Стал воплощением множества открытий и изобретений



Скачать 184.39 Kb.
Pdf просмотр
Дата14.02.2017
Размер184.39 Kb.
Просмотров112
Скачиваний0

Ãëàâà 1
Ïðîèñõîæäåíèå
ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ

38
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðîâ

ïåðèîä äî ïîÿâëåíèÿ ïåðâîãî ÏÊ
Персональный компьютер (ПК) стал воплощением множества открытий и изобретений.
Прежде чем обсуждать его устройство и возможности, скажем несколько слов об основных этапах развития компьютерной технологии.
Первые компьютеры были очень похожи на простейшие калькуляторы. Они прошли путь от простых механических до сложных цифровых электронных устройств.
Îñíîâíûå ýòàïû ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðîâ
Ниже перечислены события, которые тем или иным образом повлияли на развитие ком пьютерной техники.
! 1617 год. Джон Непер (John Napier) создал деревянную машину для выполнения про стейших вычислений.
! 1642 год. Блез Паскаль (Blaise Pascal) описал машину для суммирования чисел.
! 1822 год. Чарльз Бэббидж (Charles Babbage) представил механическое устройство, на званное позднее аналитической машиной, которую можно считать первой настоящей вычислительной машиной.
! 1906 год. Ли Ди Форест (Lee DeForest) запатентовал вакуумный триод, использовав шийся в качестве переключателя в первых электронных компьютерах.
! 1937 год. Джон В. Атанасов (John V. Atanasoff) начинает работу над компьютером Ата насова–Берри (ABC), который впоследствии будет официально признан первой элек тронно вычислительной машиной.
! 1943 год. Англичанин Алан Тьюринг (Alan Turing) разрабатывает Colossus, секретный специализированный компьютер, предназначенный для расшифровки перехваченных сообщений немецких войск.
! 1945 год. Джон фон Нейман (John Von Neumann) написал статью First Draft of a Report
on the EDVAC, в которой рассматривалась архитектура современных программируе мых компьютеров.
! 1946 год. Джоном Мошли (John Mauchly) и Дж. Преспером Эккертом (J. Presper
Eckert) создана электронно вычислительная машина ENIAC.
! 1947 год. 23 декабря Джоном Бардином (John Bardeen), Уолтером Браттейном (Walter
Brattain) и Уильямом Шокли (William Shockley) был успешно протестирован первый транзистор, совершивший переворот в полупроводниковой технике.
! 1949 год. В Кембриджском университете Морис Вилкс (Maurice Wilkes) создал пер вый практический программируемый компьютер EDSAC.
! 1950 год. Исследовательская организация в Миннеаполисе представила первый ком мерческий компьютер ERA 1101.
! 1952 год. В U.S. Census Bureau был установлен компьютер UNIVAC I.
! 1953 год. Компания IBM создала первый электронный компьютер 701.
! 1954 год. Впервые появился в продаже полупроводниковый транзистор стоимостью
2,5 доллара, созданный Гордоном Тилом (Gordon Teal) в компании Texas Instruments, Inc.
! 1954 год. IBM выпустила первый массовый калькулятор 650; в течение этого же года было продано 450 экземпляров данной модели.
! 1955 год. Компания Bell Laboratories анонсировала первый транзисторный компьютер
TRADIC.

Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðîâ —
ïåðèîä äî ïîÿâëåíèÿ ïåðâîãî ÏÊ
39
! 1956 год. В Массачусетском технологическом институте создан первый многоцелевой транзисторный программируемый компьютер TX 0.
! 1956 год. С появлением модели IBM 305 RAMAC начинается эра устройств магнитно го хранения данных.
! 1958 год. Джек Килби (Jack Kilby) из Texas Instruments создает первую интегральную схему, состоящую из транзисторов и конденсаторов на одной полупроводниковой пла стине.
! 1959 год. IBM создает серию мэйнфреймов 7000 — первых транзисторных компьюте ров для крупных компаний.
! 1959 год. Роберт Нойс (Robert Noyce) — компании Fairchild Camera и Instrument
Corp. — создает интегральную схему, располагая соединительные каналы непосредст венно на кремниевой пластине.
! 1960 год. Компания Bell Labs разработала первый коммерческий модем Dataphone,
преобразующий цифровые компьютерные данные в аналоговый сигнал для передачи его по сети.
! 1960 год. В компании DEC создан первый мини компьютер PDP 1, стоимостью
120 тыс. долларов.
! 1961 год. По данным журнала Datamation, продукция IBM занимала 81,2% компьютер ного рынка; в этом году IBM анонсировала серию систем 1400.
! 1964 год. Суперкомпьютер CDC 6600, созданный Сеймуром Креем (Seymour Cray),
выполнял около 3 млн. инструкций в секунду, что в три раза больше, чем у его бли жайшего конкурента IBM Stretch.
! 1964 год. IBM анонсировала семейство компьютеров System/360 (шесть совместимых модификаций и 40 периферийных устройств).
! 1964 год. Впервые в мире была проведена транзакция в реальном времени на системе
IBM SABRE.
! 1965 год. Digital Equipment Corporation анонсировала первый успешный коммерче ский проект мини компьютера PDP 8.
! 1966 год. Компания Hewlett Packard представила компьютер для бизнеса HP 2115, ко торый по производительности не уступал большим корпоративным системам.
! 1969 год. По распоряжению Министерства обороны США были созданы четыре узла сети ARPAnet, ставшей прообразом сегодняшней Internet. Два узла были установлены на территории Калифорнийского университета (один в Санта Барбаре, а другой в Лос
Анджелесе) — в SRI International и в Университете штата Юта.
! 1971 год. В лаборатории IBM в Сан Хосе создана 8 дюймовая дискета.
! 1971 год. В журнале Electronic News впервые появилась реклама микропроцессоров
Intel 4004.
! 1971 год. В журнале Scientific American впервые появилась реклама одного из первых персональных компьютеров Kenback 1 стоимостью 750 долларов.
! 1972 год. Hewlett Packard представила систему HP 35 с постоянной памятью.
! 1972 год. Дебют микропроцессора Intel 8008.
! 1972 год. Стив Возняк (Steve Wozniak) создает “синий ящик” — генератор тональной частоты, позволяющий делать бесплатные телефонные звонки.
! 1973 год. Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) описал метод сетевого соединения
Enternet в исследовательском центре Пало Альто компании Xerox.

