時間已是2020年,我依然能想起我第一次見到臺式電腦的好奇,以及在中學時驚嘆智能手機也能運行華麗游戲時的驚喜,回望歷史,發現從第一臺電子計算機誕生到現在不過才54年,為了解決在世界大戰中火控系統的計算問題而研發出來的機器驚人地重達30噸,占地170平方米,每秒進行5000次運算。如今這樣規模的計算機已經可以達到每秒次運算,其依據的體系結構也從經典馮諾依曼結構的單機系統抽象到了更高層次的分布式結構。
基于這些強大的機器提供的算力,我們的生活發生了極大的改變,我們稱之為信息化。我們處在一個信息化的時代,政務信息化、購物信息化、娛樂信息化、金融信息化······,我們可以看到許許多多的例子證明信息化的威力,信息化帶來的高效令人神往,我們也寄希望信息化融入我們的工業生產中,所以有了如今倡導的工業4.0,利用信息化技術促進產業變革。
那么信息化究竟如何與傳統行業融合,是否給每一位工作的人配上電子產品,或者使用上管理軟件就能達到我們希望的效果了呢,這樣簡單的信息化能做到提速嗎?世界上任何事物都可以看成是一個系統,大至渺茫的宇宙,小至微觀的原子、一粒種子、一群蜜蜂、一臺機器、一個工廠、一個團體都是系統,而信息化便是計算機系統與我們的人工系統的融合,必須深刻理解計算機系統的成功之處,學習其長處才能融合度高,使信息化發揮它真正的實力。
縱觀計算機的發展史,從硬件設計到軟件設計,從簡單的到復雜的這些過程,都離不開抽象化的思想,將密密麻麻的硬件抽象,將邏輯復雜的代碼抽象,抽象為一個一個功能簡單,功能固定的模塊,這些模塊的功能從被設計好之后,便一直忠實地向使用者提供自己的服務。計算機系統具有多個層次高度的抽象,而每一個抽象層次中的功能都做了模塊化的分類,基于模塊化的簡單,穩定才能量化這個系統中以模塊區分的生產流程的效率與性能等特性,最終上升到頂層就可以直觀地優化這個系統的工作效率。
而人組成的系統,其實也與計算機系統也有著異曲同工之妙,公司分為一個一個職能部門也是模塊化的體現,但是人工系統效率低下的原因在于,人太“聰明與靈活”,原本分配好的模塊化職能在執行中,原本由A部門負責的職能私底下卻被推給B部門負責,從宏觀上來看,系統仍在運行,但是模塊化的特性已經失去,那么在頂層優化系統效率時,就失去了直觀性。
基于馮諾依曼架構抽象的模塊化計算機系統,在早期出現過,處理器運算速度越來越快,而作為提供數據的存儲器卻發展緩慢,逐漸地跟不上處理器的工作效率,通過模塊化地設計,計算機科學家可以清晰地觀察到了整個系統中的低效處,但是速度越快的存儲器原料越昂貴,基于成本與速度的平衡,最終提出了多級緩存的優化方案,這個方案至今仍在使用,使我們的計算機中各個不同工作效率的模塊能高速運轉。
目前的信息化常見有兩類做法,一類上一套根據現有人工系統設計的信息化軟件,如果當前的人工系統是低效的,信息化系統的加持也不會讓其變得更加高效。第二類,由人工系統去適應一套已有的信息化軟件,如果這套信息化軟件設計上不完全符合需求,或者人工系統依舊我行我素抵觸適應這套系統帶來的新的職能分配,那么也難以帶來效率的提升。更不用提,即便此時此刻信息化系統與人工系統也許是完美貼合,但隨時間推移,人工系統又潛移默化地悄然發生變化,那么這套組合還是高效地嗎?
為什么有的行業利用信息化能提高效率,那是因為信息化系統給這個人工系統中帶來了穩固地模塊化分工?;谶@個穩固地模塊化分工,在頂層設計時,我們就可以清晰,直觀地看出整個系統中哪一塊效率低。這樣的信息化結果不錯,但是實現時所用的做法如果是前面說的第二類,那么這就像賭博了。而且從哲學上來說,這第二類做法恰恰類似于德國古典哲學代表黑格爾所提出的異化思想,馬克思主義哲學將異化解釋為人的生產及其產品反過來統治人的一種社會現象,在異化中,人會逐漸喪失能動性。所以我們擁抱信息化,應該是擁抱計算機系統中的高效思想,利用其中的思想改進我們人工系統存在的不足,然后再利用上信息化系統的技術,進一步提高效率,是人使用機器而不是機器控制人。技術,夸張地說應該算是為一個高效地人工系統做錦上添花的作用。
計算機系統雖然發展不到一百年,但是硬件設計方面還有軟件設計方面為了提高這個系統的效率和穩定使用了大量系統論與控制論、信息論,運籌學、系統工程方面的先進思想,值得我們借鑒。如前文所討論的,我們首先要做的就是嚴格地做到模塊化,才能繼續優化頂層設計。