一款新芯片，开启了伟大的Mac时代！-天天快消息

1979 年，MACINTOSH（麦金塔）个人电脑仅作为 Apple II 团队资深人士杰夫·拉斯金 (Jef Raskin) 的个人想法而存在，但他当时也缺失提议苹果计算机公司制造一款如烤面包机一样易于使用的低成本“家电”型计算机。拉斯金先生相信，他设想的计算机（他称之为 Macintosh）如果能够大批量生产并使用强大的微处理器来执行紧密编写的软件，可以卖到 1000 美元。

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拉斯金的提议并没有给苹果电脑公司的任何人留下足够的印象，以至于无法从董事会那里获得很多资金，他也没有得到苹果工程师的尊重。当时该公司还有更紧迫的问题：主要的 Lisa 工作站项目正在进行中，而 Apple III（非常成功的 Apple II 的改进版本）的可靠性存在问题。

尽管 1979 年的情况似乎不太乐观，但由少数缺乏经验的工程师和程序员设计的 Macintosh 现在已被公认为个人计算领域的技术里程碑。Macintosh 本质上是 Lisa 工作站的精简版，具有许多软件功能，1984 年初推出时售价为 2495 美元；Lisa 最初售价为 10,000 美元。尽管Macintosh电脑受到批评，称它缺乏商业应用程序所需的网络功能，而且在某些任务上使用起来很笨拙，但苹果公司仍认为，Macintosh电脑是其与 IBM 争夺个人电脑业务生存之战中最重要的武器。

从一开始，Macintosh 项目就由项目团队中两位关键成员的专注推动。对于Macintosh数字硬件的设计者Burrell Smith（伯勒尔·史密斯）来说，该项目为一个相对默默无闻的人提供了展示杰出技术才能的机会。对于 29 岁的苹果公司董事长兼麦金塔项目总监史蒂文·乔布斯（Steven Jobs）来说，这提供了一个在暂时受挫后在企业界证明自己的机会：尽管他是苹果电脑公司的联合创始人，但该公司拒绝让他管理苹果电脑公司的丽莎项目。乔布斯先生对麦金塔电脑的技术设计贡献相对较少，但他从一开始就对该产品有清晰的愿景。

Burrell Smith和早期的Mac 设计

史密斯先生于 1979 年担任 Apple II 维护部门的维修工，几年前在访问旧金山南部被称为硅谷的电子工业区时迷上了微处理器。他从纽约奥尔巴尼初级学院的文科学习中退学，去追求微处理器的可能性——他认为，用这些东西没有什么是你做不到的。史密斯先生后来成为加利福尼亚州库比蒂诺的一名修理工，在那里他花了很多时间研究由公司联合创始人史蒂文·沃兹尼亚克 (Steven Wozniak) 设计的 Apple II 的神秘逻辑电路。

史密斯先生在店里的灵巧给 Lisa 设计师之一比尔·阿特金森（ Bill Atkinson）留下了深刻的印象，他向拉斯金先生介绍了史密斯先生，说他是“将要设计你的麦金塔电脑的人”。拉斯金先生不置可否地回答道：“我们会看看的。”

然而，史密斯先生成功地了解了拉斯金先生对麦金塔电脑的概念，并利用摩托罗拉 6809 微处理器、电视显示器和 Apple II 制作了一个临时原型。他向拉斯金先生展示了它，拉斯金先生印象深刻，使他成为麦金塔团队的第二名成员。

但刚刚起步的麦金塔项目遇到了麻烦。1980 年 9 月，苹果公司董事会希望取消该项目，以专注于更重要的项目，但拉斯金先生最终获得了三个月的缓冲期。

与此同时，时任苹果公司副总裁的史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)在公司内部的信誉方面遇到了麻烦。尽管他曾试图管理“丽莎”电脑项目，但其他苹果高管认为他缺乏经验且性格古怪，无法委托他承担如此重大的任务，而且他没有接受过正规的商业教育。在遭到拒绝后，“他不喜欢自己缺乏控制权，”一位苹果高管表示。“他正在寻找自己的定位。”

乔布斯先生对麦金塔项目产生了兴趣，可能是因为公司里很少有人认为该项目有未来，乔布斯先生被任命为该项目的经理。在他的指导下，设计团队变得像麦金塔电脑一样紧凑和高效——一群工程师，远离企业主流的所有会议和文件推送。乔布斯在招募麦金塔团队的其他成员时，以潜在利润丰厚的股票期权为许诺，从其他公司挖来了一些成员。

在乔布斯先生的掌舵下，该项目在董事会中获得了一定的可信度，但并不多。据一名团队成员称，这在公司被称为“Steve’s folly”。但乔布斯先生游说为该项目增加了预算，并得到了批准。到 1981 年初，Macintosh 团队人数已增至 20 人。

麦金塔电脑将采用何种形式主要由设计团队决定。起初，成员们只有拉斯金先生和乔布斯先生提出的基本原则来指导他们，以及Lisa项目树立的榜样。新机器易于使用且制造成本低廉。乔布斯先生希望投入足够的资金建造一座自动化工厂，每年生产约 30 万台计算机。因此，设计团队面临的一项关键挑战是使用廉价零件并保持较低的零件数量。

要使计算机易于使用，需要大量的用户计算机界面软件。当然，该模型是 Lisa 工作站，其图形“窗口”可以同时显示许多不同的程序。使用“图标”或小图片代替神秘的计算机术语来表示屏幕上的一系列程序；通过移动“鼠标”（一个一包香烟大小的盒子），用户可以操纵屏幕上的光标。Macintosh 团队从头开始重新设计了 Lisa 的软件，使其运行更加高效，因为 Macintosh 的内存远小于 Lisa 的 100 万字节。但 Macintosh 软件还需要比 Lisa 软件运行得更快，后者因速度慢而受到批评。

随着项目的进展定义 Mac

Macintosh 项目缺乏精确的定义并不是问题。许多设计师更喜欢在设计过程中定义计算机。“史蒂夫让我们同时明确了问题和解决方案，”史密斯先生回忆道。该方法给设计团队带来了压力，因为他们不断评估设计方案。“我们被细节淹没了，”史密斯先生说。但设计师们表示，这种工作方式也带来了更好的产品，因为他们可以在设计阶段自由地抓住机会来增强产品。

几位设计师表示，如果 Macintosh 项目按照苹果公司的传统方式构建，这种自由是不可能实现的。“没有人试图控制我们，”一位人士说道。“有些经理喜欢掌控一切，虽然这对普通工程师来说可能是件好事，但如果你自我激励的话，那就不好了。”

这种方法成功的核心是设计团队规模小、联系紧密，每个成员负责整个设计的相对大部分，并且在考虑替代方案时可以自由咨询团队的其他成员。例如，史密斯先生在早期致力于降低 Apple II 的成本，因此对电子元件的价格非常了解，因此他无需与采购代理进行耗时的咨询就可以做出许多有关 Macintosh 硬件经济性的决定。由于团队成员之间的沟通良好，设计师们通过在工作阶段互相建议来分享他们的专业领域，而不是等待一组制造工程师的最终评估。将设计团队的所有成员安置在一间小办公室里，使沟通变得更加容易。

从 Apple II 软件团队调来设计 Macintosh 操作软件的安迪·赫茨菲尔德 (Andy Hertzfeld) 指出：“在苹果公司的许多其他项目中，人们会就想法进行争论。但有时聪明人的想法有点不同。像伯勒尔史密斯这样的人会在纸上设计一台计算机，人们会说。“这永远行不通。” 因此，Burell 却以闪电般的速度构建了它，并在那个人开口说话之前就让它开始工作了。”

团队成员认为，Macintosh 团队的紧密性使其能够做出在大型组织中不可能实现的设计权衡。硬件和软件之间的相互作用对于麦金塔设计的成功至关重要，它使用有限的内存和很少的电子部件来执行复杂的操作。负责计算机整个数字硬件设计的史密斯先生和赫茨菲尔德先生成为了亲密的朋友，并经常合作。“当你让一个人设计整个计算机时，”赫茨菲尔德先生观察到，“他知道一个部分中剩余的一点门（a little leftover gate）可能会在另一部分中使用。”

为了促进设计师之间的互动，乔布斯先生接手Macintosh项目后做的第一件事就是为团队安排专门的办公空间。与苹果公司总部不同，苹果公司总部的标志是在修剪整齐的草坪上，该团队的新宿舍位于德士古加油站后面，没有任何标志可以识别他们，公司电话簿中也没有列出他们的信息。该办公室被称为德士古大厦，位于楼上、租金低廉、石膏板墙、铺着俗气地毯的地方，“就像你在小型法律机构中看到的那样，”最初的 Apple 设计团队和早期的 Macintosh 开拓者克里斯·埃斯皮诺萨 (Chris Espinosa) 说。它更像是一栋房子而不是办公室，有一个很像客厅的公共区域，旁边还有较小的房间，以便在工作或谈话时有更多的隐私。

没有固定的工作时间，最初甚至没有麦金塔机开发的时间表。每周，如果乔布斯先生在城里（通常不在城里），他都会召开一次会议，团队成员会在会上报告他们上周所做的事情。设计师的副业之一就是剖析竞争对手的产品。“每当竞争对手推出一款产品时，我们就会购买并拆解它，它就会在办公室里到处乱窜，”埃斯皮诺萨回忆道。

通过这种方式，他们了解到他们不希望自己的产品成为什么样子。在竞争对手的产品中，史密斯先生发现了使用连接器和插槽来插入印刷电路板的倾向——一个用于视频电路的插槽、一个用于键盘电路的插槽、一个用于磁盘驱动器的插槽和一个内存插槽。每个插槽后面都有缓冲器，以允许信号正确地传入和传出印刷电路板。缓冲器意味着计算机操作的延迟，因为多个板共享一个背板，并且多个PC板所需的巨大电容减慢了背板的速度。所需零件的数量使得竞争对手的计算机难以制造、成本高昂且可靠性较差。Macintosh 团队决定他们的 PC 只有两块印刷电路板，没有插槽、缓冲器或背板。