40
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
! 1973 год. Компания Micral выпустила первый коммерческий персональный компьютер на основе микропроцессора Intel 8008.
! 1973 год. Дон Ланкастер (Don Lancaster) создал на основе телевизионного приемника первый буквенно цифровой монитор TV Typewriter.
! 1974 год. В исследовательском центре Пало Альто компании Xerox создана рабочая станция, в качестве устройства ввода которой использовалась мышь.
! 1974 год. Компания Scelbi извещает о создании компьютера “Селби 8Н”, первого ком мерческого компьютера, созданного на базе микропроцессора Intel 8008.
! 1975 год. Появилась первая коммерческая сеть с пакетной коммутацией Telnet — граж данский аналог ARPAnet.
! 1975 год. В январском выпуске журнала Popular Electronics описан компьютер
Altair 8800, созданный на базе процессора Intel 8080.
! 1975 год. Прототип модуля визуального отображения (VDM), разработанный Ли Фел зенштейном (Lee Felsenstein), стал первой реализацией алфавитно цифрового дисплея с общей памятью для персональных компьютеров.
! 1976 год. Стив Возняк (Steve Wozniak) создал одноплатовый компьютер Apple I.
! 1976 год. Компанией Shugart Associates анонсирован первый 5,25 дюймовый гибкий диск и дисковод.
! 1976 год. Создан первый коммерческий векторный процессор Cray I.
! 1977 год. Компания Tandy Radio Snack выпустила компьютер TSR 80.
! 1977 год. Создан компьютер Apple II.
! 1977 год. Компания Commodore выпустила компьютер PET (Personal Electronic Transactor).
! 1978 год. Digital Equipment Corporation создала компьютер VAX 11/780, способный адресовать 4,3 Гбайт виртуальной памяти.
! 1979 год. Компания Motorola выпустила микропроцессор 68000.
! 1980 год. Джон Шох (John Shoch) из исследовательского центра Пало Альто компании
Xerox обнаружил первого компьютерного “червя” — небольшую программу, которая распространялась в сети в поиске свободных процессоров.
! 1980 год. Компания Seagate Technologies выпустила первый жесткий диск для микро компьютеров.
! 1980 год. Разработан первый оптический диск, емкость которого в 60 раз превышала емкость 5,25 дюймового гибкого диска.
! 1981 год. Компания Xerox представляет Star, первый персональный компьютер с поль зовательским графическим интерфейсом (GUI).
! 1981 год. Адам Осборн (Adam Osborne) выпустил первый портативный компьютер
Osborne I стоимостью 1 795 долларов.
! 1981 год. IBM выпустила свой первый персональный компьютер PC.
! 1981 год. Компания Sony анонсировала первую 3,5 дюймовую дискету и дисковод.
! 1981 год. Компании Philips и Sony представили дисковод CD DA (компакт диск с цифровой звукозаписью). Проигрыватель компакт дисков, созданный компанией
Sony, стал первым на компьютерном рынке.
! 1983 год. Компания Apple выпустила компьютер Lisa с первым графическим интер фейсом пользователя.
! 1983 год. Компания Compaq Computer Corp. выпустила первый клон компьютера IBM PC.

Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðîâ —
ïåðèîä äî ïîÿâëåíèÿ ïåðâîãî ÏÊ
41
! 1984 год. Apple начала выпускать первый “обреченный” на успех компьютер с графиче ским интерфейсом пользователя, который принес 1,5 млн. долларов только за этот год.
! 1984 год. IBM выпускает PC AT (PC Advanced Technology), быстродействие которого в три раза превосходит ранее созданные модели. Этот компьютер разработан на базе микропроцессора Intel 286 и содержит 16 разрядную шину ISA. Компьютер АТ счита ется родоначальником всех современных ПК.
! 1985 год. Компанией Philips выпущен первый музыкальный компакт диск и накопи тель CD ROM.
! 1986 год. Компания Compaq выпустила компьютер Deskpro 386, в котором впервые был установлен процессор Intel 386.
! 1987 год. IBM приступила к производству компьютеров семейства PS/2, в которых был установлен 3,5 дюймовый дисковод и VGA видеоадаптер.
! 1988 год. Один из основателей Apple Стив Джобс (Steve Jobs) покинул эту фирму и создал собственную компанию NeXT.
! 1988 год. Compaq и другие производители PC совместимых систем разработали новую,
улучшенную архитектуру компьютера.
! 1988 год. Роберт Моррис (Robert Morris) создает и запускает своего “червя”
в ARPAnet; заражено по различным оценкам от 6 до 60 тыс. узлов.
! 1989 год. Intel выпускает процессор 486, который содержит миллион транзисторов.
! 1990 год. Тим Бернерс Ли (Tim Berners Lee), сотрудник Женевской лаборатории физики высоких энергий (CERN), разрабатывает гипертекстовый язык разметки
(HTML), тем самым начав эру всемирной паутины World Wide Web — WWW.
! 1993 год. Intel выпустила первый процессор Pentium из семейства P5. Кроме выпуска процессора, Intel разработала для него набор микросхем системной логики.
! 1995 год. Intel начала продавать процессор Pentium Pro — первого представителя семейства P6.
! 1995 год. Компания Microsoft представила первую 32 разрядную операционную систе му Windows 95.
! 1997 год. Intel выпустила процессор Pentium II, построенный на базе Pentium Pro с поддержкой инструкции MMX.
! 1997 год. Компания AMD представляет процессор K6, совместимый с Intel P5 (Pentium).
! 1998 год. Microsoft анонсировала новую версию своей операционной системы
Windows 98.
! 1998 год. Intel выпустила Celeron, представляющий собой дешевую версию процессора
Pentium II. Первые процессоры этого типа выпускались без кэш памяти, но уже через несколько месяцев Intel представила версии с уменьшенной, но более быстродейст вующей кэш памятью второго уровня.
! 1999 год. Компания AMD представляет процессор Athlon.
! 1999 год. Intel выпустила процессор Pentium III, построенный на базе Pentium II с под держкой инструкции SSE (Streaming SIMD Extensions).
! 2000 год. Microsoft выпускает ОС Windows Me (Millennium Edition) и Windows 2000.
! 2000 год. Компании Intel и AMD объявили о выпуске процессоров с тактовой частотой 1 ГГц.
! 2000 год. AMD представляет Duron, более дешевую версию процессора Athlon с уменьшенным объемом кэш памяти второго уровня.

42
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
! 2000 год. Intel представляет Pentium 4, новейший процессор с 32 разрядной архитекту рой (IA 32) семейства Intel.
! 2000 год. Intel выпускает процессор Itanium, первый 64 разрядный (IA 64) процессор для ПК.
! 2001 год. В промышленности отмечается 20 я годовщина со дня выпуска первого компьютера IBM PC.
! 2001 год. Intel представила первый процессор с рабочей частотой 2 ГГц, которым стала одна из версий Pentium 4. Потребовалось целых 28,5 лет для того, чтобы пройти путь от 108 кГц до 1 ГГц, и всего лишь 18 месяцев для того, чтобы повысить рабочую часто ту процессора от 1 до 2 ГГц.
! 2001 год. Компания Microsoft выпускает Windows XP Home и Professional, впервые объединив потребительскую (9x/Me) и коммерческую (NT/2000) операционные сис темы на основе технологии Windows NT.
! 2002 год. Появление на рынке первого процессора Pentium 4, преодолевшего рубеж
3 ГГц. В процессоре также впервые реализована технология HyperThreading (HT), по зволяющая одному физическому процессору одновременно выполнять два потока приложений.
! 2003 год. Компания AMD представила процессор Athlon 64 — первый 64 разрядный процессор, ориентированный на использование в домашних и офисных системах.
Ìåõàíè÷åñêèå êàëüêóëÿòîðû
Одним из самых первых вычислительных устройств является абак, используемый уже более 2000 лет. Абак представляет собой деревянную раму, содержащую ряд параллельных прутьев с камешками или костяшками. Существует ряд правил, согласно которым костяшки перемещаются в правую или левую сторону абака, что позволяет выполнять различные арифметические операции. (Бухгалтерские счеты, например, являются дальним родственни ком абака.)
Первая европейская машина была создана Непером (создателем логарифмов) в начале
XVII века. Она могла выполнять операцию умножения двух чисел.
В 1642 году Блез Паскаль создал прообраз цифровой вычислительной машины, позво ляющей проводить операции сложения чисел. Машина предназначалась отцу Паскаля, кото рый работал сборщиком налогов. Позднее, в 1671 году, Готфрид Вильгельм фон Лейбниц раз работал вычислительную машину, построив ее только в 1694 году. Она позволяла выполнять операции сложения и умножения чисел.
Первый коммерческий механический калькулятор был создан Чарльзом Ксавьером Тома сом в 1820 году. Это была “совершенная” машина — она выполняла операции сложения, вы читания, умножения и деления.
Ïåðâûé ìåõàíè÷åñêèé êîìïüþòåð
Отцом этого компьютера можно по праву назвать Чарльза Бэббиджа, профессора математи ки Кембриджского университета. Эта машина, созданная в 1812 году, могла решать полиноми альные уравнения различными методами. Создав в 1822 году небольшую рабочую модель своего компьютера и продемонстрировав ее Британскому правительству, Бэббидж получил средства на дальнейшее развитие своей системы. Новая машина была создана в 1823 году. Она была паро вой, полностью автоматической и даже распечатывала результаты в виде таблицы.
Работа над этим проектом продолжалась еще 10 лет, и в 1833 году был создан первый

