История вычислительной техники

поколения являются резкие изменения в архитектуре.

      Техника четвертого поколения  породила качественно новый элемент  ЭВМ  –

микропроцессор.  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   обычных   интегральных   схем.   Так   возникла   идея

микропроцессора, который  можно  реализовать  даже  на  одном  кристалле,  а

программу  в  его  память  записать  навсегда.  В   то   время   в   рядовом

микропроцессоре  уровень   интеграции   соответствовал   плотности,   равной

примерно  500  транзисторам  на  один   квадратный   миллиметр,   при   этом

достигалась очень  хорошая надежность.

      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.

      Из  больших   компьютеров   четвертого   поколения   на   сверхбольших

интегральных схемах  особенно  выделялись  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.

      В  машинах  четвертого  поколения   сделан  отход  от  архитектуры   фон

Неймана,  которая  была  ведущим  признаком  подавляющего  большинства  всех

предыдущих компьютеров.

      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. 
 

История развития персональных ЭВМ (PC – Personal Computer) 
 

      Хотя и персональные компьютеры  относятся к ЭВМ 4-го поколения, все  же

возможность их широкого распространения, несмотря на  достижения  технологии

СБИС, оставалась бы весьма небольшой.

      В 1970 году был сделан важный  шаг на пути к персональному  компьютеру –

Маршиан Эдвард  Хофф  из  фирмы  Intеl  сконструировал  интегральную  схему,

аналогичную по своим  функциям центральному процессору  большого  компьютера.

Так появился  первый  микропроцессор  Intеl  4004,  который  был  выпущен  в

продажу  в  1971  г.  Это   был   настоящий   прорыв,   ибо   микропроцессор

Intеl 4004 размером менее 3 см был производительнее  гигантских  машин 1-го

поколения.  Правда,  возможности  Intе1  4004  были  куда  скромнее,  чем  у

центрального процессора больших  компьютеров  того  времени,  –  он  работал

гораздо медленнее  и мог обрабатывать одновременно только 4  бита  информации

(процессоры больших  компьютеров обрабатывали 16 или  32  бита  одновременно),

но и стоил  он в  десятки  тысяч  раз  дешевле.  Но  рост  производительности

микропроцессоров  не заставил себя ждать.

      В 1972 году появился 8-битный микропроцессор Intel  8008.  Размер  его

регистров соответствовал стандартной единице цифровой  информации  –  байту.

Процессор Intel 8008 являлся  простым развитием Intel 4004.

      Но в 1974 году был  создан  гораздо  более  интересный  микропроцессор

Intel 8080. С самого  начала разработки он закладывался  как 8-битный  чип.  У

него было более  широкое множество микрокоманд  (множество  микрокоманд  8008

было расширено). Кроме того, это  был  первый  микропроцессор,  который  мог

делить  числа.  И  до  конца  70-х  годов  микропроцессор  Intel  8008  стал

стандартом для  микрокомпьютерной индустрии.

      Несколько инженеров фирмы имели  идеи по усовершенствованию  8080.  Они

покинули  Intel,  чтобы  реализовать  их.  Ими   была   организована   Zilog

Corporation, которая  подарила миру микропроцессор  Z80.  В  действительности

Z80  являлся   дальнейшей  разработкой  микропроцессора  8080.  Было   просто

увеличено  число  его  команд,  что  позволило  создать  и  использовать  на

персональных компьютерах  стандартные операционные системы.

      И хотя в 1973 году на рынке  и господствовала горстка производителей, в

том числе ibm, dec, hewlett-Packard,  и  их  доходы  этих  фирм  исчислялись

миллиардами долларов и основывались, главным образом,  на  больших  системах

(мэйнфреймах)  и  миникомпьютерах,  но  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.

      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  года  в  Менло-Парке

(штат Калифорния). В состав его первых членов  входили  Стив  Джобс  и   Стив

Возняк, позднее основавшие компанию Apple Macintosh.

      Поэтому, когда появился первый  микрокомпьютер, на него сразу  же возник

огромный  спрос  среди  тысяч  любителей,   интерес   которых   подпитывался

ежемесячно появлявшимися  статьями в журналах.

      Этим первым микрокомпьютером был «Altair-8800», созданный в 1974  году

небольшой компанией  в Альбукерке (штат Нью-Мексико).  История  его  создания

такова:  Эд  Робертс,  организовавший  в  1968  году  компанию  MITS  (Micro

Instrumentation   and   Telemetry    Systems),    занимался    производством

калькуляторов. В 1973 году вследствие жесткой конкуренции  со  стороны  Texas

Instruments он оказался  на грани банкротства, и вынужден  был  искать  новую

нишу на рынке. Робертса заинтересовал микропроцессор 8080, выпущенный  Intel

в апреле 1974 года, и уверенный в том, что этот микропроцессор  может  стать

основой микрокомпьютера, он сам создал такую машину.

      Этот компьютер продавался по  цене около 500 дол.  И  хотя  возможности

его были весьма ограничены (оперативная память составляла  всего 256  байт,

клавиатура и  экран отсутствовали), а также  имелись серьезные  недостатки  по

эксплуатации, «Altair-8800»  стал  бестселлером.  Тысячи  любителей,  всегда

мечтавших  о  собственном  компьютере,  безрассудно  заказывали практически

бесполезную  для  себя  вещь.  Так,  из  маленького  американского  городка,

началось триумфальное шествие  персонального  компьютера  по  миру,  изменяя

жизнь, быт и  даже мышление людей.

      Позже  покупатели  сами  снабжали   этот   компьютер   дополнительными

устройствами:  монитором  для  вывода   информации,   клавиатурой,  блоками

расширения памяти и т.д. Вскоре эти  устройства  стали  выпускаться  другими

фирмами. В конце 1975 году Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели  фирмы

Мicrosoft)  создали  для  компьютера  «Альтаир»  интерпретатор  языка  Ваsic

(Бейсик),  что   позволило  пользователям  достаточно   просто   общаться   с

компьютером и  легко писать для  него  программы.  Это  также  способствовало

популярности персональных компьютеров.

      Успех Альтаир-8800 заставил многие  фирмы также заняться  производством

персональных компьютеров. Персональные компьютеры стали  продаваться  уже  в

полной комплектации, с  клавиатурой  и  монитором,  спрос  на  них  составил

десятки, а затем  и сотни тысяч штук в год.

      В  1979  году  фирма  Intel  выпустила   новый   микропроцессор   Intel

8086/8088. Тогда же  и  появился  первый  сопроцессор  Intel  8087.  Тактовые

частоты на которых  мог работать микропроцессор Intel-8086/8088:  4.77,  8  и

10 МГц.

      В конце  70-х  годов  распространение   персональных  компьютеров  даже

привело  к  некоторому  снижению  спроса  на  большие  компьютеры  и   мини-

компьютеры (мини-ЭВМ). Это стало  предметом  серьезного  беспокойства  фирмы

IВМ – ведущей  компании по производству больших  компьютеров, и  в  1979  году

фирма IВМ решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.

      Прежде всего, в  качестве  основного  микропроцессора   компьютера  был

выбран  новейший  тогда  16-разрядный   микропроцессор   Intе1   8088.   Его

использование  позволило  значительно  увеличить  потенциальные  возможности

компьютера, так  как новый  микропроцессор  позволял  работать  с  1  Мбайтом

памяти, а все  имевшиеся тогда компьютеры  были  ограничены  64  Кбайтами.  В

компьютере были использованы и другие комплектующие  различных  фирм,  а  его

программное обеспечение было поручено разработать небольшой тогда еще  фирме

Microsoft. И таким  образом в 1981 году появилась  первая версия  операционной

системы  для  компьютера  IBM  РС  –  MS  DOS  1.0.  В  дальнейшем  по  мере

совершенствования  компьютеров  IВМ  РС  выпускались  и  новые  версии  DOS,

учитывающие новые  возможности компьютеров и  предоставляющие  дополнительные

удобства пользователю.

      В  августе  1981  г.  новый   компьютер  под  названием   «IВМ  Personal

Computer» был   официально  представлен  публике  и  вскоре  после  этого  он

приобрел  большую  популярность  у  пользователей.  IBM  PC   имел   64   Кб

оперативной памяти, магнитофон для загрузки/сохранения  программ  и  данных,

дисковод и встроенную версию языка BASIС.

      Через один-два года компьютер IВМ РС занял  ведущее  место  на  рынке,

вытеснив модели 8-битовых компьютеров.

      Если бы IВМ РС был сделан  так же, как другие существовавшие  во  время

его появления  компьютеры, он бы устарел через  два-три года, и  мы  давно  бы