Что такое ПК (PC) — как появился персональный компьютер, из чего он состоит и какие виды ПК бывают

Факты из истории компьютерного оборудования

Все мы используем персональные компьютеры и принимаем их как должное в нашей повседневной жизни. Достаточно легко забыть, что компьютеры окружают нас только последние несколько десятилетий, и первые из них были намного массивнее тех, что стоят сегодня на наших столах.

Знаете ли вы, что первый портативный компьютер весил 25 кг и стоил около $ 20 000, что первый лазерный принтер был настолько большим, что заполнял большую часть комнаты, или что покупатели первых персональных компьютеров должны были собирать их сами? Эта статья позволит вам взглянуть на одни из первых прототипов компьютерного оборудования и узнать, как они выглядели.

ПК (ПЭВМ) — это именно персональный компьютер

Сегодня термин ПК означает персональный компьютер, который предназначен для индивидуальной работы. В русский язык это понятие пришло от английского «personal computer» или сокращенно PC.

А вот в российской электронике для компьютеров был придуман другой термин ПЭВМ (Персональная Электронно-Вычислительная Машина), но он как-то не прижился. Поэтому сегодня мы используем один термин – ПК.

В момент создания первых ПК слово «персональный» было ключевым. Так как изначально компьютеры использовались только как компоненты промышленного оборудования.

Компьютеры для индивидуального пользования в 70-80 годы были очень большой и дорогой редкостью.

Несмотря на то что основной функцией всех компьютеров в то время были исключительно математические вычисления, интерес к ним рос в геометрической прогрессии. Постепенно персональный компьютер стал не просто вычислительной машиной, а средством доступа к различным информационным сетям, игровой и мультимедийной платформой.

Многие пользователи используют термин ПК в основном для обозначения стационарной версии компьютера.

Но на сегодняшний день персональным компьютером можно назвать ноутбук, неттоп, моноблок – все, что используется для личного пользования.

Впервые аббревиатуру PC использовала компания Microsoft в рекламе своих продуктов, указывая на их совместимость с архитектурой IBM. Так как Microsoft и Apple всегда конкурировали, то их компьютеры долгое время оставались несовместимы друг с другом. Кроме того, Apple не использует термин PC, его заменяет всем известный Mac.

Более подробно об этом смотрите в приведенном ниже видео:

Основные этапы развития в истории

В истории развития вычислительной техники трудно выделить какую-то единую систему. Связано это с тем, что в каждой стране соответствующий процесс протекал по-разному. Но сложилось так, что историки выделяют несколько этапов становления современных компьютеров. А именно:

• ручной;
• механический;
• электромеханический;
• электронный.

Точного исторического классифицирования нет, но приведенный пример принято брать за основу. Границы каждого этапа весьма условны.

Части персонального компьютера

Главные составные части

• 1 — Системный блок (в комплекте с сетевым кабелем).
• 2 — Монитор, дисплей (в комплекте с сетевым кабелем и информационным кабелем).
• 3 — Клавиатура.
• 4 — Манипулятор (компьютер) — (Компьютерная мышь).

Дополнительно в состав персонального компьютера могут также входить другие устройства: принтер, модем, сканер, джойстик, звуковые колонки и т.д.

Составные части ПК

• 1. Системный блок строится по модульному принципу и это позволяет менять конфигурацию компьютера: увеличить объем оперативной памяти, заменить видеоакарту, увеличить емкость винчестера.

Элементы управления и индикаторы находятся на передней панели системного блока. Сетевые разъемы, разъемы для подключения периферийных устройств и вентилятор блока питания расположены на задней панели системного блока.

В системном блоке размещается:

• Материнская плата, которая является связующим звеном между: центральным процессором, оперативной памятью, винчестером, флоппи-дисководом, различными платами расширения с интерфейсами ISA, PCI или AGP, двумя последовательными (COM1 и COM2) и одним параллельным (LPT1) портами. Материнская плата включает несколько главных элементов в виде интегрированного процессора, ОЗУ, системы «BIOS», различных контроллеров ввода и вывода информации, а также разъемов расширения. [2]
• Процессор, которая осуществляет все .
• Видеокарта, которая предназначена для преобразования данных, вырабатываемых компьютером, в сигнал, отображаемый монитором.
• Звуковая карта, которая позволяет воспроизводить звук синтезированный компьютером, а также записывать оцифрованный звук с качеством компакт-дисков.
• Винчестер (накопитель на жестких дисках) является местом хранения операционной системы, программ, приложений, баз данных, игр и так далее. В отличие от ОЗУ, при выключении питания, информация, записанная на винчестер, не теряется.
• CD-ROM-дисковод (дисковод для чтения компакт-дисков), который предназначен для чтения (проигрывания) лазерных компакт-дисков. Компакт-диски могут содержать компьютерные программы и игры, музыкальные произведения, видеофильмы и так далее.
• Блок-питания, который предназначен для питания материнской платы, плат расширения, винчестера, флоппи-дисковода и так далее.
• 2. Монитор, дисплей предназначен для вывода информации в текстовом и графическом режимах.
• 3. Клавиатура является основным устройством ввода информации и команд для компьютера.
• 4. Манипулятор («мышь») предназначен для управления программами и операционной системой типа MS WINDOWS.

Первый компьютер в мире

Самый первый программируемый компьютер был представлен миру 14 февраля 1946 года в Соединенных Штатах Америки – ENIAC. Он весил 30 тонн и содержал в себе 18 000 электронных ламп. Правда скорость машины составляла всего 5 000 операций в секунду. Суммарно эта модель компьютера проработала 9 лет.

Конечно, до 1946 года велись работы по созданию компьютеров, и даже были представлены подходящие варианты, но они не были доведены до практического использования.

Первый компьютер в мире — ENIAC

Например, в 1912 году российский ученый А. Крылов разработал машину для решения дифференциальных уравнений.

Затем, в 1927 году в США изобрели первый аналоговый компьютер, а в 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе создал программируемую механическую цифровую модель компьютера Z1, но она была пробной и претерпела ряд модернизаций. Уже в 1941 году появляется 3 вариант машины – Z3, который больше других напоминал современный компьютер, но все же требовал доработок.

Первый компьютер в мире и его создатель Джон Мокли

В 1942 году в США также продолжалось создание электронного цифрового компьютера ABC, но модель не была закончена, поскольку разработчика Джона Атанасова призвали в армию. Недостроенную модель изучил Джон Мокли и приступил к созданию собственного компьютера – ENIAC и в 1946 году ученый завершил многолетнюю работу. ENIAC Мокли представлял собой компьютер, выполняющий задания, поставленные перед ЭВМ и обладающий двоичной системой исчисления, на которой построены и современные компьютеры.

Первый компьютер разрабатывался для решения задач в условиях войны и использовался армией Соединенных Штатов. Главной целью было автоматизирование расчетов при бомбометании артиллерией и авиацией. И если раньше для вычислений создавались многочисленные отделы, использующие логарифмические линейки, то с созданием ЭВМ исчезла необходимость расчетов таким медленным и сложным способом.

Сначала появился System/23 Datamaster

IBM System/23 Datamaster (Фото из Википедии)

На фото выше показан профессиональный компьютер IBM System/23 Datamaster. Выпускался с 1981 по 1985 год. Каковы его основные характеристики?

Процессор Intel 8085. Оперативная память 256 кб RAM (Random Access Memory – запоминающее устройство с произвольным доступом, куда можно записывать, стирать и перезаписывать информацию многократно при включенном компьютере) и 112 кб ROM (Read Only Memory – постоянное запоминающее устройство, в которое информацию можно записать один лишь раз до момента сборки персонального компьютера).

Для хранения данных использовались два 8-дюймовых дисковода. Это больше по размерам, чем «большие» дисководы на 5 дюймов или «маленькие» дисководы на 3 дюйма, которые нам удалось застать в нашей стране в эру первых персональных компьютеров.

Операционная система System/23 Datamaster – встроенный BASIC, и это еще не DOS (PC DOS, MS DOS), которая появилась позже. Клавиатура и монитор представляли собой единое целое, находились в одном корпусе.

Переход от System/23 Datamaster к IBM PC

Многие узлы в IBM PC скопированы с проекта System/23 DataMaster. Это связано с тем, что практически все сотрудники нового подразделения были задействованы в разработке компьютера DataMaster.

К примеру, были заимствованы общая электрическая схема и раскладка клавиатуры. Однако в DataMaster клавиатура была совмещена с монитором, что было очень неудобно.

Также, кроме прочего, использовалась аналогичная системная шина и контролер прерываний. Платы расширения, устанавливаемые на «материнскую» плату, изначально созданные для DataMaster, полноценно работали и в IBM PC.

В DataMaster использовался процессор 8085 (Intel). Он базировался на 8-разрядной шине данных и был способен адресовать только 64 килобайт памяти. Данных параметров уже было недостаточно. По этой причине разработчики перешли на процессор с индексом 8088, который использовал адресное пространство 1 мегабайт, а его внутренняя шина данных была 16-разрядной.

Внутренняя же шина персонального компьютера осталась 8-разрядной, что и позволило добиться полной совместимости с платами для DataMaster. Конечно, при этом скорость работы процессора несколько снижалась, так как он не мог работать полноценно с «быстрыми» 16-и разрядными командами.

Но главное было сделано – компьютер работал как единое целое, а именно, обеспечивалось единство аппаратного и программного обеспечения: hardware (содержимое компьютера, его «железо») и software (программное обеспечение компьютера, его программная начинка). Позже появился сленг, на котором это единение звучит более упрощенно, как общность «железа» и «софта», или по английски «hard & soft».

История развития компьютеров в России

Нельзя сказать, что в СССР к кибернетике относились так же, как к генетике – высшее партийное руководство понимало важность отрасли. Так что первый компьютер в стране и континентальной Европе был создан в 1951 году, спустя всего два года после появления EDVAC и 5 лет после ENIAC. За его разработку отвечал киевский Институт электроники, возглавляемый Сергеем Лебедевым. Малая электронная счётная машина первого поколения стала прообразом следующих, получивших серийное воплощение (БЭСМ-1/2, М-20 и ряд других).

В 60-ых годах было освоено производство компьютеров на полупроводниковой элементной базе, самый известный серийный продукт тех времен – машина БЭСМ-6 с производительностью свыше миллиона операций/секунду.

Что касается первых поколений портативных компьютеров, то они начали производиться тоже с небольшим отставанием, в 1984 году. Это была модель «Агат», за которой последовали и другие персональные компьютеры – «Корвет», БК-0010, УКНЦ и другие, менее известные модели. Особой популярностью среди населения пользовались ПК, совместимые с ZX Spectrum. Немного позже их вытеснили компьютеры серии ЕС ПЭВМ, архитектура которых и в значительной степени программное обеспечение копировали IBM PC.

Компьютеры в 19 веке

1801: Жозеф Мари Жаккард, французский торговец и изобретатель, изобретает ткацкий станок, который использует перфорированные деревянные карты для автоматического плетения тканей. Ранние компьютеры использовали подобные перфокарты.

1821: Английский математик Чарльз Бэббидж задумывает паровую вычислительную машину, которая могла бы вычислять таблицы чисел.

1848: Ада Лавлейс, английский математик и дочь поэта лорда Байрона, пишет первую в мире компьютерную программу.

1853: Шведский изобретатель Пер Георг Шойц и его сын Эдвард разрабатывают первый в мире печатный калькулятор.

1890: Герман Холлерит разрабатывает систему перфокарт, чтобы помочь рассчитать перепись населения США 1890 года.

Когда произошло появление первых персональных компьютеров

Появление первых персональных компьютеров, началось в семидесятых годах прошлого столетия. Однако действительно «персональными» они стали на десять лет позже. Сам термин «персональный компьютер» или «ПК», выбрали для подчеркивания его компактных размеров и то, что он был ориентирован на одного пользователя. В прошлом, компьютеры были доступны только для коллективного использования работниками тех сфер, где они применялись.

До появления действительно «персональных» компьютеров, индустрия выпускала очень дорогостоящие и огромные вычислительные машины. Их ориентировали на работу одновременно с несколькими пользователями. Его могли себе позволить только большие предприятия или иранские Шейхи. Обычные люди проводили время в ожидании чего-нибудь гораздо меньшего по габаритам, а главное — гораздо дешевле.

Продолжалось это ровно до тех пор, пока такие компании как North Star, Osborne и Apple не стали предлагать новую в те времена идею персонального компьютера. Стоит отметить, что взгляды каждой компании на рынок и концепцию в целом, сильно отличались. В новом этапе вычислительной техники, будущим покупателям предлагалось большое разнообразие «персоналок». Из всего представленного на рынке лидировали и пользовались спросом два основных типа систем – Apple II и компьютеры под управлением операционной системой CP/M.

• Справка: операционная система – это посредник, специальная программа между микросхемами и человеком. Она преобразует действия и команды, которые выполняет пользователь в длинные цепочки простых и коротких команд, понятных для компьютера. Например, при нажатии клавиши на клавиатуре, она начинает проверку, что за символ, на какой раскладке, регистр, отслеживает положение курсора и так далее.

Внедрение на основе открытой архитектуры

На начальном этапе, аппаратные части (электронные и микросхемы) друг от друга существенно отличались и работали на разных операционных системах. С течением времени, фирму Apple стал преследовать больший успех, чем ее конкурентов. Важным фактором успеха на рынке, стало то, что аппаратная часть была разработана и внедрена на основе открытой архитектуры.

• Справка: открытая архитектура – простая реализация идеи, что любой компьютер проектируется так, что практически каждый пользователь мог «вскрыть» его и улучшить возможности путем установки новых устройств. Их называют – платы расширения. В них входят: винчестер, модем, звуковая карта и другие. Так же эта концепция позволяет сторонним компаниям заниматься разработкой и выпуском отдельных компьютерных компонентов для замены существующих или их дополнения.

Двенадцатого августа восемьдесят первого года прошлого века, произошло знаменательное по своей сути событие, мировой лидер по выпуску персональных компьютеров компания IBM, начинает выпуск массового IBM PC (IBM Personal Computer). Можно считать что с этого момента, начинается новая эра ПК. В своей сборке эта компания начала использовать одну из многих существующих на тот момент операционных систем. Подписав контракт на операционную систему от компании Microsoft. В том случае, если бы для сборок стали использовать процессор 8-разрядный, вполне возможно, это бы могло не случиться.

Тем самым человеком, который убедил руководство компании, что новые модели ПК должны быть 16-разрядными, был Билл Гейтс, неизменный президент и глава Microsoft. Это произошло вскоре после того, как в октябре восьмидесятого года, компания IBM сделала обращение к фирмам, которые занимаются программным обеспечением для участия в готовящемся новом проекте.

Компания Microsoft, в отличие от Digital Research, не могла сразу предложить собственную операционную систему, но все, же смогла убедить руководство IBM, что новый ПК должен быть 16-рязрядным. В точно такое же положение Гейтс поставил и конкурента CP/M, до завершения было еще далеко. Вскоре после этого, Microsoft получила права на 16-разрядную систему 86-DOS у компании, которая была не в курсе дел. Ее звали Seattle Computer Products. По прошествии времени и основательной переработке, операционная система 86-DOS вышла на рынок, с новым названием MS-DOS 1.0 .

• Справка. Материнская плата – является основной деталью компьютера. Именно к ней крепятся все остальные части ПК, такие как: процессор, оперативная память, слоты расширения, вспомогательные микросхемы и другие устройства. Процессор производит «общение» со всеми устройствами, которые установлены в слоты расширения, а также оперативной памятью. Делается это через канал специальной связи, которая называется – системной шиной. По свойствам, шина эта может быть 8- , 16-, 32, 64-рязрядной. Чем она шире, тем больше информации передается через нее. Для примера, можно привести шоссе с 8, 16, 32, 64 полосами, по которым движутся автомобили. Стоит учесть тот факт, что программное обеспечение, которое стоит на ПК, должно уметь обращаться с этими возможностями.

В итоге, Microsoft выполнила поставленную задачу и IBM, после того как внесла небольшие изменения в эту операционную систему, назвала ее PC-DOS (Personal Computer-Disk Operating System). Несомненно, сама компания Microsoft сохранила за собой все права на продажу разработанной ей системы, имя которой MS-DOS (Microsoft Computer-Disk Operating System).

Во время проектирования и разработки аппаратной части для компьютера, компания IBM руководствовалась твердым принципом «используй то, что под рукой». Иными словами, она использовала готовые компоненты, которые были в наличии и были произведены другими фирмами. За короткий промежуток времени, она добилась впечатляющих результатов на рынке и лидерства в этом секторе.

Не смотря на все достижения своего конкурента, Apple начала укреплять свои позиции, продвигая продукцию преимущественно в сфере образования. В марте восемьдесят третьего года, у IBM появилось следующее поколение ПК – IBM XT (eXTra). Оно имело более расширенные возможности, чем старые модели. Успех этой компании на рынке, внедренная открытая архитектура, изобилие программ, сделанные непосредственно под MS-DOS, компоненты и идеи других фирм, авторские права и патенты, к сожалению, не принадлежали IBM.

Это в свою очередь подтолкнуло многие компании на собственную разработку ПК, совместимых программно IBM PC/XT. Эти компьютеры получили название IBM – совместимые. За совсем небольшое время, проведенное на рынке модели XT, завоевали его. Из-за хороших возможностей по расширению, а именно – восемь специальных гнезд для плат, возрастал спрос на компоненты. Занялись производством дешевых плат, многочисленные компании Азии. Они производили товары достаточного качества и главное, по сниженной цене.

Наличие дешевых и необходимые компонентов, а также высокий спрос на них и отсутствие у компании IBM патентов на ее архитектуру, привело к тому, что многие изготовители занялись собственной сборкой таких ПК. Они называются клонами IBM. Все это поспособствовало бурному росту и распространению персональных компьютеров.

• Справка. Аппаратная или программная совместимость означает, что если компьютеры совместимы программно, то любая программа, работающая на одном, будет работать и на другом. Тоже касается и деталей. Например, если вытащить видеокарту и переставить в другой ПК, она продолжит работать.

С наступлением августа восемьдесят четвертого, компания IBM начинает выпуск модели AT (Advanced Technology). Но уже в конце восемьдесят шестого, компания Intel наносит серьезный финансовый удар IBM, начав выпуск передового микропроцессора 80386. А еще через один год, компания Compaq пошла на опережение и начала выпуск IBM-совместимого ПК на основе 80386 процессора.

Несмотря на временные трудности, компания IBM весной восемьдесят седьмого года, приступила к выпуску совершенно нового семейства ПК – IBM PS (Personal System). Но в этот раз, компоненты готовые не использовались, компания попыталась применить свой собственный стандарт, запатентовав его. Но этот проект был подвержен провалу, и компания вернулась к первоистокам.