многоцелевой” компьютер, названный аналитической машиной. Она могла оперировать чис лами с 50 десятичными знаками и сохраняла до 1 000 чисел. Впервые в этой машине было реализовано условное выполнение операций — прообраз современного оператора
IF

Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðîâ —
ïåðèîä äî ïîÿâëåíèÿ ïåðâîãî ÏÊ
43
Аналитическая машина Бэббиджа на полном основании считается предшественником современного компьютера, так как содержит в себе все ключевые элементы, из которых состоит компьютер.
! Устройство ввода данных. В машине Бэббиджа был применен принцип ввода данных с по мощью перфокарт, когда то используемый в ткацких станках на текстильных фабриках.
! Блок управления. Для управления или программирования вычислительного устройст ва использовался барабан, содержащий множество пластин и штифтов.
! Процессор (или вычислительное устройство). Вычислительная машина высотой около
10 футов, содержащая в себе сотни осей и несколько тысяч шестеренок.
! Запоминающее устройство. Блок, содержащий еще больше осей и шестеренок, позво ляющий хранить в памяти до тысячи 50 разрядных чисел.
! Устройство вывода. Пластины, связанные с соответствующей печатной машиной,
использовались для печати полученных результатов.
К сожалению, из за недостаточной точности механической обработки шестеренок и меха низмов первый потенциальный компьютер так и не был полностью построен. Технологиче ский уровень производства того времени был слишком низок.
Интересно, что идея использования перфорационных карт, впервые предложенная
Бэббиджем, воплотилась только в 1890 году. В том году проводился конкурс на лучший метод табулирования материалов переписи США, победителем которого стал служащий бюро пере писи Герман Холлерит (Herman Hollerith), предложивший идею перфокарт. Для ручной об работки данных переписи служащим бюро потребовались бы целые годы. Использование же перфорационных карт позволило уменьшить время табулирования примерно до шести не дель. Впоследствии Холлерит основал компанию Tabulating Machine Company, которая мно гие годы спустя стала известна как IBM.
Одновременно с другими фирмами IBM разработала целую серию улучшенных счетно перфорационных систем, содержавших огромное количество электромеханических реле и микродвигателей. Системы позволяли автоматически устанавливать определенное количест во перфокарт в положение “считывание”, выполнять операции сложения, умножения и сор тировки данных, а также выводить результаты вычислений на перфорационных картах.
Такие счетно аналитические машины позволяли обрабатывать от 50 до 250 перфокарт в ми нуту, каждая из которых могла содержать 80 разрядные числа. Перфорационные карты слу жили не только средством ввода и вывода, но и хранилищем данных. На протяжении более чем 50 лет счетно перфорационные машины использовались для самых разных математиче ских вычислений и стали основой зарождения многих компьютерных компаний.
Ýëåêòðîííûå êîìïüþòåðû
Физик Джон В. Атанасов вместе с Клиффордом Берри (Clifford Berry) с 1937 по 1942 год работали в университете штата Айова над созданием первой цифровой электронно вычислительной машины. Компьютер Атанасова–Берри (названный впоследствии ABC —
Atanasoff Berry Computer) стал первой системой, в которой были использованы современные цифровые коммутационные технологии и вакуумные лампы, а также концепции двоичной арифметики и логических схем. После долгого судебного разбирательства федеральный судья
США Эрл Р. Ларсон (Earl R. Larson) аннулировал 19 октября 1973 года патент, ранее выдан ный Эккерту (Eckert) и Мошли (Mauchly), официально признав Атанасова изобретателем первого электронного цифрового компьютера.
Использование вычислительной техники во время второй мировой войны послужило серьезным толчком для развития компьютеров. В 1943 году англичанин Алан Тьюринг за вершил работу над созданием военного компьютера “Колосс”, используемого для расшиф ровки перехваченных немецких сообщений. К сожалению, работа Тьюринга не была оценена

44
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
по достоинству, так как конструкция “Колосса” в течение еще многих лет после окончания войны хранилась в секрете.
Помимо расшифровки неприятельских кодов, постепенно возникла потребность в выпол нении баллистических расчетов и решении других военных задач. В 1946 году Джон П.
Еккерт (John P. Eckert) и Джон В. Мошли (John W. Mauchly) вместе с сотрудниками школы электротехники Мура университета штата Пенсильвания создали первую комплексную элек тронно вычислительную машину для военных целей. Эта система получила название ENIAC
(Electrical Numerical Integrator and Calculator). Она работала с десятизначными числами и выполняла операции умножения со скоростью около 300 произведений в секунду, находя значения каждого произведения в таблице умножения, хранящейся в оперативной памяти.
Эта система работала примерно в 1 000 раз быстрее, чем электромеханические релейные вы числительные машины предыдущего поколения.
В компьютере ENIAC было около 18 тыс. вакуумных ламп; он занимал полезную площадь,
равную 1 800 квадратным футам (что составляет примерно 167 квадратных метров) и потреб лял приблизительно 180 тыс. ватт. Для ввода и вывода данных использовались перфорацион ные карты, регистры выполняли роль сумматоров, а также предоставляли доступ вида чте ние/запись к хранилищу данных.
Выполняемые команды, составляющие ту или иную программу, создавались с помощью определенной монтажной схемы и переключателей, которые управляли ходом вычислений.
По существу, для каждой выполняемой программы приходилось изменять монтажную схему и расположение переключателей.
Патент на электронно вычислительную машину был первоначально выдан Эккерту и Мошли. Но впоследствии, как вы уже знаете, этот патент был аннулирован и предоставлен
Джону Атанасову, создавшему компьютер Атанасова–Берри (АВС).
Немногим ранее, в 1945 году, математик Джон фон Нейман (John von Neumann) доказал,
что компьютер представляет собой целостную физическую структуру и может эффективно выполнять любые вычисления, с помощью соответствующего программного управления без изменения аппаратной части. Другими словами, программы можно изменять, не меняя аппа ратного обеспечения. Этот принцип стал основным и общепринятым правилом для будущих поколений быстродействующих цифровых компьютеров.
Первое поколение современных программируемых электронно вычислительных машин,
использующих описанные нововведения, появилось в 1947 году. В их число вошли коммерче ские компьютеры EDVAC и UNIVAC, в которых впервые использовалось оперативное запо минающее устройство (ОЗУ), предназначенное для хранения данных и модулей программы.
Как правило, программирование выполнялось непосредственно на машинном языке, несмот ря на то что к середине 1950 годов наука программирования сделала большой шаг вперед.
Символом новой компьютерной эры стал UNIVAC (Universal Automatic Computer), первый по настоящему универсальный буквенно цифровой компьютер. Он применялся не только в научных или военных, но и в коммерческих целях.
Ñîâðåìåííûå êîìïüþòåðû
После появления UNIVAC темпы эволюции компьютеров заметно ускорились. В первом поколении компьютеров использовались вакуумные лампы, на смену которым пришли меньшие по размерам и более эффективные транзисторы.
Îò ýëåêòðîííûõ ëàìï ê òðàíçèñòîðàì
Современный компьютер представляет собой набор электронных переключателей, кото рые используются как для представления информации в двоичном коде (в виде двоичных единиц — битов), так и для управления ее обработкой. Эти электронные переключатели могут находиться в двух состояниях — включено и выключено, что позволяет использовать их для хранения двоичной информации.

Ñîâðåìåííûå êîìïüþòåðû
45
В первых компьютерах использовались так называемые триоды — вакуумные лампы,
изобретенные Ли Де Форестом (Lee De Forest) в 1906 году. Триод состоит из трех основных элементов, расположенных в стеклянной вакуумной лампе: катода, анода и разделяющей их сетки. При нагревании катода внешний источник питания испускает электроны, которые со бираются на аноде. Сетка, расположенная в середине лампы, позволяет управлять потоком электронов. Когда на сетку подается ток отрицательного потенциала, электроны отталкива ются от сетки и притягиваются катодом; при подаче тока положительного потенциала элек троны проходят через сетку и улавливаются анодом. Таким образом, изменяя значение по тенциала сетки, можно моделировать состояние анода включено/выключено.
К сожалению, вакуумная лампа в качестве переключателя оказалась малоэффективной.
Она потребляла много электроэнергии и выделяла большое количество тепла — весьма суще ственная проблема для вычислительных систем того времени. Вакуумные лампы оказались ненадежными, главным образом из за постоянного перегрева: в больших системах лампы приходилось менять каждые два часа или даже чаще.
Изобретение транзистора (или полупроводника) явилось одним из наиболее революцион ных событий эпохи персонального компьютера. В 1947 году инженеры Bell Laboratory Джон
Бардин (John Bardeen) и Уолтер Браттейн (Walter Brattain) изобрели транзистор, который был представлен широкой общественности в 1948 году. Несколько месяцев спустя Уильям Шокли
(William Shockley), один из сотрудников компании Bell, разработал модель переходного транзи стора. В 1956 году эти ученые были удостоены Нобелевской премии в области физики. Транзи стор, который, по сути, представляет собой твердотельный электронный переключатель, заме нил громоздкую и неудобную вакуумную лампу. Поскольку потребляемая транзисторами мощ ность незначительна, построенные на их основе компьютеры имели гораздо меньшие размеры и отличались более высоким быстродействием и эффективностью.
Транзисторы состоят главным образом из кремния и германия, а также добавок опреде ленного состава. Проводимость материала зависит от состава введенных примесей и может быть отрицательной, т.е. N типа, или положительной, P типа. Материал обоих типов является проводником, позволяющим электрическому току выбирать любое направление. Однако при соединении материалов разных типов возникает барьер, в результате чего электрический ток определенной полярности течет только в одном направлении. Именно поэтому такой матери ал называется полупроводником.
Для создания транзистора материалы P и N типа следует разместить “спиной друг к дру гу”, т.е. поместить пластину одного типа между двумя пластинами другого типа. Если матери ал средней пластины обладает проводимостью P типа, то транзистор будет обозначен как
NPN, а если N типа — то как PNP.
В транзисторе NPN одна из пластин N типа, на которую обычно подается ток отрицательно го потенциала, называется эмиттером. Средняя пластина, выполненная из материала P типа,
называется базой. Вторая пластина полупроводника N типа называется коллектором.
Транзистор NPN по своей структуре похож на триодную электронную лампу: эмиттер является эквивалентом катода, база эквивалентна управляющей сетке, а коллектор подобен аноду. Изменяя потенциал электрического тока, проходящего через базу, можно управлять потоком электронов, проходящим между эмиттером и коллектором.
По сравнению с электронной лампой транзистор, используемый в качестве переключате ля, обладает гораздо большей эффективностью, причем его размеры могут быть поистине микроскопическими. В июне 2001 года разработчики компании Intel представили наимень шие и при этом наиболее быстродействующие кремниевые транзисторы, величина которых достигает всего лишь 20 нанометров (1 нанометр равен 1 миллиардной части метра).
Как ожидается, эти транзисторы впервые появятся в процессорах образца 2007 года, которые будут содержать около миллиарда транзисторов, работающих с тактовой частотой 20 ГГц!
Для сравнения: по данным на 2001 год, процессор AMD Athlon XP содержит более 37,5 млн.
транзисторов, а Pentium 4 включает около 42 млн. транзисторов.

