История вычислительной техники старт в 1960 году отмечен переходом от вакуумной трубки в твердотельных устройствах , таких как транзисторы , а затем интегральной схемой (ИС) микросхемы. Примерно в 1953–1959 годах дискретные транзисторы стали считаться достаточно надежными и экономичными, что сделало другие компьютеры на электронных лампах неконкурентоспособными . Технология крупномасштабной интеграции (БИС) металл-оксид-полупроводник (МОП) впоследствии привела к разработке полупроводниковой памяти в середине-конце 1960-х годов, а затем - микропроцессора в начале 1970-х. Это привело к первичнойКомпьютерная память переходит от устройств памяти с магнитным сердечником к твердотельной статической и динамической полупроводниковой памяти, что значительно снижает стоимость, размер и энергопотребление компьютеров. Эти достижения привели к миниатюрным персональным компьютерам (ПК) в 1970-х годах, начиная с домашних компьютеров и настольных компьютеров , за которыми последовали ноутбуки, а затем мобильные компьютеры в течение следующих нескольких десятилетий.
Второе поколение
Для целей этой статьи термин «второе поколение» относится к компьютерам, использующим дискретные транзисторы, даже когда производители называют их «третьим поколением». К 1960 году транзисторные компьютеры заменили компьютеры с электронными лампами, предлагая более низкую стоимость, более высокую скорость и пониженное энергопотребление. На рынке доминировали IBM и семь гномов :
хотя некоторые более мелкие компании внесли значительный вклад. Кроме того, к концу второго поколения Digital Equipment Corporation (DEC) была серьезным соперником на рынке малых и средних машин.
Компьютеры второго поколения были в основном характер на основе десятичного компьютеры , знак магнитудой десятичные компьютеры с 10 разрядным словом, знак-амплитудных бинарных компьютеров, и те , дополняют бинарные компьютеры, хотя, например, Филко, RCA, Honeywell, были некоторые компьютеры, были двоичными компьютерами на основе символов, и, например, Digital Equipment Corporation (DEC), Philco имела два дополнительных компьютера. С появлением IBM System / 360 дополнение до двух стало нормой для новых продуктовых линеек.
Наиболее распространенными размерами слова для бинарных мэйнфреймов были 36 и 48, хотя машины начального и среднего уровня использовали слова меньшего размера, например, 12 бит , 18 бит , 24 бит , 30 бит . Все машины, кроме самых маленьких, имели асинхронные каналы ввода-вывода и прерывания . Обычно двоичные компьютеры с размером слова до 36 бит имели одну инструкцию на слово, двоичные компьютеры с 48 битами на слово имели две инструкции на слово, а 60-разрядные машины CDC могли иметь две, три или четыре инструкции на слово, в зависимости от инструкция микс; линии Burroughs B5000 , B6500 / B7500 и B8500 являются заметными исключениями из этого правила.
Компьютеры первого поколения с каналами данных (каналы ввода-вывода) имели базовый интерфейс прямого доступа к памяти для подключения к канальному кабелю. Во втором поколении были как более простые, например, каналы в серии CDC 6000 не имели прямого доступа к памяти, так и более сложные конструкции, например, 7909 в IBM 7090 имели ограниченную вычислительную систему, систему условного ветвления и прерывания.
К 1960 году ядро было доминирующей технологией памяти, хотя в 1960-х годах все еще существовали некоторые новые машины, использующие барабаны и линии задержки . Магнитная тонкая пленка и стержневая память использовались в некоторых машинах второго поколения, но достижения в области базовой технологии означали, что они оставались нишевыми игроками, пока полупроводниковая память не вытеснила и сердечник, и тонкую пленку.
В первом поколении компьютеры, ориентированные на слова, обычно имели один накопитель и расширение, называемое, например, верхним и нижним накопителем, накопителем и регистром множителя-частного (MQ). Во втором поколении компьютеров стало обычным иметь несколько адресуемых аккумуляторов. На некоторых компьютерах, например PDP-6 , одни и те же регистры служили накопителями и индексными регистрами , что делает их ранним примером регистров общего назначения .
Во втором поколении произошло значительное развитие новых режимов адресации, включая усеченную адресацию, например, на Philco TRANSAC S-2000 , UNIVAC III и автоматическое увеличение регистра индекса, например, на RCA 601, UNIVAC 1107 , GE 635 . Хотя индексные регистры были введены в первом поколении под названием B-line , их использование стало гораздо более распространенным во втором поколении. Точно так же косвенная адресация стала более распространенной во втором поколении либо в сочетании с индексными регистрами, либо вместо них. В то время как компьютеры первого поколения обычно имели небольшое количество индексных регистров или вообще не имели, несколько линий компьютеров второго поколения имели большое количество индексных регистров, например, Atlas , Bendix G-20 , IBM 7070 .
Первое поколение впервые использовало специальные средства для вызова подпрограмм, например TSX на IBM 709 . Во втором поколении такие объекты были повсеместными. В описаниях ниже NSI - это следующая последовательная инструкция, адрес возврата. Вот несколько примеров:
- Автоматически записывать NSI в реестр для всех или наиболее успешных инструкций ветвления
- Регистр Jump Address (JA) на Philco TRANSAC S-2000
- Регистры истории последовательностей (SH) и истории сопоследовательностей (CSH) на Honeywell 800
- Регистр B на IBM 1401 с функцией индексирования
- Автоматически записывать NSI в стандартную ячейку памяти после всех или наиболее успешных ветвей
- Сохранять местоположения P (STP) на RCA 301 и RCA 501
- Вызов инструкций, сохраняющих NSI в первом слове подпрограммы
- Обратный прыжок (RJ) на UNIVAC 1107
- Обратный прыжок (RJ) на сериях CDC 3600 и CDC 6000
- Вызов инструкций, сохраняющих NSI в неявном или явном регистре
- Расположение ответвления и загрузки в индексном слове (BLX) на IBM 7070
- Перенос и установка Xn (TSXn) на серии GE-600
- Branch and Link (BAL) в IBM System / 360
- Вызов инструкций, использующих индексный регистр в качестве указателя стека, и отправка возвращаемой информации в стек
- Толкающий прыжок (PUSHJ) на DEC PDP-6
- Неявный вызов с возвращаемой информацией, помещенной в стек
- Дескрипторы программ на линии Burroughs B5000
- Дескрипторы программ на линии Burroughs B6500
Во втором поколении были введены функции, предназначенные для поддержки многопроцессорных и многопроцессорных конфигураций, включая режим ведущий / ведомый (супервизор / проблема), ключи защиты памяти, регистры ограничений, защиту, связанную с трансляцией адресов, и атомарные инструкции .
