Первые персональные компьютеры Apple и Altair

              Суханов А. С.                                          - 10 -

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра МО и ПЭВМ

Первые персональные компьютеры Apple и Altair

Реферат по дисциплине

«История электронной техники»

Автор работы              Суханов А.С.

Группа              10ВП1

Специальность              230105

Руководитель работы              Казакова И.А.

Работа сдана               «___»________2010 г.

Работа защищена               «___»________2010 г.

Оценка              __________________

2010

Содержание

Введение

Сегодня кажется простым и логичным развитие компьютеров, происходившее во второй половине XX в.: от громадных, занимающих несколько комнат, к настольным и портативным, и от дорогостоящих – к доступным каждой среднеобеспеченной семье. Однако в то время такой ход событий казался фантастичным, включая тех, кто имел непосредственное отношение к созданию компьютеров. По этому поводу часто цитируется сакраментальная фраза Томаса Уотсона (Tomas Watson) из компании IBM: «Я думаю, что в мире есть спрос, допустим, на пять компьютеров». И хотя это недальновидное высказывание относится к 1943 г., за последовавшие тридцать лет ситуация на компьютерном рынке изменилась незначительно. Например, компьютер IBM 701, созданный в 1953 г., был продан за три года количеством… девятнадцать экземпляров. Спрос рос медленно, например, компания DEC, ведущий производитель больших компьютеров в 60-х, свой знаменитый компьютер PDP-1 с монитором и клавиатурой реализовала количеством пятьдесят штук. Правда, стоил PDP-1 целых $120000. В 1965 г. DEC выпустила PDP-8, который весил 150 кг и в базовой конфигурации стоил $18000. Говорить о доступности подобных компьютеров широким массам не приходилось, для этого машинам предстояло стать по-настоящему персональными. Их путь к домашнему пользователю был тернист, а начался он только в 1973 г.

Первые персональные компьютеры

1.1 Предпосылки создания ПК и проблемы первых  микрокомпьютеров

В 1973 г. Появились Intellec-4 и Intellec-8 – компактные по размерам компьютеры, созданные на базе 4-битного процессора i4004 и на базе более передового 8-битного процессора i8008, соответственно. Производителем и чипов, и компьютеров выступила компания Intel. В то время разные ПК, включая легендарный Altair 8800, имели схожий с серией Intellec внешний вид: прямоугольная коробка с большим количеством тумблеров и светодиодов на передней панели. Но что действительно отличало Intellec-8, так это цена – Intellec-8 продавался за $2398 (Altair 8800, к примеру, в сборном варианте стоил $397). Ну и, конечно, Altair 8800 был построен на базе процессора i8080. Хотя в 1974 г., после выпуска этого во многом революционного чипа, компания Intel и представила версию Intellec-8 с i8080 внутри (Intellec-8/80), успеха она не имела. Впоследствии семейство Intellec (полное название – The Intellec Microcomputer Development Systems; MDS) пополнили Intellec Series 2 MDS и Intellec Series 3 MDS: компьютеры Series 3 имели процессор i8086 c тактовой частотой 5 МГц, оперативную память (RAM) объемом до 128 Кб, работали с 8-дюймовыми дискетами, а в качестве ОС использовали ISIS-2, которая позволяла транслировать программы, написанные на языках Fortran и PL/M. Для ввода данных предназначалась 62-кнопочная клавиатура (см. рис. 1).

Рис. 1

Высокая цена Intellec не позволяла им получить массовое признание. Однако этот минус имели и другие ПК. Как, например, французский Micral, созданный компанией R2E и поступивший в коммерческую продажу в апреле 1973 г. Он стоил 8500 французских франков (примерно $1300; согласно другим источникам, цена одного Micral составляла $1750), а внутри имел чип i8008 и 256 байт оперативной памяти (расширяемой до 1 Кб). Именно по отношению к Micral в прессе был впервые употреблен термин «микрокомпьютер». Micral первоначально создавался по заказу института I.N.R.A. (French National Institute for Agronomic Research), который не имел достаточно финансов, чтобы приобрести PDP-8. Во Франции за весь 1973 г. Было продано 500 машин. Однако в США люди оказались не готовы платить более тысячи долларов за микрокомпьютер, отчего R2E не смогла закрепиться на американском рынке, хотя и провела там рекламную акцию. В 1974 г. Для Micral написали программу-ассемблер, и машина в таком виде была продемонстрирована на National Computer Conference в Чикаго. Но дальше дела R2E не заладились, и в конце 70-х ее купила французская компания CII-Honeywell Bull, в результате чего образовалась дочерняя фирма Bull-Micral.

