Реферат: Развитие вычислительной техники во второй половине XX в.

КафедраФилософии РАН

ИнститутПрикладной Математики им. М.В.Келдыша РАН

РЕФЕРАТ

по истории и философии науки

Развитие вычислительной техники во второй половине XXв.

Специальность:

05.13.11 — математическое и программное обеспечение вычислительныхмашин, комплексов и компьютерных сетей.

Выполнил:

аспирант

Бугеря Александр Борисович

Проверил:

научный руководитель докторфиз.-мат.наук

Андрианов АлександрНиколаевич

Москва 2006

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Содержание

 TOC o «1-3» h z Введение. PAGEREF _Toc135577957 h 1

Историятехнологий и поколений ЭВМ… PAGEREF _Toc135577958 h 2

Механические предпосылки. PAGEREF _Toc135577959 h 2

ЭВМ 1-ого поколения. Эниак (ENIAC)PAGEREF _Toc135577960 h 2

Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения.PAGEREF _Toc135577961 h 5

Интегральные схемы. ЭВМ 3-гопоколения. PAGEREF _Toc135577962 h 6

Сверхбольшие интегральные схемы(СБИС). ЭВМ 4-го поколения. PAGEREF _Toc135577963 h 7

Искусственный интеллект. ЭВМ 5-го поколения. PAGEREF _Toc135577964 h 7

Историяразвития персональных ЭВМ (PC– PersonalComputer)PAGEREF _Toc135577965 h 8

Рольвычислительной техники в жизни человека. PAGEREF _Toc135577966 h 14

Перспективыразвития вычислительной техники. PAGEREF _Toc135577967 h 18

Заключение. PAGEREF _Toc135577968 h 19

Списоклитературы… PAGEREF _Toc135577969 h 20

Введение

Слово«компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребностьв автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно.Более1500 лет тому назад для счетаиспользовались счетные палочки, камешки и т.д.

В наше время трудно представить себе, что безкомпьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годоввычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, аих применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и малоизвестным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое вкорне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер вповседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякогосомнения знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel изнебольшого американского городка с красивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор.Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем –персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, отучащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.

В конце XX века невозможно представить себежизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, ставглавным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множествокомпьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения ипоколений.

В данномреферате мы рассмотрим историю развития вычислительной техники во второйполовине XX века, атакже краткий обзор о возможностях применения современных вычислительных системи дальнейшие тенденции развития персональных компьютеров.

История технологий и поколений ЭВМTC «История технологий и поколенийЭВМ» f C l «1» <span Times New Roman",«serif»">Механические предпосылки<span Times New Roman",«serif»">TC «Механические предпосылки» f C l «2» <span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">

Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля,который в 1642г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел.Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла толькоскладывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксациирезультата. Машина Паскаля имела размеры 36<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´

13<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´8сантиметров, этот небольшой латунный ящичек было удобно носить с собой.Инженерные идеи Паскаля оказали огромное влияние на многие другие изобретения вобласти вычислительной техники.

Уроженец Эльзаса Карл Томас, основатель и директордвух парижских страховых обществ в 1818 году сконструировал счетную машину,уделив основное внимание технологичности механизма, и назвал ее арифмометром.Уже через три года в мастерских Томаса было изготовлено 16 арифмометров, азатем и еще больше. Таким образом, Томас положил начало счетномумашиностроению. Его арифмометры выпускали в течение ста лет, постоянносовершенствуя и меняя время от времени названия.

Начиная с XIX века, арифмометры получили оченьширокое применение. На них выполнялись даже очень сложные расчеты, например,расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала дажеособая профессия – счетчик – человек, работающий с арифмометром, быстро и точнособлюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательностьдействий впоследствии стали называть программой).

В первые десятилетия XX века конструкторы об­ра­тиливнимание на возможность применения в счет­ных устройствах новых элементов –электромагнитных реле. В 1941 году немецкий инженер Конрад Цузе, построилвычислительное устройство, работающее на таких реле.

