Основные этапы развития компьютерной технологии.

Автор: | 27.10.2005
     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.      Ниже перечислены события, которые тем или иным образом повлияли на развитие компьютерной техники.

  • 1617 год. Джон Непер (John Napier) создал деревянную машину для выполнения простейших вычислений.
  • 1642 год. Блез Паскаль (Blaise Pascal) описал машину для суммирования чисел.
  • 1822 год. Чарльз Баббадж (Charles Babbage) представил механическое устройство, названное позднее аналитической машиной, которую можно считать первой настоящей вычислительной машинной.
  • 1906 год. Ли Ди Форест (Lee DeForest) запатентовал вакуумный триод, использовавшийся в качестве переключателя в первых электронных компьютерах.
  • 1945 год. Джон фон Нейман (John Von Newmann) написал статью First Draft of a Report on the EDVAC, в которой была описана архитектура современных программируемых компьютеров.
  • 1946 год. Джоном Мошли (John Mauchly) и Дж. Преспером Экертом (J. Presper Eckert) создана электронно-вычислительная машина ENIAC.
  • 1947год. 23 декабря Джоном Бардином (John Bardeen), Уолтером Браттейном (Walter Brattian) и Уильямом Шокли (William Shockley) был успешно протестирован первый транзистор, совершивший переворот в полупроводниковой технике.
  • 1949 год. В Кембриджском университете Морис Вилке (Maurice Wilkes) создал первый практический программируемый компьютер EDSAC.
  • 1950 год. Исследовательская организация в Миннеаполисе представила первый коммерческий компьютер ERA 1101.
  • 1952 год. В U.S. Census Bereau был установлен компьютер UNIVAC I.
  • 1953 год. Фирма IBM создала первый электронный компьютер 701.
  • 1954 год. Впервые появился в продаже полупроводниковый транзистор стоимостью 2.5 доллара, созданный Гордоном Тилом (Gordon Teal) в фирме Texas Instruments, Inc.
  • 1954 год. Фирма IBM выпустила первый массовый калькулятор 650; в течение этого же года было продано 450 экземпляров данной модели.
  • 1955 год. Фирма Bell Laboratories анонсировала первый транзисторный компьютер TRADIC
  • 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 магнитного хранения данных.
  • 1958 год. Джек Килби (Jack Kilby), сотрудник фирмы Texas Instruments, создает первую интегральную схему, состоящую из транзисторов и конденсаторов на одной полупроводниковой пластине.
  • 1959 год. Фирма IBM создает серию мэйнфреймов 7000 — первых транзисторных компьютеров для крупных компаний.
  • 1959 год. Роберт Нойс (Robert Noyce) — компании Fairchild Camera и Instruments Corp. — создает интегральную схему с помощью расположения соединительных каналов непосредственно на кремниевой пластине.
  • 1960 год. Фирма Bell Labs разработала первый коммерческий модем Dataphone, предназначенный для преобразования цифровых компьютерных данных в аналоговый сигнал для его передачи по сети.
  • 1960 год. В фирме DEC создан первый миникомпьютер PDP-1, стоимостью 120 тыс. долларов.
  • 1961 год. По данным журнала Datamation, продукция фирмы IBM занимала 81,2% компьютерного рынка; в этом году IBM анонсирована 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 ближайшего конкурента IBM Stretch.
  • 1964 год. Фирма 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. Фирма Digital Equipment Corporation анонсировала первый успешный коммерческий проект мини-компьютера PDP-8.
  • 1966 год. Фирма Hewlett Packard представила компьютер для бизнеса НР-2115, который по производительности не уступал большим корпоративным системам.
  • 1970 год. Впервые в мире осуществлена связь между двумя компьютерами; первые четыре узла сети ARPAnet — университет Калифорнии, UCLA, SRI International и университет штата Юта.
  • 1971 год. В лаборатории фирмы 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. Фирма Hewlett Packard представила систему НР-35 с постоянной памятью.
  • 1972 год. Дебют микропроцессора Intel 8008.
  • 1973 год. Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) описал метод сетевого соединения Ethernet в исследовательском центре Пало Альто фирмы Хегох.
  • 1973 год. Фирма 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 фирмы Xerox создана рабочая станция, в качестве устройства ввода которой использовалась мышь.
  • 1975 год. Появилась первая коммерческая сеть с пакетной коммутацией Telnet — гражданский аналог сети ARPAnet.
  • 1975 год. В январском выпуске журнала Popular Electronics описан компьютер Altair — 8800, созданный на базе процессора Intel 8080.
  • 1976 год. Стив Возняк (Steve Wozniak) создал одноплатный компьютер Apple I
  • 1976 год. Фирмой Shugart Associates анонсирован первый 5,25-дюймовый гибкий диск и дисковод.
  • 1976 год. Создан первый коммерческий векторный процессор Cray I
  • 1977 год. Фирма Tandy Radio Snack выпустила компьютер TSR-80.
  • 1977 год. Создан компьютер Apple II.
  • 1977 год. Фирма Commodore выпустила компьютер РЕТ (Personal Electronic Transactor).
  • 1978 год. Фирмой Digital Equipment Corporation создан компьютер VAX 11/780, способный адресовать 4,3 Гбайт виртуальной памяти.
  • 1979 год. Фирма Motorola выпустила микропроцессор 68000.
  • 1980 год. Джон Шох (John Shoch) из исследовательского центра Пало Альто фирмы Хегох обнаружил первого компьютерного «червя» — небольшую программу, которая распространялась в сети в поиске свободных процессоров.
  • 1980 год. Seagate Technologies выпустила первый жесткий диск для микрокомпьютеров.
  • 1980 год. Разработан первый оптический диск, емкость которого в 60 раз превышала емкость 5,25-дюймового гибкого диска.
  • 1981 год. Адам Осборн (Adam Osborne) выпустил первый портативный компьютер Osborne I стоимостью 1 795 долларов.
  • 1981 год. Фирма IBM выпустила свой первый персональный компьютер РС.
  • 1981 год. Фирма Sony анонсировала первую 3,5-дюймовую дискету и дисковод.
  • 1983 год. Фирма Apple выпустила компьютер Lisa с первым графическим интерфейсом пользователя.
  • 1983 год. Фирма Compaq Computer Corp. выпустила первый клон компьютера IBM РС.
  • 1984 год. Фирма Apple стала выпускать первый самый успешный компьютер с графическим интерфейсом пользователя, который принес 1,5 млн долларов только за этот год.
  • 1984 год. Фирма IBM создала компьютер РС-АТ на базе процессора Intel 286.
  • 1985 год. Выпущен первый музыкальный компакт-диск и накопитель CD-ROM.
  • 1986 год. Фирма Compaq выпустила компьютер Deskpro 386, в котором впервые был установлен процессор Intel 386.
  • 1987 год. Фирма 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 Джобе (Steve Jobs) покидает эту фирму и создает собственную компанию NeXT.
  • 1988 год. Фирма Compaq и другие производители РС — совместимых систем разработали новую, улучшенную архитектуру компьютера.
  • 1988 год. Роберт Моррис (Robert Morris) создает и запускает своего «червя» в сеть ARPAnet; заражено по различным оценкам от 6 000 до 60 000 узлов.
  • 1989 год. Фирма Intel выпускает процессор 486, который содержит 1 млн транзисторов.
  • 1990 год. В Женеве в исследовательском центре CERN разработан язык разметки гипертекста (Hypertext Markup Language — HTML) и на свет появилась World Wide Web (WWW).
  • 1993 год. Фирма Intel выпустила первый процессор Pentium из семейства P5. Кроме выпуска процессора, Intel разработала для него набор микросхем системной логики.
  • 1995 год. Фирма Intel начала продавать процессор Pentium Pro — первого представителя семейства P6.
  • 1995 год. Компания Microsoft представила первую 32-разрядную операционную системуWindows 95.
  • 1997 год. Фирма Intel выпустила процессор Pentium II, построенный на базе Pentium Pro с поддержкой инструкции MMX.
  • 1998 год. Компания Microsoft анонсировала новую версию своей операционной системы Windows 98.
  • 1998 год. Фирма Intel представляет процессор Celeron — более дешевую версию Pentium II.
  • 1999 год. Фирма Intel выпустила процессор Pentium III, построенный на базе Pentium II с поддержкой инструкции SSE (Streaming SIMD Extensions).
  • 2000 год. Компания Microsoft выпустила операционную системуWindows 2000.
  • 2000 год. Фирмы Intel и AMD объявили о выпуске процессоров с тактовой частотой 1 ГГц.
  • 2000 год. Фирма Intel анонсирует процессор Itanium — первый процессор семейства P7.

     Естественно, этот список не претендует на полноту. В нем представлены наиболее значимые события, которые оказали решающее влияние на развитие компьютерной индустрии.      Впервые вычислительное устройство упоминается у Абакуса более 2 000 лет назад. Оно представляет собой деревянную машину с колесиками и выполняет ограниченное число операций. Первая европейская машина была создана Непером (создателем логарифмов) в начале семнадцатого века. Она могла выполнять операцию умножения двух чисел. Дальнейшее развитие эти устройства получили у Блеза Паскаля (1642 год) и Готфрида Вильгельма фон Лейбница (описана в 1671, а создана в 1694 году).
     Первый коммерческий механический калькулятор был создан Чарльзом Ксавьером Томасом в 1820 году. Это была «совершенная» машина — она выполняла операции сложения, вычитания, умножения и деления.      Отцом этого компьютера можно по праву назвать Чарльза Баббаджа, профессора математики Кембриджского университета. Эта машина, созданная в 1812 году, могла решать полиномиальные уравнения различными методами. Создав в 1822 году небольшую рабочую модель своего компьютера и продемонстрировав ее Британскому правительству, Баббадж получил средства на дальнейшее развитие своей системы. Новая машина была создана в 1823 году. Она была паровой, 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 числами с 50 десятичными знаками и сохраняла до 1 000 чисел. Впервые в этой машине было реализовано условное выполнение операций — прообраз современного оператора IF. Программы для этой мяшины записывались с помощью перфокарт. Обратите внимание, что эта идея получила развитие в 1890 году в компании Tabulating Mashine Company, позднее известной как IBM. Но не только IBM использовала перфокарты в своих системах. В период «расцвета» перфокарточных компьютеров были созданы устройства, которые обрабатывали 50 — 250 карт в минуту. Перфокарты использовались не только для ввода и вывода данных но и для их хранения.
     Несмотря на свое относительно длительное существование, механические компьютеры были вытеснены электронными, которым не требовался точный механизм, но которые все же имели свои недостатки.      Первым электронным компьютером можно назвать систему, созданную в 1942 году Джоном В. Атанасовым (John V. Atanasoff) в колледже штата Айова. В этом устройстве в качестве переключателей использовались вакуумные лампы.      Для военных требовались более совершенные вычислительные системы. В 1946 году в Пенсильванском университете Джоном Мошли и Дж. Преспером Эксртом была создана электронно-вычислительная машина ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator). Она работала с 10-разрядными числами и выполняла 300 операций в секунду. Производительность компьютера ENIAC была в 1000 раз выше, чем у механических и электромеханических устройств. В этом компьютере использовалось 18 тыс. вакуумных ламп, он занимал площадь 167 квадратных метров и потребляла 180 тыс. ватт.      В 1945 году математик Джон фон Нейман показал, что компьютер представляет собой целостную физическую структуру и может эффективно выполнять любые вычисления без изменения аппаратной частя. Другими словами, программы можно изменять, не меняя аппаратного обеспечения. Эта идея получила дальнейшее распространение в виде хранимых в компьютере программ.

     Первые коммерческие компьютеры ENIAC и UNIVAC появились в 1947 году (до появления UNIVAC компьютеры использовались только в науке и в военных целях). В них использовалась оперативная память для хранения некоторых программ и часто используемых данных; программирование осуществлялось с помощью машинного языка.

     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.      Современный компьютер представляет собой набор электронных переключателей, которые 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. В первых компьютерах в качестве переключателей применялись вакуумные лампы, и хотя они в принципе работали, это порождало массу сложностей.      Лампа в качестве электронного переключателя малоэффективна. Она потребляет много электроэнергии и выделяет огромное количество тепла, отвод которого был одной из основных технических проблем. Кроме того, при выделении тепла надежность ламп снижалась, и поэтому из-за выхода их из строя среднее время безотказной работы больших вычислительных систем не превышало двух часов.      Именно с изобретения в 1948 году полупроводниковых устройств — транзисторов — началась революция в компьютерной индустрии. Транзистор был изобретен в Bell Laboratories инженерами Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли. Транзистор, в сущности являющийся электронным ключом, заменил громоздкую и неудобную электронную лампу. Поскольку потребляемая транзисторами мощность незначительна, построенные на их основе компьютеры имели гораздо меньшие размеры и отличались более высоким быстродействием и эффективностью.

     Появление транзистора послужило началом миниатюризации компьютеров, эта тенденция сохраняется и в настоящее время. Современные модели портативных компьютеров, работающих от аккумуляторов, обладают большей производительностью, чем прежние системы, занимавшие целые комнаты и потреблявшие много электроэнергии.

     В 1959 году сотрудники фирмы Texas Instruments изобрели интегральную схему — полупроводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько расположенных на одном кристалле транзисторов. В первой интегральной схеме их было всего шесть. Сегодня во многих интегральных схемах используются десятки миллионов транзисторов.      В 1973 году были разработаны первые микропроцессорные комплекты на основе микропроцессора 8008. Правда, они годились разве что доя демонстрации своих возможностей и включения индикаторов. В конце 1973 года Intel выпустила микропроцессор 8080, быстродействие 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 фирмы MITS была помещена на обложку январского 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 составляла 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 стимулировало разработку различного программного обеспечения, включая операционную систему СР/М (Control Program for Microprocessors) и первый язык программирования — BASIC (Beginners All-purpose Simbolic Instruction Code) фирмы Microsoft. В 1975 году IBM впервые выпустила то, что 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 DC-300. Однако стоимость компьютера (9 000 долларов) для рядового покупателя оказалась слишком высокой, особенно если учесть, что множество любителей (названных позже хакерами) предлагали собственные комплекты всего за 500 долларов. Очевидно, что ПК фирмы IBM не могли выдержать такой конкуренции на рынке и продавались очень плохо.      До появления известного сейчас IBM РС (модель 5150) были разработаны модели 5110 и 5120. Хотя эти компьютеры и предшествовали IBM РС, они не имели с ним ничего общего. IBM РС был больше похож на выпущенную в 1980 году для применения в офисах модель System/23 DataMaster      В 1976 году новая фирма, Apple Computers, вышла на рынок с компьютером Apple II стоимостью 695 долларов. Его системная плата была привинчена к куску фанеры, а корпуса и блока питания не было вообще. Было выпущено всего несколько экземпляров этого компьютера, которые впоследствии продавались коллекционерам за 20 тыс. долларов. Но появившийся в 1977 году компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих моделей, включая и IBM РС.

     К 1980 году на рынке микрокомпьютеров доминировали две базовые модели компьютерных 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 (СР/М) и стандартные разъемы расширения с шиной S — 100 (по 100 контактов на разъем). Все они собирались различными компаниями и продавались под разными названиями Но в большинстве случаев фирмы использовали одинаковые программные и аппаратные части. Интересно отметить, что ни один компьютер не был совместим ни с одним из двух основных современных стандартов ПК — ни с IBM, ни с Mac.

     В конце 1980 года IBM наконец-то решила выйти на быстроразвиваюошйся рынок дешевых ПК. Для разработка нового компьютера фирма основала в городе Бока-Ратон (шт. Флорида) свое отделение Entry Systems Division. Небольшую группу из 12 человек возглавил Дон Эстридж (Вщт Уыекшвпу), а главным конструктором был Левис Эггебрехт (Lewis Eggebrecht). Именно эта группа и разработала первый настоящий IBM РС. (Фирма IBM считала модель 5100, разработанную в 1975 году, 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 РС.      Многое в конструкции IBM РС было заимствовано от DataMaster. Так, например, раскладка и электрическая схема клавиатуры были скопированы с DataMaster; правда, в IBM РС дисплей и клавиатура были автономны, в отличие от DataMaster, где они объединялись в одно 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 РС применялись те же контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти, что и в DataMaster. При этом платы расширения, разработанные для DataMaster, можно было использовать и в IBM РС.      Однако в DataMaster применялся процессор 8085 фирмы Intel, который мог адресовать всего 64 Кбайт памяти и имел 8-разрядные внутреннюю и внешнюю шины данных. Из-за этих ограничений в IBM РС использовался процессор 8088, который имел адресное пространство 1 Мбайт, 16-разрядную внутреннюю шину данных, но внешняя шина данных была 8-разрядной. Благодаря 8-разрядной внешней шине данных и аналогичной системе команд можно было использовать устройства, разработанные ранее для DataMaster. На этом, как вы понимаете, дело не остановилось. Были изучены потребности рынка, учтены все существовавшие на то время стандарты, выяснены причины их успеха, что позволило разработчикам встроить в IBM РС возможности практически всех популярных тогда систем. Параметры компьютера фактически определялись потребителями, поэтому IBM удалось создать устройство, которое идеально заполнило отведенную ему на рынке нишу.

IBM создала компьютер менее чем за год, максимально внедрив в него имевшиеся 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, предписывающего использовать в разработках только изделия IBM. Например, языки программирования и операционную систему для IBM РС разрабатывала фирма Microsoft.

     12 августа 1981 года с рождением IBM РС в мире микрокомпьютерной индустрии появился новый стандарт. С тех пор были проданы сотни миллионов РС-совмесгимых компьютеров, а на его основе выросло огромное семейство компьютеров и периферийных устройств. Программного обеспечения для этого семейства создано больше, чем для любой другой системы.

В начало страницы