46
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
Переход с вакуумных электронных ламп на транзисторы положил начало процессу миниатюризации, который продолжается и по сей день. Современные модели портативных или карманных компьютеров, работающих на аккумуляторах, имеют более высокую произво дительность, чем системы, занимавшие когда то целые комнаты и потреблявшие огромное количество электроэнергии.
Хотя вакуумные лампы были вытеснены транзисторами и интегральными схемами, они все же остаются популярными в сфере высококачественного аудиооборудования, так как по зволяют достичь более чистого и ясного звучания, чем транзисторы. Поскольку персональные компьютеры все чаще используются для обработки и воспроизведения звука, компания
AOpen (подразделение Acer) представила системную плату (AX4B 533 Tube) со сдвоенной вакуумной лампой и специальной архитектурой, уменьшающей генерацию помех. Использо вание этой системной платы позволяет достичь великолепных результатов при воспроизве дении музыкальных композиций.
Èíòåãðàëüíûå ñõåìû
В 1959 году сотрудники компании Texas Instruments изобрели интегральную схему — полу проводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько расположенных на одном кристалле транзисторов. В первой интегральной схеме их было всего шесть. Для сравне ния заметим, что микропроцессор Pentium Pro состоит из 5,5 млн. транзисторов, а интегриро ванная кэш память, встроенная в одну из микросхем, содержит еще 32 млн. транзисторов. Сего дня во многих интегральных схемах используется несколько миллионов транзисторов.
Ïåðâûé ìèêðîïðîöåññîð
В 1998 году компания Intel отпраздновала свое тридцатилетие. Она была основана 18 июля
1968 года Робертом Нойсом (Robert Noyce), Гордоном Муром (Gordon Moore) и Эндрю Гро увом (Andrew Grove). Ученые поставили перед собой вполне определенную цель: создать прак тичную и доступную полупроводниковую память. Ничего подобного ранее не создавалось, учи тывая тот факт, что запоминающее устройство на кремниевых микросхемах стоило по крайней мере в сто раз дороже обычной для того времени памяти на магнитных сердечниках. Стоимость полупроводниковой памяти достигала одного доллара за бит, в то время как запоминающее устройство на магнитных сердечниках стоило всего лишь около пенни за бит. Вот что сказал
Роберт Нойс: “Нам было необходимо сделать лишь одно — уменьшить стоимость в сто раз и тем самым завоевать рынок. Именно этим мы в основном и занимались”.
В 1970 году Intel выпустила микросхему памяти емкостью 1 Кбит, намного превысив емкость существующих в то время микросхем. (1 Кбит равен 1024 битам, один байт состоит из 8 битов, т.е. эта микросхема могла хранить всего 128 байт информации, что по современ ным меркам ничтожно мало.) Созданная микросхема, известная как динамическое оператив ное запоминающее устройство 1103 (DRAM), стала к концу следующего года наиболее про даваемым полупроводниковым устройством в мире. К этому времени Intel выросла из горст ки энтузиастов в компанию, насчитывающую более ста служащих.
Японская компания Busicom обратилась к Intel с просьбой разработать набор микросхем для семейства высокоэффективных программируемых калькуляторов. В то далекое время ло гические микросхемы разрабатывались непосредственно для определенного приложения или программы. Большая часть микросхем, входящих в этот заказ, была предназначена для вы полнения строго определенного круга задач, поэтому ни одна из них не могла получить широ кого распространения.
Первоначальная конструкция калькулятора компании Busicom предусматривала по крайней мере 12 микросхем различных типов. Инженер компании Intel Тед Хофф (Ted Hoff) отклонил данную концепцию и вместо этого разработал однокристальное логическое устройство, полу чающее команды приложения из полупроводниковой памяти. Этот центральный процессор управлялся программой, которая позволяла адаптировать функции микросхемы для выполне

Ñîâðåìåííûå êîìïüþòåðû
47
ния поступающих задач. Микросхема была универсальной по своей природе, т.е. ее применение не ограничивалось калькулятором. Логические же модули других конструкций имели только одно назначение и строго определенный набор встроенных команд. Новая микросхема могла считывать из памяти набор команд, которые и использовались для управления ее функциями.
Тед Хофф стремился разработать вычислительное устройство, размещенное в одной микросхе ме и выполняющее самые разные функции в зависимости от получаемых команд.
С этой микросхемой была связана одна проблема: все права на нее принадлежали исключи тельно компании Busicom. Тед Хофф и другие разработчики понимали, что данная конструкция имеет практически неограниченное применение, позволяя преобразовывать “несуразные”
машины в настоящие интеллектуальные системы. Они настояли на том, чтобы Intel выкупила права на созданную микросхему. Основатели Intel Гордон Мур и Роберт Нойс всячески поддер живали создание новой микросхемы, в то время как другие сотрудники компании были обеспо коены тем, что это нанесет удар по основной деятельности Intel — продаже оперативной памяти.
Каждый микрокомпьютер Intel, состоящий из четырех микросхем, содержал в те времена по два модуля памяти. Вот что сказал бывший коммерческий директор Intel: “Вначале я относился к этой архитектуре, как к способу выгодной реализации большого количества микросхем памяти,
и именно в это направление мы собирались вкладывать дополнительные средства”.
Компания Intel предложила Busicom вернуть отданные ею за лицензию 60 тыс. долларов в обмен на право распоряжаться разработанной микросхемой. Японская фирма, находящаяся в тяжелом финансовом положении, согласилась. В это время никто из производителей, равно как и сама Intel, не смогли в полной мере оценить важность этого события. Как оказалось впоследствии, именно эта сделка определила будущее Intel. В 1971 году появился первый
4 разрядный микрокомпьютерный набор 4004 (термин микропроцессор появился значительно позднее). Микросхема размером с ноготь большого пальца содержала 2 300 транзисторов,
стоила 200 долларов и по своим параметрам была сопоставима с первой электронно вычис лительной машиной ENIAC. Как уже отмечалось, в системе ENIAC, созданной в 1946 году,
было около 18 тыс. вакуумных электронных ламп; она занимала 3 000 кубических футов
(85 кубических метров). Микропроцессор 4004 выполнял 60 тыс. операций в секунду, что яв лялось на то время невероятным достижением.
В 1972 году был выпущен преемник 4004 — 8 разрядный микропроцессор 8008. А в 1981 году семейство процессоров Intel пополнилось новой 16 разрядной моделью 8086 и 8 разрядной
8088. Эти процессоры получили в течение всего лишь одного года около 2 500 наград за техноло гические новшества и достижения в сфере вычислительных систем. В число призеров вошла и одна из разработок IBM, ставшая впоследствии первым персональным компьютером.
В 1982 году Intel представила микропроцессор 286, содержащий 134 тыс. транзисторов.
По эффективности он превосходил другие 16 разрядные процессоры того времени примерно в три раза. Благодаря концепции внутрикристальной памяти он стал первым микропроцессо ром, совместимым со своими предшественниками. Этот качественно новый микропроцессор был затем использован в эпохальном компьютере PC AT компании IBM.
В 1985 году появился 32 разрядный процессор Intel 386. Он содержал 275 тыс. транзисто ров и выполнял более 5 млн. операций в секунду (Million Instruction Per Second — MIPS).
Компьютер DESKPRO 386 компании Compaq был первым ПК, созданным на базе нового микропроцессора.
Следующим из семейства Intel стал процессор 486, появившийся в 1989 году. Этот про цессор содержал уже 1,2 млн. транзисторов и первый встроенный сопроцессор. Он работал в
50 раз быстрее процессора 4004, и его производительность была эквивалентна производи тельности мощных мэйнфреймов.
В 1993 году Intel представила первый процессор Pentium, производительность которого выросла в пять раз по сравнению с семейством Intel 486. Pentium содержал 3,1 млн. транзи сторов и выполнял до 90 млн. операций в секунду, что примерно в 1 500 раз выше быстродей ствия процессора 4004.