Еще одним первопроходцем был компьютер SCELBI-8H (сокращение от Scientific, Electronic and Biological), созданный американской фирмой SCELBI Computer Consulting. На суд публике он был представлен в конце 1973 г. Это был компьютер-«конструктор», т.е. пользователю предлагалось самому собрать систему из имевшихся в комплекте деталей. Такой комплект стоил $565 (по другим данным, $580). Было продано несколько сотен SCELBI-8H, но большего производителю добиться не удалось. Компьютер имел 1 Кб оперативной памяти (дополнительные 15 Кб можно было приобрести за $2760) и процессор i8008.

Как можно увидеть, главными препятствиями на пути к массовому потребителю для Intellec-8, Micral N и SCELBI-8H были: наличие малопроизводительного чипа i8008, высокая цена (верно для первых двух) и, что немаловажно, узость и непродуманность архитектуры. Altair 8800 выиграл потому, что имел более современный процессор i8080, низкую стоимость при покупке комплекта деталей для последующей сборки, системную шину S-100 Bus, ставшую на определенное время стандартом, и, конечно, интерпретатор Бейсика, который создали Билл Гейтс (Bill Gates) и Пол Ален (Paul Allen). Чуть ниже мы познакомимся с поистине увлекательной историей издания Altair 8800, но прежде упомянем еще два знаменательных микрокомпьютера.

1.2 Первые ПК

Вначале обязательно нужно упомянуть Kenbak-1 – некоторые считают его самым первым ПК. Он был спроектирован Джоном Бланкенбейкером (John Blankenbaker) и представлен компанией Kenbak Corporation в сентябре 1971 г. Однако на тот момент Intel еще не выпустила свой первый микрочип (i4004 был объявлен 15 ноября 1971 г.), а потому в Kenbak-1 нашла применение логическая микросхема TTL. Рабочая тактовая частота при этом приблизительно равнялась 1 МГц. Объем оперативной памяти составлял 256 байт. Отсутствие процессора и расширяемости не позволяет строго отнести Kenbak-1 к первым микрокомпьютерам, зато Kenbak-1 послужил образцом для других: он имел небольшие размеры, удовлетворял потребности учебных заведений, да и стоил относительно дешево - $750. Было создано и реализовано примерно 40 экземпляров Kenbak-1 (в основном, его приобретали школы и колледжи), что сегодня сделало этот компьютер необычайной редкостью.

Прекрасной иллюстрацией тому, как не стоит продавать компьютер, может служить история Mark 8, чья реклама появилась на обложке июльского номера журнала Radio-Electronics. Mark 8 не был даже комплектом деталей – самые необходимые компоненты пользователь должен был заказывать. Для начала надо было заказать 48-страничный мануал, написанный создателем Mark 8 Джонатаном Титусом (Jonathan Titus), после чего стоило позаботиться о системной плате ($47,50), чипе i8008 (примерно $250), модуле памяти объемом 256 байт, 16 тумблерах, 32 светодиодах и прочем. Около семи с половиной тысяч домашних компьютерных «фанатов» заказали мануал, но лишь десятки «храбрецов» решились на саму сборку. К тому же, из-за отсутствия постоянной памяти (ROM) в Mark 8 каждый раз по включении надо было заново загружать программные инструкции.

