力大約是第一代 8088 微處理器的 300 倍。Pentium 的幾個特徵如 Superscalar、Branch Prediction、dual cache、multiprocessor support 在這一部份都有介紹。

這麼硬的內容之後,第七部份終於可以讓我們喘口氣,看看未來的趨勢。作者預測世紀末的微處理器技術達到:使用五千萬至一億個電晶體,以每秒 25 億次的時脈推動,每秒執行十億個指令;制作技術將達到 0.35 或 0.2 微米。你以為這是一顆放在超級電腦中的微處理器嗎 ? 不,這只是一顆放在人人買得起的桌上型電腦的微處理器而已。由於不可置信的高速運算能力,多媒體、電子會議、國際網路...將藉著電腦深入家家戶戶,人類的行為模式顛覆不遠矣 (我每想到世紀末,就興奮不能自已)。

「唯一不變的,是它永遠在變」,這大概是微處理器最好的注腳。

背景資料 :
書名 How Computer Programming Works
作者 Daniel Appleman
出版 ZD Press
頁數 32 章,218 頁
售價 US$ 24.95

Part 1 : Getting Started
1. What Are Hardware and Software ?
2. What Is a Computer Language
Part 2 : Data
3. Variables
4. Numeric Values
5. Text Variables
6. Boolean and Flag Variables
7. Pointers
Part 3 : Code
8. Statements and Operators
9. Blocks and Functions
10. Program Flow
11. Variable Declaration and Scoping
Part 4 : Organizing Data
12. Arrays
13. Structures
14. Stacks and Queues
15. Linked Lists
16. Decision Trees
Part 5 : Algorithm
17. Searching and Scaning
18. Recursion
19. Sorting
20. Working with Files
21. Graphics
22. Simulations
Part 6 : Methods and Tools
23. How Computer Languages Work
24. Why Are There So Many Computer Language ?
25. How Programmers Work
Part 7 : Language and Technologies
26. How Assembly Language Works
27. How the C Language Works
28. How BASIC Works
29. How Event-Driven Programming Works
30. How User Interface Design Works
31. How Object Oriented Programming and C++ Works
32. How Embedded Programming Works, and How to Program Your VCR

你寫出第一支程式是什麼時候 ? 也許日期或甚至年代已不復記憶,但是你一定不會忘記那瘋狂而熱烈的情懷,那種愿意把自己一膏一脂奉獻給電腦的傻勁兒。程式員 (或程式設計師,如果你嫌「員」這個字眼不夠隆重的話) 曾經是我們心中熱切期盼的工作與職位,雖然現今的臺灣似乎沒有給予程式員足夠的尊崇,但是絕對不影響「寫程式很有趣」這件事實。

寫程式真的很有趣,每一個程式員都有半夜四點鐘上床的經驗,你當然知道我在說什麼。不會寫程式的人對於會寫程式的人尊敬崇拜得不得了,我知道許多樁姻緣都和「男孩幫女孩繳程式作業」有關 (噢,我并不是這樣和美靜結婚的)。令人肅然的原因之一是艱澀的術語,作者在本書簡介里說了一個故事:『我叁加派對,遇到一位也是程式員的熟人,聊起本行,一會兒之後四周朋友一個個漂走了。我後來問他們為什麼,他們說我們說的不是英語』。

其實,寫程式何難之有 ? 每個人每天都在寫程式:「從新竹交流道下高速公路右轉,不到一公里就經過清大校門口,再往前第二個紅綠燈右轉斜坡下去,如果你看到左手邊有個賣檳榔的小攤,就從旁邊的路彎進去;如果沒有看到,就直走到第一棵大樹左轉...」。當你規劃一件事情,就是在寫程式 --- 以你所熟悉的語言寫程式。電腦程式只不過是以另一種語言將解決問題的過程描述出來而已。

這本書介紹電腦程式如何運作,事實上也就是介紹程式中的資料、指令、組織化資料 (陣列、串列、二元樹、堆疊、佇列)、演算法 (搜尋、排序、遞回)、檔案處理和圖形處理。本書并不以某種語言為對象,而是介紹上述各題目的意義及其設計原理。有些東西是一般程式語言都會提供的,如變數、算術運算子符號、陣列,作者介紹它們的運用并舉例 (大多以 BASIC 和 C 語言為之);有些東西是「資料結構」這門課 (資訊科系必修) 的內容,如二元樹、堆疊、佇列、搜尋、排序、遞回,作者介紹其設計原理。最後一部份是對幾個重要語言的說明,有趣的是它也介紹了「事件驅動」程式設計觀念 (應用在 GUI 環境如 Windows 上)。

這樣的書很出乎我的意料,因為我很難想像它會對什麼層面的讀者帶來幫助。第四部份(資料組織化) 和第五部份 (演算法) 的確很值得以圖說方式介紹 (我還記得當初學 Pascal 語言時老師一直交待不清什麼是 pointer,遑論 linked-list),不過本書在這些略顯復雜的地方,用了太多的譬喻與修飾,遮掩了主題的本質 (目前很多物件導向書籍也有類似的毛病,盡在外圍兜圈)。當然啦,這一點見仁見智。

 

書評之外

書評之外一:寫程式不再只是程式員的事情,終端用戶也愈來愈面對應用軟體的巨集語言了。這種巨集語言 (如 WordBasic、Excel Macro) 可以帶給軟體使用者極大的便利,類似批次作業,不必每次進行重覆的操作。

書評之外二:有一間專科學校音樂科系的電腦課程考試題目是設計一個極簡單的程式,由於同學們根本不會寫程式 (雖然已經上了一學期),老師只好考前泄題,并且決定每背出一行程式碼,給 10 分。

書評之外三:有一間國立大學社會學系的電腦題目是考 DIR、DEL、TYPE...的用途。

書評之外四:有一間高職學校的電腦題目是目前有哪些中文輸入法、倉頡輸入法有幾個字根。

書評之外五:舍本逐末的電腦教育需要全盤檢討。如果我是音樂系學生,我大概三個學期也學不會寫一個程式 (八竿子打不著嘛)。我們應該教的是電腦的基本原理,以及美好的電腦應用 (以文書軟體寫封情書,以試算表記點小賬,再以雷射印表機印出漂漂亮亮的成果,保證同學們如癡如狂,搶著上機實習)。

「人只能活一次,你犯該犯的錯誤,學習什麼不該做,而你的一生也就這樣過去了」。如果我們不能夠以不同的 (但是正確的) 方向,教育不同科系的學生學電腦的話,我們唯一該做的就是,停止這些科系的電腦課程。

 

 

背景資料 :
書名 How The Internet Works
作者 Joshua Eddings
出版 ZD Press
頁數 31 章,218 頁
售價 US$ 24.95

Part 1 : Welcome to the Internet
1. The Electronic Town
2. The Global Internet
Part 2 : Telnet
3. Connecting Networks
4. The Internet's Protocols
5. Connecting Your Computer
6. Telent and NASA SPACElink
7. Telnet and Medline
Part 3 : Downloading Files
8. Finding Files with Archie
9. File Types
10. File Compression
11. Downloading Files
Part 4 : E-mail
12. E-mail
13. Anatomy of a Message
14. Internet Addresses
15. Mailers and Readers
16. Mailing Lists
17. Finding People on the Internet
18. Connecting with Other Networks and Commercial Services
19. UseNet and Newsgroups
20. Netiquette
Part 5 : Other Applications
21. Gophers
22. WAIS
23. The World Wide Web
24. Audio/Video on the Internet
25. Virtual Reality and the Internet
Part 6 : Security Issues
26. Proper Use of the Internet
27. Protecting Computers and Networks
28. Viruses, Trojan Horses, and Worms
29. Cryptography
Part 7 : Management and Future Trends
30. Running the Internet
31. The Information Highway

how-internet-works.jpg (20126 bytes)

看過一部電影叫做「失去的地平線」嗎 (很久很久以前了),敘述一架飛機失事掉到西藏山區,那里有一大群人在無政府狀態下,和平而井然有序地生活。1516 年英人摩爾 (T. More) 曾經著書烏托邦 (Utopia),描述一個樓閣式的美麗新世界,與柏拉圖的理想國大同小異。晉人陶淵明的桃花源記,雖然沒有記錄無政府狀態下人們的生活方式,但「土地平曠,屋舍儼然。有良田美池桑竹之屬,阡陌相通,雞犬相聞」勾勒出平和安寧的氣氛,令人聞之向往。顯然,古今中外共同神往一個沒有階級斗爭,沒有權力爭奪,沒有貧富懸殊的世界。

今天我們彷佛從 Internet 中看到了一點無政府狀態的實現和烏托邦的影子。Internet 是一個由許多網路 (目前約為 4000 個) 串接起來的超大網路,翻譯為「網際」網路可也 (也有人稱為國際網路),其中各個小型網路散布在全球各地,以共同的語言 (TCP/IP,一種網路通訊協定) 流通資訊。網路上的使用者可以透過 Internet 提供的各種服務 (包括 E-mail、FTP、Telnet、Gophor、WWW 等等) 與其他用戶溝通,或是從其他機器上獲得各式各樣的資源 (資料)。沒有階級,不分貧富,網路上人人平等,你在 Internet 上的權力和美國總統的權力是一樣的。

Internet 的技術骨干,就是 TCP/IP 網路技術。許多人在這基礎上面貢獻心力,開發出各式各樣的高階應用 (你就把它們想像是各種應用軟體好了)。重要的應用包括:

o. E-mail (飛鴿傳書) - 送到網路另一端的資料如果是封信的話,就是電子郵件羅。 電子郵件有一定的格式,一定的地址表達方式 (所謂的 FQDN,例如 jjhou@w200.ccl.itri.org.tw)。使用電子郵件不必出門,也不會有洪喬之誤。 (洪喬不是洪小喬。晉朝殷羨,字洪喬,為人帶信百封,盡投江中。今比喻信件遺失 為洪喬之誤)

o. FTP (File Transfer Protocol)(檔案傳輸) - 這是一種協定 (事實上 所有的 Internet 服務你都可以說是一種協定,大家循規榘做 事情),允許你從別臺主機下載檔案 (正在執行 TCP/IP 的 電腦稱為主機)。要進入別臺主機,你必須有賬號,為鼓勵資源 共享,許多主機均開放一個 Anonymous (匿名者) 賬號,并以用戶的 FQDN 位址 為密碼。

o. Archie (檔案搜尋) - FTP 主機何其多,你想獨力在 Internet 中尋找所要的檔案, 猶如大海撈針,Archie 提供給你以關鍵字搜尋檔案的服務。作法是由各個 FTP 主機定時提供資訊給 Archie 主機,更新檔案目錄。

o. Telnet (遠端登錄) - 允許你透過網路,使用其他主機上的資源,猶如你直接 使用那臺主機。

o. WAIS (Wide Area Information Server) - 以全文檢索的方式,幫助我們找資料, 最適用於尋找某一主題或關鍵字的文章。研究生寫論文時恐怕少不得要用到它。

o. NetNews (網路新聞) - 用戶大放厥辭的地方,心得交換的公開場所。主要分為 七大論壇,有電腦軟硬體、科學研究、藝術休閑、政經文化、News 網路、宗教、 其他。

o. Gophor (分散式文件傳輸) - 把上述服務整合起來,以選單方式,讓用戶層層 接近目的地。

o. WWW (World Wide Web,全球資訊網) - 也是一種整合 Internet 網路資源 搜尋服務的工具,與 Gophor 最大的不同是它利用超鏈結 (hyperlink) 技術 整理資料 (這種方式在資訊科學中稱為 web),使用非常方便。

說這麼多,你大概以為侯捷忘了自己該做什麼,竟爾賣弄起自己的知識來了。噢,上面這些知識就是我從這本書得來的。Internet 已成為雜志的熱門話題,微電腦傳真以及 RunPC 兩本雜志都有 Internet 專欄,累積了近半年,上面都有很不錯的文章以及很寶貴的資料。

每天百萬人次上線,使得 Internet 深具商業價值。不在 Internet 上做商業行為,一直是上線用戶的共識,但也許牽扯到商業行為,才是 Internet 更蓬勃發展的機會。龐大的資料流通量同時也使得 Internet 成為病蟲害的溫床,病毒、特洛依木馬和網路蠕蟲 (注1) 都可能傷害你或整個網路。加密與保護是 Internet 上需要不斷加強的課題 (注2),IP 位址 (四個位元組以句點隔開,如 192.83.166.45) 即將用罄,則是目前最緊迫的問題之一。Internet 與虛擬實境 (virtual reality) 的結合,可能讓一個醫師在千里之外操作手術刀為你開心 (說實在的,再怎麼樣我也不敢做這種網路病人)。Internet 上有共同的語言、共同的禮貌、共同的認知,雖然沒有一個絕對的唯一的管理者,各網路間卻能以彼此協助、資料共享的精神一起推動 Internet。世界上沒有一個地方能讓我們實驗無政府狀態,Internet 讓我們看到了一些景象。它帶來的強大威力,可能顛覆人類的思考模式和行為模式。