构建 Macintosh 的一个挑战是使用最少和最便宜的部件提供复杂的软件。

为了将所需的组件挤到板上，史密斯先生计划让麦金塔电脑执行特定的功能，而不是作为一台灵活的计算机来运行，程序员可以为各种应用程序进行定制。通过严格定义麦金塔电脑的配置及其执行的功能，他消除了许多电路。设计人员决定将计算机的许多基本功能合并到只读存储器中，而不是提供用户可以插入带有存储器或协处理器等硬件的印刷电路板的插槽，这样更可靠。计算机的扩展不是通过插槽，而是通过高速串行端口。

编写Mac软件

软件设计师一开始就面临着常常不切实际的时间表。“我们寻找任何可以乞求、借用或窃取代码的地方，”赫茨菲尔德回忆道。他们最明显要注意的地方就是 Lisa 工作站。Macintosh 团队想借用 Lisa 的一些软件在位图显示器上绘制图形。1981 年，Bill Atkinson 改进了名为Quickdraw的 Lisa 图形软件，并开始兼职为 Macintosh 实现该软件。

Quickdraw 是一种操作位图的方案，使应用程序程序员能够在 Macintosh 位图显示器上轻松构建图像。Quickdraw 程序允许程序员定义和操作一个区域——屏幕上任意形状区域的软件表示。其中一个区域是带有圆角的矩形窗口，在整个 Macintosh 软件中都使用。Quickdraw 还允许程序员将图像保留在定义的边界内，这使得 Macintosh 软件中的窗口看起来保存着数据。程序员可以将两个区域联合起来，从另一个区域中减去一个区域，或者使它们相交。

在 Macintosh 中，Quickdraw 程序是用汇编级代码紧密编写的，并永久刻录在 ROM 中。它将作为高级软件使用图形的基础。

赫茨菲尔德先生指出，Quickdraw 是“一个令人惊叹的图形软件包”，但它会限制 6809 微处理器（早期 Macintosh 原型机的核心）的功能。摩托罗拉公司于 1980 年底宣布推出 68000 微处理器，但该芯片是全新的，未经现场验证，而且每个 200 美元也很昂贵。考虑到在苹果公司准备好开始大规模生产麦金塔电脑之前芯片的价格将会下降，麦金塔电脑的设计者决定押宝在摩托罗拉芯片上。

Macintosh 的另一个早期设计问题是是否使用 Lisa 操作系统。由于 Lisa 仍处于设计的早期阶段，因此需要进行大量开发才能为 Macintosh 定制其操作系统。即使 Lisa 已经完成，对于内存小得多的麦金塔电脑来说，也需要用汇编代码重写其软件。此外，Lisa 还需要一个多任务操作系统，使用复杂的电路和软件同时运行多个计算机程序，这对于 Macintosh 来说太昂贵了。因此，我们决定从 Lisa 的基本概念出发，从头开始编写 Macintosh 操作系统。

麦金塔电脑没有多任务处理能力，但一次只能执行一个应用程序。通常，多任务操作系统会跟踪它正在运行的每个程序的进度，然后存储每个程序的整个状态 - 其变量的值、程序计数器的位置等。这种复杂的操作需要更多的内存和硬件，超出了 Macintosh 设计人员的承受能力。然而，多任务处理的假象是由麦金塔系统软件中内置的小程序造成的。由于这些小程序（例如在屏幕上创建计算器图像并进行简单算术的程序）在与应用程序分开的内存区域中运行，因此它们可以与应用程序同时运行。

将 Macintosh 软件嵌入 64 KB 只读存储器中提高了计算机的可靠性并简化了硬件 [A]。大约三分之一的 ROM 软件是操作系统。三分之一由 Quickdraw 占据，这是一个用于表示位图显示的形状和图像的程序。剩下的三分之一专门用于用户界面工具箱，它处理窗口的显示、文本编辑、菜单等。Macintosh 的用户界面包括下拉菜单，仅当光标置于菜单名称上并按下鼠标按钮时才会出现。上面，用户检查“文件”菜单选择打开命令，这会导致计算机将文件（由黑色图标表示）从磁盘加载到内存中。Macintosh 软件的设计目的是使工具箱例程可供程序员选择；应用程序提供是否处理事件的选择[B]。

由于 Macintosh 使用内存映射（memory-mapped）方案，68000 微处理器不需要内存管理，从而简化了硬件和软件。例如，68000 有两种操作模式：用户模式，该模式受到限制，以便程序员不会无意中破坏内存管理方案；管理员模式允许不受限制地访问 68000 的所有命令。每种模式都使用自己的指向内存块的指针堆栈。68000 被设置为仅在管理模式下运行，从而无需额外的堆栈。尽管 68000 可以使用七级中断，但只使用了三级。

Macintosh 的文件结构还进行了另一项简化，即利用只有一两个软盘驱动器的小磁盘空间。在 Lisa 和大多数其他操作系统中，两个索引访问软盘上的程序，占用了宝贵的随机存取内存并增加了从磁盘获取程序的延迟。设计者决定在 Macintosh 上仅使用一种索引——位于 RAM 中的块映射，以指示程序在磁盘上的位置。每个块映射代表一卷磁盘空间。

赫茨菲尔德表示，这一方案遇到了意想不到的困难，可能会在未来版本的麦金塔电脑中进行修改。最初，麦金塔电脑并不是为商业用户设计的，但随着设计的进展，麦金塔电脑的成本明显高于预期，苹果公司将其营销计划转向了商业用户。他们中的许多人在 Macintosh 上添加了硬盘驱动器，使得块映射方案变得笨拙。