Третье поколение
Массовый рост использования компьютеров ускорился с появлением компьютеров «третьего поколения», начиная примерно с 1966 года на коммерческом рынке. Как правило, они основывались на ранней технологии интегральных схем ( транзисторы ниже 1000) . Третье поколение завершается 4-м поколением на базе микропроцессоров .
В 1958 году Джек Килби из Texas Instruments изобрел гибридную интегральную схему (гибридную ИС) [1], которая имела внешние проводные соединения, что затрудняло массовое производство. [2] В 1959 году Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor изобрел монолитную интегральную схему (ИС). [3] [2] Он был сделан из кремния , тогда как чип Килби был сделан из германия . Этой основой для монолитной ИС Нойса был планарный процесс Fairchild , который позволял создавать интегральные схемы с использованием тех же принципов, что и печатные схемы . Планарный процесс был разработан коллегой Нойса Джин Хорни в начале 1959 года на основе процессов пассивации поверхности кремния и термического окисления, разработанных Мохамедом Аталлой в Bell Labs в конце 1950-х годов. [4] [5] [6]
Компьютеры, использующие микросхемы IC, начали появляться в начале 1960-х годов. Например, Полупроводниковый сетевой компьютер 1961 года (Molecular Electronic Computer, Mol-E-Com), [7] [8] [9] первая монолитная интегральная схема [10] [11] [12] универсальный компьютер (построенный для демонстрационных целей) , запрограммированный для имитации настольного калькулятора) был построен Texas Instruments для ВВС США . [13] [14] [15]
Некоторые из их ранних применений были во встроенных системах , в частности, использовавшихся НАСА для управляющего компьютера Apollo , военными в межконтинентальной баллистической ракете LGM-30 Minuteman , бортовом компьютере Honeywell ALERT [16] [17] и в Central Air Компьютер данных используется для управления полетом в ВМС США «s F-14A Tomcat истребителя.
Ранним коммерческим использованием был SDS 92 1965 года . [18] [19] IBM сначала использовала ИС в компьютерах для логики System / 360 Model 85, поставленной в 1969 году, а затем широко использовала ИС в своей System / 370, поставки которой начались в 1971 году.
Интегральная схема позволила разработать компьютеры гораздо меньшего размера. Миникомпьютер был значительным нововведением в 1960 - х и 1970 - х годов. Он предоставил вычислительные возможности большему количеству людей не только за счет более удобных физических размеров, но и за счет расширения круга поставщиков компьютеров. Digital Equipment Corporation стала второй компьютерной компанией после IBM с их популярными компьютерными системами PDP и VAX . Меньшее по размеру доступное оборудование также привело к разработке новых важных операционных систем, таких как Unix .
В ноябре 1966 года Hewlett-Packard представила миникомпьютер 2116A [20] [21] , один из первых коммерческих 16-битных компьютеров. Он использовал CTµL (комплементарный транзистор MicroLogic) [22] в интегральных схемах от Fairchild Semiconductor . Hewlett-Packard последовала за этим с аналогичными 16-битными компьютерами, такими как 2115A в 1967 году [23], 2114A в 1968 году [24] и другие.
В 1969 году компания Data General представила Nova и поставила в общей сложности 50 000 экземпляров по 8 000 долларов за штуку. Популярность 16-битных компьютеров, таких как серия Hewlett-Packard 21xx и Data General Nova, привела к тому, что длина слова была кратной 8-битному байту . Nova была первой, в которой использовались схемы средней интеграции (MSI) от Fairchild Semiconductor, а в последующих моделях использовались крупномасштабные интегральные схемы (LSI). Также примечательно то, что весь центральный процессор находился на одной 15-дюймовой печатной плате .
В больших мэйнфреймах для увеличения возможностей хранения и обработки данных использовались ИС. Семейство мэйнфреймов IBM System / 360 1965 года иногда называют компьютерами третьего поколения; однако их логика состояла в основном из гибридных схем SLT , которые содержали дискретные транзисторы и диоды, соединенные на подложке печатными проводами и печатными пассивными компонентами; S / 360 M85 и M91 действительно использовали ИС для некоторых своих схем. IBM System / 370 1971 года использовала микросхемы для своей логики.
К 1971 году суперкомпьютер Illiac IV был самым быстрым компьютером в мире, использовав около четверти миллиона небольших интегральных схем с логическим вентилем ECL для создания шестидесяти четырех параллельных процессоров данных. [25]
Компьютеры третьего поколения предлагались еще в 1990-е годы; например, IBM ES9000 9X2, анонсированная в апреле 1994 г. [26], использовала 5 960 микросхем ECL для изготовления 10-процессорного процессора. [27] Другие компьютеры третьего поколения, предложенные в 1990-х годах, включали DEC VAX 9000 (1989), построенный из вентильных матриц ECL и заказных микросхем, [28] и Cray T90 (1995).
Четвертое поколение
Миникомпьютеры третьего поколения были, по сути, уменьшенными версиями мэйнфреймов , тогда как происхождение четвертого поколения принципиально иное. [ требуется пояснение ] Основой четвертого поколения является микропроцессор , компьютерный процессор, содержащийся на одной интегральной микросхеме МОП- микросхемы большой интеграции (БИС) . [29]
Компьютеры на базе микропроцессоров изначально были очень ограничены в своих вычислительных возможностях и скорости и никоим образом не были попыткой уменьшить размер миникомпьютера. Они обращались к совершенно другому рынку.
С 1970-х годов вычислительная мощность и емкость хранилища выросли до неузнаваемости, но основная технология осталась в основном той же, что и микрочипы крупномасштабной интеграции (LSI) или очень крупномасштабной интеграции (VLSI), поэтому широко считается, что большинство сегодняшних компьютеров все еще принадлежит четвертому поколению.
Полупроводниковая память
МОП - транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор, или МОП - транзистор) был изобретен Mohamed М. Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году [30] В дополнение к обработке данных, МОП - транзистор включен практическое использование МОП транзисторы в качестве элементов хранения ячеек памяти, функция, ранее выполняемая магнитными сердечниками . Полупроводниковая память , также известная как МОП-память , была дешевле и потребляла меньше энергии, чем память с магнитным сердечником . [31] МОП -память с произвольным доступом (RAM) в форме статической RAM (SRAM) была разработана Джоном Шмидтом из Fairchild Semiconductor в 1964 году. [31] [32] В 1966 году Роберт Деннард из IBM Thomas J. Исследовательский центр Watson разработал MOS динамическую RAM (DRAM). [33] В 1967 году Давон Кан и Саймон Сзе из Bell Labs разработали MOSFET с плавающим затвором , основу для энергонезависимой памяти MOS, такой как EPROM , EEPROM и флэш-память . [34] [35] [36]
Микропроцессоры
Основным строительным блоком каждого микропроцессора является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET или MOS-транзистор). [37] Микропроцессор возник в микросхеме МОП-интегральной схемы (МОП-ИС). [29] MOS IC была впервые предложена Мохамедом М. Аталлой в Bell Labs в 1960 году [38], а затем изготовлена Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA в 1962 году. [39] Из-за быстрого масштабирования MOSFET микросхемы MOS IC быстро выполняются. увеличивалась в сложности со скоростью, предсказанной законом Мура , что привело к крупномасштабной интеграции (LSI) с сотнями транзисторов на одном кристалле MOS к концу 1960-х годов. Применение микросхем MOS LSI в вычислениях послужило основой для первых микропроцессоров, поскольку инженеры начали осознавать, что полный компьютерный процессор может содержаться в одном кристалле MOS LSI. [29]
Первыми многочиповыми микропроцессорами были Four-Phase Systems AL-1 в 1969 году и Garrett AiResearch MP944 в 1970 году, в каждом из которых использовалось несколько микросхем MOS LSI. [29] 15 ноября 1971 года Intel выпустила первый в мире однокристальный микропроцессор 4004 на одном кристалле MOS LSI. Его разработкой руководил Федерико Фаггин с использованием технологии МОП с кремниевым затвором , а также Тед Хофф , Стэнли Мазор и Масатоши Шима . [40] Он был разработан для японской компании по производству калькуляторов под названием Busicom в качестве альтернативы проводным схемам, но компьютеры были разработаны на его основе, и большая часть их вычислительных возможностей обеспечивалась одним маленьким микропроцессорным чипом. Динамическое ОЗУ (DRAM) чип на основе MOS DRAM ячейки памяти , разработанной Робертом Dennard из IBM, предлагая килобит памяти на одном чипе. Intel объединила чип RAM с микропроцессором, что позволило компьютерам четвертого поколения быть меньше и быстрее, чем предыдущие компьютеры. 4004 был способен выполнять только 60000 инструкций в секунду, но его преемники принесли компьютеры с постоянно растущей скоростью и мощностью, включая Intel 8008, 8080 (используется во многих компьютерах с операционной системой CP / M ) и семейство 8086/8088. . (Персональный компьютер (ПК) IBM и его совместимые устройства используют процессоры, которые все еще обратно совместимы с 8086.) Другие производители также производили микропроцессоры, которые широко использовались в микрокомпьютерах.
В следующей таблице показан график значительного развития микропроцессоров.
Год | Микропроцессоры |
---|---|
1971 г. | Intel 4004 |
1972 г. | Fairchild PPS-25; Intel 8008 ; Роквелл ППС-4 |
1973 | Берроуз Мини-Д; Национальный ИМП-16 ; NEC µCOM |
1974 г. | General Instrument CP1600 ; Intel 4040 , 8080 ; Mostek 5065; Motorola 6800 ; Национальный IMP-4, IMP-8, ISP-8A / 500, PACE ; Texas Instruments TMS 1000 ; Toshiba TLCS-12 |
1975 г. | Fairchild F8 ; Hewlett Packard BPC ; Intersil 6100 ; MOS Technology 6502 ; RCA CDP 1801 ; Rockwell PPS-8; Signetics 2650 ; Western Digital MCP-1600 |
1976 г. | RCA CDP 1802 ; Signetics 8X300 ; Texas Instruments TMS9900 ; Зилог З-80 |
1977 г. | Intel 8085 |
1978 г. | Intel 8086 ; Моторола 6801, 6809 |
1979 г. | Intel 8088 ; Motorola 68000 ; Зилог Z8000 |
1980 г. | National Semi 16032 ; Intel 8087 |
1981 г. | ДЭК Т-11 ; Harris 6120; IBM ROMP |
1982 г. | Hewlett Packard FOCUS ; Intel 80186 , 80188 , 80286 ; DEC J-11 ; Беркли RISC-I |
1983 г. | Стэнфордский MIPS ; Беркли RISC-II |
1984 г. | Motorola 68020 ; National Semi 32032 ; NEC V20 |
1985 г. | DEC MicroVAX 78032/78132 ; Харрис Новикс; Intel 80386 ; MIPS R2000 |
1986 г. | NEC V60 ; Sun SPARC MB86900 / 86910 ; Зилог Z80000 |
1987 г. | Желудь ARM2 ; DEC CVAX 78034; Hitachi Gmicro / 200; Motorola 68030 ; NEC V70 |
1988 г. | Intel 80386SX , i960 ; MIPS R3000 |
1989 г. | DEC VAX DC520 Rigel ; Intel 80486 , i860 |
1990 г. | IBM POWER1 ; Motorola 68040 |
1991 г. | DEC NVAX ; IBM RSC ; MIPS R4000 |
1992 г. | DEC Alpha 21064 ; Hewlett Packard PA-7100 ; Солнце microSPARC I |
1993 г. | IBM POWER2 , PowerPC 601 ; Intel Pentium ; Hitachi SuperH |
1994 г. | DEC Alpha 21064A ; Hewlett Packard PA-7100LC , PA-7200; IBM PowerPC 603 , PowerPC 604 , ESA / 390 G1; Motorola 68060 ; QED R4600 ; NEC V850 |
1995 г. | DEC Alpha 21164 ; HAL Computer SPARC64 ; Intel Pentium Pro ; Sun UltraSPARC ; IBM ESA / 390 G2 |
1996 г. | AMD K5 ; DEC Alpha 21164A ; HAL Computer SPARC64 II ; Hewlett Packard PA-8000 ; IBM P2SC , ESA / 390 G3; MTI R10000 ; QED R5000 |
1997 г. | AMD K6 ; IBM PowerPC 620 , PowerPC 750 , RS64 , ESA / 390 G4; Intel Pentium II ; Sun UltraSPARC IIs |
1998 г. | DEC Alpha 21264 ; HAL Computer SPARC64 III ; Hewlett Packard PA-8500 ; IBM POWER3 , RS64-II , ESA / 390 G5; QED RM7000; SGI MIPS R12000 |
1999 г. | AMD Athlon ; IBM RS64-III ; Intel Pentium III ; Motorola PowerPC 7400 |
2000 г. | AMD Athlon XP , Duron ; Fujitsu SPARC64 IV ; IBM RS64-IV , z900; Intel Pentium 4 |
2001 г. | IBM POWER4 ; Intel Itanium ; Motorola PowerPC 7450 ; SGI MIPS R14000 ; Солнце UltraSPARC III |
2002 г. | Fujitsu SPARC64 V ; Intel Itanium 2 |
2003 г. | AMD Opteron , Athlon 64 ; IBM PowerPC 970 ; Intel Pentium M |
2004 г. | IBM POWER5 , PowerPC BGL |
2005 г. | AMD Athlon 64 X2 , Opteron Athens; IBM PowerPC 970MP , Xenon ; Intel Pentium D ; Sun UltraSPARC IV , UltraSPARC T1 |
2006 г. | IBM Cell / BE , z9 ; Intel Core 2 , Core Duo , Itanium Montecito |
2007 г. | AMD Opteron Barcelona; Fujitsu SPARC64 VI ; IBM POWER6 , PowerPC BGP ; Sun UltraSPARC T2 ; Тилера TILE64 |
2008 г. | AMD Opteron Shanghai, Phenom ; Fujitsu SPARC64 VII ; IBM PowerXCell 8i , z10 ; Intel Atom , Core i7 ; Тилера TILEPro64 |
2009 г. | AMD Opteron Istanbul, Phenom II |
2010 г. | AMD Opteron Magny-Cours; Fujitsu SPARC64 VII + ; IBM POWER7 , z196 ; Intel Itanium Tukwila , Westmere , Nehalem-EX ; Солнце SPARC T3 |
2011 г. | AMD FX Bulldozer , Интерлагос, Ллано; Fujitsu SPARC64 VIIIfx ; Freescale PowerPC e6500 ; Intel Sandy Bridge , Xeon E7 ; Oracle SPARC T4 |
2012 г. | Fujitsu SPARC64 IXfx; IBM POWER7 + , zEC12 ; Intel Itanium Poulson |
2013 | Fujitsu SPARC64 X; Intel Haswell ; Oracle SPARC T5 |
2014 г. | IBM POWER8 |
2015 г. | IBM z13 |
2017 г. | IBM POWER9 , z14 ; AMD Ryzen |
Суперкомпьютеры
Мощные суперкомпьютеры той эпохи были на другом конце вычислительного спектра от микрокомпьютеров , и они также использовали технологию интегральных схем. В 1976 году Cray-1 был разработан Сеймуром Креем , который покинул Control Data в 1972 году и основал свою собственную компанию. Эта машина была первым суперкомпьютером, который сделал векторную обработку практичной. Он имел характерную форму подковы для ускорения обработки за счет сокращения траектории цепи. Векторная обработка использует одну инструкцию для выполнения одной и той же операции со многими аргументами; С тех пор это был фундаментальный метод обработки данных на суперкомпьютере. Cray-1 может рассчитывать 150 миллионов операций с плавающей запятой в секунду (150 мегафлопс ). 85 были отправлены по цене 5 миллионов долларов каждая. В Cray-1 был процессор, который в основном был построен из микросхем SSI и MSI ECL .
Мэйнфреймы и миникомпьютеры
Компьютеры, как правило, были большими и дорогостоящими системами, принадлежавшими крупным организациям до появления микропроцессоров в начале 1970-х годов - корпорациям, университетам, правительственным учреждениям и т. Д. Пользователи были опытными специалистами, которые обычно не взаимодействовали с самой машиной, а вместо этого готовили задачи для компьютера на автономном оборудовании, такие как перфорация карт . Ряд заданий для компьютера будет собираться и обрабатываться в пакетном режиме . После завершения заданий пользователи могли забирать распечатки и перфокарты. В некоторых организациях между отправкой задания в вычислительный центр и получением результатов может пройти несколько часов или дней.
Более интерактивная форма использования компьютера, коммерчески разработанная к середине 1960-х годов. В системе с разделением времени несколько терминалов телетайпа позволяют многим людям совместно использовать один компьютерный процессор мэйнфрейма . Это было обычным явлением в бизнес-приложениях, а также в науке и технике.
Другая модель использования компьютеров была предвосхищена тем, как использовались ранние, докоммерческие, экспериментальные компьютеры, где один пользователь имел исключительное право использования процессора. [41] Некоторые из первых компьютеров, которые можно было бы назвать «персональными», были ранними миникомпьютерами, такими как LINC и PDP-8 , а позже - миникомпьютерами VAX и более крупными производителями Digital Equipment Corporation (DEC), Data General , Prime Computer и другими. . Они возникли как периферийные процессоры для мэйнфреймов, взяв на себя некоторые рутинные задачи и освободив процессор для вычислений. По сегодняшним меркам они были физически большими (размером с холодильник) и дорогими (обычно десятки тысяч долларов США ), поэтому их редко покупали частные лица. Однако они были намного меньше, дешевле и, как правило, проще в эксплуатации, чем мэйнфреймы того времени, и поэтому были доступны для отдельных лабораторий и исследовательских проектов. Миникомпьютеры в значительной степени освободили эти организации от пакетной обработки и бюрократии коммерческого или университетского вычислительного центра.
Вдобавок миникомпьютеры были более интерактивными, чем мэйнфреймы, и вскоре у них появились собственные операционные системы . Миникомпьютер Xerox Alto (1973) стал знаковым шагом в развитии персональных компьютеров из-за его графического пользовательского интерфейса , растрового экрана с высоким разрешением, большой внутренней и внешней памяти, мыши и специального программного обеспечения. [42]
Микрокомпьютеры
Микропроцессор и снижение затрат
В миникомпьютерах, предшественниках современных персональных компьютеров, обработка данных осуществлялась схемами с большим количеством компонентов, размещенными на нескольких больших печатных платах . Следовательно, миникомпьютеры были физически большими и дорогими в производстве по сравнению с более поздними микропроцессорными системами. После того, как «компьютер на кристалле» был коммерциализирован, стоимость производства компьютерной системы резко упала. Функции арифметики, логики и управления, которые раньше занимали несколько дорогостоящих печатных плат, теперь были доступны в одной интегральной схеме, которая была очень дорогой в разработке, но дешевой в производстве в больших количествах. В то же время достижения в разработке твердотельной памяти устранили громоздкую, дорогостоящую и энергоемкую память на магнитных сердечниках, которая использовалась в компьютерах предыдущих поколений.
Микрал Н
Во Франции компания R2E (Réalisations et Etudes Electroniques), созданная пятью бывшими инженерами компании Intertechnique , Андре Труонг Тронг Тхи [43] [44] и Франсуа Жернель [45], представила в феврале 1973 года микрокомпьютер Micral N на основе Intel 8008 . [46] Первоначально компьютер был разработан Джернелле, Лакомбом, Бекманном и Бенчитритом для Национального института агрономических исследований для автоматизации гигрометрических измерений. [47] [48] Micral N стоил пятую часть цены PDP-8 , около 8500FF (1300 долларов). Тактовая частота Intel 8008 была установлена на 500 кГц, объем памяти - 16 килобайт. Был представлен автобус под названием Pluribus, который позволял подключать до 14 плат. Различные платы для цифрового ввода-вывода, аналогового ввода-вывода, памяти, гибких дисков были доступны от R2E.
Альтаир 8800 и IMSAI 8080
Разработка однокристального микропроцессора стала огромным катализатором популяризации дешевых, простых в использовании и действительно персональных компьютеров. Altair 8800 , представила в Popular Electronics журнальной статье , опубликованной в январском номере 1975 года, в то время установить новую точку низкая цена для компьютера, в результате чего компьютер собственности на общепризнанно выбора рынка в 1970 - е годы. За ним последовал компьютер IMSAI 8080 с аналогичными возможностями и ограничениями. Altair и IMSAI были по сути уменьшенными миникомпьютерами и были неполными: для подключения к ним клавиатуры или телетайпа требовались тяжелые и дорогие «периферийные устройства». Обе эти машины имели переднюю панель с переключателями и световыми приборами, которые сообщались с оператором в двоичном формате . Чтобы запрограммировать машину после ее включения, программа загрузчика начальной загрузки должна была быть введена без ошибок в двоичном формате, а затем на бумажной ленте, содержащей интерпретатор BASIC, загруженный с устройства чтения бумажных лент. Включение загрузчика требовало установки банка из восьми переключателей вверх или вниз и нажатия кнопки «загрузить» один раз для каждого байта программы, которая обычно составляла сотни байтов. Компьютер мог запускать программы BASIC после загрузки интерпретатора.
MITS Altair , первый коммерчески успешный комплект микропроцессор, был показан на обложке Popular Electronics журнала в январе 1975 г. Это был первый персональный компьютер комплект массового производства в мире, а также первый компьютер использовать Intel 8080 процессор. Это был коммерческий успех - отгружено 10 000 Altair. Altair также вдохновил Пола Аллена и его школьного друга Билла Гейтса на разработку программного обеспечения, которые разработали интерпретатор BASIC для Altair, а затем основали Microsoft .
MITS Altair 8800 фактически создал новую индустрию микрокомпьютеров и компьютерных комплектов, за которой последовали многие другие, например, волна компьютеров для малого бизнеса в конце 1970-х годов на базе микропроцессорных чипов Intel 8080, Zilog Z80 и Intel 8085 . Большинство из них работало под управлением операционной системы CP / M -80, разработанной Гэри Килдаллом из Digital Research . CP / M-80 была первой популярной операционной системой для микрокомпьютеров, которая использовалась многими различными поставщиками оборудования, и для нее было написано множество программных пакетов, таких как WordStar и dBase II.
Многие любители в середине 1970-х годов разработали свои собственные системы с разной степенью успеха и иногда объединялись, чтобы облегчить работу. Из этих домашних собраний возник Клуб домашних компьютеров , где любители собирались, чтобы поговорить о том, что они сделали, обменяться схемами и программным обеспечением и продемонстрировать свои системы. Многие люди строили или собирали свои собственные компьютеры в соответствии с опубликованными проектами. Например, в начале 1980-х годов многие тысячи людей построили домашний компьютер Galaksija .
Возможно, именно компьютер Altair положил начало развитию Apple , а также Microsoft, которая произвела и продала интерпретатор языка программирования Altair BASIC , первый продукт Microsoft. Второе поколение микрокомпьютеров , появившееся в конце 1970-х годов, вызванное неожиданным спросом на компьютерные комплекты в клубах любителей электроники, обычно называлось домашними компьютерами . Для использования в бизнесе эти системы были менее эффективны и в некоторых отношениях менее универсальны, чем современные компьютеры для крупных предприятий. Они были разработаны для развлекательных и образовательных целей, а не столько для практического использования. И хотя вы могли использовать на них некоторые простые офисные / производственные приложения, они обычно использовались компьютерными энтузиастами для обучения программированию и для запуска компьютерных игр, для которых персональные компьютеры того периода были менее подходящими и слишком дорогими. Для более технических любителей домашние компьютеры также использовались для электронного взаимодействия с внешними устройствами, такими как управление моделями железных дорог и других общих занятий любителей.
Появляется микрокомпьютер
Появление микропроцессоров и твердотельной памяти сделало домашние вычисления доступными. Первые микрокомпьютерные системы для любителей, такие как Altair 8800 и Apple I, представленные около 1975 года, ознаменовали выпуск недорогих 8-битных процессорных чипов, которые обладали достаточной вычислительной мощностью, чтобы заинтересовать любителей и экспериментальных пользователей. К 1977 году предварительно собранные системы, такие как Apple II , Commodore PET и TRS-80 (позже названные журналом Byte «Троица 1977 года» ) [49], положили начало эре домашних компьютеров массового потребления ; гораздо меньше усилий требовалось для получения работающего компьютера, и начали распространяться такие приложения, как игры, текстовые редакторы и электронные таблицы. В отличие от компьютеров, используемых в домашних условиях, системы для малого бизнеса обычно основывались на CP / M , пока IBM не представила IBM PC , который был быстро принят. ПК был сильно клонирован , что привело к массовому производству и, как следствие, снижению затрат на протяжении 1980-х годов. Это расширило присутствие ПК в домашних условиях, вытеснив категорию домашних компьютеров в 1990-х годах и привело к нынешней монокультуре архитектурно идентичных персональных компьютеров.
Хронология компьютерных систем и важного оборудования
Год | Аппаратное обеспечение |
---|---|
1958 г. | Транзисторы : IBM 7070 |
1959 г. | IBM 7090 ; IBM 1401 |
1960 г. | DEC PDP-1 ; CDC 1604 ; Honeywell 800 |
1961 г. | Логика резистивного транзистора Fairchild ; IBM 7080 |
1962 г. | Транзистор NPN ; UNIVAC 1107 |
1963 г. | Мышь ; CMOS запатентована; CDC 3600 |
1964 г. | CDC 6600 ; IBM System / 360 ; IBM Data Cell Drive ; UNIVAC 1108 ; DEC PDP-6 |
1965 г. | DEC PDP-8 ; IBM 1130 |
1966 г. | Микросхемы : HP 2116A ; [20] Компьютер наведения Аполлона ; DEC PDP-10 |
1967 | Fairchild построил первую МОП; Englebart подает заявку на патент на мышь |
1969 г. | Данные General Nova |
1969 г. | Honeywell 316 |
1970 г. | DEC PDP-11 ; IBM System / 370 |
1971 г. | 8- дюймовая дискета ; ILLIAC IV |
1972 г. | Основание Atari ; Cray Research основана |
1973 | Micral первый микропроцессорный ПК |
1974 г. | Altair 8800 ; Данные General Eclipse |
1975 г. | Olivetti P6060 ; Крей-1 |
1976 г. | Тандемные компьютеры |
1977 г. | Apple II ; ТРС-80 Модель 1 ; Commodore PET ; 5,25-дюймовая дискета |
1978 г. | DEC VAX-11 |
1979 г. | Atari 400 , 800 |
1980 г. | Sinclair ZX80 , жесткий диск Seagate |
1981 г. | IBM PC , Acorn BBC Micro |
1982 г. | Commodore 64 , Sinclair ZX Spectrum |
1983 г. | Яблочная Лиза ; 3,5-дюймовая дискета |
1984 г. | Apple Mac ; Яблочная Лиза 2 |
1985 г. | PC's Limited (в 1988 году переименована в Dell Computer Corporation) ; Амига 1000 |
1986 г. | Тандем Nonstop VLX |
1987 г. | Мыслящая машина CM2; Основание компании Tera Computer |
1988 г. | Dell |
1989 г. | Следующий |
1990 г. | ETA10 ; CD-R |
1991 г. | Apple переходит на PowerPC |
1992 г. | HP 95LX ; Карманный ПК |
1993 г. | Intel PPGA |
1994 г. | Местный автобус VESA |
1995 г. | Шахматный компьютер IBM Deep Blue |
1996 г. | USB 1.0 |
1997 г. | Compaq покупает Тандем; CD-RW |
1998 г. | iMac |
1999 г. | Первое устройство BlackBerry (850) |
2000 г. | USB 2 |
2003 г. | Ардуино |
2005 г. | Mac Mini ; Первый в мире двухъядерный процессор Athlon 64 X2 для настольных ПК |
2006 г. | Переход Mac на процессоры Intel |
2007 г. | IPhone первого поколения |
2008 г. | USB 3.0 |
2010 г. | Apple iPad |
2012 г. | IBM zEnterprise System ; Raspberry Pi |
2015 г. | HoloLens |
Смотрите также
- История вычислительного оборудования до 1960-х гг.
- Влияние IBM PC на рынок персональных компьютеров
- Хронология вычислений
- История компьютерного программного обеспечения
- Проектирование ЦП , техническое обсуждение истории вычислений
- История операционных систем
- История Интернета
- История графического пользовательского интерфейса
- Временная шкала языка программирования
- Язык описания оборудования
- Уровень аппаратной абстракции
- Архитектура компьютера , как устроены компьютеры
- Компьютеры в художественной литературе
- Компьютер пятого поколения
- Квантовые вычисления
- Калькулятор Курта
- Список пионеров информатики
- Пираты Кремниевой долины , документальная драма об Apple Inc. ипервых днях Microsoft
- Триумф ботаников
- Повсеместные вычисления
- Интернет вещей
- Туманные вычисления
- Периферийные вычисления
- Окружающий интеллект
- Система на микросхеме
- Сеть на микросхеме
Заметки
- ^ Саксена, Арджун Н. (2009). Изобретение интегральных схем: нераскрытые важные факты . World Scientific . п. 140. ISBN 9789812814456.
- ^ а б «Интегральные схемы» . НАСА . Проверено 13 августа 2019 .
- ^ «1959: запатентована концепция практической монолитной интегральной схемы» . Музей истории компьютеров . Проверено 13 августа 2019 .
- ^ Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . п. 120. ISBN 9783540342588.
- ^ Бассетт, Росс Нокс (2007). К эпохе цифровых технологий: исследовательские лаборатории, начинающие компании и рост MOS-технологий . Издательство Университета Джона Хопкинса. п. 46. ISBN 9780801886393.
- ^ Хафф, Говард Р .; Tsuya, H .; Геселе, У. (1998). Кремниевое материаловедение и технология: материалы восьмого международного симпозиума по кремниевому материаловедению и технологии . Электрохимическое общество . С. 181–182. ISBN 9781566771931.
- ^ "ИЗОБРАЖЕНИЕ В ОБЛАСТИ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБЛАСТИ 1961 ГОДА: 5. Компьютерные компоненты" . Компьютеры и автоматика . 10 (12): 85. Декабрь 1961 г.
- ^ Информация, Reed Business (9 ноября 1961 г.). «Миниатюрный компьютер» . Новый ученый . Reed Business Information (260).
- ^ «Первый компьютер на интегральных схемах» . Архивировано из оригинала 8 января 2006 года.
- ^ Инженеры Института радио (1962). "IEEE International Convention Record" . 10 (1–5): 50. Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Texas Instruments (январь 1965 г.). «Серия 51 РЦТЛ» . Бюллетень SCA-1000: Цифровые полупроводниковые интегральные схемы . С. 2–3, 9–11.
- ^ Даммер, GWA; Робертсон, Дж. Маккензи (2014). «Полупроводниковые сети Texas Instruments серии 51» . Ежегодные данные по американской микроэлектронике, 1964–65 . Эльзевир. С. 596–650. ISBN 9781483185491.
- ^ «1962: Аэрокосмические системы - первые приложения для ИС в компьютерах» . Буклет "IC на пятьдесят" . 2009. с. 26, 22 (28, 24).
- ^ "Брошюра о молекулярных электронных компьютерах | 102646283 | Музей истории компьютеров" . www.computerhistory.org . Проверено 13 марта 2018 .
- ^ «Раздел VI: ТЕОРИЯ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВО-СЕТЕВОГО КОМПЬЮТЕРА ASD» . DTIC AD0273850: МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ . 1962. С. 67–113. Архивировано марта 1962 года.
- ^ "Honeywell ALERT" . 1965 г.
- ^ "Honeywell ALERT Универсальный цифровой компьютер" . 1965 г. Альтернативный URL
- ^ ЗАКОН О ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕОРГАНИЗАЦИИ . Столбцы: Производитель и название компьютера | Твердое состояние? | Среднемесячная аренда | Дата 1-й установки | Количество установок | Количество невыполненных заказов. 1974. стр. 5577.CS1 maint: другие ( ссылка )
- ^ Брок, Джеральд В. (1975). Компьютерная промышленность США: исследование рыночной власти . Ballinger Pub. Co. p. 192. ISBN. 9780884102618.
- ^ а б «История цифровой ЭВМ 2116А» .
- ^ «HP: случайно созданная компьютерная компания» .
- ^ "Интегральные схемы Fairchild CTµL" . Архивировано из оригинала на 2015-09-23.
- ^ «HP 2115A» . Музей компьютеров HP . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ «HP 2114S» . Музей компьютеров HP . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ DA Slotnick, самый быстрый компьютер , Scientific American февраля 1971, перепечатано в Компьютеры и Вычислительного , Freeman и Company, СанФранциско1971, ISBN 0-7167-0936-8
- ^ «Улучшения процессора IBM ES / 9000 с водяным охлаждением: новый десятипроцессорный процессор, возможность параллельного сисплекса и дополнительные функции» . IBM. 6 апреля 1994 г. Номер объявления: 194-084.
- ^ GS Rao; Т.А. Грегг; CA Price; CL Rao; SJ Repka. "Серверы IBM S / 390 Parallel Enterprise G3 и G4" (PDF) . Журнал исследований и разработок IBM . 41 (4/5). S2CID 18459824 . Архивировано из оригинального (PDF) на 2019-03-06.
- ^ Мэтью Дж. Адилетта; Ричард Л. Дусетт; Джон Х. Хакенберг; Дейл Х. Лейтхолд; Денис М. Литвинец (осень 1990 г.). «Полупроводниковые технологии в высокоэффективной системе VAX» (PDF) . Цифровой технический журнал . 2 (4).
- ^ а б в г Ширрифф, Кен (30 августа 2016 г.). «Удивительная история первых микропроцессоров» . IEEE Spectrum . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике . 53 (9): 48–54. DOI : 10.1109 / MSPEC.2016.7551353 . S2CID 32003640 . Проверено 13 октября 2019 .
- ^ «1960 - Показан металлооксидно-полупроводниковый (МОП) транзистор» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров .
- ^ а б «1970: MOS Dynamic RAM конкурирует с памятью на магнитных сердечниках по цене» . Музей истории компьютеров . Проверено 29 июля 2019 года .
- ^ Твердотельный дизайн - Vol. 6 . Горизонт Хаус. 1965 г.
- ^ «ДРАМ» . IBM100 . IBM . 9 августа 2017 . Проверено 20 сентября 2019 года .
- ^ «1971: введено многоразовое полупроводниковое ПЗУ» . Музей истории компьютеров . Проверено 19 июня 2019 .
- ^ «Не просто вспышка в кастрюле» . Экономист . 11 марта 2006 . Проверено 10 сентября 2019 .
- ^ Bez, R .; Пировано, А. (2019). Достижения в энергонезависимой памяти и технологии хранения . Издательство Вудхед . ISBN 9780081025857.
- ^ Колиндж, Жан-Пьер; Грир, Джеймс С. (2016). Нанопроволочные транзисторы: физика устройств и материалов в одном измерении . Издательство Кембриджского университета . п. 2. ISBN 9781107052406.
- ^ Московиц, Сэнфорд Л. (2016). Передовые инновации в материалах: управление глобальными технологиями в 21 веке . Джон Вили и сыновья . С. 165–167. ISBN 9780470508923.
- ^ "Черепаха транзисторов побеждает в гонке - революция CHM" . Музей истории компьютеров . Проверено 22 июля 2019 .
- ^ «1971: микропроцессор объединяет функции центрального процессора на одном кристалле» . Музей истории компьютеров . Проверено 22 июля 2019 .
- ^ Энтони Ральстон и Эдвин Д. Рейли (редактор), Энциклопедия компьютерных наук, 3-е издание , Ван Ностранд Рейнхольд, 1993 ISBN 0-442-27679-6 , статья История цифровых компьютеров
- Перейти ↑ Rheingold, H. (2000). Инструменты для размышления: история и будущее технологий, расширяющих сознание (Новая редакция). Кембридж, Массачусетс, и др .: MIT Press.
- ^ "Décès d'André Truong, inventeur du micro-ordinateur" . ZDNet Франция . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ "Андре Чюонг, отец микро-ординатора, но уже актуальный - Silicon.fr" . Архивировано из оригинала на 2008-05-14 . Проверено 15 марта 2008 .
- ^ Жернель создатель первого микрокомпьютера архивной 2002-02-09 в Wayback Machine
- ^ Рой А. Аллан История персонального компьютера (Alan Publishing, 2001) ISBN 0-9689108-0-7 Глава 4 (PDF: https://archive.org/download/A_History_of_the_Personal_Computer/eBook04.pdf )
- ^ "La page n'existe plus" . Архивировано из оригинала 10 декабря 2008 года . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ "OLD-COMPUTERS.COM: Музей" . Дата обращения 11 августа 2015 .
- ^ «Важнейшие компании» . Байт . Сентября 1995 года Архивировано из оригинала на 2008-06-18 . Проверено 10 июня 2008 .
Рекомендации
- Фрейбергер, Пауль ; Суэйн, Майкл (2000) [1984]. Пожар в долине: создание персонального компьютера (2-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-135892-7.
Внешние ссылки
- Сайт Стивена Уайта по истории компьютеров (приведенная выше статья представляет собой модифицированную версию его работы, используемую с разрешения )
- Digital Deli , под редакцией Стива Дитли, полный текст классической компьютерной книги
- Коллекция старых аналоговых и цифровых компьютеров в Музее старых компьютеров
- Компьютерный онлайн-музей ZX81
- Yahoo Компьютеры и история
- Хронология компьютерной истории IEEE ( архив за 2005 г. )
- Ссылки на все вещи Commodore
- Сайт домашнего компьютерного клуба
- Музей истории компьютеров
- Фотографии и информация о старых компьютерах
- PowerSource Online: новые, бывшие в употреблении, отремонтированные, запчасти, оборудование и услуги, которые сложно найти
- Отрывки из истории компьютеров (1989-2004 гг.) В мире ПК
- Как это работает - Компьютер , выпуски 1971 и 1979 годов, Дэвид Кэри, иллюстрированный Б. Х. Робинсоном
- История ПК Классическая работа Стэна Фейта по истории персональных компьютеров до IBM.
- WWW-VL: История Интернета