注1:病毒大家都已知道,會傳染,惡劣者破壞硬碟資料,溫和者給個惡作劇。三月六號是米開朗基羅的生日,也是米開朗基羅病毒起乩的日子,你的電腦安然否 ? 特洛依木馬不會傳染,有破壞性,通常會有漂亮的畫面效果,在你被吸引的時候沖出來破壞你的電腦系統;為什麼叫特洛依木馬 ? 想想美麗的海倫皇后與木馬屠城的故事。網路蠕蟲是一種能夠在電腦上自行復制并且穿過防護漏洞,經由 Internet 傳輸至其他連結主機上的程式。不必太多工夫,所有網路上的主機就塞滿了一大堆無害但消耗 CPU 資源的蠕蟲,整個系統終致運作困難而必須關機。網路蠕蟲首見於 1988.11.02,是一位名為 Robert Morris 的研究生的杰作。
注2:有的登錄系統設計不好,竟然允許同一用戶重復上線。朋友開玩笑說想試試自己和自己交談的結果,我勸他不要,萬一真有回音,豈不上了周日驚魂劇場 ?

 

 

背景資料 :
書名 How Music and Computers Work
作者 Erik Holsinger
出版 ZD Press
頁數 16 章,152 頁
售價 US$ 29.95 (含光碟片一)

Part 1 : Music + Computers = Real Music
1. A Crash Course in Digital Audio and MIDI Technology
2. MIDI in Music Composition
3. MIDI in Live Performances
4. Digital Audio in Film and Video
Part 2 : Understanding Audio Technology
5. How Sound Works
6. The Range of Human Hearing
Part 3 : Understanding Digital Audio
7. Digital Audio Recording
8. How Personal Computers Use Digital Audio
9. Digital Audio Editing
Part 4 : Understanding MIDI
10. How MIDI Works
11. Understanding MIDI Hardware
12. Understanding MIDI Software
13. Building Your Own MIDI System
Part 5 : Synthesizers and MIDI Controllers
14. Analog Synthesizers : Early Electronic Keyboards
15. Synthesizer Technology
16. MIDI Controllers


how music and computers work.jpg (18581 bytes)

說到電腦音樂,科班 (古典) 音樂人常常嗤之以鼻。事實上音樂之重要,在於其予人之感受,而不在其制作過程。

誰還沒有接觸過電腦音樂 ? 現在市面上的流行音樂以傳統樂器伴奏的,少之又少矣。但是了解聲音的基本原理,乃至於數位聲音與 MIDI 的人,亦是少之又少矣。欲了解音樂如何與電腦結合,我們應該從聲音的物理意義談起,然後才能了解聲音如何被記錄下來,如何將傳統的類比訊號轉換為數位訊號以利電腦操作。除了數位聲音之外,電腦 (電子) 音樂的另一個重要關鍵就是 MIDI (俗稱的合成音樂),了解 MIDI,你也就不再迷惑為什麼龍兄虎弟的 鏘老師可以一人抵一個樂團用了。

本書分為五大部份。第一部份是導入,以我們生活上的音樂光碟、電影配樂、電子游樂器說明電腦與音樂的結合無處不在。第二部份介紹聲音的基本原理。聲音其實是一種振動,人類接受聲音是由於空氣壓力的變化傳進我們的耳鼓。麥克風可以抓住這樣的振動并且轉換為電流,電流送入擴大機和揚聲器 (喇叭) 之後又表現回原來的聲音。在傳統的類比貯存型態 (如錄音機) 中,這些振動系藉著磁脈沖 (如磁帶) 或以某種凹槽形狀 (如唱片) 記錄下來。當聲音被轉換為電流,可以波的型式來表現,波型可以表達時間軸上的振動情況。讓我們先著一鞭:如果我能夠產生各種波形,我就可以產生各種聲音 --- 這正是樂音合成器 (Synthesizer) 的觀念。

這一部份還介紹立體 (Stereo) 聲音和 3D 聲音原理。人類看到的影像之所以能夠呈現立體,是因為兩個眼睛成像的像差 (不信的話把一眼閉上,令兩手一左一右由遠而近,試試能否使兩食指相碰)。立體聲音呢 ? 「聽覺心理分析」這一學門研究結果顯示,四個因素讓我們決定聲音的位置,一是雙耳聽到同一聲音的時間差,一是雙耳聽到同一聲音的強度差,一是你的外耳形狀 (影響聲音的反射),一是所謂的 head shadowing 效應 (也就是說由於雙耳位於頭部兩側,所以某一耳不可能直接聽到聲音,而是間接聽到反射的聲音)。3D 聲音企圖重新營造聲音環境,不只注意到左右,還包括上下以及移動。

