История компьютера

V.

Интегральные схемы

1. Приоритет в изобретении интегральных схем, ставших элементной базой ЭВМ третьего поколения, принадлежит американским ученым Д.Килби и Р.Нойсу, сделавшим это открытие независимо друг от друга. Массовый выпуск интегральных схем начался в 1962 году.

2. Уже в 1964 году было объявлено о планах выпуска дешевого (!) настольного калькулятора, в котором вместо 21 тысячи дискретных элементов (как в обычных калькуляторах) предполагалось использовать 29 интегральных схем. Упоминавшийся выше ЭНИАК в 1971 году мог бы быть собран на пластине в полтора квадратных сантиметра. Началось перевоплощение электроники в микроэлектронику.

3. Несмотря на успехи интегральной техники и появление мини-ЭВМ, в 60-х годах продолжали доминировать большие машины. Таким образом, третье поколение компьютеров, зарождаясь внутри второго, постепенно вырастало из него.

4. Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964 году фирмой IBM. Эта серия, известная под названием IBM-360, оказала значительное влияние на развитие вычислительной техники второй половины 60-х годов. Она объединила целое семейство ЭВМ с широким диапазоном производительности, причем совместимых друг с другом. Последнее означало, что машины стало возможно связывать в комплексы, а также без всяких переделок переносить программы, написанные для одной ЭВМ, на любую другую из этой серии. Таким образом, впервые было выявлено коммерчески выгодное требование стандартизации аппаратного и программного обеспечения ЭВМ.

5. В СССР первой серийной ЭВМ на интегральных схемах была машина "Наири-3" , появившаяся в 1970 году. Со второй половины 60-х годов Советский Союз совместно со странами СЭВ приступил к разработке семейства универсальных машин, аналогичного системе ibm-360. В 1972 году началось серийное производство стартовой, наименее мощной модели Единой системы - ЭВМ ЕС-1010, а еще через год - пяти других моделей. Их быстродействие находилась в пределах от десяти тысяч (ЕС-1010) до двух миллионов (ЕС-1060) операций в секунду.

6. В рамках третьего поколения в США была построена уникальная машина ИЛЛИАК-4, в составе которой в первоначальном варианте планировалось использовать 256 устройств обработки данных, выполненных на монолитных интегральных схемах. Позднее проект был изменен, из-за довольно высокой стоимости (более 16 миллионов долларов). Число процессоров пришлось сократить до 64, а также перейти к интегральным схемам с малой степенью интеграции. Сокращенный вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальное быстродействие ИЛЛИАК-4 составило 200 миллионов операций в секунду. Почти год этот компьютер был рекордсменом в скорости вычислений.

7. Именно в период развития третьего поколения возникла чрезвычайно мощная индустрия вычислительной техники, которая начала выпускать в больших количествах ЭВМ для массового коммерческого применения. Компьютеры все чаще стали включаться в информационные системы или системы управления производствами. Они выступили в качестве оче­вид­но­го рычага современной промышленной революции.

VI.

СБИС (сверхбольшие интегральные схемы)

1. Начало 70-х годов знаменует переход к компьютерам четвертого поколения - на сверхбольших интегральных схемах (СБИС). Другим признаком ЭВМ нового поколения являются резкие изменения в архитектуре.

Микропроцессоры

1. Техника четвертого поколения породила качественно новый вид ЭВМ - микропроцессор. Обычно при работе машины процессор используется с наименьшим коэффициентом занятости, так как при решении конкретной задачи не пускает в ход все свои логические возможности. Поэтому в 1971 году пришли к идее ограничить возможности процессора, заложив в него небольшой набор операций, микропрограммы которых должны быть заранее введены в постоянную память. Оценки показали, что применение постоянного запоминающего устройства в 16 килобит позволит исключить 100 200 интегральных схем логики. Так возникла идея микропроцессора, который можно реализовать даже на одном кристалле, а программу в его память записать навсегда. В рядовом микропроцессоре уровень интеграции соответствует плотности, равной примерно 500 транзисторам на один квадратный миллиметр, при этом достигается очень хорошая надежность.

Суперкомпьютеры

1. К середине 70-х годов положение на компьютерном рынке резко и непредвиденно стало изменяться. Четко выделились две концепции развития ЭВМ. Воплощением первой концепции стали суперкомпьютеры, а второй - персональные ЭВМ.

