- •Предисловие
- •Глава 1
- •1.1. Средства микропроцессорной вычислительной техники
- •1.2. Основные характеристики, место и классификация микроЭвм
- •1.3. Индустрия микропроцессорных средств вт
- •Глава 2 элементная база микроэвм. Микропроцессоры
- •2.1. Микропроцессорные бис
- •2.2. Микропроцессор 8086
- •2.3. Развитие семейства мп 8086
- •Глава 3 элементная база микроэвм. Микропроцессорные семейства бис
- •3.1. Сопроцессоры
- •3.2 Интегральные микросхемы памяти
- •3.3. Интерфейсные схемы, контроллеры
- •3.4. Схемы обрамления
- •Глава 4 магистрально-модульная организация микроэвм
- •4.1. Интерфейсы и магистрали микроЭвм
- •4.2. Магистрали типа Multibus
- •4.3. Интерфейсы периферийного оборудования
- •4.4. Конструктивные особенности микроЭвм
- •Глава 5 аппаратура микроэвм
- •5.1. Периферия микроЭвм
- •5.2. Аппаратура персональных микроЭвм
- •5.3. Модульные системы и одноплатные микроЭвм
- •Глава 6
- •6.1. Операционные системы
- •6.2. Средства автоматизации программирования
- •6.3. Пакеты прикладных программ
- •1. Монография я учебные издания
- •2. Периодические издания
- •3. Фирменные издания
- •Глава 1. Введение в микропроцессорную технику .............................. 5
- •Глава 2. Элементная база микроЭвм. Микропроцессоры ...................... 18
- •Глава 3. Элементная база микроЭвм. Микропроцессорные семейства бис ............................................................................................................................ 81
- •Глава 4. Магистрально-модульная организация микроЭвм ……………108
- •Глава 5. Аппаратура микроЭвм ............. ……………………………….148
- •Глава 6. Программное обеспечение микроЭвм ........................................187
1.3. Индустрия микропроцессорных средств вт
История средств МпВТ начинается в 1971 г., когда фирма Intel (США) объявила о выпуске семейства интегральных микросхем 4004, предназначенных для построения программируемых калькуляторов. В состав семейства входил 4-разрядный микропроцессор, со всеми присущими ему достоинствами (универсальность, гибкость, миниатюрность, микромощность, низкая стоимость). Преимущества таких микросхем были мгновенно оценены и буквально в считанные месяцы к выпуску аналогичных БИС приступили и другие фирмы. Микропроцессор возник не на пустом месте, его появлению предшествовало десятилетие развития микроэлектроники, которая к началу 70-х гг. добилась существенных успехов в создании интегральных микросхем. Однако выпуск микропроцессоров стал революционным событием, приведшим к коренной ломке представлений о возможностях микроэлектроники и вычислительной техники.
Вычислительная техника вступила в «микропроцессорную эру», которая характеризуется бурным ростом объемов производства и высокими темпами совершенствования технического уровня изделий. Мировой (западный) рынок средств вычислительной техники в 1985 г. составил 150,8 млрд. долларов, из них на микроЭВМ пришлось 15,3 млрд. долларов [2.3]. О темпах совершенствования технического уровня ВТ можно судить по следующей аналогии [2. 12]. Если бы авиационная промышленность развивалась столь же стремительно, то самолет класса Боинг-767 продавался по цене 500 долларов, облетал земной шар за 20 минут и тратил при этом 19 литров горючего.
Наглядным свидетельством новых возможностей вычислительной техники стали персональные ЭВМ. К предшественникам ПЭВМ, выпускавшимся до микропроцессорной эры, можно отнести ЭВМ серии «Мир» (СССР) и ЭВМ типа НР9100А фирмы Hewlett-Packard (США). Машина «Мир-1», разработанная Институтом кибернетики АН УССР (г. Киев) и серийно выпускавшаяся с 1965 г., была предназначена для решения инженерных и научных задач. В ней был структурно реализован язык общения «Мир», который во многих аспектах предвосхитил идеи интерактивности современного программного обеспечения ПЭВМ. ЭВМ типа НР1900А выпускалась в США, начиная с 1968 г., и также была ориентирована на научных и инженерных работников.
Первой персональной ЭВМ принято считать микроЭВМ Altair 8800 фирмы MITS (США), которая поступила в продажу в 1975 г. Машина выпускалась в виде набора «Сделай сам» или как законченное изделие и предназначалась для любителей сложной технической игрушки. В дальнейшем стал продаваться расширенный вариант для бухгалтерских и инженерных расчетов [2.5]. Многие компании с середины 70-х гг. приступили к производству личных (домашних, любительских) микроЭВМ, однако главный успех достался фирме Apple (США), выпустившей в 1977 г. одноименную ПЭВМ, которая отличалась совершенным программным обеспечением, рассчитанным на самого неподготовленного пользователя. «Дружественное» программное обеспечение (friendly software) расширило круг потенциальных покупателей, ограниченный до этого любителями электроники и профессионалами.
В 1981 г. на рынок ПЭВМ вторглась фирма IBM со своим персональным компьютером IBM PC, положившим начало серии персональных машин этой старейшей и крупнейшей вычислительной корпорации США. ПЭВМ IBM PC стала на 80-е гг. стандартом «де факто» для производителей микроЭВМ. Распределение рынка микроЭВМ среди ведущих фирм мира в 1987 г. представлено в табл. 1.2 [2.3].
Таблица 1.2. Ведущие фирмы-изготовители микроЭВМ
№ |
Фирма |
Страна |
Объем продажи в 1987г.млн.дол. |
Доля рынка,% |
1 |
IBM |
США |
7007,7 |
29,6 |
2 |
Apple Computer Inc. |
США |
2067 |
8,7 |
3 |
Compaq Computer Corp. |
США |
1224 |
5,2 |
4 |
Olivetti SpA |
Италия |
1176 |
5 |
5 |
Tandy Corp. |
США |
1132,2 |
4,8 |
6 |
Unisys Corp. |
США |
1075 |
4,5 |
7 |
Zenith Electronics Corp. |
США |
1040 |
4,4 |
8 |
NEC Corp. |
Япония |
933,2 |
4 |
9 |
Toshiba Corp. |
Япония |
800 |
3,4 |
10 |
AT&T |
США |
540 |
2,3 |
11 |
Amstrad pls. |
Великобритания |
533 |
2,3 |
12 |
Commodore Intl. Ltd. |
Великобритания |
514,3 |
2,2 |
13 |
Hewlett-Packard CO. |
США |
499 |
2,1 |
14 |
Fujitsu Ltd. |
Япония |
463,3 |
2 |
15 |
Matsushita Elec. Indust. |
Япония |
436,8 |
1,8 |
По некоторым прогнозам производство ПЭВМ в США в 1990 г. достигнет 25 млн. штук, при том, что потенциальный рынок персональных компьютеров составляет 150 млн. [1.9]. Академик Ершов А. П. оценивал необходимое для СССР при полной информатизации количество ПЭВМ в 250 млн. штук, причем к началу XXI века требуется не менее 25 млн. машин.
Современная индустрия средств МпВТ капиталистических государств характеризуется, во-первых, большим количеством фирм, компаний, корпораций, предлагающих самую разнообразную продукцию на рынке изделий микроэлектроники и вычислительной техники, во-вторых, высочайшей концентрацией производства (около трети рынка вычислительной техники приходится на фирму IBM, еще одна треть — на десяток ведущих компаний, последняя треть — на всех остальных), в-третьих, сложными не всегда гласными взаимосвязями и сильной интеграцией (торговые связи, договорные обязательства, лицензионные соглашения, владение контрольным пакетом акций и т. п.).
Основу индустрии средств МпВТ (рис. 1.3) составляют изготовители полупроводниковых приборов (дискретные приборы, аналоговые и цифровые интегральные микросхемы, микропроцессоры и микропроцессорные семейства БИС), изготовители одноплатных микроЭВМ и семейств микропроцессорных модулей, изготовители законченных микроЭВМ. Изделия этих фирм, как правило, поступают на рынок полуфабрикатов (value-added market, VAM)
для дальнейшего наращивания потребительских свойств либо продаются непосредственно конечному пользователю (end-user), например, некий институт приобретает микроЭВМ для обработки результатов исследований.
Рынок полуфабрикатов делится на две основные части. Первая часть рынка — продажа изготовителям комплексного оборудования (original equipment manufacturer, OEM). Под изготовителями комплексного оборудования обычно понимаются фирмы, которые закупают микропроцессорные средства в больших количествах, встраивают их в собственную продукцию, добавляя некоторую специализированную аппаратуру и программное обеспечение, и затем продают своему потребителю. Существенно, что стоимость микропроцессорных средств составляет малую долю стоимости законченного изделия. Например, фирма General Motors (США) каждый свой автомобиль оснащает системой управления двигателем, которая построена на базе микропроцессора 6802 фирмы Motorola Inc.(США) [2.2.].
С целью дальнейшего наращивания возможностей микроЭВМ приобретаются поставщиками системного оборудования (system houses) и программного обеспечения (software system houses), системными интеграторами (system integrators) и поставщиками оборудования «под ключ» (turnkey suppliers). Продажа этим предприятиям и составляет вторую часть рынка — рынка системных посредников (value-added reseller, VAR), которые приобретают законченные микроЭВМ, добавляют самостоятельно разработанную аппаратуру и/или программное обеспечение и перепродают их как системное изделие, причем часто не конечному пользователю, а следующему посреднику. Например, персональная ЭВМ IBM PC/AT построена на базе микропроцессора i80286, который изготавливается фирмой Intel. Законченная ПЭВМ с операционной системой PC-DOS, разработанной фирмой Microsoft, поступает на рынок, где она приобретается изготовителем системного оборудования. Последний встраивает адаптер высококачественного графического дисплея собственной разработки и снабжает ее соответствующим программным обеспечением. Этот расширенный вариант снова поступает на рынок, где закупается системным интегратором, который подключает к машине тепловизионную камеру и продает вместе со специальными программами обработки тепловизионных изображений. Наконец, эта законченная система (уже не ПЭВМ, а система обработки изображений) приобретается конечным пользователем, медицинским учреждением для диагностики заболеваний или лабораторией для исследования тепловых режимов металлообрабатывающего оборудования. Рынок изготовителей комплексного оборудования и системных посредников, вызванный к жизни широчайшими возможностями микропроцессорной вычислительной техники, сложился к середине 80-х гг. и имеет устойчивую тенденцию к росту.
Необходимо остановиться на еще одном важном моменте «вычислительной» жизни — периодических изданиях. Множество выпускаемых в мире журналов охватывают все аспекты вычислительной деятельности: от сугубо научных вопросов организации суперсистем до рекомендаций по программированию игр на домашнем компьютере. Издания можно разбить на четыре категории: научные, освещающие теоретические проблемы построения средств ВТ, инженерные, затрагивающие вопросы разработки и проектирования аппаратуры и программного обеспечения, деловые, связанные с экономическими и финансовыми аспектами организации производства и эксплуатации ЭВМ, и популярные, ориентированные на владельцев домашних компьютеров и «электронных» любителей. Это деление условное, в одном журнале могут печататься статьи, вызывающие интерес и высококвалифицированного системного программиста и начинающего компьютерного любителя. Однако следует критически относиться к публикуемым сведениям, так как они зачастую носят предварительный, рекламный характер.