Из истории развития компьютеров

  Первые электронные компьютеры появились в первой половине XX века. Они могли делать значительно больше механических калькуляторов, которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были электронные машины, способные решать сложные задачи.

Они имели две отличительные особенности, которыми предыдущие машины не обладали:

-         они могли выполнять определенную последовательность операций по заранее заданной программе или последовательно решать задачи разных типов.

-         Способность хранить информацию в специальной памяти.

Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются.

 Фон, на котором появились персональные компьютеры, был таким. В 1960-70 годы в мире уже была создана индустрия по производству ЭВМ. Ведущие позиции здесь заняли такие фирмы, как IBM, DEC, Hewlett-Packard, и т.д. Компьютеры стали широко применяться для науч­ных исследований, для обработки данных в экономике, в военном деле и других областях. В это время промышленность по производству ЭВМ уже перешла к технологии интегральных схем (т.е. электронных схем, все компоненты которых встроены в один кристалл полупроводника), что позволило значительно уменьшить размеры ЭВМ и увеличить их производительность. Однако со словом "компьютер" в эти годы прочно ассоциировался набитый различным оборудованием зал площадью в несколько сотен квадратных метров с кондиционированием воздуха, специальными двойными полами для прокладки кабелей и несколькими десятками человек обслуживающего персонала (инженеров, операторов, наладчиков, системных программистов и т.д.). Только центральный процессор - устройство, которое совершало все вычисления, занимало места не меньше, чем три-четыре платяных шкафа. Понятно, что все это стоило весьма недешево. В 1970 году произошло событие, последствия которого коренным образом изменили наши представления о компьютерах. В этом году Маршиан Эдвард Хофф, инженер фирмы Intel, которая занималась в основном производством интегральных схем памяти ЭВМ, работая над созданием заказной интегральной схемы для микрокалькулятора, придумал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Она могла выполнять большое количество арифметических и логических функций и программироваться на выполнение любых последовательностей этих функций. В конце 1970 года фирма Intel выпустила этот микропроцессор в продажу под именем Intel-4004. Конечно, возможности Intel-4004 были куда меньше, чем у центрального процессора большой ЭВМ - он работал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно). Но в 1973 году фирма Intel выпустила 8-битовый микропроцессор Intel-8008, а в 1974 году - его усовершенствованную версию Intel-8080, которая до конца 70-х годов стала стандартом для микрокомпьютерной индустрии. Вначале эти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специализированных устройствах. Но в 1974 году несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора Intel-8008 компьютера, т.е. устройства, выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ. В начале 1975 года появился первый, коммерчески распространяемый компьютер Альтаир - 8800, построенный на основе микропроцессора Intel -8080. Этот компьютер, разработанный фирмой MITS, продавался по цене около 500 долларов. Хотя возможности его были весьма ограничены (оперативная память была всего 256 байт, не было ни клавиатуры, ни экрана), его появление было встречено с большим энтузиазмом, и в первые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Электронщики-любители, покупавшие этот компьютер, снабжали его дополнительными устройствами. Вскоре к этому компьютеру были созданы монитор для вывода информации и клавиатура, блоки расширения памяти и т.д., которые начали выпускаться другими фирмами. В конце 1976 года Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие осно­ватели фирмы Microsoft) создали для компьютера "Альтаир™ интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Успех фирмы MITS заставил многие фирмы также заняться производством компьютеров. Уже через год таких фирм было свыше двадцати. Появилось и несколько журналов, посвященных персо­нальным компьютерам. В 1977 году на рывок вышли две достаточно устоявшиеся фирмы, которые раньше занимались производством микрокалькуляторов и радиотоваров: Tandy Radio Shack и Commodore International. Выпущенные этими фирмами компьютеры уже были полностью укомплектованными приборами, имеющими, клавиатуру и монитор, их можно было подсоединить к телевизору для использования его вместо монитора и к кассетному магнитофону для записи программ. Спрос на эти компьютеры стал составлять уже десятки, а затем и сотни тысяч штук в год. В середине 1977 года был создан значительно более интересный компьютер Apple-2 с цветным - монитором, выполненный на очень высоком уровне и весивший всего 5 кг. В течение года этих компьютеров было продано уже более чем на 2,5 миллиона долларов, и фирма Apple, до тех пор никому неизвестная, к 1980 году вошла в число крупнейших корпораций США.

Объем продаж персональных компьютеров стремительно вырастал. Этому весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений. Вскоре появились и сделанные на довольно высоком уровне коммерчески распространяемые программы, например, программа для: редактирования текстов WordStar и табличный процессор VisiCalc , (соответственно 1978 и 1979 год). Эти программы сделали для делового мира покупку компьютеров весьма выгодным вложением денег: с их помощью стало возможно значительно эффективнее выполнять деловые расчеты, составление документов и т.д. В 1980 году объем продаж персональных компьютеров превысил 1 млрд долларов, из них около четверти составили продажи фирмы Apple.

В результате оказалось, что для многих организаций необходимые им расчеты стало возможно выполнять не на больших ЭВМ или мини-ЭВМ, а на персональных компьютерах, т.е. значительно дешев­ле. В результате спрос на большие ЭВМ и мини-ЭВМ стал падать, и прибыли производящих их компаний стали уменьшаться.

Все это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM - ведущей компании по производству больших ЭВМ, которая до этого свысока относилась к деятельности по распространению персональ­ных компьютеров, и в 1980 году IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. При этом она сразу сориентировалась не на 8-разрядный микропроцессор Intel-8080, а на новый 16-разрядный Intel-8088. Это позволило значительно увеличить потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, а при работе с его предшественниками приходилось втискивать все программы в 64 Кбайта. IBM заключила контракт с фирмой Microsoft на разработку для нового компьютера трансляторов с языков Бейсик, Фортран, Паскаль и др. Контракт на разработку операционной системы предполагалось заключить с фирмой Digital Research, разработчиком наиболее популярной операционной системы СР/М, работавшей на компьютерах на основе микропроцессора Intel-8080, Однако IBM и Digital Research. не нашли общего языка, и контракт был передан фирме Microsoft. В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC с операционной системой и трансляторами фирмы Microsoft был официально представлен публике, и вскоре после этого он приобрел большую популярность у пользователей.

Вступление на рынок такой корпорации-гиганта, как IBM, окончательно убедило деловой мир, что персональные компьютеры заслуживают самого серьезного внимания. Всем было известно, что IBM не занимается пустяками и делает все основательно. И действительно, IBM PC вскоре занял ведущее место на рынке персональных компьютеров и фактически стал стандартом в этой области, вытеснив 8-битовых компьютеров. Большое количество (несколько сотен) фирм стали выпускать компьютеры, совместимые с IBM PC (впрочем, фирма Apple с компьютерами Apple и, впоследствии, Macintosh, все же сохранила свои позиции и определенную долю рынка).

 Персональный компьютер для удовлетворения требованиям общедоступности и универсальности должен иметь следующие характеристики:

• малую стоимость, находящуюся в пределах доступности для индивидуального покупателя;

• автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

• гибкость архитектуры, обеспечивающую ее адаптивность к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

• "дружественность" операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающую возможность работы с ней пользователя без специальной профессиональной подготовки;

• высокую надежность работы (более 5000 ч наработки на отказ).

Персональные компьютеры можно классифицировать по ряду признаков (поколениям, конструктивным особенностям (рис. 7)).

По поколениям персональные компьютеры делятся следующим образом:

ПК 1-го поколения - используют 8-битные микропроцессоры;

ПК 2-го поколения - используют 16-битные микропроцессоры;

ПК 3-го поколения .-используют 32-битные микропроцессоры;

ПК 4-го поколения - используют 64-битные микропроцессоры.