2. Из больших компьютеров четвертого поколения на сверхбольших интегральных схемах особенно выделяются американские машины "Крей-1" и "Крей-2", а также советские модели "Эльбрус-1" и "Эльбрус-2". Первые их образцы появились примерно в одно и то же время - в 1976 году. Все они относятся к категории суперкомпьютеров, так как имеют предельно достижимые для своего времени характеристики и очень высокую стоимость.

3. В машинах четвертого поколения сделан отход от архитектуры фон Неймана, которая была ведущим признаком подавляющего большинства всех предыдущих компьютеров. Один из генеральных принципов в суперкомпьютере - функциональный параллелизм. Вместо одного процессора его архитектура включает десятки, сотни и даже тысячи параллельно работающих процессоров. Последние модели суперов снабжены, кроме того, процессорами ввода/вывода.

4. Многопроцессорные ЭВМ, в связи с громадным быстродействием и особенностями архитектуры, используются для решения ряда уникальных задач гидродинамики, аэродинамики, долгосрочного прогноза погоды и т.п. Наряду с суперкомпьютерами в состав четвертого поколения входят многие типы мини-ЭВМ, также опирающиеся на элементную базу из сверхбольших интегральных схем.

5. Персональный компьютер во многих отношениях является антиподом суперкомпьютера.

6. Это наглядно отражено в таблице:

   Показатели	Суперкомпьютер	Персональный компьютер
   Цена	max	min
   Распространение	min	max
   Квалификация пользователя	max	min

7. min - минимум; max - максимум

8. Одним словом, эти два вида компьютеров занимают различные "ниши" и пока не соперничают друг с другом.

VII.

Предпосылки появления

1. В 1973 году на рынке господствовала горстка производителей, в том числе ibm, dec, hewlett-Packard. Доходы этих фирм исчислялись миллиардами долларов и основывались, главным образом, на больших системах (мэйнфреймах) и миникомпьютерах. До них еще не дошла важность микропроцессоров, и компании не строили планы об использовании этого новшества. Это оставило щелку для мелких предпринимателей, которые незамедлительно разработали новую технологию, радикально изменившую стандарты конструирования и применения компьютеров.

2. Кроме того, огромную роль в популяризации персональных компьютеров сыграли компьютерные журналы. Такие издания как "Radio Electronics" и "Popular Electronics" разжигали интерес к потенциалу микрокомпьютеров. По всей территории США возникли клубы любителей. Самым примечательным был компьютерный клуб Homebrew, образованный в марте 1975 г. в Менло-Парке (штат Калифорния). В состав его первых членов входили Стив Джобс и Стив Возняк, позднее основавшие компанию Apple Macintosh.

3. Поэтому, когда появился первый микрокомпьютер, на него сразу же возник огромный спрос среди тысяч любителей, интерес которых подпитывался ежемесячно появлявшимися статьями в журналах.

Altair компании M I T S

1. В 1974г. небольшая компания в Альбукерке (штат Нью-Мексико) создала первый персональный компьютер.

2. Эд Робертс, организовавший в 1968 г. MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems), занимался производством калькуляторов. В 1973 г. вследствие жесткой конкуренции со стороны Texas Instruments он оказался на грани банкротства, и вынужден был искать новую нишу на рынке. Робертса заинтересовал чип 8080, выпущенный Intel в апреле 1974 г., и уверенный в том, что этот микропроцессор может стать основой микрокомпьютера, он сам создал такую машину. Он назвал ее "Altair".

3. "Первый в мире комплект для сборки миникомпьютера – соперника промышленных моделей", – так писал журнал "Popular Electronics", поместивший фотографию этого компьютера на обложку январского номера за 1975 г. в погоне за сенсацией. Эта реклама привела к лавине чеков, намного превзошедшей самые смелые ожидания Эда Робертса.

4. Что же представляла собой эта воплощенная мечта любителей?

