История вычислительной техники (1960-е годы – настоящее время) - History of computing hardware (1960s–present)

История вычислительной техники старт в 1960 году отмечен переходом от вакуумной трубки в твердотельных устройствах , таких как транзисторы , а затем интегральной схемой (ИС) микросхемы. Примерно в 1953–1959 годах дискретные транзисторы стали считаться достаточно надежными и экономичными, что сделало другие компьютеры на электронных лампах неконкурентоспособными . Технология крупномасштабной интеграции (БИС) металл-оксид-полупроводник (МОП) впоследствии привела к разработке полупроводниковой памяти в середине-конце 1960-х годов, а затем - микропроцессора в начале 1970-х годов. Это привело к тому, что основная компьютерная память отошла от устройств памяти с магнитным сердечником к твердотельной статической и динамической полупроводниковой памяти, что значительно снизило стоимость, размер и энергопотребление компьютеров. Эти достижения привели к миниатюрным персональным компьютерам (ПК) в 1970-х годах, начиная с домашних компьютеров и настольных компьютеров , за которыми последовали ноутбуки, а затем мобильные компьютеры в течение следующих нескольких десятилетий.

Второе поколение

Для целей этой статьи термин «второе поколение» относится к компьютерам, использующим дискретные транзисторы, даже когда производители называют их «третьим поколением». К 1960 году транзисторные компьютеры заменили компьютеры с электронными лампами, предлагая более низкую стоимость, более высокую скорость и пониженное энергопотребление. На рынке доминировали IBM и семь гномов :

хотя некоторые более мелкие компании внесли значительный вклад. Кроме того, к концу второго поколения Digital Equipment Corporation (DEC) была серьезным соперником на рынке малых и средних машин.

Компьютеры второго поколения были в основном характер на основе десятичного компьютеры , знак магнитудой десятичные компьютеры с 10 разрядным словом, знак-амплитудных бинарных компьютеров, и те , дополняют бинарные компьютеры, хотя, например, Филко, RCA, Honeywell, были некоторые компьютеры, были двоичными компьютерами, основанными на символах, и, например, Digital Equipment Corporation (DEC), Philco имела два дополнительных компьютера. С появлением IBM System / 360 дополнение до двух стало нормой для новых продуктовых линеек.

Наиболее распространенными размерами слова для бинарных мэйнфреймов были 36 и 48, хотя машины начального и среднего уровня использовали слова меньшего размера, например, 12 бит , 18 бит , 24 бит , 30 бит . Все машины, кроме самых маленьких, имели асинхронные каналы ввода-вывода и прерывания . Обычно двоичные компьютеры с размером слова до 36 бит имели одну инструкцию на слово, двоичные компьютеры с 48 битами на слово имели две инструкции на слово, а 60-разрядные машины CDC могли иметь две, три или четыре инструкции на слово, в зависимости от инструкция микс; линии Burroughs B5000 , B6500 / B7500 и B8500 являются заметными исключениями из этого правила.

Компьютеры первого поколения с каналами данных (каналы ввода-вывода) имели базовый интерфейс прямого доступа к памяти для подключения к канальному кабелю. Во втором поколении были как более простые, например, каналы в серии CDC 6000 не имели прямого доступа к памяти, так и более сложные конструкции, например, 7909 в IBM 7090 имели ограниченную вычислительную систему, систему условного ветвления и прерывания.

К 1960 году ядро было доминирующей технологией памяти, хотя в 1960-х годах все еще существовали некоторые новые машины, использующие барабаны и линии задержки . Магнитная тонкая пленка и стержневая память использовались в некоторых машинах второго поколения, но достижения в области базовой технологии означали, что они оставались нишевыми игроками, пока полупроводниковая память не вытеснила и сердечник, и тонкую пленку.

В первом поколении компьютеры, ориентированные на слова, обычно имели один накопитель и расширение, называемое, например, верхним и нижним накопителем, накопителем и регистром множителя-частного (MQ). Во втором поколении компьютеров стало обычным иметь несколько адресуемых аккумуляторов. На некоторых компьютерах, например PDP-6 , одни и те же регистры служили накопителями и индексными регистрами , что делает их ранним примером регистров общего назначения .

Во втором поколении произошло значительное развитие новых режимов адресации, включая усеченную адресацию, например, на Philco TRANSAC S-2000 , UNIVAC III и автоматическое увеличение регистра индекса, например, на RCA 601, UNIVAC 1107 , GE 635 . Хотя индексные регистры были введены в первом поколении под названием B-line , их использование стало гораздо более распространенным во втором поколении. Точно так же косвенная адресация стала более распространенной во втором поколении либо в сочетании с индексными регистрами, либо вместо них. В то время как компьютеры первого поколения обычно имели небольшое количество индексных регистров или вообще не имели, несколько линий компьютеров второго поколения имели большое количество индексных регистров, например, Atlas , Bendix G-20 , IBM 7070 .

Первое поколение впервые использовало специальные средства для вызова подпрограмм, например TSX на IBM 709 . Во втором поколении такие объекты были повсеместными. В описаниях ниже NSI - это следующая последовательная инструкция, адрес возврата. Вот несколько примеров:

Автоматически записывать NSI в реестр для всех или наиболее успешных инструкций ветвления
Регистр Jump Address (JA) на Philco TRANSAC S-2000
Регистры истории последовательностей (SH) и истории сопоследовательностей (CSH) на Honeywell 800
Регистр B на IBM 1401 с функцией индексирования
Автоматически записывать NSI в стандартную ячейку памяти после всех или наиболее успешных ветвей
Сохранять местоположения P (STP) на RCA 301 и RCA 501
Вызов инструкций, сохраняющих NSI в первом слове подпрограммы
Обратный прыжок (RJ) на UNIVAC 1107
Обратный прыжок (RJ) на сериях CDC 3600 и CDC 6000
Вызов инструкций, сохраняющих NSI в неявном или явном регистре
Расположение ответвления и загрузки в индексном слове (BLX) на IBM 7070
Перенос и установка Xn (TSXn) на серии GE-600
Branch and Link (BAL) в IBM System / 360
Вызов инструкций, использующих индексный регистр в качестве указателя стека, и отправка возвращаемой информации в стек
Толкающий прыжок (PUSHJ) на DEC PDP-6
Неявный вызов с возвращаемой информацией, помещенной в стек
Дескрипторы программ на линии Burroughs B5000
Дескрипторы программ на линии Burroughs B6500

Во втором поколении были введены функции, предназначенные для поддержки многопроцессорных и многопроцессорных конфигураций, включая режим ведущий / ведомый (супервизор / проблема), ключи защиты памяти, регистры ограничений, защиту, связанную с трансляцией адресов, и атомарные инструкции .

Третье поколение

Массовый рост использования компьютеров ускорился с появлением компьютеров «третьего поколения», начиная примерно с 1966 года на коммерческом рынке. Как правило, они основывались на ранней технологии интегральных схем ( транзисторы ниже 1000) . Третье поколение завершается 4-м поколением на базе микропроцессоров .

В 1958 году Джек Килби из Texas Instruments изобрел гибридную интегральную схему (гибридную ИС), которая имела внешние проводные соединения, что затрудняло массовое производство. В 1959 году Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor изобрел монолитную интегральную схему (ИС). Он был сделан из кремния , а микросхема Килби - из германия . Этой основой для монолитной ИС Нойса был планарный процесс Fairchild , который позволял создавать интегральные схемы с использованием тех же принципов, что и печатные схемы . Планарный процесс был разработан коллегой Нойса Джин Хорни в начале 1959 года на основе процессов пассивации поверхности кремния и термического окисления, разработанных Мохамедом Аталлой в Bell Labs в конце 1950-х годов.

Компьютеры, использующие микросхемы IC, начали появляться в начале 1960-х годов. Например, в 1961 году компания Texas Instruments для ВВС США построила первый компьютер общего назначения с монолитной интегральной схемой (построенный для демонстрационных целей, запрограммированный для имитации настольного калькулятора) Полупроводниковый сетевой компьютер (Molecular Electronic Computer, Mol-E-Com). .

Некоторые из их ранних применений были во встроенных системах , в частности, используемых НАСА для управляющего компьютера Apollo , военными в межконтинентальной баллистической ракете LGM-30 Minuteman , бортовом компьютере Honeywell ALERT и в центральном компьютере данных воздуха, используемом для управления полетом. в ВМС США «s F-14A Tomcat истребителя.

Первым коммерческим использованием был SDS 92 1965 года . IBM сначала использовала ИС в компьютерах для логики System / 360 Model 85, поставленной в 1969 году, а затем широко использовала ИС в своей System / 370, поставки которой начались в 1971 году.

Интегральная схема позволила разработать компьютеры гораздо меньшего размера. Миникомпьютер был значительным нововведением в 1960 - х и 1970 - х годов. Он предоставил вычислительные возможности большему количеству людей не только за счет более удобных физических размеров, но и за счет расширения круга поставщиков компьютеров. Digital Equipment Corporation стала второй компьютерной компанией после IBM с их популярными компьютерными системами PDP и VAX . Меньшее по размеру доступное оборудование также привело к разработке новых важных операционных систем, таких как Unix .

В ноябре 1966 года Hewlett-Packard представила миникомпьютер 2116A , один из первых коммерческих 16-битных компьютеров. Он использовал CTµL (комплементарный транзистор MicroLogic) в интегральных схемах Fairchild Semiconductor . Hewlett-Packard последовала за этим с аналогичными 16-битными компьютерами, такими как 2115A в 1967 году, 2114A в 1968 году и другие.

В 1969 году компания Data General представила Nova и поставила в общей сложности 50 000 экземпляров по 8 000 долларов за штуку. Популярность 16-битных компьютеров, таких как серия Hewlett-Packard 21xx и Data General Nova, привела к тому, что длина слова была кратной 8-битному байту . Nova была первой, в которой использовались схемы средней интеграции (MSI) от Fairchild Semiconductor, а в последующих моделях использовались крупномасштабные интегральные схемы (LSI). Также примечательно то, что весь центральный процессор находился на одной 15-дюймовой печатной плате .

В больших мэйнфреймах для увеличения возможностей хранения и обработки данных использовались ИС. Семейство мэйнфреймов IBM System / 360 1965 года иногда называют компьютерами третьего поколения; однако их логика состояла в основном из гибридных схем SLT , которые содержали дискретные транзисторы и диоды, соединенные на подложке печатными проводами и печатными пассивными компонентами; S / 360 M85 и M91 действительно использовали ИС для некоторых своих схем. IBM System / 370 1971 года использовала микросхемы для своей логики.

К 1971 году суперкомпьютер Illiac IV был самым быстрым компьютером в мире, использовав около четверти миллиона небольших интегральных схем с логическим вентилем ECL для создания шестидесяти четырех параллельных процессоров данных.

Компьютеры третьего поколения предлагались еще в 1990-е годы; например, IBM ES9000 9X2, анонсированная в апреле 1994 года, использовала 5960 микросхем ECL для изготовления 10-процессорного процессора. Другие компьютеры третьего поколения, предложенные в 1990-х годах, включали DEC VAX 9000 (1989), построенный из вентильных матриц ECL и нестандартных микросхем, и Cray T90 (1995).

Четвертое поколение

Миникомпьютеры третьего поколения были, по сути, уменьшенными версиями мэйнфреймов , тогда как происхождение четвертого поколения принципиально иное. Основой четвертого поколения является микропроцессор , компьютерный процессор, содержащийся на одной интегральной микросхеме MOS с большой интеграцией (LSI) .

Компьютеры на базе микропроцессоров изначально были очень ограничены в своих вычислительных возможностях и скорости и никоим образом не были попыткой уменьшить размер миникомпьютера. Они обращались к совершенно другому рынку.

С 1970-х годов вычислительная мощность и емкость хранилища выросли до неузнаваемости, но основная технология осталась в основном той же, что и микрочипы крупномасштабной интеграции (LSI) или очень крупномасштабной интеграции (VLSI), поэтому широко считается, что большинство Сегодняшние компьютеры по-прежнему принадлежат к четвертому поколению.

Полупроводниковая память

МОП - транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор, или МОП - транзистор) был изобретен Mohamed М. Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 г. В дополнение к обработке данных, МОП - транзистор включен практическое использование МОП - транзисторов в качестве памяти элементы хранения ячеек , функцию, ранее выполняемую магнитными сердечниками . Полупроводниковая память , также известная как МОП-память , была дешевле и потребляла меньше энергии, чем память с магнитным сердечником . MOS -память с произвольным доступом (RAM) в форме статической RAM (SRAM) была разработана Джоном Шмидтом из Fairchild Semiconductor в 1964 году. В 1966 году Роберт Деннард из исследовательского центра IBM Thomas J. Watson Research Center разработал MOS- динамическую RAM (DRAM). ). В 1967 году Давон Кан и Саймон Сзе из Bell Labs разработали MOSFET с плавающим затвором , основу для энергонезависимой памяти MOS, такой как EPROM , EEPROM и флэш-память .

Микропроцессоры

1971: Intel 4004 .

Основным строительным блоком каждого микропроцессора является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET или MOS-транзистор). Микропроцессор возник в микросхеме МОП-интегральной схемы (MOS IC). MOS IC была впервые предложена Мохамедом М. Аталлой в Bell Labs в 1960 году, а затем изготовлена Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA в 1962 году. Из-за быстрого масштабирования MOSFET микросхемы MOS IC быстро становились сложнее со скоростью, предсказанной Муром. закон , что привело к крупномасштабной интеграции (БИС) с сотнями транзисторов на одном МОП-кристалле к концу 1960-х годов. Применение микросхем MOS LSI в вычислениях послужило основой для первых микропроцессоров, поскольку инженеры начали осознавать, что полный компьютерный процессор может содержаться в одном кристалле MOS LSI.

Первыми многочиповыми микропроцессорами были Four-Phase Systems AL-1 в 1969 году и Garrett AiResearch MP944 в 1970 году, в каждом из которых использовалось несколько микросхем MOS LSI. 15 ноября 1971 года Intel выпустила первый в мире однокристальный микропроцессор 4004 на одном кристалле MOS LSI. Его разработкой руководил Федерико Фаггин с использованием технологии МОП с кремниевым затвором , а также Тед Хофф , Стэнли Мазор и Масатоши Шима . Он был разработан для японской компании по производству калькуляторов под названием Busicom в качестве альтернативы проводным схемам, но на его основе были разработаны компьютеры, в которых большая часть их вычислительных возможностей обеспечивалась одним маленьким микропроцессорным чипом. Динамическое ОЗУ (DRAM) чип на основе MOS DRAM ячейки памяти , разработанной Робертом Dennard из IBM, предлагая килобит памяти на одном чипе. Intel объединила чип RAM с микропроцессором, что позволило компьютерам четвертого поколения быть меньше и быстрее, чем предыдущие компьютеры. 4004 был способен выполнять только 60000 инструкций в секунду, но его преемники принесли компьютеры с постоянно растущей скоростью и мощностью, включая Intel 8008, 8080 (используется во многих компьютерах с операционной системой CP / M ) и семейство 8086/8088. . (Персональный компьютер (ПК) IBM и его совместимые устройства используют процессоры, которые все еще обратно совместимы с 8086.) Другие производители также производили микропроцессоры, которые широко использовались в микрокомпьютерах.

В следующей таблице показан график значительного развития микропроцессоров.

Год Микропроцессоры
1971 г. Intel 4004
1972 г. Fairchild PPS-25; Intel 8008 ; Роквелл ППС-4
1973 Берроуз Мини-Д; Национальный ИМП-16 ; NEC µCOM
1974 г. General Instrument CP1600 ; Intel 4040 , 8080 ; Mostek 5065; Motorola 6800 ; Национальный IMP-4, IMP-8, ISP-8A / 500, PACE ; Texas Instruments TMS 1000 ; Toshiba TLCS-12
1975 г. Fairchild F8 ; Hewlett Packard BPC ; Intersil 6100 ; MOS Technology 6502 ; RCA CDP 1801 ; Rockwell PPS-8; Signetics 2650 ; Western Digital MCP-1600
1976 г. RCA CDP 1802 ; Signetics 8X300 ; Texas Instruments TMS9900 ; Зилог З-80
1977 г. Intel 8085
1978 г. Intel 8086 ; Моторола 6801, 6809
1979 г. Intel 8088 ; Motorola 68000 ; Зилог Z8000
1980 г. National Semi 16032 ; Intel 8087
1981 г. ДЭК Т-11 ; Harris 6120; IBM ROMP
1982 г. Hewlett Packard FOCUS ; Intel 80186 , 80188 , 80286 ; DEC J-11 ; Беркли RISC-I
1983 г. Стэнфордский MIPS ; Беркли RISC-II
1984 Motorola 68020 ; National Semi 32032 ; NEC V20
1985 г. DEC MicroVAX 78032/78132 ; Харрис Новикс; Intel 80386 ; MIPS R2000
1986 г. NEC V60 ; Sun SPARC MB86900 / 86910 ; Зилог Z80000
1987 г. Acorn ARM2 ; DEC CVAX 78034; Hitachi Gmicro / 200; Motorola 68030 ; NEC V70
1988 г. ПРИЗМА Аполлона ; Intel 80386SX , i960 ; MIPS R3000
1989 г. DEC VAX DC520 Rigel ; Intel 80486 , i860
1990 г. IBM POWER1 ; Motorola 68040
1991 г. DEC NVAX ; IBM RSC ; MIPS R4000
1992 г. DEC Alpha 21064 ; Hewlett Packard PA-7100 ; Солнце microSPARC I
1993 г. IBM POWER2 , PowerPC 601 ; Intel Pentium ; Hitachi SuperH
1994 г. DEC Alpha 21064A ; Hewlett Packard PA-7100LC , PA-7200; IBM PowerPC 603 , PowerPC 604 , ESA / 390 G1; Motorola 68060 ; QED R4600 ; NEC V850
1995 г. DEC Alpha 21164 ; HAL Computer SPARC64 ; Intel Pentium Pro ; Sun UltraSPARC ; IBM ESA / 390 G2
1996 г. AMD K5 ; DEC Alpha 21164A ; HAL Computer SPARC64 II ; Hewlett Packard PA-8000 ; IBM P2SC , ESA / 390 G3; MTI R10000 ; QED R5000
1997 г. AMD K6 ; IBM PowerPC 620 , PowerPC 750 , RS64 , ESA / 390 G4; Intel Pentium II ; Sun UltraSPARC IIs
1998 г. DEC Alpha 21264 ; HAL Computer SPARC64 III ; Hewlett Packard PA-8500 ; IBM POWER3 , RS64-II , ESA / 390 G5; QED RM7000; SGI MIPS R12000
1999 г. AMD Athlon ; IBM RS64-III ; Intel Pentium III ; Motorola PowerPC 7400
2000 г. AMD Athlon XP , Duron ; Fujitsu SPARC64 IV ; IBM RS64-IV , z900; Intel Pentium 4
2001 г. IBM POWER4 ; Intel Itanium ; Motorola PowerPC 7450 ; SGI MIPS R14000 ; Солнце UltraSPARC III
2002 г. Fujitsu SPARC64 V ; Intel Itanium 2
2003 г. AMD Opteron , Athlon 64 ; IBM PowerPC 970 ; Intel Pentium M
2004 г. IBM POWER5 , PowerPC BGL
2005 г. AMD Athlon 64 X2 , Opteron Athens; IBM PowerPC 970MP , Xenon ; Intel Pentium D ; Sun UltraSPARC IV , UltraSPARC T1
2006 г. IBM Cell / BE , z9 ; Intel Core 2 , Core Duo , Itanium Montecito
2007 г. AMD Opteron Barcelona; Fujitsu SPARC64 VI ; IBM POWER6 , PowerPC BGP ; Sun UltraSPARC T2 ; Тилера TILE64
2008 г. AMD Opteron Shanghai, Phenom ; Fujitsu SPARC64 VII ; IBM PowerXCell 8i , z10 ; Intel Atom , Core i7 ; Тилера TILEPro64
2009 г. AMD Opteron Istanbul, Phenom II
2010 г. AMD Opteron Magny-Cours; Fujitsu SPARC64 VII + ; IBM POWER7 , z196 ; Intel Itanium Tukwila , Westmere , Nehalem-EX ; Солнце SPARC T3
2011 г. AMD FX Bulldozer , Интерлагос, Ллано; Fujitsu SPARC64 VIIIfx ; Freescale PowerPC e6500 ; Intel Sandy Bridge , Xeon E7 ; Oracle SPARC T4
2012 г. Fujitsu SPARC64 IXfx; IBM POWER7 + , zEC12 ; Intel Itanium Poulson
2013 Fujitsu SPARC64 X; Intel Haswell ; Oracle SPARC T5
2014 г. IBM POWER8
2015 г. IBM z13
2017 г. IBM POWER9 , z14 ; AMD Ryzen

Суперкомпьютеры

1976: Суперкомпьютер Cray-1 .

Мощные суперкомпьютеры той эпохи были на другом конце вычислительного спектра от микрокомпьютеров , и они также использовали технологию интегральных схем. В 1976 году Cray-1 был разработан Сеймуром Креем , который покинул Control Data в 1972 году и основал свою собственную компанию. Эта машина была первым суперкомпьютером, который сделал векторную обработку практичной. Он имел характерную форму подковы для ускорения обработки за счет сокращения траектории цепи. Векторная обработка использует одну инструкцию для выполнения одной и той же операции со многими аргументами; С тех пор это был фундаментальный метод обработки данных на суперкомпьютере. Cray-1 может рассчитывать 150 миллионов операций с плавающей запятой в секунду (150 мегафлопс ). 85 были отправлены по цене 5 миллионов долларов каждая. В Cray-1 был процессор, который в основном был построен из микросхем SSI и MSI ECL .

Мэйнфреймы и миникомпьютеры

Компьютерные терминалы с разделением времени, подключенные к центральным компьютерам, такие как смарт-терминал TeleVideo ASCII с символьным режимом, изображенный здесь, иногда использовались до появления ПК.

Компьютеры, как правило, были большими и дорогостоящими системами, принадлежавшими крупным организациям до появления микропроцессоров в начале 1970-х годов - корпорациям, университетам, правительственным учреждениям и т. Д. Пользователи были опытными специалистами, которые обычно не взаимодействовали с самой машиной, а вместо этого готовили задачи для компьютера на автономном оборудовании, такие как перфорация карт . Ряд заданий для компьютера будет собираться и обрабатываться в пакетном режиме . После завершения заданий пользователи могли забирать распечатки и перфокарты. В некоторых организациях между отправкой задания в вычислительный центр и получением результатов может пройти несколько часов или дней.

Более интерактивная форма использования компьютера, коммерчески разработанная к середине 1960-х годов. В системе с разделением времени несколько терминалов телетайпа позволяют многим людям совместно использовать один компьютерный процессор мэйнфрейма . Это было обычным явлением в бизнес-приложениях, а также в науке и технике.

Другая модель использования компьютеров была предвосхищена тем, как использовались ранние, докоммерческие, экспериментальные компьютеры, где один пользователь имел исключительное право использования процессора. Некоторые из первых компьютеров, которые можно было бы назвать «персональными», были ранними миникомпьютерами, такими как LINC и PDP-8 , а позже - VAX и более крупными миникомпьютерами от Digital Equipment Corporation (DEC), Data General , Prime Computer и других. Они возникли как периферийные процессоры для мэйнфреймов, взяв на себя некоторые рутинные задачи и освободив процессор для вычислений. По сегодняшним меркам они были физически большими (размером с холодильник) и дорогими (обычно десятки тысяч долларов США ), поэтому их редко покупали частные лица. Однако они были намного меньше, дешевле и, как правило, проще в эксплуатации, чем мэйнфреймы того времени, и поэтому были доступны для отдельных лабораторий и исследовательских проектов. Миникомпьютеры в значительной степени освободили эти организации от пакетной обработки и бюрократии коммерческого или университетского вычислительного центра.

Вдобавок миникомпьютеры были более интерактивными, чем мэйнфреймы, и вскоре у них появились собственные операционные системы . Миникомпьютер Xerox Alto (1973) стал знаковым шагом в развитии персональных компьютеров из-за его графического пользовательского интерфейса , растрового экрана с высоким разрешением, большой внутренней и внешней памяти, мыши и специального программного обеспечения.

Микрокомпьютеры

Микропроцессор и снижение затрат

В миникомпьютерах, предшественниках современных персональных компьютеров, обработка данных осуществлялась схемами с большим количеством компонентов, размещенными на нескольких больших печатных платах . Следовательно, миникомпьютеры были физически большими и дорогими в производстве по сравнению с более поздними микропроцессорными системами. После того, как «компьютер на кристалле» был коммерциализирован, стоимость производства компьютерной системы резко упала. Функции арифметики, логики и управления, которые раньше занимали несколько дорогостоящих печатных плат, теперь были доступны в одной интегральной схеме, которая была очень дорогой в разработке, но дешевой в производстве в больших количествах. В то же время достижения в разработке твердотельной памяти устранили громоздкую, дорогостоящую и энергоемкую память на магнитных сердечниках, которая использовалась в компьютерах предыдущих поколений.

Микрал Н

Микрал Н

Во Франции компания R2E (Réalisations et Etudes Electroniques), созданная пятью бывшими инженерами компании Intertechnique , Андре Труонг Тронг Тхи и Франсуа Жернель, представила в феврале 1973 года микрокомпьютер Micral N на базе Intel 8008 . Первоначально компьютер был разработан Gernelle, Lacombe, Beckmann и Benchitrite для Национального института исследований агрономии для автоматизации гигрометрических измерений. Micral N стоил пятую часть цены PDP-8 , около 8500FF (1300 долларов). Тактовая частота Intel 8008 была установлена ​​на 500 кГц, объем памяти - 16 килобайт. Был представлен автобус под названием Pluribus, который позволял подключать до 14 плат. Различные платы для цифрового ввода-вывода, аналогового ввода-вывода, памяти, гибких дисков были доступны от R2E.

Альтаир 8800 и IMSAI 8080

Разработка однокристального микропроцессора стала огромным катализатором популяризации дешевых, простых в использовании и действительно персональных компьютеров. Altair 8800 , представила в Popular Electronics журнальной статье , опубликованной в январском номере 1975 года, в то время установить новую точку низкая цена для компьютера, в результате чего компьютер собственности на общепризнанно выбора рынка в 1970 - е годы. За ним последовал компьютер IMSAI 8080 с аналогичными возможностями и ограничениями. Altair и IMSAI были по сути уменьшенными миникомпьютерами и были неполными: для подключения к ним клавиатуры или телетайпа требовались тяжелые и дорогие «периферийные устройства». Обе эти машины имели переднюю панель с переключателями и световыми приборами, которые сообщались с оператором в двоичном формате . Чтобы запрограммировать машину после ее включения , необходимо было безошибочно ввести программу загрузчика в двоичном формате, а затем на бумажную ленту, содержащую интерпретатор BASIC, загруженную с устройства чтения бумажных лент. Включение загрузчика требовало установки банка из восьми переключателей вверх или вниз и нажатия кнопки «загрузить» один раз для каждого байта программы, которая обычно составляла сотни байтов. Компьютер мог запускать программы BASIC после загрузки интерпретатора.

MITS Altair , первый коммерчески успешный комплект микропроцессор, был показан на обложке Popular Electronics журнала в январе 1975 г. Это был первый персональный компьютер комплект массового производства в мире, а также первый компьютер использовать Intel 8080 процессор. Это был коммерческий успех - отгружено 10 000 Altair. Altair также вдохновил Пола Аллена и его школьного друга Билла Гейтса на разработку программного обеспечения, которые разработали интерпретатор BASIC для Altair, а затем основали Microsoft .

MITS Altair 8800 фактически создал новую индустрию микрокомпьютеров и компьютерных комплектов, за которой последовали многие другие, например, волна компьютеров для малого бизнеса в конце 1970-х годов на базе микропроцессорных чипов Intel 8080, Zilog Z80 и Intel 8085 . Большинство из них работало под управлением операционной системы CP / M -80, разработанной Гэри Килдаллом из Digital Research . CP / M-80 была первой популярной операционной системой для микрокомпьютеров, которая использовалась многими различными поставщиками оборудования, и для нее было написано множество программных пакетов, таких как WordStar и dBase II.

Многие любители в середине 1970-х годов разработали свои собственные системы с разной степенью успеха и иногда объединялись, чтобы облегчить работу. Из этих домашних собраний возник Клуб домашних компьютеров , где любители собирались, чтобы поговорить о том, что они сделали, обменяться схемами и программным обеспечением и продемонстрировать свои системы. Многие люди строили или собирали свои собственные компьютеры в соответствии с опубликованными проектами. Например, в начале 1980-х годов многие тысячи людей построили домашний компьютер Galaksija .

Возможно, именно компьютер Altair положил начало развитию Apple , а также Microsoft, которая произвела и продала интерпретатор языка программирования Altair BASIC , первый продукт Microsoft. Второе поколение микрокомпьютеров , появившееся в конце 1970-х годов, вызванное неожиданным спросом на компьютерные комплекты в клубах любителей электроники, обычно называлось домашними компьютерами . Для использования в бизнесе эти системы были менее эффективными и в некоторых отношениях менее универсальными, чем современные компьютеры для крупных предприятий. Они были созданы для развлекательных и образовательных целей, а не столько для практического использования. И хотя вы могли использовать на них некоторые простые офисные / производственные приложения, они обычно использовались компьютерными энтузиастами для обучения программированию и для запуска компьютерных игр, для которых персональные компьютеры того периода были менее подходящими и слишком дорогими. Для более технических любителей домашние компьютеры также использовались для электронного взаимодействия с внешними устройствами, такими как управление моделями железных дорог и других общих занятий любителей.

Появляется микрокомпьютер

«Большая тройка» компьютеров 1977 года: слева направо Commodore PET (показана модель PET 2001), стандартный Apple II (с двумя дисками Disk II ) и TRS-80 Model I.

Появление микропроцессоров и твердотельной памяти сделало домашние вычисления доступными. Ранние микрокомпьютерные системы для любителей, такие как Altair 8800 и Apple I, представленные примерно в 1975 году, ознаменовали выпуск недорогих 8-битных процессорных чипов, которые обладали достаточной вычислительной мощностью, чтобы заинтересовать любителей и экспериментальных пользователей. К 1977 году предварительно собранные системы, такие как Apple II , Commodore PET и TRS-80 (позже названные журналом Byte «Троица 1977 года»), положили начало эре домашних компьютеров массового потребления ; Чтобы получить работающий компьютер, потребовалось гораздо меньше усилий, и начали распространяться такие приложения, как игры, текстовые редакторы и электронные таблицы. В отличие от компьютеров, используемых в домашних условиях, системы для малого бизнеса обычно основывались на CP / M , пока IBM не представила IBM PC , который был быстро принят. ПК был сильно клонирован , что привело к массовому производству и, как следствие, снижению затрат на протяжении 1980-х годов. Это расширило присутствие ПК в домашних условиях, вытеснив категорию домашних компьютеров в 1990-х годах и привело к нынешней монокультуре архитектурно идентичных персональных компьютеров.

Хронология компьютерных систем и важного оборудования

Год Аппаратное обеспечение
1958 г. Транзисторы : IBM 7070
1959 г. IBM 7090 ; IBM 1401
1960 г. DEC PDP-1 ; CDC 1604 ; Honeywell 800
1961 г. Логика резистивного транзистора Fairchild ; IBM 7080
1962 г. Транзистор NPN ; UNIVAC 1107
1963 г. Мышь ; CMOS запатентована; CDC 3600
1964 г. CDC 6600 ; IBM System / 360 ; IBM Data Cell Drive ; UNIVAC 1108 ; DEC PDP-6
1965 г. DEC PDP-8 ; IBM 1130
1966 г. Микросхемы : HP 2116A ; Компьютер наведения Аполлона ; DEC PDP-10
1967 Fairchild построил первую MOS; Englebart подает заявку на патент на мышь
1969 г. Данные General Nova
1969 г. Honeywell 316
1970 г. DEC PDP-11 ; IBM System / 370
1971 г. 8- дюймовая дискета ; ILLIAC IV
1972 г. Основание Atari ; Cray Research основана
1973 Micral первый микропроцессорный ПК
1974 г. Altair 8800 ; Данные General Eclipse
1975 г. Olivetti P6060 ; Крей-1
1976 г. Тандемные компьютеры
1977 г. Apple II ; ТРС-80 Модель 1 ; Commodore PET ; 5,25-дюймовая дискета
1978 г. DEC VAX-11
1979 г. Atari 400 , 800
1980 г. Sinclair ZX80 , жесткий диск Seagate , Commodore VIC-20
1981 г. IBM PC , Acorn BBC Micro
1982 г. Commodore 64 , Sinclair ZX Spectrum
1983 г. Яблочная Лиза ; 3,5-дюймовая дискета
1984 Apple Mac ; Яблочная Лиза 2
1985 г. PC's Limited (в 1988 году переименована в Dell Computer Corporation) ; Амига 1000
1986 г. Тандем Nonstop VLX
1987 г. Мыслящая машина CM2; Основание компании Tera Computer
1988 г. Dell
1989 г. Следующий
1990 г. ETA10 ; CD-R
1991 г. Apple переходит на PowerPC
1992 г. HP 95LX ; Карманный ПК
1993 г. Intel PPGA
1994 г. Местный автобус VESA
1995 г. Шахматный компьютер IBM Deep Blue
1996 г. USB 1.0
1997 г. Compaq покупает Тандем; CD-RW
1998 г. iMac
1999 г. Первое устройство BlackBerry (850)
2000 г. USB 2
2003 г. Ардуино
2005 г. Mac Mini ; Первый в мире двухъядерный процессор Athlon 64 X2 для настольных ПК
2006 г. Переход Mac на процессоры Intel
2007 г. IPhone первого поколения
2008 г. USB 3.0
2010 г. Apple iPad
2012 г. IBM zEnterprise System ; Raspberry Pi
2015 г. HoloLens

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки