ПЕРСОНА́ЛЬНЫЙ КОМПЬЮ́ТЕР

Первые персональные компьютеры и их оперативная память. Вся информация

Очень часто современные пользователи интернета задают вопрос: «Кем был разработан первый массовый персональный компьютер?». Ведь все понимают, что обилие компьютеров, как это выглядит сейчас, было не всегда. Любое производство имеет свое начало и свою историю. Сейчас трудно представить жизнь современного человека без персонального компьютера или хоть какого-то гаджета для выхода в интернет. Но было время, когда персональные компьютеры не были «персональными», а предназначались только для крупных производственных или бизнес-организаций. Было время, когда компьютер не умещался, как сейчас, на небольшой стол, а им необходима была целая комната. Было время, когда компьютерная мышь была деревянная. В общем, было много всего интересного.

Датой выхода первого массового компьютера считается 12 августа 1981 года. Именно в этот день компания IBM презентовала первый компьютер, который был рассчитан на установку в домашних условиях. До этого компьютеры были очень громоздкими, занимали очень много места и были достаточно дорогими. Поэтому в основном ими пользовались институты, крупные производства и правительственные организации.

Компания IBM, которая была лидером того времени в производстве компьютеров, решила в корне изменить ситуацию и «принести компьютер в каждый дом». Она разработала первую модель персонального компьютера IBM 5150:

Параметры этого компьютера можно сравнивать разве что со современными калькуляторами. Характеристики IBM5150 были следующими:

• процессор Intel 8088 с частотой 4,77 МГц;
• оперативная память — 64 Кб;
• можно было применять 5.25-дюймовые флоппи-диски для хранения какой-либо информации с объемом до 256 Кб.

Жесткие диски невозможно было устанавливать, так как не хватало мощности блока питания. Первое подобие жестких дисков появилось только в модели IBM5161, их объем составлял целых 10 Мб.

Описанные выше характеристики — это «мощность» самой дорогой модели IBM 5051, которая стоила 3005$. В самой дешевой модели за 1565$ был тот же процессор, но «оперативки» было всего 16 Кб и не было возможности подключить флоппи-диски, так как не было дисковода. Плюс, отсутствовал стандартный монитор. Но такой «компьютер» можно было подключить в своему телевизору, а в качестве «памяти» можно было использовать кассетные накопители. «Дешевую» версию в основном покупали для дома, а «дорогую» версию покупали для небольшого бизнеса.

Первый массовый персональный компьютер был разработан командой специалистов компании IBM, но сделан он был по прототипу компьютера Apple-1, который разработал Стив Возник. Поэтому, отвечая на вопрос: «Кем был разработан первый массовый персональный компьютер?», можно ответить, что к его разработке приложил свою руку сам Стив Возник.

IBM5150 — это официально первый массовый персональный компьютер. Он не получил особой «массовости», потому что был достаточно дорогим удовольствием, тем более что спустя небольшое время появились компьютеры других производителей со схожими характеристиками, но стоившие в 2 раза дешевле. Плюс, добавлялась жесткая конкуренция среди производителей компьютеров, ведь рынок не был настолько объемным, как сейчас, а производителей было очень много.

Наставник Била Гейтса, гараж и неожиданный успех

Следующим шагом к появлению современных ПК стал Altair 8800b. Иногда именно его называют первым персональным компьютером, забывая про изобретение Бланкенбейкера. Внешне Altair 8800b очень напоминает Kenbak I, у него тоже нет привычных сегодня экрана и клавиатуры, он оснащён только переключателем программ. Изобретатель-любитель Эд Робертс придумал и собрал свой компьютер в гараже.

Мужчина рассчитывал продать максимум несколько сотен наборов для самостоятельной сборки Altair 8800b таким же энтузиастам от мира электроники, как он сам. «Я предполагал, что есть куча психов вроде меня, которые хотели бы иметь компьютер, — рассказывал Эд в одном из интервью. — Для инженеров и электронщиков это идеальный гаджет».

Но неожиданно для Робертса в первый же месяц он получил заказы на тысячи наборов. Это произошло благодаря хвалебным отзывам в Popular Electronics.

Изобретение Робертса вдохновило студента Билла Гейтса и его друга Пола Аллена. Молодые люди обратились к Робертсу, предложив создать программное обеспечение для Altair. Изобретатель согласился.

Для двух никому не известных студентов Эд стал «другом и ментором», настоящим наставником в работе. В 1975 году Гейтс и Аллен придумали и разработали свою первую серьёзную программу — интерпретатор компьютерного языка BASIC.

«Эд был готов рискнуть для нас — двух молодых парней, интересовавшихся компьютерами задолго до того, как они стали обычным явлением, — вспоминали Гейтс и Аллен. — И мы всегда были ему благодарны. День, когда наша первая непроверенная программа заработала на его Altair, положил начало многим великим достижениям. У нас всегда будет много тёплых воспоминаний о работе с Эдом».

Гейтс и Аллен основали компанию Microsoft и стали продавать свою программу. Всего через несколько лет бизнес молодых американцев вырос в крупнейшую компанию — разработчика ПО, с оборотом в миллиарды долларов.

Между тем Эд Робертс, которого Гейтс называл «отцом персонального компьютера», продал свою компанию за $6 млн. Он оставил предпринимательство и решил на заработанные деньги воплотить в жизнь мечту детства — стать врачом. В 46 лет Робертс окончил медицинскую школу в Джорджии. Эд поселился в маленьком городке и начал работать там врачом.

Виды персональных компьютеров

Разнообразие компьютерных устройств постепенно растет. Их можно поделить на несколько групп:

1. Настольный ПК (десктоп), состоящий из монитора, системника, клавиатуры. Это своего рода классика. Несмотря на его размеры, настольный ПК любят за возможность модернизации. К нему можно подключить высокопроизводительные мощные устройства, и тогда из обычного ПК он превратится в игровой компьютер.
2. Ноутбук – переносное устройство, в корпусе которого находятся все необходимые компоненты. К этому же типу можно отнести ультрабук и нетбук, которые отличаются небольшим весом и низким энергопотреблением.
3. Моноблок – удобная штука для экономии пространства. Это монитор, в который уже вмонтирован системный блок.
4. Планшет — разновидность переносного компьютера с сенсорным экраном touchscreen (тачскрин). Есть еще планшетные ноутбуки с клавиатурой, которая либо складывается, либо выдвигается из ниши под экраном.
5. Неттоп (mini-desktop). Выглядит как небольшая коробочка, к которой можно подключить все необходимые девайсы: монитор, проектор, клавиатуру, колонки. Также его можно с легкостью синхронизировать с телевизором. Однако неттоп нельзя назвать мощным устройством, он больше подходит для выполнения нересурсоемких задач.

Наверняка у многих возникает вопрос: можно ли смартфон считать ПК? Ведь сейчас существует множество программ для смартфонов, которые сильно приближают функционал телефона к компьютеру.

Но процессоры для ПК и телефона отличаются. Они построены на базе совершенно другой архитектуры. Поэтому смартфон, каким бы совершенным он ни был, не может быть полноценной заменой PC.

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 создания компьютера

Слово «компьютер» означает «вычислитель» то есть устройство для вычислений. Потребность в автоматизации вычислений возникла очень давно. Многие тысячи лет назад использовались камешки, счетные палочки и подобные устройства. Более 1500 лет тому назад были изобретены так называемые счетные доски, их потомком являются всем известные счеты.

В 1642 году французский ученый, физик и философ Блез Паскаль изобрел счетную машину — механическое устройство для сложения чисел. Счетная машина Паскаля была им задумана еще в 1640 году. Работа над счетной машиной продолжалась около пяти лет, было изготовлено около пятидесяти различных моделей, и была завершена в 1645 году. В 1649 году Паскаль получил «королевскую привилегию» (патент), дающую право на изготовление и продажу машины.

Некоторое количество таких машин действительно было им изготовлено и продано. В дальнейшем было предложено множество различных конструкций механических счетных машин, однако широкое применение они получили только спустя 200 лет, в XIX веке, когда стало возможным их промышленное производство. Такие машины стали называть арифмометрами — они механизировали все четыре действия арифметики: сложение, вычитание, умножение и деление. Арифмометры и их развитие — электромеханические клавишные счетные машины применялись вплоть до 60-х годов прошлого столетия, когда им на смену пришли электронные микрокалькуляторы.

Механические вычислительные машины, о которых шла речь выше, были ручными, то есть требовали участия оператора в процессе вычислений. Для каждой операции нужно было ввести в машину исходные данные и привести в движение счетные элементы машины для выполнения операции. Время от времени нужно было считывать и записывать полученные результаты и контролировать правильность хода вычислений.

Нельзя ли создать автоматическую вычислительную машину, которая осуществляла бы требуемые вычисления без участия человека? Первым поставил такой вопрос и сделал серьезные шаги в обосновании положительного ответа на него замечательный английский ученый, инженер и изобретатель Чарльз Беббидж, который попытался построить автоматическое вычислительное устройство (он назвал его аналитической машиной), работающее без участия человека — под управлением перфокарт.

Аналитическая машина не была построена, но Беббидж сделал более 200 чертежей ее различных узлов, около 30 вариантов общей компоновки машины и изготовил за свой счет некоторые устройства.

В конце XIX и начале XX века получили распространение так называемые счетно-аналитические машины, построенные на развитии идей Паскаля и Беббиджа. Для чтения перфокарт в них стали применять электроконтактные устройства, для привода вращения счетных колес применялся электродвигатель. В дальнейшем были сконструированы машины, в которых хранение чисел осуществлялась в двоичном виде при помощи групп электрореле. Айкен в США, Цузе в Германии и другие конструировали так называемые релейные машины, которые применялись вплоть до начала 60-х годов, конкурируя с уже появившимися тогда электронными вычислительными машинами.

Первая настоящая электронная универсальная вычислительная машина была построена в конце 1945 года; машина получила название ЭНИАК (ENIAC — Electronic Numerical Integrator and Computer, электронный цифровой интегратор и вычислитель). Это сооружение содержало свыше 18 тысяч электронных ламп и потребляло мощность около 150 кВт.

Начиная с 1944 года в работе над созданием электронных вычислительных машин принял участие один из крупнейших американских математиков Джон Фон Нейман. Он в статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства», опубликованной в 1946 году совместно с Г. Голдстайном и А. Берксом высказал две идеи, которые используются в во всех электронных вычислительных машинах до настоящего времени: использование двоичной системы счисления и принцип хранимой программы. Хранение программы в памяти машины позволяет производить преобразования команд в процессе работы машины, что делает вычислительный процесс гибким.

Компьютеры 40 и 50 годов были очень большими устройствами и были очень дороги. Однако в борьбе за покупателей фирмы, производившие компьютеры стремились сделать свою продукцию компактнее и дешевле. В 1965 году фирма Digital Equipment выпустила первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью в 20 тыс. долларов. В дальнейшем с изобретением интегральных схем — чипов — появилась возможность еще более уменьшить размеры и удешевить компьютеры. В 1975 году был выпущен первый, коммерчески распространяемый компьютер Альтаир-8800, построенный на основе микропроцессора Intel-8080. Он стоил 500 долларов. Начался рост производства персональных компьютеров.

В 1979 году фирма IBM — мировой лидер в разработке и производстве больших компьютеров решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. В 1981 году новый компьютер под названием IBM PC был представлен публике.

Через несколько лет персональные компьютеры фирмы IBM стали ведущими на рынке. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры (совместимые с IBM PC) составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

Главным достоинством компьютеров IBM является так называемый принцип открытой архитектуры, то есть возможность собирать компьютер из различных блоков, присоединяя их к материнской плате при помощи стандартных разъемов — слотов. Это позволяет увеличивать объем памяти, устанавливать новые устройства для обработки изображений и т.д.

Современный персональный компьютер по своим возможностям превосходит первый, как первая электронная вычислительная машина превосходила счетную машину Паскаля. Однако есть области человеческой деятельности, где их мощности недостаточно. Это относится к обработке очень больших объемов информации в научных исследованиях, инженерных расчетах, создании видеофильмов. В этих случаях позволяют хранить и обрабатывать совершенно немыслимые объемы информации. Если персональный компьютер хранит сотен Гбайт информации и имеет скорость работы в сотни миллионов операций в секунду, то супер-эвм может хранить до тысяч Гбайт информации и обрабатывать ее со скоростью в несколько триллионов операций в секунду.

Для успешной работы на персональном компьютере необязательно знать его устройство. Однако лучше все-таки знать какие устройства входят в состав ПК, основные принципы их работы и характеристики. Это позволит сознательно использовать все технические возможности компьютера, совершенствовать его.