1982 年 1 月，赫茨菲尔德先生开始为 Macintosh 开发软件，这可能是计算机最独特的功能，他称之为用户界面工具箱（interface toolbox）。

该工具箱被设想为一组软件例程，用于在 Macintosh 操作系统中构建窗口、下拉菜单、滚动条、图标和其他图形对象。由于 Macintosh 上的 RAM 空间很稀缺（最初只有 64 KB），因此工具箱例程将成为 Macintosh 操作软件的一部分；他们将使用 Quickdraw 例程并在 ROM 中操作。

然而，重要的是，不要限制应用程序程序员只能使用 ROM 中的几个工具箱例程，从而妨碍他们通过为 Macintosh 编写程序来提高 Macintosh 的销量。因此，工具箱代码被设计为从系统磁盘或应用程序磁盘获取定义函数（使用 Quickdraw 创建图形图像（例如窗口）的例程）。通过这种方式，应用程序程序员可以为程序添加定义功能，Apple可以通过修改系统磁盘将其合并到更高版本的Macintosh中。“我们对于将（工具箱）放入 ROM 中感到紧张，”赫茨菲尔德先生回忆道，“我们知道 Macintosh 推出后，程序员会想要添加到工具箱例程中。”

尽管用户一次只能操作一个应用程序，但他可以使用称为剪贴簿的工具箱例程将文本或图形从一个应用程序传输到另一个应用程序。由于剪贴簿和工具箱例程的其余部分位于 ROM 中，因此它们可以与应用程序一起运行，给人一种多任务处理的错觉。用户可以将一个程序中的文本剪切到剪贴簿中，关闭该程序，打开另一个程序，然后粘贴剪贴簿中的文本。工具箱中的其他例程（例如计算器）也可以与应用程序同时运行。

在麦金塔软件的设计后期，设计者意识到，为了在非英语国家销售麦金塔，需要一种将程序中的文本翻译成外语的简单方法。因此，计算机代码和数据在软件中被分开，以便通过扫描程序的数据部分来进行翻译，而无需解开复杂的计算机程序。不需要程序员进行翻译。

提前押注 68000 芯片

具有16位数据总线和32位内部寄存器以及7.83兆赫时钟的68000芯片可以抓取相对较大的数据块。史密斯先生放弃了用于鼠标、磁盘驱动器和其他外围功能的单独控制器。“我们能够利用从属设备，”史密斯先生解释说，“并且我们有足够的吞吐量来以对用户来说似乎是并发的方式处理这些设备。”

当史密斯先生建议在没有单独控制器的情况下实现鼠标时，设计团队的几位成员认为，如果每次移动鼠标时主微处理器都被中断，那么屏幕上光标的移动总是会滞后。只有当史密斯先生启动并运行原型时，他们才确信它会起作用。

同样，在第二个原型中，磁盘驱动器由主微处理器控制。“在其他计算机中，磁盘控制器是磁盘和 CPU 之间的一堵砖墙，最终您会得到一个性能低下、价格昂贵的磁盘，并且您可能会失去对它的控制。这就像买了一辆全新的汽车，配备了一个坚持开车去任何地方的司机。”史密斯先生指出。

68000 被分配了磁盘控制器的许多职责，并与 Wozniak 先生为 Apple II 构建的磁盘控制器电路连接。“我们拥有令人难以置信的 68000，而不是市面上的弱小的 8 位微处理器，它是世界上最好的磁盘控制器，”Smith 先生说。

直接内存访问电路的设计允许视频屏幕与 68000 共享 RAM。因此，68000 在视频屏幕水平线的实时部分期间可以半速访问 RAM，而在水平线期间则可以全速访问 RAM。和垂直回扫。[参见下图。]

68000 微处理器可以独占访问 Macintosh 的只读存储器，以全速（0.83 兆赫）从 ROM 获取命令。68000 与视频和声音电路共享随机存取存储器，只能在部分时间访问 RAM [A]；它以大约 6 兆赫兹的平均速度从 RAM 中获取指令。视频和声音指令分别直接加载到视频移位寄存器或声音计数器中。Macintosh 的大部分“粘合”电路都包含在八个可编程阵列逻辑芯片中。Macintosh 播放四种独立声音的功能是在设计的较晚阶段才添加的，当时人们意识到视频电路中已经存在了所需的大部分电路 [B]。这四种声音被添加到软件中，并且数字样本存储在存储器中。

在构建下一个原型时，史密斯先生发现了多种节省数字电路并提高麦金塔电脑执行速度的方法。68000 指令集允许史密斯先生在 ROM 中嵌入子程序。由于 68000 独占使用 ROM 的地址和数据总线，因此它可以以全时钟速度访问 ROM 例程。ROM 在某种程度上充当高速缓存存储器。在构建下一个原型时，史密斯先生发现了多种节省数字电路并提高麦金塔电脑执行速度的方法。68000 指令集允许史密斯先生在 ROM 中嵌入子程序。由于 68000 独占使用 ROM 的地址和数据总线，因此它可以以全时钟速度访问 ROM 例程。ROM 在某种程度上充当高速缓存存储器。

Macintosh 最初概念的下一个重大修改是在计算机的显示屏上进行的。拉斯金先生提出了一种可以连接到标准电视机的计算机。然而，人们很早就发现电视显示的分辨率对于麦金塔电脑来说太粗糙了。经过一番研究后，设计人员发现，通过在计算机上安装显示屏，可以将显示分辨率从 256 x 256 点提高到 384 x 256 点。这增加了麦金塔的估计价格，但设计者认为这是一个合理的权衡。

为了保持较低的部件数量，麦金塔机的两个输入/输出端口是串行的。做出这一决定是一个严肃的决定，因为计算机未来的实用性很大程度上取决于它与打印机、局域网和其他外围设备连接时的效率。在开发的早期阶段，麦金塔电脑并没有打算成为一款商业产品，这使得网络成为重中之重。

决定使用一个高速串行端口的关键因素是 1981 年春天推出了 Zilog Corp. 的 85530 串行通信控制器，该控制器用单个芯片取代了两个较便宜的传统部件——“vanilla”芯片——在麦金塔电脑上。使用 Zilog 芯片的风险在于它尚未在现场得到验证，而且价格昂贵，每个几乎 9 美元。此外，苹果公司很难让 Zilog 相信它是认真打算为 Macintosh 大量订购该部件的。

“我们遇到了形象问题，”Espinosa先生解释道。“我们穿着 T 恤和膝盖上有洞的蓝色牛仔裤，我们疯狂地相信我们对 Macintosh 的看法是正确的，这让一些人望而却步。此外，Apple 尚未售出 100 万台 Apple II。我们如何才能让他们相信我们会售出 100 万台 Mac？”

最终，苹果公司得到了 Zilog 的供应该部件的承诺，埃斯皮诺萨将这归功于乔布斯先生的谈判才能。史密斯先生说，串行输入/输出端口“为我们提供了与内存映射并行端口基本相同的带宽”。外围设备通过 Apple 总线网络以菊花链配置连接到串行端口。

设计没有产品的 Mac 工厂

1981 年秋天，当史密斯先生制作第四台 Macintosh 原型机时，Macintosh 工厂的设计工作也已开始。乔布斯聘请了当时在加利福尼亚州库比蒂诺的惠普公司担任财务经理的黛比·科尔曼 (Debi Coleman)来处理麦金塔项目的财务事宜。科尔曼女士毕业于斯坦福大学，获得工商管理硕士学位，是惠普研究工厂、质量管理和库存管理的工作组的成员。这对苹果公司来说是一次很好的培训，因为乔布斯先生打算利用这些概念在美国建立一个高度自动化的麦金塔制造工厂。

他曾短暂考虑在德克萨斯州建厂，但由于设计师要在 Macintosh 设计的后期阶段与制造团队密切合作，因此他决定将工厂建在加利福尼亚州弗里蒙特，距离苹果库比蒂诺总部不到半小时车程。

乔布斯先生和麦金塔团队的其他成员经常参观各个行业的自动化工厂，特别是在日本。在访问结束后举行的长时间会议上，制造团队讨论了是否借鉴他们观察到的某些方法。

麦金塔工厂借鉴了其他计算机工厂和其他行业的组装理念。一种测试阴极射线管亮度的方法是从电视机制造商那里借来的。

Macintosh 工厂设计基于两个主要概念。第一个是“just-in-time”库存，要求供应商经常小批量地为麦金塔机提供零件，以避免在工厂过度处理零件，并减少损坏和存储成本。第二个概念是零缺陷零件（zero-defect parts），生产线上的任何缺陷都会立即追溯到其源头并进行纠正，以防止错误再次发生。

该工厂每年生产约 50 万台 Macintosh 电脑（数量不断增加），设计分三个阶段建设：首先，配备工作站，供工人插入一些 Macintosh 组件，通过简单的方式交付给他们。机器人；第二，用机器人代替工人来插入元件；第三，在未来的许多年里，“集成”自动化将几乎不需要人类操作员。在建造工厂时，“史蒂夫愿意抛弃所有关于制造以及设计与制造之间关系的传统观念，”科尔曼女士指出。“他愿意不惜一切代价在这家工厂进行实验。我们计划每两年进行一次重大修订。”

到 1982 年底，在史密斯先生设计出最终的 Macintosh 原型之前，工厂大部分主要组件的设计都已冻结，组装站也可以设计了。数字逻辑印刷电路板上大约85%的元件是自动插入的，剩下的15%是表面贴装器件，首先是手动插入，然后在工厂的第二阶段由机器人插入。自动插件生产线布局灵活；在试运行之前，工作站的数量并未确定。该物料输送系统是在德克萨斯州达拉斯市德州仪器公司招募的工程师的帮助下设计的，该系统在物料配送中心的接收门之间划分小型和大型零件。

Macintosh 中的大多数分立元件都是自动插入印刷电路板的。

Mac 团队面临不可能的最后期限

计算机的电路密度是一个瓶颈。史密斯先生很难从他的前两个原型中削减足够的电路，将它们挤到一块逻辑板上。此外，他需要更快的 Macintosh 显示屏电路。水平分辨率只有 384 点，不足以容纳 Macintosh 作为文字处理器竞争所需的 80 个文本字符。一种建议的解决方案是使用文字处理软件，通过水平滚动可以看到 80 个字符的行。然而，大多数标准电脑显示器只能显示80个字符，容量较小的便携式电脑使用起来很不方便。

麦金塔显示器的另一个问题是其有限的点密度。尽管苹果工程师 George Crow 设计的模拟电路在水平轴上容纳了 512 个点，但史密斯先生的数字电路（由双极逻辑阵列组成）的运行速度不够快，无法生成这些点。考虑过更快的双极电路，但由于其高功耗和成本而被拒绝。Smith 先生只能想到一种替代方案：将视频和其他杂项电路组合在单个定制 n 沟道 MOS 芯片上。

史密斯先生于 1982 年 2 月开始设计这样的芯片。在接下来的六个月中，假设芯片的尺寸不断增大。乔布斯先生为 Macintosh 设定了 1983 年 5 月的出货目标，但由于其他设计问题积压，伯勒尔·史密斯仍未完成定制芯片的设计，该芯片以他的名字命名：IBM（Integrated Burrell Machine）芯片。

与此同时，Macintosh 办公室从 Texaco Towers 搬到了 Apple 总部更宽敞的地方，因为 Macintosh 员工人数已增加到约 40 人。其中一位新员工是 Robert Belleville，他的前雇主是施乐帕洛阿尔托研究公司 (Xerox Palo Alto Research Corp )。在施乐公司，他为 Star 工作站设计了硬件——带有窗口、图标和鼠标，可能被认为是麦金塔电脑的早期原型。当乔布斯向他提供麦金塔团队的一席之地时，Belleville正不耐烦地等待施乐公司的授权，以继续他提议的一个项目，该项目类似于麦金塔——Star 的低成本版本。

作为作为麦金塔机工程的新任主管，Belleville先生面临着指导史密斯先生的任务，史密斯先生正在走一条看起来越来越像死胡同的道路。尽管最后期限迫在眉睫，Belleville先生还是尝试了软推销的方法。

“我问Burrell是否真的需要定制芯片，”Belleville先生回忆道。“他说是的。我告诉他要考虑尝试别的事情。”

史密斯先生对这个问题思考了三个月后，于 1982 年 7 月得出结论：“这个芯片与罗德岛州的尺寸相差不是很大。” 然后，他开始用更高速的可编程阵列逻辑设计电路——正如他六个月前开始做的那样。他认为水平视频的高分辨率需要更快的时钟速度。但他意识到，通过巧妙地使用几个月前才上市的更快的双极逻辑芯片，他可以达到同样的效果。通过添加一些高速逻辑电路和一些普通电路，他将分辨率提高到了512点。

另一个优点是 PAL 是一项成熟的技术，其电气参数可以承受与指定值的较大变化，从而使 Macintosh 更加稳定和可靠——这对于所谓的家电产品来说是重要的特性。由于每个集成电路的电气特性可能与不同批次生产的其他 IC 的电气特性有所不同，因此 50 的方差之和因此计算机中的组件可能大到足以威胁系统的完整性。

即使到了 1982 年夏天，随着一个又一个最后期限的到来，Macintosh 设计师们仍在寻找为计算机添加功能的方法。在团队对黑色字符视频的白色背景或更典型的黑底白字的选择存在分歧后，建议用户通过 Macintosh 背面的开关来使用这两个选项。但这种妥协引发了关于其他问题的争论。

“这变成了一场激烈的、近乎宗教般的争论，”Espinosa先生回忆道，“关于系统设计的纯粹性与用户按照自己的喜好配置系统的自由度之间的争论。我们就是否要在机器成本上增加几分钱的问题争论了好几个星期。”

专注于 Macintosh 的设计人员经常长时间工作来完善系统。程序员可能会花很多晚上的时间来将格式化磁盘所需的时间从三分钟减少到一分钟。理由是，与减少两分钟的格式化时间相比，Macintosh 程序员花费的时间微不足道。“如果每个用户多花两分钟，乘以 100 万人，乘以 50 个磁盘来格式化，这相当于全世界的时间，”Espinosa 先生解释道。

但是，如果该团队对改进的承诺经常使他们无法按期完成任务，那么它会在切实的设计改进中得到回报。“做一些非常聪明、有创意和令人惊奇的事情有很多竞争，”Espinosa先生说。“人们是如此聪明，以至于这变成了一场让他们惊讶的竞赛。”

Macintosh 团队的工作方式——“就像肖托夸（Chautauqua）一样，整天都有事务，人们坐下来谈论他们将如何做这个或那个”——激发了对 Macintosh 功能的创造性思考。例如，当一名程序员和一名硬件设计师开始讨论如何实现声音发生器时，团队中的几名非技术成员（营销人员、财务专家、秘书）加入了他们，他们说如果Macintosh 可以同时发出四种不同的声音，因此用户可以对其进行编程来播放音乐。这种可能性让程序员和硬件工程师兴奋不已，他们花了额外的时间来设计具有四种声音的声音发生器。

Espinosa先生说，与非技术团队成员进行此类讨论的回报是，“得出了所有那些显而易见的事情，而这些事情只有完全无知的人才能想出。” 如果您将自己沉浸在一个不了解技术限制的群体中，那么您就会产生一种试图否认这些限制的群体狂热。你开始尝试做不可能的事情——并且偶尔会成功。”

最初的麦金塔电脑中的声音发生器非常简单——一个连接到扬声器的一位寄存器。为了振动扬声器，程序员编写了一个软件循环，反复将寄存器的值从 1 更改为 0。甚至没有人考虑过设计一个四声部发生器——直到“group mania””出现。

史密斯先生在思考这个问题时，发现视频电路与声音发生器电路非常相似。由于视频是位图的，一位内存代表视频屏幕上的一个点。组成完整视频图像的位保存在 RAM 块中，并由扫描电路读取以生成图像。声音电路需要类似的扫描，内存中的数据对应于扬声器发出的声音的幅度和频率。史密斯先生推断，通过添加脉宽调制器电路，视频电路可用于在水平回扫的最后微秒期间（显示器阴极射线管中的电子束到达该时间）产生声音。从每行的最后一个点移动到下一行的第一个点。在回扫期间，视频扫描电路跳转到指定用于声波幅度值的内存块，获取字节，将它们存储在为声音发生器提供数据的缓冲区中，然后及时跳回到视频内存。下一条踪迹。声音发生器只是一个连接到线性放大器的数模转换器。

为了使声音发生器能够产生四种不同的声音，编写了软件例程并将其嵌入到 ROM 中，以接受代表四种独立声波的值，并将它们转换为一种复杂的波。因此，为 Macintosh 编写应用程序的程序员可以单独指定每个声音，而不必关心复杂波形的性质。

准备构建 Mac

1982 年秋天，随着工厂的建设和麦金塔电脑的设计接近最终形式，乔布斯先生开始在设计师的日常活动中发挥更大的作用。尽管声音发生器的硬件已经设计出来，但Hertzfeld先生还没有编写使计算机能够发出声音的软件，他认为麦金塔软件的其他部分更为紧迫。乔布斯先生被告知，声音发生器将令人印象深刻，模拟电路和扬声器都已升级，可容纳四种声音。但由于这是一项额外的硬件费用，而且当时还没有任何听得见的结果，乔布斯先生在周五发出了最后通牒：“如果到周一早上我还没有听到这个东西的声音，我们就拆掉放大器。”

这种动机促使Hertzfeld在周末去办公室编写软件。到周日下午，只有三个声音在工作。他打电话给他的同事史密斯先生，请他过来帮助优化软件。

“你是想告诉我你正在使用子程序吗？” 史密斯先生检查完问题后惊呼道。“难怪你无法获得四个声音。子程序太慢了。”

到周一早上，两人已经编写了微代码程序，以产生令乔布斯先生满意的结果。

设计师们表示，尽管乔布斯先生的意见有时很难定义，但他将麦金塔定义为产品的本能对其成功至关重要。“他会说，‘这不是我想要的。我不知道我想要什么，但这不是我想要的。”史密斯先生说。

“他知道什么是伟大的产品，”Hertzfeld先生指出。“他凭直觉知道人们想要什么。”

一个例子是麦金塔机壳的设计，当时制作了粘土模型来展示各种可能性。“我几乎无法区分两种型号之间的区别，”Hertzfeld先生说。“史蒂夫会走进来说，‘这个很臭，这个很棒。’” 而且他通常是对的。”

由于乔布斯先生非常重视将 Macintosh 包装在桌面上占用很小的空间，因此采用了垂直设计，将磁盘驱动器放置在 CRT 下方。

乔布斯先生还下令麦金塔电脑不包含风扇，他曾试图从最初的苹果电脑中消除风扇。Macintosh 外壳上增加了一个通风口，让冷空气进入并吸收垂直电源的热量，热空气从顶部排出。逻辑板水平放置。

然而，乔布斯有时会下达行不通的命令。当他要求设计师重新定位早期印刷电路板上的 RAM 芯片时，因为它们靠得太近，“大多数人都笑了，”一位设计师说。该板经过重新设计，芯片之间的距离更远，但它不起作用，因为来自芯片的信号需要很长时间才能传播增加的距离。主板再次重新设计，将芯片移回原来的位置。

阻止辐射泄漏

当设计小组开始专注于制造时，最艰巨的任务是防止辐射从麦金塔机的塑料外壳中泄漏。一度，Apple II 的命运悬而未决，因为其设计者试图满足联邦通信委员会的排放标准，但未能成功。“当印刷电路板上添加了多个电感器和大约 50 个电容器后，我很快就发现 Apple II 组件的数量增加了一倍，”史密斯先生回忆道。然而，对于 Macintosh，他继续说，“我们通过无连接器和无焊料设计消除了所有分立电子设备；“我们已经仔细研究了 FCC 法规，我们知道这有多重要。”高速串行 I/O 端口几乎不会造成干扰，因为它们很容易屏蔽。

设计接近尾声时出现的另一个问题是测试麦金塔电脑的方法。根据零缺陷的概念，Macintosh 团队为工厂工人设计了用于调试印刷电路板故障的软件，以及 Macintosh 本身的自检例程。