本書第三部份介紹數位聲音,包括取樣 (把類比訊號轉為數位訊號)、編輯與播放。第四部份介紹 MIDI,包括 MIDI 訊息是什麼,MIDI 相關硬體與應用軟體,General MIDI 所對應的樂器,以及如何建立個人的 MIDI 系統。第五部份介紹合成器 (音源) 與 MIDI 控制器 (發出 MIDI 訊息者)。常見的電吉它與鍵盤,都是一種 MIDI 控制器。

本書附光碟片一張,內有書中所提各種音效范例。各章提到的主題如果在光碟片中有樣本的話,會有一個小圖示告訴你在哪一磁軌上聽得到,這是貼心的服務。

PC Magazine 的 Environment 專欄曾有一個多媒體連載,由 Windows 程式設計大師Charles Petzold 執筆。內容雖極偏向程式設計,但對於數位聲音、合成音樂以及 MIDI 的觀念解說非常地好,值得你叁考。該專欄由侯捷翻譯,自 1992/08 至 1994/07 刊登,其中的 1992/09、1993/04、1993/05 三期分別討論聲音的基礎原理、聲音合成器、MIDI,適合給想看 How 系列的讀者。

 

■ 靜音鋼琴

電腦又有新用途,這一次是 MIDI 建功。

世界無奇不有,繼自動彈奏的無人鋼琴後,現在竟然有了所謂的靜音鋼琴。這種鋼琴的功能和聲音都和傳統鋼琴無異,不過,它有一個靜音系統 (Silent System),使得彈奏時不對外發出聲音,而讓人藉由無線耳機聽到琴音。了解鋼琴發音原理的人就會知道,琴鍵按下牽動琴槌,敲打琴弦發出聲音,那麼如何把聲音關起來送到耳機去呢 ? 簡直神奇透頂匪夷所思。

原理是這樣子:靜音系統有一個光學遮閉裝置和一個感應裝置。鍵盤上下移動時會遮住感應器內的光線,因此可以檢測出彈奏情況,再透過音源部轉化為具體的音樂,傳送到耳機。這套感應裝置并且可以檢測觸鍵的強弱和速度,得以發出富有深度的琴音 (演奏者的感情多半就是藉由觸鍵而達成的)。這套裝置根本不是由琴弦和琴槌發音,你簡直可以把它想像是部電子琴。當然,靜音鋼琴絕不是要取代電子琴的地位,它只是要讓學習傳統鋼琴的人在練琴的時候減少別人 (例如鄰居或老公) 的痛苦,所以傳統鋼琴的發音設備還是要保留,而且鍵盤觸感必須在靜音系統啟動時一如往常 (輕重快慢的觸感對於鋼琴彈奏非常重要)。為此,靜音鋼琴另有一個「擊鍵槌靜止裝置」,琴槌雖然仍會隨著彈奏者的手做敲擊的動作,但是在打到琴弦之前就嗄然而止。

我的書房和美靜的琴房比鄰,僅一墻之隔,靜音鋼琴對我而言是個好產品。但不知山葉有沒有所謂的升級辦法 (我總不能再買一臺)。

有了靜音鋼琴,會不會有靜音法國號或是靜音小提琴呢 ? 大道不過三兩行,說穿不值一文錢,管樂器似乎比較容易動手腳,但尺寸是個問題 --- 如果樂器之王的體形不也是樂器之王的話,我很懷疑靜音系統如何安裝上去。至於弦樂器,就很難想像如何讓它變啞巴了。唔,好像不可能,不過在靜音鋼琴出現之前我們也從來沒有想過這種產品的誕生,是不是 ? 誰知道明天世界會變成什麼樣子 !

注:說到小提琴,你別以為它的音量不大,不需要靜音裝置。有一次一位朋友帶著他那一百萬的寶貝來我處,夜晚聽他的演奏,真是膽戰心驚。我很訝異他的耳朵沒有因為長期近距離接觸巨大音源而受傷。我這個人就是好奇心重了些,老著臉皮向他開口借那寶貝來開開眼,看他的臉色就知道說錯了話。最後倒是摸到了那把弓,啊呀,8000 元一把,美金! 
2010-07-29 05:38

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