<span Times New Roman",«serif»">ЭВМ 1-ого поколения. Эниак (<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">ENIAC<span Times New Roman",«serif»">)<span Times New Roman",«serif»">

Начиная с 1943 года группа специалистов подруководством Говарда Эйкена, Дж. Моучли и П. Эккерта в США началаконструировать вычислительную машину на основе электронных ламп, а не наэлектромагнитных реле. Эта машина была названа ENIAC (Electronic NumeralIntegrator And Computer) и работала она в тысячу раз быстрее, чем легендарныйгарвардский «Марк-1», который был создан на основе электромагнитных реле. ENIACсодержал 18 тысяч вакуумных ламп, занимал площадь 9<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">´

15 метров, весил 30тонн и потреблял мощность 150 киловатт. ENIAC имел и существенный недостаток –управление им осуществлялось с помощью коммутационной панели, у негоотсутствовала память, и для того чтобы задать программу приходилось в течениенескольких часов или даже дней подсоединять нужным образом провода. Худшим извсех недостатков была ужасающая ненадежность компьютера, так как за день работыуспевало выйти из строя около десятка вакуумных ламп.

Чтобы упростить процесс задания программ, Моучли иЭккерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своейпамяти. В 1945 году к работе был привлечен знаменитый математик Джон фонНейман, который подготовил доклад об этой машине. В этом докладе фон Нейманясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальныхвычислительных устройств, т.е. компьютеров. Это первая действующая машина,построенная на вакуумных лампах, официально была введена в эксплуатацию 15февраля 1946 года. Эту машину пытались использовать для решения некоторыхзадач, подготовленных фон Нейманом и связанных с проектом атомной бомбы. Затемона была перевезена на Абердинский полигон, где работала до 1955 года.

ENIAC стал первым представителем 1-го поколениякомпьютеров. Любая классификация условна, но большинство специалистовсогласилось с тем, что различать поколения следует исходя из той элементнойбазы, на основе которой строятся машины. Таким образом, первое поколениепредставляется ламповыми машинами.

Устройство и работа компьютера по «принципу фонНеймана»

Необходимо отметить огромную роль американскогоматематика фон Неймана в становлении техники первого поколения. Нужно былоосмыслить сильные и слабые стороны ENIAC и дать рекомендации для последующихразработок. В отчете фон Неймана и его коллег Г. Голдстайна и А.Беркса (июнь1946 года) были четко сформулированы требования к структуре компьютеров.Отметим важнейшие из них:

·<span Times New Roman"">        

машины на электронных элементах должны работать не вдесятичной, а в двоичной системе счисления;

·<span Times New Roman"">        

программа, как и исходные данные, должна размещаться впамяти машины;

·<span Times New Roman"">        

программа, как и числа, должна записываться в двоичномкоде;

·<span Times New Roman"">        

трудности физической реализации запоминающего устройства,быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем, требуютиерархической организации памяти (то есть выделения оперативной, промежуточнойи долговременной памяти);

·<span Times New Roman"">        

арифметическое устройство (процессор) конструируется наоснове схем, выполняющих операцию сложения; создание специальных устройств длявыполнения других арифметических и иных операций нецелесообразно;

·<span Times New Roman"">        

в машине используется параллельный принцип организациивычислительного процесса (операции над числами производятся одновременно повсем разрядам).

На следующем рисунке показано, каковы должны бытьсвязи между устройствами компьютера согласно принципам фон Неймана (одинарныелинии показывают управляющие связи, пунктир — информационные).

<span Courier New"">Арифметическо-логическое

<span Courier New""> устройство

<span Courier New"">Устройство управления

<span Courier New"">

<span Courier New"">Внешние устройства

<img src="/cache/referats/22438/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044"> <img src="/cache/referats/22438/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1046"> <img src="/cache/referats/22438/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1047"> <div v:shape="_x0000_s1045">

<span Courier New"">

<span Courier New"">Оперативная память


Рисунок – Связимежду устройствами

Практически все рекомендации фон Нейманавпоследствии использовались в машинах первых трех поколений, их совокупностьполучила название «архитектура фон Неймана». Первый компьютер, в котором быливоплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английскимисследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо болеемощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с темипринципами, которые изложил в своем докладе в 1945 года Джон фон Нейман.

Новые машины первого поколения сменяли друг другадовольно быстро. В 1951 году заработала первая советская электроннаявычислительная машина МЭСМ, площадью около 50 квадратных метров. МЭСМ имела 2вида памяти: оперативное запоминающее устройство, в виде 4 панелей высотой в 3метра и шириной 1 метр; и долговременная память в виде магнитного барабанаобъемом 5000 чисел. Всего в МЭСМ было 6000 электронных ламп, а работать с нимиможно было только после 1,5-2 часов после включения машины. Ввод данныхосуществлялся с помощью магнитной ленты, а вывод – цифропечатающим устройствомсопряженным с памятью. МЭСМ могла выполнять 50 математических операций всекунду, запоминать в оперативной памяти 31 число и 63 команды (всего было 12различных команд), и потребляла мощность равную 25 киловаттам.

            В1952 году на свет появилась американская машина EDWAC. Стоит также отметить построенныйранее, в 1949 году, английский компьютер EDSAC (Electronic Delay StorageAutomatic Calculator) – первую машину с хранимой программой. В 1952 годусоветские конструкторы ввели в эксплуатацию БЭСМ – самую быстродействующуюмашину в Европе, а в следующем году в СССР начала работать «Стрела» – первая вЕвропе серийная машина высокого класса. Среди создателей отечественных машин впервую очередь следует назвать имена С.А. Лебедева, Б.Я. Базилевского, И.С.Брука, Б.И. Рамеева, В.А. Мельникова, М.А. Карцева, А.Н. Мямлина. В 50-х годахпоявились и другие ЭВМ: «Урал», М-2, М-3, БЭСМ‑2, «Минск‑1», – которыевоплощали в себе все более прогрессивные инженерные решения.

Проекты и реализация машин «Марк–1», EDSAC и EDVAC в Англии и США, МЭСМ в СССРзаложили основу для развёртывания работ по созданию ЭВМ вакуумноламповойтехнологии – серийных ЭВМ первого поколения. Разработка первой электроннойсерийной машины UNIVAC(UniversalAutomaticComputer)была начата примерно в 1947 г. Эккертом и Маучли. Первый образец машины (UNIVAC-1) был построен длябюро переписи США и пущен в эксплуатацию весной 1951 г. Синхронная,последовательного действия вычислительная машина UNIVAC-1 создана на базе ЭВМ ENIAC и EDVAC. Работала она с тактовой частотой2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп.

По сравнению с США, СССР и Англией развитие электроннойвычислительной техники в Японии, ФРГ и Италии задержалось. Первая японскаямашина «Фуджик» была введена в эксплуатацию в 1956 году, серийное производствоЭВМ в ФРГ началось лишь в 1958 году.

Возможности машин первого поколения были достаточноскромны. Так, быстродействие их по нынешним понятиям было малым: от 100(«Урал-1») до 20 000 операций в секунду (М-20 в 1959 году). Эти цифрыопределялись в первую очередь инерционностью вакуумных ламп и несовершенствомзапоминающих устройств. Объем оперативной памяти был крайне мал – в среднем2 048 чисел (слов), этого не хватало даже для размещения сложных программ,не говоря уже о данных. Промежуточная память организовывалась на громоздких итихоходных магнитных барабанах сравнительно небольшой емкости (5 120 слову БЭСМ-1). Медленно работали и печатающие устройства, а также блоки вводаданных. Если же остановиться подробнее на устройствах ввода-вывода, то можносказать, что с начала появления первых компьютеров выявилось противоречие междувысоким быстродействием центральных устройств и низкой скоростью работы внешнихустройств. Кроме того, выявилось несовершенство и неудобство этих устройств.Первым носителем данных в компьютерах, как известно, была перфокарта. Затемпоявились перфорационные бумажные ленты или просто перфоленты. Они пришли изтелеграфной техники после того, как в начале XIX в. отец и сын из Чикаго Чарлз и Говард Крамы изобрелителетайп.

ЭВМ первого поколения, эти жесткие и тихоходныевычислители, были пионерами компьютерной техники. Они довольно быстро сошли сосцены, так как не нашли широкого коммерческого применения из-за ненадежности,высокой стоимости, трудности программирования.

<span Times New Roman",«serif»">Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения.<span Times New Roman",«serif»">

Элементной базой второго поколения сталиполупроводники. Без сомнения, транзисторы можно считать одним из наиболеевпечатляющих чудес XX века.

Патент на открытие транзистора был выдан в 1948 годуамериканцам Д. Бардину и У.Браттейну, а через восемь лет они вместе стеоретиком В. Шокли стали лауреатами Нобелевской премии. Скорости переключенияуже первых транзисторных элементов оказались в сотни раз выше, чем ламповых,надежность и экономичность – тоже. Впервые стала широко применяться память наферритовых сердечниках и тонких магнитных пленках, были опробованы индуктивныеэлементы – параметроны.

Первая бортовая ЭВМ для установки намежконтинентальной ракете – «Атлас» – была введена в эксплуатацию в США в 1955году. В машине использовалось 20 тысяч транзисторов и диодов, она потребляла 4киловатта. В 1961 году наземные компьютеры «стретч»фирмы «Бэрроуз» управляли космическими полетами ракет «Атлас», а машины фирмы IBM контролировали полет астронавтаГордона Купера. Под контролем ЭВМ проходили полеты беспилотных кораблей типа«Рейнджер» к Луне в 1964 году, а также корабля «Маринер» к Марсу. Аналогичныефункции выполняли и советские компьютеры.

В 1956 г. фирмой IBM были разработаны плавающие магнитные головки на воздушнойподушке. Изобретение их позволило создать новый тип памяти – дисковыезапоминающие устройства, значимость которых была в полной мере оценена впоследующие десятилетия развития вычислительной техники. Первые запоминающиеустройства на дисках появились в машинах     IBM-305 и RAMAC. Последняя имела пакет,состоявший из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращалисьсо скоростью 12000 об/мин. НА поверхности диска размещалось 100 дорожек длязаписи данных, по 10000 знаков каждая.

Первые серийные универсальные ЭВМ на транзисторахбыли выпущены в 1958 году одновременно в США, ФРГ и Японии.

В Советском Союзе первые безламповые машины«Сетунь», «Раздан» и «Раздан‑2» были созданы в 1959‑1961 годах. В60-х годах советские конструкторы разработали около 30 моделей транзисторныхкомпьютеров, большинство которых стали выпускаться серийно. Наиболее мощный изних – «Минск‑32» выполнял 65 тысяч операций в секунду. Появились целыесемейства машин: «Урал», «Минск», БЭСМ.

Рекордсменом среди ЭВМ второго поколения стала БЭСМ‑6,имевшая быстродействие около миллиона операций в секунду – одна из самыхпроизводительных в мире. Архитектура и многие технические решения в этомкомпьютере были настолько прогрессивными и опережающими свое время, что онуспешно использовался почти до нашего времени.

Специально для автоматизации инженерных расчетов вИнституте кибернетики Академии наук УССР под руководством академика В.М.Глушкова были разработаны компьютеры МИР (1966) и МИР-2 (1969). Важной особенностьюмашины МИР-2 явилось использование телевизионного экрана для визуальногоконтроля информации и светового пера, с помощью которого можно былокорректировать данные прямо на экране.

Построение таких систем, имевших в своем составеоколо 100 тысяч переключательных элементов, было бы просто невозможным наоснове ламповой техники. Таким образом второе поколение рождалось в недрахпервого, перенимая многие его черты. Однако к середине 60-х годов бум в областитранзисторного производства достиг максимума – произошло насыщение рынка. Делов том, что сборка электронного оборудования представляла собой весьматрудоемкий и медленный процесс, который плохо поддавался механизации иавтоматизации. Таким образом, созрели условия для перехода к новой технологии,которая позволила бы приспособиться к растущей сложности схем путем исключениятрадиционных соединений между их элементами.

<span Times New Roman",«serif»">Интегральные схемы. ЭВМ 3-гопоколения<span Times New Roman",«serif»">

Приоритет в изобретении интегральных схем, ставшихэлементной базой ЭВМ третьего поколения, принадлежит американским ученым Д.Килби и Р. Нойсу, сделавшим это открытие независимо друг от друга. Массовый выпускинтегральных схем начался в 1962 году, а в 1964 начал быстро осуществлятьсяпереход от дискретных элементов к интегральным. Упоминавшийся выше ЭНИАКразмерами 9<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">´

15метров в 1971 году мог бы быть собран на пластине в 1,5 квадратных сантиметра.Началось перевоплощение электроники в микроэлектронику.