磁盘控制器通过视频电路进行测试。发送到磁盘控制器的视频信号由微处理器读取。“我们可以在屏幕上显示我们应该收到的模式以及我们在读取磁盘时确实收到的模式，”史密斯先生解释说，“以及有关错误及其在磁盘上发生位置的其他类型的准备信息。” "

为了在工厂测试印刷电路板，麦金塔工程师为定制的钉床测试仪设计了软件，只需几秒钟即可检查每台计算机，比现成的测试仪更快。如果工厂工人将电路板放在测试仪上时出现故障，则会将电路板交给另一名工人对其进行诊断测试。第三名工人修理电路板并将其返回生产线。

每台 Macintosh 都会在发货前进行预烧（即打开并加热）以检测早期故障的可能性，从而提高实际发货的计算机的可靠性。

当苹果公司投资2000 万美元建成 Macintosh 工厂后，设计团队大部分时间都花在那里，帮助制造工程师推动生产线运转。1983 年中期，磁盘驱动器出现问题，迫使史密斯先生两次重新设计他的最终原型。

科尔曼女士表示，工厂的一些计划被证明很麻烦。分立元件的自动插入方案实施起来出乎意料地困难。零件的许多几何和电气特性的精确规格必须经过多次返工。事实证明，在插入许多零件之前需要机器来对齐它们。虽然每台 2000 美元的机器并不昂贵，但它们是最后一刻才需要的。

该工厂在 1983 年 12 月的首次试运行中几乎没有遇到什么重大困难，尽管该项目已经比 1983 年 5 月的最后期限推迟了。通常，当工程师忙着追查故障源头时，工厂会完全停工——这是零缺陷方法的一部分。那年 12 月，史密斯先生和其他设计工程师几乎住在工厂里。

1984 年 1 月，第一台可销售的 Macintosh 计算机下线。尽管一开始的生产率不稳定，但后来稳定在每 27 秒一台 Macintosh 上——每年大约 50 万台。

前所未有的 3000 万美元营销预算

1982 年被聘为 Macintosh 营销人员的第三位成员迈克·默里 (Mike Murray) 表示，Macintosh 的营销与新洗发水或软饮料的营销非常相似。“如果百事可乐的货架空间是可口可乐的两倍，”他解释道，“你就能卖出更多的百事可乐。我们希望在您的脑海中为 Macintosh 创造一个货架空间。”

为了在已经挤满了 IBM、Tandy 和其他计算机公司的货架上创造出这个空间，苹果发起了一场激进的广告活动——这是有史以来最昂贵的一次。

Murray 先生于 1983 年末提出了 Macintosh 的第一个正式营销预算：他要求 4000 万美元。“人们真的嘲笑我，”他回忆道。“他们说，‘这家伙是什么样的溜溜球？’ “他没有得到 4000 万美元的预算，但他已经接近预算了——3000 万美元。

营销活动在麦金塔电脑推出之前就开始了。1984 年 1 月，观看超级碗橄榄球赛的电视观众看到了一个广告Macintosh 克服了奥威尔 1984 年的噩梦。

其他电视广告以及杂志和广告牌广告都将麦金塔电脑描述为易于学习使用。在一些广告中，Mac 直接放置在 IBM 个人电脑旁边。各大杂志上精美的彩色折页描绘了 Macintosh 和设计团队的成员。

“这个行业的有趣之处在于，”默里先生若有所思地说，“是没有历史。最好的方法是真正聪明地参与进来，真正了解技术的基础知识以及软件经销商的工作方式，然后尽可能快地运行。”

Mac团队解散

“我们已经通过麦金塔电脑建立了滩头阵地，”默里先生解释道。“我们在海滩上。如果 IBM 内心深处知道我们有多么进取和有动力，他们现在就会把我们推离海滩，我认为他们正在努力。接下来的 18 到 24 个月对我们来说是生死存亡的时刻。”

由于 Lisa 工作站的销量令人失望，苹果公司指望 Macintosh 能够生存。推出成功的产品系列的能力被视为实现这一目标的关键，该公司正在开发一系列 Macintosh 外围设备——打印机、局域网等。这也证明是一个技术和组织挑战。

“一旦从独立系统转变为网络系统，复杂性就会大大增加，”默里先生指出。“我们不能把所有东西都扔到市场上，让人们告诉我们它出了什么问题。我们必须先走，然后才能跑。”

Apple 只为 Macintosh 编写了两个软件程序：Macpaint（允许用户用鼠标绘图）和 Macwrite（文字处理程序）。苹果公司指望独立软件供应商为麦金塔电脑编写和销售应用程序，这将使其成为对潜在客户更具吸引力的产品。该公司还修改了一些在 Macintosh 上使用的 Lisa 软件，并制作了可在 Lisa 上运行的 Macintosh 软件版本。

与此同时，小型、团结的麦金塔设计团队已不复存在。“现在我们是一家大公司，”史密斯先生说道。

“该项目的钟摆会摆动，”已向苹果公司请假的赫茨菲尔德先生解释道。“现在公司是一个更主流的组织，有经理，也有经理为他们工作。这就是我不在那里的原因，因为我被宠坏了”在 Macintosh 设计团队工作。

【来源：半导体行业观察】