1.3 Компьютеры Altair 8800

C начала 70-х компьютерная индустрия развивалась быстрыми темпами. Еще в 1971 г. Мир имел скромный i4004, а уже через три года компании получили возможность строить компьютеры на базе i8080. Именно этот чип стал ключом к успеху Altair 8800 (см. рис. 2). Intel продавала i8080 за $300 малым оптом. Но Эд Робертс (Ed Roberts), президент MITS Incorporated (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) и создатель Altair 8800, смог договориться о покупке большой партии чипов за $75 каждый. Дешевизна объяснялась тем, что чипы были с «косметическими» дефектами поверхности, не влиявшими на производительность. Таким образом, Робертс смог добиться, чтобы его новый компьютер стоил не более $400. Но даже после такой выгодной сделки Робертсу необходимо было продать не менее 200 ПК, чтобы MITS не осталась в убытке.

В первоначальном варианте у Altair 8800 все платы соединялись между собой кабелями. Но затем Робертс придумал системную плату с гнездами, рассчитанными на установку 100-пиновых плат. В результате, пользователь мог добавлять по мере необходимости новые платы либо заменять старые. Такая архитектура называлась The Altair Bus, но потом стала известна как S-100 Bus. Мало кто знает, что своим появлением S-100 Bus обязана одному довольно неприятному инциденту. Когда самый первый Altair был готов, его послали посылкой Лесли Соломону (Leslie Solomon), техническому директору журнала Popular Electronics, доверившись железной дороге и агентству Railway Express. Но, как назло, Railway Express обанкротилась, началась забастовка ее рабочих, и посылка с Altair потерялась навсегда. Соломон же не мог отложить статью про Altair, потому при написании он воспользовался старыми схемами и фотографиями компьютера. Их-то и можно увидеть в январском номере Popular Electronics за 1975 г. Создавая новый вариант ПК, Робертс включил S-100 Bus в его конфигурацию.

Рис. 2

Конечно, поначалу детище Робертса и компании MITS не имело такого звучного имени. История «крещения», в целом, выглядит так. Соломон спросил свою дочь, как им назвать новый компьютер. Та, ничтоже сумняшеся, выпалила: «Компьютер». «Ты оказала нам большую помощь», - иронично заметил отец. Но вслед за этим девочка, постоянно смотревшая сериал Star Trek, сказала: «Почему бы вам не назвать его Альтаир?» (По счастливой случайности, именно на Альтаир должны были отправиться герои Star Trek в ближайшей серии). Эд Робертс от себя добавил к названию компьютера цифры 8800.

После ряда статей в Popular Electronics компания MITS оказалась завалена заказами. Предполагая сбыть ну, скажем, хотя бы искомые 200 Альтаиров, MITS получила возможность реализовать в десять раз больше. В MITS не были подготовлены к такому спросу, однако заказчики готовы были ждать сколь угодно долго, не заботясь о возврате денег, даже ввиду просроченных MITS сроков поставки!

Если человеку не хотелось заниматься самосбором, он мог примерно за $600 заказать компьютер, собранный самой MITS. Базовая конфигурация включала: процессор i8080 (позднее i8080a), RAM объемом 256 байт (могла быть увеличена до 64 Кб) и 16 слотов расширения (позднее 18). Данные можно было хранить на бумажной ленте, аудиокассете, а также на 8- или 5-дюймовых дискетах. В качестве ОС использовалась MITS DOS либо CP/M. Ну и, разумеется, на 8-дюймовом гибком диске поставлялся Бейсик. Однако существенным минусом было то, что для работы с Бейсиком требовалось 4 Кб памяти, отчего пользователь вынужден был докупать искомый модуль за $264. Впрочем, для не слишком обеспеченных существовала специальная версия Бейсика – Tiny Basic, которая запускалась на 2-3 Кб памяти (модуль памяти объемом 1 Кб стоил $97).

Безусловно, Altair 8800 не был совершенным персональным (домашним) компьютером. Вот почему, тщательно изучив его слабые стороны, Уильям Миллард (William Millard; основатель IMS Associates) создал компьютер Imsai 8080, который многие справедливо считают первым клоном в компьютерной индустрии. На самом деле, используя S-100 Bus, данный ПК был лишен многих недостатков Альтаира. Это касалось как технической стороны (например, для Imsai 8080 был выбран более мощный блок питания, а также более удобный и глубокий корпус, нежели корпус Optima у Altair 8800), так и визуальной (дизайн передней панели Imsai 8080 сделали коммерчески привлекательным: в Альтаире передняя панель имела железные маленькие переключатели для программирования компьютера с помощью бинарного машинного кода (положение «on» означало «1», а положение «off» – «0»). В Imsai 8080 использовали привлекательные пластиковые переключатели синего и красного цвета). Даже название «Imsai 8080» на корпусе выглядело профессиональнее и гораздо коммерчески выгоднее. На рынке Imsai 8080 появился в 1976 г., его цена в обоих вариантах («конструктор» и «заводская сборка») была практически аналогичной цене Altair 8800.

1.4 Компьютеры Apple

Официальной датой основания Apple является 1 апреля 1976-го года. Тогда же впервые на рынке потребитель смог увидеть уникальный компьютер Apple Computer I, который собирался вручную. Менее чем за год было продано 175 таких компьютеров, что принесло компании порядка 116 тысяч долларов. Первый компьютер от Apple был далек от современного персонального компьютера в нашем понимании. Он представлял собой всего-навсего материнскую плату, у которой отсутствовал корпус, звуковая и видео карта, а также не было клавиатуры.

Менее чем через год, в феврале 1977-го на должность президента компании был выбран Майкл Скотт. В этом же году, в апреле, вышел в свет второй компьютер - Apple Computer II – который стал первым персональным компьютером с цветной графикой (см. рис. 3) . Кроме того, у компьютера имелась возможность воспроизведения звука и управления звуковыми командами, а также в комплекте была клавиатура. Отличался Apple от других еще и практичным корпусом, который был изготовлен из литого пластика, в то время как компьютеры конкурентов выглядели очень непрезентабельно и чуточку неуклюже. В этом же году агентством Regis McKenna был разработан известный ныне всему миру логотип компании – надкушенное яблоко.

Рис. 3

Первые компьютеры Apple II (Apple ][), появившиеся в продаже 5 июня 1977 года, были оснащены процессором MOS Technology 6502 на тактовой частоте 1 МГц, 4 КБ ОЗУ (расширяемыми до 48 КБ), 4 КБ ПЗУ, содержавшее Монитор и интерпретатор Integer BASIC (он же Basic для целочисленных операций), интерфейсом для подключения кассетного магнитофона. Видеоконтроллер имел несколько режимов:

1. Текстовый, 24 строки по 40 символов, чёрно-белый. Символы могли быть обычными, инверсными и мигающими;

2. Графический цветной, с разрешением 280 на 192 пикселя при 6 цветах. Благодаря особенностям стандарта NTSC схема видеоконтроллера была весьма простой (хотя это и накладывало серьёзные ограничения на качество изображения), биты в области памяти, отведённой под графический экран непосредственно ставились в соответствие фазе сигнала. Цвета кодировались следующим образом: два бита с значением 11 давали две белые точки в строке, 00 - две чёрные. 10 - красную или голубую в зависимости от старшего бита байта + чёрную, 01 - чёрную + зелёную/пурпурную в зависимости от значения старшего бита. Таким образом, однородное закрашивание было возможно только белым или чёрным цветом;

3. Графический низкого разрешения, 40 на 48 цветных элементов при 16 цветах.

Допускались смешанные режимы, в которых 4 нижние строки экрана отводились под текст, а оставшаяся верхняя часть — под графику высокого или низкого разрешения. Всего использовались две страницы по 8 Кбайт для графики высокого разрешения, и две по 1 Кбайт — для текста либо графики низкого разрешения. Эти страницы располагалась по фиксированным адресам в основной оперативной памяти и, если соответствующий видеорежим не использовался, могли использоваться как обычное ОЗУ. Во время обратного хода луча развёртки видеоконтроллер продолжал инкрементировать адреса памяти, из-за чего после каждой текстовой или графической строки в памяти располагались неиспользуемые байты (некоторые программы использовали их для хранения своих данных). Чтобы избежать конфликтов при доступе к памяти между центральным процессором и видеоконтроллером, использовалась очень простая схема: когда сигнал основной тактовой частоты находился в состоянии логического 0, с памятью работал процессор, а когда 1 — видеоконтроллер.

Для подключения монитора либо телевизора (через модулятор) использовался композитный видеовыход в формате NTSC. В компьютерах, продаваемых в Европе, использовался дополнительный кодер PAL, размещённый на плате расширения.

Звук обеспечивался динамиком, управляемым через регистр в памяти (использовался 1 бит).

Компьютер имел 8 разъёмов расширения, 1 из которых позволял подключить дополнительное ОЗУ, остальные же как правило использовались для обеспечения ввода-вывода (последовательные и параллельные порты, контроллеры внешних устройств). Начальная розничная цена компьютера составляла 1298 долл. США с 4 КБ ОЗУ, либо 2638 долл. за модель с 48 КБ. С тем чтобы отразить уникальную на тот момент особенность — цветную графику, логотип на корпусе компьютера содержал цвета радуги. Этот логотип компания сохраняла до начала 2000 года.

Появившийся позже 5¼-дюймовый дисковод Disk II предоставил пользователям значительно больший объём для сохранения данных. Дисководы (до 2-х штук) подключались через карту контроллера, вставляемую в один из слотов расширения (обычно, слот 6). Дисководы были односторонние, позволяющие (используя DOS 3.3) записывать 35 дорожек, 16 секторов по 256 байт на каждой стороне дискеты. Таким образом, на одной стороне дискеты, воспринимаемой как отдельный диск, записывалось 140 КБ. Интерфейс Disk II, созданный Стивом Возняком, до сих пор считается образцом инженерного искусства. В то время как другие подобные контроллеры состояли из множества микросхем для синхронизации ввода/вывода с вращением диска, позиционирования головки на нужную дорожку и кодирования данных в магнитные импульсы, контроллер Стива насчитывал лишь несколько микросхем; Apple DOS брала на себя большую часть этих функций. Использованный в контроллере принцип кодирования Group Code Recording было намного проще реализовать программно, чем обычно используемый MFM. Согласно легенде, Стив повторял разводку платы контроллера несколько раз, когда понимал, что перенос ещё одной функции в программу позволит ему устранить ещё одну микросхему. В результате, малое количество микросхем сделало Disk II первым контроллером гибких дисков, применённым в персональных компьютерах. В качестве побочного эффекта, такая схема упростила разработчикам проприетарного программного обеспечения реализацию защиты от копирования своих носителей.

Заключение

В общем, Imsai 8080 являлся настоящим "киллером" Altair 8800, хотя в быстром закате компании MITS и ее продаже производителю дисковых накопителей Pertec виноват комплекс разных причин. Однако и Altair 8800, и Imsai 8080 были продуктом своей эпохи, их успех только показал, что персональный (домашний) компьютер может иметь массовый спрос. Но будущее принадлежало другим ПК тем, что не предназначались для кропотливой сборки с паяльником в руке, не требовали дополнительной закупки самых необходимых компонентов (постоянной памяти, дисковых контроллеров, интерфейсных плат и т.п.) и предлагали при этом более простой способ работы с программным обеспечением. Во второй половине 70-х уровень развития микроэлектроники и, особенно, компьютерного программного обеспечения не позволял дать домашнему пользователю такой ПК. Вот почему Кен Олсен (Ken Olsen; основатель компании DEC) в 1977 г., т.е. после убедительного старта Altair 8800 и Imsai 8080, решительно заявил, что он не видит "причин, по которым кому-то захотелось бы иметь компьютер дома". Олсен, как известно, ошибся, т. к. появившиеся спустя несколько лет компьютеры Apple и IBM сформировали современный облик ПК. И уже в 1982 г. было продано 3,2 миллиона IBM PC и от 5 до 6 миллионов экземпляров Apple II , что положило начало широкого использования персональных компьютеров.

Список использованных источников

1.      http://www.kv.by/

2.      http://ru.wikipedia.org/