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

Первая массовая серия машин на интегральныхэлементах стала выпускаться в 1964 году фирмой IBM. Эта серия, известная под названием IBM-360, оказала значительноевлияние на развитие вычислительной техники второй половины 60-х годов. Онаобъединила целое семейство ЭВМ с широким диапазоном производительности, причемсовместимых друг с другом. Последнее означало, что машины стало возможносвязывать в комплексы, а также без всяких переделок переносить программы,написанные для одной ЭВМ, на любую другую из этой серии. Таким образом, впервыебыло выявлено коммерчески выгодное требование стандартизации аппаратного и программногообеспечения ЭВМ.

В СССР первой серийной ЭВМ на интегральных схемахбыла машина «Наири-3», появившаяся в 1970 году. Со второй половины 60-х годовСоветский Союз совместно со странами СЭВ приступил к разработке семействауниверсальных машин, аналогичного системе ibm-360. В 1972 году началосьсерийное производство стартовой, наименее мощной модели Единой Системы – ЭВМЕС-1010, а еще через год – пяти других моделей. Их быстродействие находилась впределах от десяти тысяч (ЕС-1010) до двух миллионов (ЕС-1060) операций в секунду.

В рамках третьего поколения в США была построенауникальная машина «ИЛЛИАК-4», в составе которой в первоначальном вариантепланировалось использовать 256 устройств обработки данных, выполненных на монолитныхинтегральных схемах. Позднее проект был изменен, из-за довольно высокойстоимости (более 16 миллионов долларов). Число процессоров пришлось сократитьдо 64, а также перейти к интегральным схемам с малой степенью интеграции.Сокращенный вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальноебыстродействие «ИЛЛИАК-4» составило 200 миллионов операций в секунду. Почти годэтот компьютер был рекордсменом в скорости вычислений.

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

<span Times New Roman",«serif»">Сверхбольшие интегральные схемы(СБИС). ЭВМ 4-го поколения<span Times New Roman",«serif»">

Начало 70-х годов знаменует переход к компьютерамчетвертого поколения – на сверхбольших интегральных схемах (СБИС). Другимпризнаком ЭВМ нового поколения являются резкие изменения в архитектуре.

Техника четвертого поколения породила качественноновый элемент ЭВМ – микропроцессор. В 1971 году пришли к идее ограничитьвозможности процессора, заложив в него небольшой набор операций, микропрограммыкоторых должны быть заранее введены в постоянную память. Оценки показали, чтоприменение постоянного запоминающего устройства в 16 килобит позволит исключить100‑200 обычных интегральных схем. Так возникла идея микропроцессора,который можно реализовать даже на одном кристалле, а программу в его памятьзаписать навсегда. В то время в рядовом микропроцессоре уровень интеграциисоответствовал плотности, равной примерно 500 транзисторам на один квадратныймиллиметр, при этом достигалась очень хорошая надежность.

К середине 70-х годов положение на компьютерномрынке резко и непредвиденно стало изменяться. Четко выделились две концепцииразвития ЭВМ. Воплощением первой концепции стали суперкомпьютеры, а второй –персональные ЭВМ.

Из больших компьютеров четвертого поколения насверхбольших интегральных схемах особенно выделялись американские машины«Крей-1» и «Крей-2», а также советские модели «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». Первыеих образцы появились примерно в одно и то же время – в 1976 году. Все они относятсяк категории суперкомпьютеров, так как имеют предельно достижимые для своеговремени характеристики и очень высокую стоимость.

В машинах четвертого поколения сделан отход отархитектуры фон Неймана, которая была ведущим признаком подавляющегобольшинства всех предыдущих компьютеров.

Многопроцессорные ЭВМ, в связи с громаднымбыстродействием и особенностями архитектуры, используются для решения рядауникальных задач гидродинамики, аэродинамики, долгосрочного прогноза погоды ит.п. Наряду с суперкомпьютерами в состав четвертого поколения входят многиетипы мини-ЭВМ, также опирающиеся на элементную базу из сверхбольших интегральныхсхем.

<span Times New Roman",«serif»">Искусственный интеллект. ЭВМ <span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">5<span Times New Roman",«serif»">-гопоколения<span Times New Roman",«serif»">

Особого упоминания заслуживает так называемое пятоепоколение, программа разработки которого была принята в Японии в 1982 г.Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры,ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языкаПролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти крешению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки — задачи храненияи обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров «пятогопоколения» не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснитьна «почти естественном» языке, что от них требуется.

История развития персональных ЭВМ (PC – PersonalComputer)

Хотя иперсональные компьютеры относятся к ЭВМ 4-го поколения, все же возможность ихширокого распространения, несмотря на достижения технологии СБИС, оставалась бывесьма небольшой.

В 1970 годубыл сделан важный шаг на пути к персональному компьютеру – Маршиан Эдвард Хоффиз фирмы Intеl скон­струировал интегральную схему, аналогичную по своимфункциям центрально­му процессору большого компьютера. Так появился пер­выймикропроцессор Intеl4004, кото­рый был выпущен в продажу в 1971 г. Это был настоя­щий прорыв,ибо микропроцессор Intеl 4004 размером менее 3 см был производительнеегигантских машин 1-го поколения. Правда, возможности Intе1 4004 были кудаскромнее, чем у центрального процессора больших ком­пьютеров того времени, – онработал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита инфор­мации(процессоры больших компьютеров обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но истоил он в десятки тысяч раз дешевле. Но рост производительностимикропроцессоров не заставил себя ждать.

В 1972 годупоявился 8-битный микропроцессор Intel 8008. Размер его регистров соответствовал стандартнойединице цифровой информации – байту. Процессор Intel 8008 являлся простым развитием Intel 4004.

Но в 1974 годубыл создан гораздо более интересный микропроцессор Intel 8080. С самого началаразработки он закладывался как 8-битный чип. У него было более широкоемножество микрокоманд (множество микрокоманд 8008 было расширено). Кроме того,это был первый микропроцессор, который мог делить числа. И до конца 70-х годовмикропроцессор Intel8008 ста­л стандартом для микрокомпьютерной индустрии.

Несколькоинженеров фирмы имели идеи по усовершенствованию 8080. Они покинули Intel, чтобы реализовать их.Ими была организована ZilogCorporation,которая подарила миру микропроцессор Z80. В действительности Z80 являлся дальнейшей разработкой микропроцессора 8080. Было простоувеличено число его команд, что позволило создать и использовать наперсональных компьютерах стандартные операционные системы.

И хотя в 1973 году на рынке и господствовала горсткапроизводителей, в том числе ibm, dec, hewlett-Packard, и их доходы этих фирмисчислялись миллиардами долларов и основывались, главным образом, на большихсистемах (мэйнфреймах) и миникомпьютерах, но до них еще не дошла важность микропроцессоров,и компании не строили планы об использовании этого новшества. Это оставилощелку для мелких предпринимателей, которые незамедлительно разработали новуютехнологию, радикально изменившую стандарты конструирования и применения компьютеров.

Кроме того, огромную роль в популяризацииперсональных компьютеров сыграли компьютерные журналы. Такие издания как «RadioElectronics» и «PopularElectronics» разжигалиинтерес к потенциалу микрокомпьютеров. По всей территории США возникли клубылюбителей. Самым примечательным был компьютерный клуб Homebrew, образованный в марте 1975 годав Менло-Парке (штат Калифорния). В состав его первых членов входили Стив Джобси Стив Возняк, позднее основавшие компанию AppleMacintosh.

Поэтому, когда появился первый микрокомпьютер, нанего сразу же возник огромный спрос среди тысяч любителей, интерес которыхподпитывался ежемесячно появлявшимися статьями в журналах.

Этим первым микрокомпьютером был «Altair-8800», созданный в 1974 годунебольшой компанией в Альбукерке (штат Нью-Мексико). История его созданиятакова: Эд Робертс, организовавший в 1968 году компанию MITS (Micro Instrumentation and TelemetrySystems), занималсяпроизводствомкалькуляторов. В 1973 году вследствие жесткойконкуренции со стороны TexasInstrumentsон оказался на грани банкротства, и вынужден был искать новую нишу на рынке.Робертса заинтересовал микропроцессор 8080, выпущенный Intel в апреле 1974 года, и уверенный втом, что этот микропроцессор может стать основой микрокомпьютера, он сам создалтакую машину.

Этоткомпьютер продавался по цене около 500 дол. И хотя возможности его были весьмаограничены (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экранотсутствовали), а также имелись серьезные недостатки по эксплуатации,«Altair-8800» стал бестселлером. Тысячи любителей, всегда мечтавших особственном компьютере, безрассудно заказывали практически бесполезную для себявещь. Так, из маленького американского городка, началось триумфальное шествиеперсонального компьютера по миру, изменяя жизнь, быт и даже мышление людей.

Позже покупатели сами снабжали этот компьютердополни­тельными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой,блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускатьсядругими фирмами. В конце 1975 году Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основа­телифирмы Мicrosoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор язы­ка Ваsic (Бейсик),что позволило пользователям достаточно просто общаться с компь­ютером и легкописать для него программы. Это также способствовало попу­лярности персональныхкомпьютеров.

Успех Альтаир-8800 заставил многие фирмы такжезаняться производ­ством персональных компьютеров. Персональные компьютеры сталипрода­ваться уже в полной комплектации, с клавиатурой и монитором, спрос на нихсоставил десятки, а затем и сотни тысяч штук в год.

В 1979 году фирма Intel выпустила новый микропроцессор Intel 8086/8088. Тогда же и появилсяпервый сопроцессор Intel8087. Тактовые частоты на которых мог работать микропроцессор Intel-8086/8088: 4.77, 8 и 10 МГц.

В конце 70-х годов распространение персональныхкомпьютеров даже привело к некоторому снижению спроса на большие ком­пьютеры имини-компьютеры (мини-ЭВМ). Это стало предметом серьезного беспокойства фирмыIВМ – ведущей компании по производству больших компьютеров, и в 1979 году фирмаIВМ решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.

Прежде всего, в качестве основного микропроцессоракомпьютера 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 Мегабайтом памяти, а всеимевшиеся тогда компьютеры были ограничены 64 Килобайтами. В компью­тере былииспользованы и другие комплектующие различных фирм, а его про­граммноеобеспечение было поручено разработать небольшой тогда еще фирме Microsoft. И таким образом в 1981 году появилась первая версия операционной системы для компьютера IBMРС – MS DOS 1.0. В дальнейшем по мересовершенствования компьютеров IВМ РСвыпускались и новые версии DOS, учитывающие новые возможности компьютеров ипредоставляющие дополнительные удобства пользователю.

В августе 1981 г. новый компьютер под названием «IВМPersonal Computer» был официальнопредставлен публике и вскоре после этого он приобрел большую популярность упользователей. IBMPCимел 64 Кб оперативной памяти, магнитофон для загрузки/сохранения программ иданных, дисковод и встроенную версию языка BASIС.

Через один-два года ком­пьютер IВМ РС занял ведущееместо на рынке, вытеснив модели 8-битовых компьютеров.

Если бы IВМ РС был сде­лан так же, как другиесуществовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-тригода, и мы давно бы уже о нем забыли.

Однако с компьютерами IВМ РС получилось по-другому.Фирма IВМ не сделала свой компьютер единым неразъемным устройством и не сталазащи­щать его конструкцию патентами. Наоборот, она собрала компьютер из не­зависимоизготовленных частей и не стала держать спецификации этих частей и способы ихсоединения в секрете. Напротив, принципы конструкции IВМ РС были доступны всемжелающим. Этот подход, называемый «принципом от­крытой архитектуры»,обеспечил потрясающий успех компьютеру IВМ РС, хотя и лишил фирму IВМвозможности единолично пользоваться плодами это­го успеха. Вот как открытостьархитектуры IВМ РС повлияла на развитие персональных компьютеров:

1. Перспективность и популярность IВМ РС сделалавесьма привлека­тельным производство различных комплектующих и дополнительныхустройств для IВМ РС. Конкуренция между производителями привела к удешевлениюкомплектующих и устройств.

2. Очень скоро многие фирмы пересталидовольствоваться ролью произ­водителей комплектующих для IВМ РС и начали самисобирать ком­пьютеры, совместимые с IВМ РС. Поскольку этим фирмам не требова­лосьнести огромные издержки фирмы IВМ на исследования и поддержание структуры гро