Історія обчислювальної техніки (до процесора Intel 80486)

Еволюційний процес, який привів до сучасних мікрокомп'ютера, був надзвичайно швидким. Хоча при створенні машини, відомої як «персональний комп'ютер», було використано велику кількість відкриттів та винаходів, слід згадати кілька подій, які стали важливими віхами в історії науки, щоб уявити собі повну картину в її перспективі.

Історія персональної обчислювальної техніки

Одним з найважливіших достіжекій, які призвели до революції в персональних компиотерах, був винахід напівпровідника або транзистора в 1948 році. Цей подвиг здійснили інженери фкрми Веll Laboratories Джон Бардін, Вальтер Бреттейн і Вільям Шоклі.

Транзистор, який є не більш ніж гвердотельним електронним перемикачем, замінив набагато більші за розмірами електронні лампи і споживав значно менше енергії, виконуючи ту ж роботу, що і лампа. Таким чином, комп'ютерна система, побудована на транзисторах, була набагато менше і набагато ефективніше.

Лампа також могла виконувати роль перемикача, проте була неефективною у тому якості. Вона споживала велику кількість електроенергії і виділяла велике кількість тепла, яке було важливою проблемою в ранніх системах. Крім цього, лампи були надзвичайно ненадійні, приблизно одна поломка кожні дві години або близько того для великих систем.

Перехід на транзистори поклав початок мініатюризації, яка зробила можливим поява сучасних портатівник ПЗВМ, які живляться від батарейок, мають більшу обчислювальну потужність, ніж багато ранніх системи, які займали кімнати і споживали величезну кількість енергії.

В 1959 інженери фірми Техаs Instruments зрозуміли, як розмістити кілька транзисторів на одній основі або підкладці і з'єднати ці транзистори без дроту. Так народилася іігегральная схема або ІВ. Перша інтегральна схема містила tолько 6 транзисторів, а процесор Intel 80386, який іcпользуется в багатьох сучасних системах, має 280000 транзисторів. Сучасна ІС може бути створена з мільйонів транзисторів.

B 1969 фірма Intel внесла хвилювання в злектронную індустрію, випустивши ІС з пам'яттю 1 Кбіт, яка була набагато більше за інші, що була в той час. Через успіху цієї фірми в розробці і виробництві мікросхем з нею зв'язалася японська фірма Busiсомр, що виробляє калькулятори і запропонувала випустити 12 мікросхем для одного з своїх калькуляторів. Інженери фірми Intel взяли 12-чіпову розробку і об'єднали всі бажані функції і можливості в одній родової багатоцільовий мікросхемі. Ця ІС відрізнялася від попередніх розробок, які були запрограмовані ддя однієї мети за допомогою вбудованих інструкцій. Концепція полягала в тому, щоб сконструювати майже повне обчислювальний пристрій на одній мікросхемі. Таким першим мікропроцесором був Intel 4004 четирехбіtовий мікропроцесор, що з'явився в 1971 році. Його наступником був процесор 8008-восьмібітовий мікропроцесор, що з'явився в 1972 році. 1973 році були розроблені деякі з перших комплектів мікропроцесорів, що грунтуються на процесорі 8008. Ці комплекти представляли собою трохи більше, ніж демонсграціонние кошти і не могли робити багато чого, за винятком миготіння вогниками. В кінці 1973 року фірма Intel випустила пррцессор 8080, який був у 10 разів швидше, ніж 8008, і міг адресувати 64К пам'яті. Це був один з проривів, на яку очікували персональні комп'ютери.

В січні 1975 року журнал «Популярна електроніка» повідомив про те, що компанія МITS приступила до випуску комплекту Аltair, який зазвичай вважається першим персоналиним комп'ютером. Цей комплект включав процесор 8080, джерело харчування, передню панель з величезною кількістю лампочок і величезною пзмятью в 256 байт (не кілобайт). Комплект продавався за 395 доларів і повинен був збиратися. Цей комп'ютер включав відкриту архітектуру (роз'єми), які дозволяли подклюнауь зовнішні пристрої та додаткові ресурси, які не входять до стандартний набір. Новий процесор надихнув інші компанії пісагь програми, включаючи операційну систему СР/М (сontrol Рrogram for Мiсroprocessor -Управляюча Програма для мікропроцесорів) і першу версію Microsoft BASIC.