48
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
Çàìå÷àíèå
Îñíîâàíèåì äëÿ ïåðåõîäà Intel îò íóìåðàöèè ïðîöåññîðîâ (386/486) ê èñïîëüçîâàíèþ ðàçëè÷íûõ
íàçâàíèé (Pentium/Pentium Pro) ïîñëóæèë òîò ôàêò, ÷òî ÷èñëîâîå çíà÷åíèå íå ïîçâîëÿåò äîëæíûì
îáðàçîì îáåñïå÷èòü áåçîïàñíîñòü çàðåãèñòðèðîâàííîé òîðãîâîé ìàðêè è èçáåæàòü èñïîëüçîâàíèÿ
òîãî æå íîìåðà äëÿ íóìåðàöèè ñîâåðøåííî èäåíòè÷íîé ìèêðîñõåìû, ðàçðàáîòàííîé êîíêóðåíòàìè.
Процессор семейства P6, называемый Pentium Pro, появился на свет в 1995 году. Он со держал 5,5 млн. транзисторов и являлся первым процессором, кэш память второго уровня ко торого была размещена прямо на кристалле, что позволяло значительно повысить его быст родействие. Даже в наше время процессор Pentium Pro, выполняющий до 300 млн. команд в секунду, все еще используется для многопроцессорных серверов и высокоэффективных ра бочих станций.
Компания Intel пересмотрела архитектуру P6 (Pentium Pro) и в мае 1997 года представила процессор Pentium II. Он содержит 7,5 млн. транзисторов, упакованных, в отличие от тради ционного процессора, в картридж, что позволило разместить кэш память L2 непосредственно в модуле процессора. В апреле 1998 года семейство Pentium II пополнилось дешевым процес сором Celeron, используемым в домашних ПК, и профессиональным процессором Pentium II
Xeon, предназначенным для серверов и рабочих станций. В 1999 году Intel выпустила процес сор Pentium III, который представлял собой, по сути, Pentium II, содержащий инструкции
SSE (Streaming SIMD Extensions).
В то время как процессор Pentium стремительно занимал доминирующее положение на рынке, компания AMD приобрела компанию NexGen, работавшую над процессором Nx686.
В результате слияния компаний появился процессор AMD К6. Этот процессор как в аппарат ном, так и программном отношении был совместим с процессором Pentium, т.е. устанавливал ся в гнездо Socket 7 и выполнял те же программы. AMD продолжила разработку более быст рых версий процессора K6 и завоевала значительную часть рынка ПК среднего класса.
В 1998 году Intel впервые интегрировала кэш память второго уровня непосредственно в кристалл процессора (работающего на полной тактовой частоте ядра процессора), что по зволило существенно повысить его быстродействие. Для этого вначале был использован про цессор второго поколения Celeron (созданный на основе ядра Pentium II), а также кристалл
Pentium IIPE (с расширенными вычислительными возможностями), применяемый только в портативных системах. Первым процессором для настольных вычислительных машин старшей модели, содержащим встроенную кэш память второго уровня и работающим с пол ной частотой ядра, стал процессор второго поколения Pentium III (созданный на основе ядра
Coppermine), представленный в конце 1999 года. После этого практически все основные изго товители процессоров также начали встраивать кэш память второго уровня в кристалл про цессора, причем эта тенденция сохраняется и по сей день.
В 1999 году AMD представила процессор Athlon, который позволил ей конкурировать с Intel на рынке высокоскоростных настольных ПК практически на равных. Этот процессор оказался весьма удачным, и компания Intel получила в его лице достойного соперника в об ласти наиболее производительных систем.
Следующий, 2000 год ознаменовался появлением на рынке новых разработок этих компа ний. Так, например, AMD впервые представила процессоры Athlon Thunderbird и Duron.
Процессор Duron, по существу, идентичен процессору Athlon и отличается от него только меньшим объемом кэш памяти второго уровня; Thunderbird, в свою очередь, использует ин тегрированную кэш память, что позволяет значительно повысить его быстродействие. Duron представляет собой более дешевую версию процессора Athlon, которая была разработана в первую очередь для того, чтобы составить достойную конкуренцию недорогим процессорам
Celeron, созданным в Intel.

Ðîæäåíèå ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà
49
Компания Intel в 2000 году представила Pentium 4, новейший процессор из семейства
IA 32. Компания также анонсировала процессор Itanium (кодовое имя Merced), который стал первым представителем 64 разрядных процессоров Intel (IA 64). Благодаря этому процессору в недалеком будущем появятся совершенно новые операционные системы и приложения,
которые, тем не менее, будут совместимы с 32 разрядным программным обеспечением.
В 2000 году произошло еще одно знаменательное событие, имеющее историческое значе ние: компании Intel и AMD пересекли барьер в 1 ГГц, который до того времени многим казал ся непреодолимым.
В 2001 году Intel представила новую версию процессора Pentium 4 с рабочей частотой
2 ГГц, который стал первым процессором ПК, достигшим подобного быстродействия. Кроме этого, компанией AMD был представлен процессор Athlon XP, созданный на основе нового ядра Palomino, а также Athlon МР, разработанный специально для многопроцессорных сер верных систем. В течение 2001 года AMD и Intel продолжили работу над повышением быст родействия разрабатываемых микросхем и улучшением параметров существующих процес соров Pentium III/Celeron, Pentium 4 и Athlon/Duron.
В 2002 году Intel представила процессор Pentium 4, впервые достигший рабочей частоты
3,06 ГГц. Последующие за ним процессоры будут также поддерживать технологию Hyper
Threading (HT), благодаря которой компьютер с одним процессором превращается в вирту альную двухпроцессорную систему. Одновременное выполнение двух потоков приложений дает для процессоров с технологией HT прирост производительности 25–40% по сравнению с обычными процессорами Pentium 4. Данная технология совместима с Windows XP Home
Edition, которая, однако, не поддерживает обычные двухпроцессорные системные платы.
В 2003 году компания AMD выпустила свой первый 64 разрядный процессор Athlon 64
(кодовое наименование ClawHammer, или K8). В отличие от серверных 64 разрядных про цессоров Intel — Itanium и Itanium 2, оптимизированных для новой 64 разрядной архитекту ры программных систем и довольно медленно работающих с традиционными 32 разрядными программами, Athlon 64 воплощает в себе 64 разрядное расширение семейства x86, предста вителями которого являются более ранние процессоры Athlon, Pentium 4 и др. Поэтому
Athlon 64 выполняет 32 разрядные приложения так же эффективно, как и 64 разрядные.
Ðîæäåíèå ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà
В 1973 году были разработаны первые микропроцессорные комплекты на основе микро процессора 8008. Правда, они годились разве что для демонстрации своих возможностей и включения индикаторов. В конце 1973 года Intel выпустила микропроцессор 8080, быстро действие которого было в 10 раз выше, чем у 8008, и который мог адресовать память объемом до 64 Кбайт. Это стало толчком к промышленному производству ПК.
В 1975 году фотография комплекта Altair компании MITS была помещена на обложку ян варского номера журнала Popular Electronic. Этот комплект, который можно считать первым
ПК, состоял из процессора 8080, блока питания, лицевой панели с множеством индикаторов и запоминающего устройства емкостью 256 байт (не килобайт!). Стоимость комплекта состав ляла 395 долларов, и покупатель должен был сам собрать компьютер. Этот ПК был построен по схеме с открытой шиной (разъемами), что позволяло другим фирмам разрабатывать дополнительные платы и периферийное оборудование. Появление нового процессора стиму лировало разработку различного программного обеспечения, включая операционную систему
CP/M (Control Program for Microprocessors) и первый язык программирования BASIC
(Beginners All purpose Symbolic Instruction Code) компании Microsoft.
В 1975 году IBM впервые выпустила устройство, которое можно было бы назвать персональным компьютером. Модель 5100 имела память емкостью 16 Кбайт, встроенный дисплей на 16 строк по 64 символа, интерпретатор языка BASIC и кассетный накопитель
DС 300. Однако стоимость компьютера (9 000 долларов) для рядового покупателя оказалась слишком высокой, особенно если учесть, что множество любителей (названных позже хаке