5. Покупателям компьютера, заплатившим 397 долларов за комплект, нужен был еще паяльник и изрядное терпение. Машина требовала очень тщательной подетальной сборки, которая занимала не один час. После сборки он являл собой металлическую коробку. У него не было ни клавиатуры, ни монитора; ввод и вывод данных осуществлялся через панель переключателей. Внутри коробки располагались две платы с логическими схемами и блок питания. На одной плате находился процессор, включающий чип Intel 8080, а на другой – запоминающее устройство емкостью 256 байт. После этой процедуры возникала другая проблема; Altair не мог постоянно сохранять данные. Более того, эксплуатация компьютера была очень сложной и требовала знаний программиста. Программы и данные приходилось вводить в машину с помощью тумблерных переключателей, находившихся на передней панели. Команды программировались на "машинном языке" - в виде последовательностей нулей и единиц – что требовало серьезных технических знаний, а также очень проворных пальцев. Малейшая ошибка означала необходимость начинать все с самого начала. Мигающие световые индикаторы на передней панели сообщали результат. Когда машину выключали, программа и данные терялись, поскольку компьютер был снабжен энергозависимой оперативной памятью.

6. И все же, несмотря на серьезные недостатки, Altair стал бестселлером. Тысячи любителей, всегда мечтавших о собственном компьютере, безрассудно заказывали практически бесполезную для себя вещь. Лишь немногие, например Стив Домпье, пытались найти ему реальное применение. Он обнаружил, что Altair вызывает помехи в радиоприемнике и написал программу, управляющую частотой и длительностью электростатических разрядов, и заставил компьютер исполнять "Fool on the Hill" Beatles с помощью радиоприемника. На состоявшемся в апреле 1975 г. собрании клуба Homebrew он методично, строчка за строчкой, передвигая переключатели, ввел свою программу, и остолбеневшая аудитория услышала эту песню в исполнении компьютера.

7. Так, из маленького американского городка, началось триумфальное шествие персонального компьютера по миру, изменяя жизнь, быт и даже мышление людей.

VIII.

1. К сожалению, невозможно в рамках студенческого реферата охватить всю историю компьютеров. Можно было бы еще долго рассказывать о том, как в маленьком городке Пало-Альто (штат Калифорния) в научно-ис­сле­до­ва­тель­ском центре Xerox PARK собрался цвет программистов того времени, чтобы разработать революционные концепции, в корне изменившие образ ма­шин, и проложить дорогу для компьютеров конца XXв. Как талантливый школь­ник Билл Гейтс и его друг Пол Аллен познакомились с Эдом Робертсом и создали удивительный язык БЕЙСИК для компьютера Altair, что позволило разрабатывать для него прикладные программы. Как постепенно менялся облик персонального компьютера, появились монитор и клавиатура, накопитель на гибких магнитных дисках, так называемых дискетах, а затем и жесткий диск. Неотъемлемыми принадлежностями стали принтер и "мышь". Можно было бы рассказать и о невидимой войне на компьютерных рынках за право ус­та­нав­ли­вать стандарты между огромной корпорацией IBM - великой "Биг Блю", и молодой Apple, дерзнувшей с ней соревноваться, заставившей весь мир решать, что же лучше Macintosh или PC? И о многих других интересных вещах, про­ис­хо­див­ших совсем недавно, но ставших уже ис­торией.

2. Да, для наших детей мир без компьютера – далекая история, при­мер­но такая же далекая, как открытие Америки или Октябрьская революция. А я, каждый раз, включая компьютер, не перестаю удивляться человеческому гению, создавшему это чудо. Без компьютера немыслима сегодняшняя жизнь, область их применения огромна. Это удобный инструмент для работы любого офиса, включающий пишущую машинку и калькулятор, сложнейшие элек­тронные таблицы и бухгалтерские программы. Это замечательные игровые программы, программы для обучения детей, и даже взрослых, например, иност­ранным языкам. На нем можно слушать музыку и даже сочинять ее самостоятельно. С ним можно играть в шахматы и создавать мультипликацию, просматривать видеофильмы. Благодаря глобальной сети Интернет, компьютер - это огромное хранилище информации. С его помощью можно общаться на так называемых chat-каналах и просто вести переписку, как деловую, так и личную. Еще можно долго пе­ре­чис­лять возможности персональных ком­пью­те­ров, но я думаю и так уже ясно - без них наша жизнь была бы совсем другой.

IX.

1.Печерский Ю.Н. Этюды о компьютерах, Штиинца, Кишинев, 1989

2.Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, ИНФРА-М, Москва,1995

3.Ичбиа Д., Кнеппер С. Сотворение Microsoft, пер.Мовшовича Д.Я., Феникс, Ростов-на-Дону, 1997