Після цієї справи дійсно стали просуватися. Фірма IВМ випустила свій перший «Персональний комп'ютер» в 1975 році. Модель 5100 мала 16 K (пам'яті, вбудований інтерпретагор ВАSICa і встророенний касетний стрічкопротяжний механізм, який використовується в якості пристрою, що запам'ятовує. А якою була його вартість? Тільки 9000 доларів! Ця ціна поставила цю систему за межі осковного ринку персональних комп'ютерів, на якому домінували експериментальних ~ атори (кустарі), які створювали дешеві набори (500 доларів або близько того) як хобі. Не варто навіть говорити, що ця система була неконкурентноспроможною на Такому ринку і продавалася не дуже добре. За моделлю 5100 пішли моделі 5110 і 5120, дрежде ніж фірма випустила (ВМ РС (який називався моделлю 5150).

В 1976 нова компанія-Аpplе Сomputer-випустила комп'ютер Аррlе 1, вартістю 695 доларів. Ця система складалася з головної плати, пригвинчених до шматку клеєної фанери. Корпус і джерело живлення не входили в набір: покупці повинні були самі подбати про них. Тільки невелика партія цих компиотеров була зроблена, і сьогодні за такі речі колекціонери платять більше 20000 доларів. За комп'ютером Apple 1 в 1977 році вийшов Арр1е 2 (. Через своега величезного Пеха комп'ютер Аррle 2 допоміг встановити стандарти майже для всіх основних міkрокомпьютеров, які потім випускалися, включаючи IВМ РС.Hа тлі цієї діяльності відбувалося висунення комп'ютера IBM РС. У 1980 році світ мікрокомп'ютерів розділився на дві основні фракції. Перша була представлена комп'ютером Аррlе 2, який мав багато послідовників серед користувачів і гігантське програмне забезпечення, яке зростало з фантастичною швидкістю. Існували також і всі системи, які розвинулися з початкового комп'ютера Аltair фірми MITS. 3tі системи були сумісні один з одним і відрізнялися за своїм використанню операційної системи СР/М і роз'ємів розширення, які дотримувалися стандарту S-100 (раеьем з 100 голками). Хоча еtі системи створювалися різними фірмами і продавалися під різними назвами, всі вони використовували одне й те саме програмне забезпечення та спільні за допомогою роз'ємів апаратні засоби.

Персональні комп'ютери фірми IВМ

В Наприкінці 1980 року маленька група, названа Entry Systems Division, була утворена у складі фірми IВМ. Первоначальйий штат складався з 12 осіб (інженерів і конструкторів) під керівництвом Дона Естріджа. Головним конструктором «команди» був Льюіс Еггебрехт. Це підрозділ отримав завдання-розробити перший реальний ПК фірми IВМ.

Фірма IBМ вважала, що система 5100, розроблена в 1975 році, є «Розумним» програмованим терміналом, а не справжнім комп'ютером, хоча вона дійсно була комп'ютером.

Естрідж і група конструкторів швидко розробили проект і специфікації нової системи. Група вивчила ринок, який зробив величезний вплив на проект IВМ РС. Конструктори дивилися пануючі стандарти, вивчили інші успішні системи і ми врахували всі ці особливості - і навіть більше - у новий ПК. Фірма IВМ була готова виробляти систему, яка ідеально заповнила свою нішу на ринку ЕОМ.

Після того, як параметри для проекту були визначені за допомогою вивчення ринку, фірма IВМ була в змозі пройти шлях від ідеї до випуску системи за один рік. Компанія здійснила цей подвиг, вдавшись до покупки максимального солічества компонентів у зовнішніх продавців. Наприклад, фірма IВМ видала контракт на розробку мов програмування та операційної системи маленької компанії Мicrosoft. (Спочатку фірма IВМ пропонувала співпрацю фірми Digital Research, яка написала СР/М, однак, та не зацікавилася угодою. фірма Мicrosoft зацікавилася і зараз вона стала однією з найбільших у світі в галузі програмного забезпечення). Крім допомоги у швидкому випуску кінцевого продукту, використання зовнішніх продавців було відкритим запрошенням до подальшої підтримки системи. Так це і сталося. Дебют IВМ РС, що використовує РС 005, відбувся у вівторок, серпня 1981 року. У цей день новий стандарт зайняв своє місце в комкьютерной індустрії. З тих пір фірма IВМ продала більш ніж 10 мільйонів РС, і РС виріс в ціле сімейство комп'ютерів і зовнішніх пристроїв. Для цього сімейства написано більше програмних продуктів, ніж для будь-якої іншої системи, що є на ринку.

Концепція «відкритої архітектури»

До появи ПК IВМ всі моделі мікрокомп'ютерів мали закриту архітектуру. Це означало, що апаратні засоби комп'ютера жтавалісь для кінцевого користувача «річчю в собі»: будь-яка їхня модифікація вимагала досить високою спеціальної кваліфікації в галузі електроніки. Вдосконалення мікрокомп'ютера залишалося справою професіоналів-розробників, а користувачам доводилося задовольнятися тим, що вони купували. З того моменту, коли на корпусі мікрокомп'ютера при його складанні був загорнутий останній гвинт, система була приречена на необоротне старіння. Безумовно, це не означало кризового положення у виробництві ПК, але попит на них (і, відповідно, обсяг виробництва і збуту) був дуже невеликий, а продуктивність не могла бути навіть порівнянна з професійними міні-ЕОМ. Саме тому спочатку їх частіше називали «домашніми», а не «персональними».

Фірма IВМ справила в цій галузі справжній переворот. Так як ще до появи її перший ПК IВМ була фірмою-виробником великих обчислювальних систем і міні-ЕОМ, вона просто перенесла модульний принцип їх побудови в структуру ПК. Саме в цьому сенсі його відкрита архітектура допускає (не сказати б -- «Спонукає») заміну додаткових пристроїв на нові при старінні колишніх. Це якість підтримується строго дотримуємося правилом, виробленим виробниками апаратних і програмних засобів: все нові пристрої та програми повинні бути сумісними за принципом «зверху - вниз», тобто наступні версії повинні обслуговувати всі раніше існувало.

Наприклад: користувач придбав ПК IВМ з монохромним (однокольоровим) монітором і таким же відеоконтролером (контролером, який управляє монітором). Через 1 - року на ринку з'явився кольоровий контролер. Навіть неспеціаліст в змозі отримати з системи застаріле пристрій і замінити його новим. Ще через 2 роки з'явився улучшеіний кольоровий графічний контролер. Користувач знову замінює лише один з компонентів ПК і так далі. Переваги подібно підходу очевидні:

по-перше, немає необхідності в заміні системи в цілому, якщо можливо її оновлення «по частинах », по-

друге, вдосконалення ПК стає долею самого користувача, який внаслідок своєї близькості до конкретного застосування ПК краще уявляє собі, що потрібно від системи,

а по-третє, процес ремонту зводиться до заміни не окремого елемента, а пристрою в цілому, що можна щелать набагато швидше.

Саме внаслідок вдалого конструктивного рішення через короткий термін після народження IВМ РС (IВМ Реrsonal Соmputer - ПК IВМ) почалося лавиноподібне нарощування виробництва ПК, сумісних з оригінальною моделлю. Досить сказати, що виробник перш за досить популярних мікрокомп'ютерів TRS-80 - фірма Таndу Corporation -- досить швидко освоїла виробництво IВМ-сумісних ПК, ефективно переорієнтувавши виробництво. Моделі ПК випускаються та іншими фірмами. Як правило, вони полнжтью сумісні з відповідними моделями IВМ, але коштують дешевше (іноді досить значно). Це сімейство мікрокомп'ютерів полччіло назва «клона» IВМ. Тому що сам по собі принцип відкритої архітектури не підлягає авторської і патентної захисту, то внаслідок «клонування» ПК сторонніми виробниками фірма IВМ почала швидко втрачати монополію на контроль ринку ПК і втрачати доходи. Тільки порожня фахівці IВМ зрозуміли, наскільки чудове рішення вони запропонували. Можна сказати, що в цьому відношенні фірма спрацювала частково протцв себе, але від цього виграли споживачі. Будь-яка з моделей «Клока» опинялася в кінцевому рахунку краще свого прототипу (за швидкодією, дизайну і т.д.), тобто IВМ як би ініціювала процес розробки чергового ПК, а потім інші виробники всебічно вдосконалювали кожну з моделей. Не дивно, що до цього моменту IВМ, маючи в руках весь арсенал надсучасних технологій, є хоч і найбільшим, але не найпопулярнішим виробником ПК своєї власної архітектури, і зовсім не її моделі займають перші місця в рейтингу ПК використовувала мікропроцесор Intel 8088 і мала 64 КБ оперативної пам'яті, магнітофон для завантаження/збереження програм і даних, дисковод і вбудовану версію мови BASIС. Через короткий відрізок часу ця модель була вдосконалена.

Нова модифікація отримала назву "розширеного" Виробники відмовилися від використання магнітофона як накопителм інформації, додали второц дисковод гнучких дисків, а також можливість використання жорсткого диска ємністю 10-30 МБ. В даний час наявність жорсткого диска в ПК ХТ є практично обов'язковим. Модель базувалася на використанні того ж мікропроцесора - intel 8088.

Внаслідок природного прогресу в області розробки і виробництва мікропроцесорної техніки фірма Intel - постійний партнер IВМ - освоїла випуск нової серії процесорів - Intel 8028б.

Відповідно з'явилася і нова модель ПК IВМ.Она отримала назву IВМ РС/АТ (Рersonal Computer) ПК АТ, але на базі іншої архітектури. Потім IВМ почала використовувати мікропроцесор Intel 80386 і навіть Intel 80486.

Нова модель ПК на базі черговому покоління мікропроцесорів Intel 80386 (ПК 386) била вперше розроблена вже не IВМ, а фірмою Соmpaq. Цей ПК може працювати в реально багатозадачному і мнотпользовательском режимі. З деяким запізненням IВМ випустила комп'ютер такого класу як нову модель сімейства РS/2.

В справою, надії фірми IВМ, які покладалися на концепцію нової архітектури РS/2 -- так звану мікроканальную (до речі, дійсно більш прогресивну в сенсі швидкості обміну даними), - поки комерційно не виправдалися. Пользователінеспеціалісти виявилися практичніше професіоналів і не захотіли набувати ПК, нова конструкція яких не підтримана іншими виробниками додаткових устройств.Іменно внаслідок цією не будемо зупинятися тут на особливостях мікроканальной архітектури ПК другого покоління.

Інші виробники (у їхньому числі такі гіганти, як Соmpaq, Zenith, АSТ, Арricot і ін) розробили моделі ПК 386 на основі використання колишньої архітектури. З цього моменту фірма IВМ, що породила ПК як ідеологію, перестала бути його самим популярним виробником. Сотні фірм в десятках країн світу виробляють моделі клону IBМ, включаючи модель з мікропроцесором Intel 80386, причому ці моделі розкуповуються чи не охочіше, ніж РS/2 фірми IВМ. Перше місце серед різних варіантів моделі ПК 386 (дані 1989 року) займає мікрокомп'ютер Соmраq DeskPro/386.

Після освоєння виробництва процесора Intel 80486 у випуску моделей ПК 486 лідирували Арricot і Соmpaq, потім - АSТ, Zenith та інші. Сама IВМ неохоче випускає ПК з цими мікропроцесорами і, схоже, не збирається розширити виробництво.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.examen.ru/