50
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
рами) предлагали собственные комплекты всего за 500 долларов. Очевидно, что ПК компании
IBM не могли выдержать такой конкуренции на рынке и продавались очень плохо.
До появления известного сейчас IBM PC (модель 5150) были разработаны модели 5110
и 5120. Хотя эти компьютеры и предшествовали IBM PC, они не имели с ним ничего общего.
IBM PC был больше похож на выпущенную в 1980 году для применения в офисах модель
System/23 DataMaster.
В 1976 году новая компания Apple Computer вышла на рынок с компьютером Apple I
стоимостью 666 долларов. Его системная плата была привинчена к куску фанеры, а корпуса и блока питания не было вообще. Было выпущено всего несколько экземпляров этого компь ютера, которые впоследствии продавались коллекционерам за 20 тыс. долларов. Но появив шийся в 1977 году компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих моделей,
включая и IBM PC.
К 1980 году на рынке микрокомпьютеров доминировали две базовые модели компьютер ных систем. Это был Apple II, имевший множество преданных пользователей и гигантское количество программ, и несколько других моделей, происходивших от комплекта Altair. Эти компьютеры были совместимы один с другим, имели одну операционную систему (CP/M)
и стандартные разъемы расширения с шиной S 100 (по 100 контактов на разъем). Все они со бирались различными компаниями и продавались под разными названиями. Но в большин стве случаев ими использовались одинаковые программные и аппаратные части. Интересно отметить, что ни один компьютер не был совместим ни с одним из двух основных современ ных стандартов ПК — ни с IBM, ни с Mac.
Новый конкурент, появившийся на горизонте, дал возможность определить факторы бу дущего успеха персонального компьютера: открытая архитектура, слоты расширения, сборная конструкция, а также поддержка аппаратного и программного обеспечения различных ком паний. Конкурентом, как ни удивительно, оказался компьютер компании IBM, до сих пор за нимавшейся только мощными производственными мэйнфреймами. Этот компьютер, по су ществу, напоминал раннюю версию Apple, в то время как системы Apple приобретали черты,
более подходящие для IBM. Открытая архитектура IBM PC и закрытая архитектура компью теров Macintosh произвели настоящий переворот в компьютерной индустрии.
Ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð êîìïàíèè IBM
В конце 1980 года IBM наконец то решила выйти на стремительно развивающийся рынок дешевых ПК. Для разработки нового компьютера она основала в городе Бока Ратон
(шт. Флорида) свое отделение Entry Systems Division. Небольшую группу из 12 человек воз главил Дон Эстридж (Don Estridge), а главным конструктором был Льюис Эггебрехт (Lewis
Eggebrecht). Именно эта группа и разработала первый настоящий IBM PC. (Модель 5100,
разработанную в 1975 году, IBM считала интеллектуальным программируемым терминалом,
а не подлинным компьютером, хотя, в сущности, это был настоящий компьютер.) Почти все инженеры группы ранее работали над проектом компьютера System/23 DataMaster, поэтому он фактически оказался прообразом IBM PC.
Многое в конструкции IBM PC было заимствовано от DataMaster. Так, например, рас кладка и электрическая схема клавиатуры были скопированы с DataMaster; правда, в IBM PC
дисплей и клавиатура были автономны, в отличие от DataMaster, где они объединялись в од но устройство (что было неудобно).
Были заимствованы и некоторые другие компоненты, включая системную шину (разъемы ввода вывода), причем использовались не только те же самые 62 контактные разъемы, но и разводка контактов. В IBM PC применялись те же контроллеры прерываний и прямого дос тупа к памяти, что и в DataMaster. При этом платы расширения, разработанные для DataMas ter, можно было использовать и в IBM PC.

20 ëåò ñïóñòÿ
51
Однако в DataMaster применялся процессор 8085 компании Intel, который мог адресовать всего 64 Кбайт памяти и имел 8 разрядные внутреннюю и внешнюю шины данных. Из за этих ограничений в IBM PC использовался процессор 8088, который имел адресное пространство
1 Мбайт, 16 разрядную внутреннюю шину данных, но внешняя шина данных была 8 разряд ной. Благодаря 8 разрядной внешней шине данных и аналогичной системе команд можно было использовать устройства, разработанные ранее для DataMaster.
Компания IBM создала компьютер менее чем за год, максимально внедрив в него имев шиеся разработки и компоненты других производителей. Группе Entry Systems Division была предоставлена большая независимость, чем другим подразделениям: им было разрешено использовать услуги и продукцию других фирм в обход бюрократического правила, предпи сывающего использовать в разработках только изделия IBM. Например, языки программиро вания и операционную систему для IBM PC разрабатывала Microsoft.
Çàìå÷àíèå
Èíòåðåñíî, ÷òî IBM ñíà÷àëà îáðàòèëàñü ê Digital Research, ñîçäàòåëþ îïåðàöèîííîé ñèñòåìû CP/M,
íî òå íå çàèíòåðåñîâàëèñü ýòèì ïðåäëîæåíèåì. Òîãäà çà äåëî âçÿëàñü Microsoft, êîòîðàÿ ïîçäíåå
ïðåâðàòèëàñü â êðóïíåéøóþ â ìèðå êîìïàíèþ — èçãîòîâèòåëÿ ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ. IBM ôàêòè-
÷åñêè ïðåäëîæèëà èì ñîòðóäíè÷àòü è ïîääåðæàòü íîâûé êîìïüþòåð.
С рождением IBM PC 12 августа 1981 года в мире микрокомпьютерной индустрии появился новый стандарт. С тех пор были проданы сотни миллионов PC совместимых компьютеров, а на его основе выросло огромное семейство компьютеров и периферийных устройств. Программно го обеспечения для этого семейства создано больше, чем для любой другой системы.
20 ëåò ñïóñòÿ
После появления первого IBM PC прошло более 20 лет, и за это время, конечно, многое изменилось. Например, IBM совместимые компьютеры, ранее использовавшие процессор
8088 с тактовой частотой 4,77 МГц, теперь на основе процессора Pentium 4 работают с такто вой частотой 3 ГГц и выше, быстродействие современных систем выросло более чем в
20 000 (!) раз (имеется в виду общая производительность, а не только тактовая частота). Пер вый IBM PC имел два односторонних накопителя на гибких дисках емкостью 160 Кбайт и использовал операционную систему DOS 1.0, а современные компьютеры работают с жест кими дисками емкостью в 20 Гбайт и выше.
В компьютерной индустрии производительность процессора и емкость дисковых накопи телей удваиваются, как правило, каждые 2–3 года (этот закон носит имя одного из основате лей Intel Гордона Мура).
Следует отметить еще один важный момент: IBM перестала быть единственным производи телем PC совместимых компьютеров. Конечно, IBM разработала и продолжает разрабатывать стандарты, которым должны соответствовать совместимые компьютеры, но она уже не является монополистом на рынке. Часто новые стандарты для ПК разрабатывают другие компании.
Сегодня Intel разрабатывает большинство стандартов аппаратного обеспечения, а Microsoft —
программного. Именно из за того, что продукты этих двух компаний доминируют на рынке ПК,
сами персональные компьютеры часто называют Wintel. Хотя изначально компания AMD
выпускала по лицензии процессоры Intel и затем представила собственные процессоры
(AMD 484, K5/K6), совместимые по контактам с процессорами Pentium, начиная с семейства
Athlon она перешла к созданию процессоров собственной архитектуры, которые стали достой ными конкурентами для Pentium II/III/4.
Последние несколько лет компании Intel, Microsoft и AMD принимают основное участие в эволюции ПК. Разработка таких стандартов, как шины PCI и AGP, формфакторы систем ных плат ATX и NLX, гнезда и разъемы процессоров, а также многие другие нововведения ясно демонстрируют лидерство Intel в развитии персональных компьютеров. Кроме того,

52
Ãëàâà 1

Ïðîèñõîæäåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ
Intel создает наборы микросхем, поддерживающие перечисленные выше технологии и новые процессоры. Компания AMD также создает наборы микросхем для собственных процессоров,
однако эти наборы в основном служат другим разработчикам в качестве эталона для реализа ции своих продуктов. Более того, системы с процессорами AMD обеспечивают производи тельность, сопоставимую с основанными на продуктах Intel компьютерами, причем за более низкую цену. Аналогичным образом компания Microsoft является лидером на рынке про граммного обеспечения и постоянно развивает операционную систему Windows, приложения
Office и т.п. Как Intel, так и Microsoft формируют спрос на Internet, мультимедиа и прочие современные технологии. Интерактивные компьютерные игры, монтаж DVD фильмов, ши рокополосный доступ к Internet и печать изображений с фотографическим качеством — все эти возможности для многих становятся причиной покупки нового ПК. Хотя продажи ком пьютеров резко упали по сравнению с серединой и концом 1990 годов, пользователи по прежнему приобретают новые системы для рабочих или развлекательных нужд. Сотни ком паний выпускают PC совместимые компьютеры, известны тысячи производителей электрон ных компонентов. Все это способствует как расширению рынка, так и улучшению потреби тельских качеств PC совместимых компьютеров.
PC совместимые компьютеры столь широко распространены не только потому, что совместимую аппаратуру легко собирать, но и потому, что операционные системы поставляет не IBM, а другие компании, например Microsoft. Ядром программного обеспечения компью тера является BIOS (Basic Input Output System), производимая различными компаниями
(например, Phoenix, AMI и др.). Многие производители лицензируют программное обеспече ние BIOS и операционные системы, предлагая свои совместимые компьютеры. Вобрав в себя все лучшее, что было в системах CP/M и UNIX, DOS стала доступной для большинства существовавших программных продуктов. Успех Windows привел к тому, что разработчики программ все чаще стали создавать свои продукты для PC совместимых компьютеров.
Системы Macintosh компании Apple никогда не пользовались таким успехом, как PC сов местимые модели. Это связано с тем, что Apple сама распоряжается всем программным обес печением и не предоставляет его другим компаниям для использования в совместимых ком пьютерах.
После нескольких лет постоянного снижения своей доли на рынке, компания Apple, по хоже, осознала, что отказ предоставить лицензию на свою операционную систему сторонним компаниям был большой ошибкой. Поэтому начиная с середины 90 х годов прошлого века
Apple стала лицензировать программное обеспечение таким компаниям, как Power
Computing. Однако некоторое время спустя Apple снова аннулировала свои лицензионные соглашения с рядом компаний. Поскольку Macintosh продолжает оставаться компьютером с закрытой архитектурой, другие компании не в состоянии разрабатывать аналогичные систе мы, а потому единственным производителем Apple совместимых компьютеров является, соб ственно, сама компания Apple. Хотя выпуск на рынок таких недорогих систем, как iMac, и рост популярности компьютеров Apple в образовательной и культурной среде помогли ком пании улучшить свое положение дел, компьютеры Macintosh не могут конкурировать со стандартными ПК, так как созданы на основе полностью закрытой для сторонних разработ чиков архитектуры. Жесткая конкуренция между производителями и поставщиками ПК ста ла причиной того, что персональные системы обладают впечатляющими возможностями, дос тупными за относительно небольшую цену.
Сегодня рынок PC совместимых компьютеров продолжает развиваться. При разработке новых моделей используются все более совершенные технологии. Поскольку эти типы ком пьютерных систем используют самое разнообразное программное обеспечение, по видимому,
в течение ближайших 20 лет доминировать на рынке будут PC совместимые компьютеры.

20 ëåò ñïóñòÿ
53
Çàêîí Ìóðà
 1965 ãîäó Ãîðäîí Ìóð ïðè ïîäãîòîâêå äîêëàäà î ïåðñïåêòèâàõ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðíîé ïàìÿòè
îáíàðóæèë èíòåðåñíóþ îñîáåííîñòü: åìêîñòü êàæäîé íîâîé ìèêðîñõåìû ïàìÿòè óäâàèâàåòñÿ ïî
ñðàâíåíèþ ñ åå ïðåäøåñòâåííèöåé, à ñàìà íîâàÿ ìèêðîñõåìà ïîÿâëÿåòñÿ êàæäûå 18–24 ìåñÿöà.
Ïîñòðîèâ ëèíèþ òðåíäà, Ìóð îòìåòèë, ÷òî ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîìïüþòåðîâ áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ
ýêñïîíåíöèàëüíî ïî âðåìåíè.
Ýòó çàâèñèìîñòü ñòàëè íàçûâàòü
çàêîíîì Ìóðà. Êñòàòè, ýòîò çàêîí îïèñûâàåò íå òîëüêî ðîñò åìêî-
ñòè îïåðàòèâíîé ïàìÿòè, îí ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñòåïåíè ðîñòà áûñòðîäåéñòâèÿ
ïðîöåññîðîâ è åìêîñòè æåñòêèõ äèñêîâ. Çà 26 ëåò êîëè÷åñòâî òðàíçèñòîðîâ ïðîöåññîðà óâåëè÷è-
ëîñü â 18 òûñ. ðàç: îò 2,3 òûñ. â ïðîöåññîðå 4004 äî 140 ìëí. â Pentium III Xeon. Ïðåäïîëàãàåòñÿ,
÷òî ê 2007 ãîäó êîìïàíèÿ Intel âûïóñòèò ïðîöåññîðû ñ ðàáî÷åé ÷àñòîòîé ñâûøå 20 ÃÃö, ñîäåðæà-
ùèå áîëåå îäíîãî ìèëëèàðäà òðàíçèñòîðîâ.
Что нас ждет в будущем? Для рынка ПК можно с уверенностью сказать лишь одно:
компьютеры будут быстрее, меньше и дешевле. Согласно закону Мура, купленный вами сего дня компьютер будет работать в два раза медленнее и хранить в два раза меньше данных по сравнению с системой, купленной через 2 года. Но самое удивительное в том, что прогресс на этом остановится: уже сейчас срок морального старения компьютера вплотную приблизился к отметке в один год.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал