Компьютерный мир

Рождение персонального компьютера  22.05.2013 20:35

В 1975 году фотография комплекта Altair компании 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 CP/M (Control Program for Microprocessors) и первый язык программирования BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) компа- нии Microsoft.

В 1975 году IBM впервые выпустила устройство, которое 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 ока- залась слишком высокой, особенно если учесть, что множество любителей (названных позже хакерами) предлагали собственные комплекты всего за 500 долларов. Очевидно, что ПК компании IBM не могли выдержать такой конкуренции на рынке и продавались очень плохо.

До появления известного сейчас IBM PC (модель 5150) были разработаны модели

5110 и 5120. Хотя эти компьютеры и предшествовали IBM PC, они не имели с ним ничего общего. IBM PC был больше похож на выпущенную в 1980 году для применения в офисах модель System/23 DataMaster.

В 1976 году новая компания Apple Computer вышла на рынок с компьютером Ap- ple I стоимостью 666 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. дол- ларов. Но появившийся в 1977 году компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих моделей, включая и IBM PC.

К 1980 году на рынке микрокомпьютеров доминировали две базовые модели компью- терных систем. Это был Apple II, имевший множество преданных пользователей и ги- гантское количество программ, и несколько других моделей, происходивших от комплек- та Altair. Эти компьютеры были совместимы один с другим, имели одну операционную систему (CP/M) 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 ими использовались 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.

Новый конкурент, появившийся на горизонте, дал возможность определить факторы

будущего успеха персонального компьютера: открытая архитектура, слоты расширения, сборная конструкция, а также поддержка аппаратного и программного обеспечения раз- личных компаний. Конкурентом, как ни удивительно, оказался компьютер компании IBM, до сих пор занимавшейся только мощными производственными мэйнфреймами. Этот ком- пьютер, по существу, напоминал раннюю версию Apple, в то время как системы Apple приобретали черты, более подходящие для IBM. Открытая архитектура IBM PC и закры- тая архитектура компьютеров Macintosh произвели настоящий переворот в компьютерной индустрии.

Персональный компьютер компании IBM

В конце 1980 года IBM наконец-то решила выйти на стремительно развивающийся рынок дешевых ПК. Для разработки нового компьютера она основала в городе Бока-Ратон (шт. Флорида) свое отделение Entry Systems Division. Небольшую группу из 12 человек возглавил Дон Эстридж (Don Estridge), а главным конструктором был Льюис Эггебрехт (Lewis Eggebrecht). Именно эта группа и разработала первый настоящий IBM PC. (Мо- дель 5100, разработанную в 1975 году, IBM считала интеллектуальным программируемым терминалом, а не подлинным компьютером, хотя, в сущности, это был настоящий компью- тер.) Почти все инженеры группы ранее работали над проектом компьютера System/23

DataMaster, поэтому он фактически оказался прообразом IBM PC.

Многое в конструкции IBM PC было заимствовано от DataMaster. Так, например, раскладка и электрическая схема клавиатуры были скопированы с DataMaster; правда, в IBM PC 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 (разъ- емы ввода-вывода), причем использовались не только те же самые 62-контактные разъ- емы, но и разводка контактов. В IBM PC применялись те же контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти, что и в DataMaster. При этом платы расширения, разрабо- танные для DataMaster, можно было использовать и в IBM PC.

Однако в DataMaster применялся процессор 8085 компании Intel, который мог ад- ресовать всего 64 Кбайт памяти и имел 8-разрядные внутреннюю и внешнюю шины данных. Из-за этих ограничений в IBM PC 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 анало- гичной 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 PC возможности практически всех популярных тогда систем. Параметры компьютера фактически определялись потребителями, поэтому IBM удалось создать устройство, которое идеально заполнило отведенную ему на рынке нишу.

Компания IBM создала компьютер менее чем за год, максимально внедрив в него имевшиеся разработки и компоненты других производителей. Группе Entry Systems Divi- sion была предоставлена бо´ льшая 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 PC разрабатывала Microsoft.

Замечание

Интересно, что IBM сначала обратилась к Digital Research, создателю операционной системы CP/M, но те не заинтересовались этим предложением. Тогда за дело взялась Microsoft, которая позднее превратилась в крупнейшую в мире компанию — изготовителя программных продуктов. IBM фактически предложила им сотрудничать и поддержать новый компьютер.

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

20 лет спустя

После появления первого IBM PC прошло почти 20 лет, и за это время, конечно, многое изменилось. Например, IBM-совместимые компьютеры, ранее использовавшие процессор

8088 с тактовой частотой 4,77 МГц, теперь на основе процессора Pentium II работают с тактовой частотой 500 МГц и выше, быстродействие современных систем выросло более чем в 4 000 (!) раз (имеется в виду общая производительность, а не только тактовая частота). Первый IBM PC имел два односторонних накопителя на гибких дисках емкостью

160 Кбайт и использовал операционную систему DOS 1.0, а современные компьютеры

работают с жесткими дисками емкостью в 20 Гбайт и выше.

В компьютерной индустрии производительность процессора и емкость дисковых на- копителей удваиваются, как правило, каждые 2–3 года (этот закон носит имя одного из основателей Intel Гордона Мура).

Следует отметить еще один важный момент: IBM перестала быть единственным про-

изводителем PC-совместимых компьютеров. Конечно, IBM разработала и продолжает разрабатывать стандарты, которым должны соответствовать совместимые компьютеры, но она уже не является монополистом на рынке. Часто новые стандарты для ПК раз- рабатывают другие компании. Сегодня Intel разрабатывает большинство стандартов ап- паратного обеспечения, а Microsoft —  программного. Именно из-за того, что продукты этих двух компаний доминируют на рынке ПК, сами персональные компьютеры часто называют Wintel.

Именно эти компании разработали стандарты шины PCI (Peripheral Component In-

terconnect), AGP (Accelerated Graphics Port), формфакторы системных плат ATX и NLX, гнезда Socket 1–8, Slot 1, Slot 2, Socket 370 и многое другое. Windows фактически стала стандартом операционной системы для PC-совместимых компьютеров. Компании Intel и Microsoft уверенно плывут на волне Internet, благодаря которой Web-броузер, как сред- ство просмотра Web-страниц, стал наиболее современной прикладной программой-при- манкой, используемой для расширения круга потенциальных заказчиков. Web-броузеры и электронная почта открыли совершенно новый рынок ПК, увеличивая объем продаж за счет потребителей, не имеющих вычислительной техники.

Сотни компаний выпускают PC-совместимые компьютеры, кроме того, известны ты- сячи производителей электронных компонентов. Все это способствует как расширению рынка, так и улучшению потребительских качеств PC-совместимых компьютеров.

PC-совместимые компьютеры столь широко распространены не только потому, что совместимую аппаратуру легко собирать, но и потому, что операционные системы постав- ляет не IBM, а другие компании, например Microsoft. Ядром программного обеспечения компьютера является BIOS (Basic Input Output System), производимая различными компа- ниями (например, Phoenix, AMI и др.). Многие производители лицензируют программное обеспечение BIOS и операционные системы, предлагая свои совместимые компьютеры. Вобрав в себя все лучшее, что было в системах CP/M и UNIX, DOS стала доступной для большинства существовавших программных продуктов. Успех Windows привел к тому,

что разработчики программ все чаще стали создавать свои продукты для PC-совместимых компьютеров.

Системы Macintosh компании Apple никогда не пользовались таким успехом, как PC- совместимые модели. Это связано с тем, что Apple сама распоряжается всем программным обеспечением и не предоставляет его другим компаниям для использования в совмести- мых компьютерах. С точки зрения пользователей, PC-совместимые компьютеры гораздо удобнее всех остальных. Конкуренция между производителями привела к тому, что за те же деньги, вложенные в покупку, вы получаете доступ к гораздо более разнообразным программным и дополнительным аппаратным средствам.

Сегодня рынок PC-совместимых компьютеров продолжает развиваться. При разработ- ке новых моделей используются все более совершенные технологии. Поскольку эти типы компьютерных систем используют самое разнообразное программное обеспечение, по- видимому, в течение ближайших 15–20 лет доминировать на рынке будут PC-совмести- мые компьютеры.

Закон Мура

В 1965 году Гордон Мур при подготовке доклада о перспективах развития компьютерной па- мяти обнаружил интересную особенность: емкость каждой новой микросхемы  памяти удваи- вается по сравнению с ее предшественницей,  а сама новая микросхема  появляется каждые

18–24 месяца. Построив  линию тренда, Мур отметил, что производительность  компьютеров

будет увеличиваться экспоненциально по времени.

Эту зависимость стали называть законом Мура. Кстати, этот закон описывает не только рост емкости оперативной памяти, он часто используется для определения степени роста быстродей- ствия процессоров и емкости жестких дисков. За 26 лет количество транзисторов процессора увеличилось в 18 тыс. раз: от 2,3 тыс. в процессоре 4004 до 140 млн в Pentium III Xeon.

Что нас ждет в будущем? Для рынка ПК можно с уверенностью сказать лишь одно: компьютеры будут быстрее, меньше и дешевле. Согласно закону Мура, купленный вами сегодня компьютер будет работать в два раза медленнее и хранить в два раза меньше данных по сравнению с системой, купленной через 2 года. Но самое удивительное в том, что прогресс на этом не остановится: уже сейчас срок морального старения компьютера вплотную приблизился к отметке в один год.

Что такое PC

Начиная очередной семинар по аппаратным средствам, я обычно спрашиваю: “Что такое PC?”. И немедленно получаю ответ, что PC — аббревиатура от Personal Computer (персональный компьютер), и это на самом деле так. Многие определяют персональный компьютер как любую небольшую компьютерную систему, приобретаемую и используе- мую одним человеком. К сожалению, это определение недостаточно точное. Я согласен, что PC — это персональный компьютер, однако далеко не все персональные компьютеры относятся к типу PC. Например, система Macintosh Apple, несомненно, является персо- нальным компьютером, но я не знаю никого, кто назвал бы ее PC (в особенности это относится к пользователям Mac!). Чтобы отыскать правильное определение PC, необхо- димо смотреть гораздо шире.

Называя что-либо PC, вы при этом подразумеваете нечто гораздо более специфиче-

ское, нежели просто персональный компьютер. Естественно, это “нечто” как-то связано с первым IBM PC, появившимся в 1981 году. На самом деле именно IBM изобрела PC, т. е. ею был разработан и создан первый PC. Однако совершенно очевидно и то, что IBM не изобретала персональный компьютер. (История персональных компьютеров начинает- ся в 1975 году, когда компания MITS представила Altair.) Кое-кто определил бы PC как любой “IBM-совместимый” персональный компьютер. Фактически уже много лет термин PC используется для обозначения или IBM-совместимых компьютеров, или их аналогов (таким образом воздается должное тому, что IBM стояла у колыбели PC).

Однако в действительности, несмотря на то что сотрудниками IBM в 1981 году был разработан и создан первый PC и именно она руководила разработкой и совершенствова- нием стандарта PC в течение нескольких лет, в настоящее время она не контролирует этот стандарт. IBM потеряла контроль над стандартом PC в 1987 году, когда представила свою модель компьютеров PS/2. С этого времени другие компании, производящие PC, начали буквально копировать систему IBM вплоть до чипов, соединителей и формфакторов плат, а IBM отказалась от многих стандартов, которые первоначально создала. Именно поэтому я стараюсь воздерживаться от использования термина “IBM-совместимый”, когда говорю о PC.

В таком случае возникает вопрос: если PC не IBM-совместимый компьютер, то что же

это? Хотя правильнее было бы поставить вопрос так: кто сегодня осуществляет контроль над стандартом PC? А еще лучше разбить этот вопрос на две части и выяснить, кто определяет стандарты, во-первых, в индустрии программного обеспечения для PC и, во- вторых, в индустрии аппаратных средств PC.

Комментарии

Комментариев пока нет