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.
Как ПК уменьшились в размерах
В 1968 году инженер НАСА Остин Рош, одержимый идеей создания персонального компьютера, на обычной скатерти клуба в Сан-Антонио набросал чертеж своего устройства. Именно эти наброски впоследствии легли в основу работы компании Computer Terminal Corp (CTC) по созданию самого первого персонального компьютера. Остин Рош был одним из двух основателей Computer Terminal Corp. Процесс реализации идей затянулся на пару лет: свой первый компьютер, получивший название Datapoint 2200, представила компания СТС в конце 1970 года. Информация хранилась на кассетах, на которых умещалось до 130 КБ данных. Оперативная память занимала 8 КБ.
Параллельно с СТС собственные разработки вела и компания Intel, которой было суждено совершить настоящий переворот в компьютерной сфере. Причем этому самому перевороту, как это часто бывает, человечество обязано случайности. Японская компания Busicom, посвятившая время своих сотрудников производству калькуляторов, заказала Intel сделать 12 микросхем для своих продуктов. То есть нужно было выполнить дюжину разных микросхем для разных же калькуляторов. Заказ был муторный и по меркам даже малого бизнеса — микроскопический. Поэтому лень в очередной раз выступила двигателем прогресса — специалисты решили сделать универсальный микропроцессор, который подошел бы ко всем моделям калькуляторов.
Так появился микропроцессор С4004. Спустя год Intel создал более сложный 8-разрядный микропроцессор, который стал основой первых массовых персональных компьютеров — в первую очередь компании СТС, которая в конце 1972 года была переименована в Datapoint. Эпоха ПК, занимавших несколько комнат, подошла к концу.
Так кто придумал первый компьютер?
Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.
Чарльз Бэббидж
Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.
- Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
- Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
- Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
- Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
- Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.
Четвертое поколение. Компьютеры на больших (и сверхбольших) интегральных схемах (1980-…)
Быстродействие: сотни миллионов операций в секунду.
Появилась возможность размещать на одном кристалле не одну интегральную схему, а тысячи. Быстродействие компьютеров увеличилось значительно. Компьютеры продолжали дешеветь и теперь их покупали даже отдельные личности, что ознаменовало так называемую эру персональных компьютеров. Но отдельная личность чаще всего не была профессиональным программистом. Следовательно, потребовалось развитие программного обеспечения, чтобы личность могла использовать компьютер в соответствие со своей фантазией.
В конце 70-х – начале 80-х популярностью пользовался компьютера Apple, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Позднее в массовое производство был запущен персональный компьютер IBM PC на процессоре Intel.
Позднее появились суперскалярные процессоры, способные выполнять множество команд одновременно, а также 64-разрядные компьютеры.
Лихие девяностые
В 1990 году IBM временно отказалась от платформы PC в пользу новых компьютеров PS/2 с операционной системой OS/2. В новых компьютерах IBM применялись прогрессивные технологии, например шина Micro-Channel, куда более быстрая чем PC-шная ISA, но популярными они так и не стали. След в истории оставил разве что разъем Mini-DIN, он же PS/2, для подключения мыши и клавиатуры.
Не спасла потребительский сегмент компьютеров IBM и обновленная операционная система OS/2 Warp V3.0 для PC-совместимых компьютеров, которая активно рекламировалась как более удобная и функциональная альтернатива Windows 95.
Последним форпостом IBM на рынке потребительской электроники оставались ноутбуки ThinkPad. Первая 700-тая модель серии была выпущена в 1992 году. Использовался в ней процессор Intel 486SLC с частотой 25 МГц, жесткий диск на 120 Мбайт и 10,4-дюймовый цветной жидкокристаллический дисплей. Весил ноутбук вполне вменяемые 2,9 кг и стоил $4350.
IBM ThinkPad 700с
Над внешним видом первого ноутбука ThinkPad, а напоминает он традиционную японскую деревянную шкатулку бэнто для перевозки еды, работали дизайнеры Ричард Саппер и Казухико Ямазаки. Посреди клавиатуры уже тогда красовался, не побоюсь этого слова, культовый резиновой джойстик красного цвета. В 2005 году бренд ThinkPad у IBM выкупила китайская компания Lenovo.
1970-1974: Компьютерная революция
Xerox Alto
Микропроцессоры стали дешевле, и в течение этого периода времени на рынок было выпущено достаточно много компьютерной техники. Ведущую роль здесь сыграли, прежде всего, компании Intel и Fairchild. В эти годы Intel создал, первый микрокомпьютер: 15 ноября 1971 года был представлен 4-битный процессор Intel 4004. В 1973 году вышел Xerox Alto — первый компьютер с графическим пользовательским интерфейсом (монитором), мышью и встроенной картой Ethernet.
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.
Первый в мире компьютер: что о нём известно
Задача автоматизации математических вычислений не нова, но в древние времена речь шла о простейших операциях – сложении и вычитании сравнительно небольших чисел. Первыми додумались до счётов китайцы, и что интересно, они использовали цифру 5 как основание своего счётного устройства. Позже похожие счёты появились у древних греков, изготавливали такие абаки из деревянных дощечек, а в качестве инструмента для подсчетов использовались камешки.
Разумеется, счёты – это даже не прообраз компьютера, но следующего прорыва пришлось ждать долго. Только в 1642 году Блез Паскаль додумался до более усовершенствованной версии вычислителя, основанной на механизме шестерёнок. Но по-прежнему этот прибор умел только складывать и вычитать.
Всего 30 лет спустя математик Густав Лейбниц изобрёл свою версию арифмометра, которая умела умножать и делить. И снова наступило затишье, закончившееся в 1822 году, когда Чарльз Бэббидж построил малую разностную машину, умевшую производить вычисления с 18-разрядными числами. А затем взялся за конструирование аналитической машины, которая концептуально уже была во многом схожа с первыми компьютерами, появившимися много позже, – то есть предусматривала наличие памяти, регистров, аналога процессора и даже устройств ввода-вывода. По разным причинам работа не была завершена. И только столетие спустя фон Нейман разработал концепцию хранимой программы, которая и легла в основу будущих компьютеров.
Краткая история создания компьютера в современном значении этого слова:
- 1939 год – создание немцем Конрадом Цузе электромеханического устройства, предназначенного для вычисления аэродинамических показателей в самолётостроении;
- 1940 год – англичанин Алан Тьюринг разрабатывает свою версию электромеханической машины, призванной упростить взлом шифра «Энигма», использовавшегося немцами;
- 1941 – год, когда появился первый программируемый компьютер, названный «Марк 1», в основу конструкции которого легли чертежи Бэббиджа (разработанный специалистами IBM под руководством математика Говарда Эйксона);
- 1942 год – создание инженером из США Джоном Атанасовым первого полностью электрического компьютера (работающего на реле), способного решать линейные алгебраические уравнения;
- 1946 год – появление первого лампового устройства ЭНИАК, которое использовалось для вычисления баллистических траекторий.
В принципе именно ЭНИАК считается первым настоящим компьютером, способным работать на три порядка быстрее, чем релейные аналоги. Но у него была и масса недостатков: он состоял почти из двух десятков тысяч ламп, занимал огромное помещение, весил около 30 тонн и часто ломался. К тому же требовалось немало человеко-часов, чтобы просто подготовить его к работе.
Изобретение транзистора в 60-х годах оказалось тем революционным событием, которое подстегнуло эволюцию компьютеров. Вторая генерация обзавелась внешней памятью, были разработаны более удобные и эффективные устройства ввода/вывода программ и данных, появилась многопроцессорная обработка, позволившая существенно увеличить производительность вычислительных устройств
Но настоящим прорывом считается появление интегральных микросхем, позволивших на небольшом чипе поместить сердце компьютера – процессор с уже запрограммированной логикой. Именно третье поколение называют эпохой появления небольших по размерам компьютеров, помещающихся на обычном столе.
В 1971 году компания Intel разработала первый 4-битный микропроцессор I4004, а спустя два года появился более зрелый продукт – микропроцессор I8008 с удвоенной разрядностью, который и стал первым стандартом в этой области. И уже в 1975 году появился первый персональный компьютер на базе процессора I8008 – Альтаир-8800, давший мощнейший толчок дальнейшему развитию отрасли.
Целый ряд компаний, известных и новых, включились в перспективную гонку. В 1976 году свою первую разработку представила Apple, а в 1981 году появился IBM PC – персональный компьютер, архитектура которого на долгие годы стала стандартом де-факто в компьютерной индустрии. Даже сегодня около 90% ПК – это IBM-совместимые компьютеры.
В 1979 году компания Grid System выпустила первую портативную ЭВМ, Grid Compass, давшую начало отдельному направлению – производству ноутбуков – автономных аналогов ПК.
2000-е и окончательный уход с рынка ПК
Компания IBM, несмотря на прекращение разработки и производства стационарных ПК, продолжала выпускать и достаточно успешно продавать на рынке ноутбуки. Некоторые пользователи даже продолжали считать компьютеры производства IBM эталонами.
В 2004 году корпорация приняла непростое решение, в результате весь бизнес по производству персональных ЭВМ и ноутбуков был продан китайской компании Lenovo. Сама компания сосредоточилась на гораздо более интересном для гиганта рынке серверов и услуг поддержки. Несколько позднее IBM продала и другие подразделения, связывающие ее с производством ПК, например, занимавшийся выпуском жестких дисков отдел перешел под контроль HITACHI.
Многолетняя история IBM позволила компании накопить огромный опыт в создании компьютерной техники и программного обеспечения. Сегодня, даже несмотря на уход с рынка ПК, компания оказывает достаточно сильное влияние на развитие всей отрасли.
