История развития компьютерной техники

| Категория реферата: Рефераты по информатике, программированию
| Теги реферата: баллов, изложение 9
| Добавил(а) на сайт: Шайнюк.

Интегральные схемы значительно сократили размеры изделий, устранили необходимость трудоемкого процесса пайки соединений между компонентами, а уменьшение числа соединений способствовало повышению надежности приборов.
Не менее существенно и то, что они стали работать быстрее. Электрическим импульсом, распространяющимся от одного переключателя к другому со скоростью, приблизительно равной половине скорости света, теперь приходилось преодолевать расстояния лишь в сотые доли сантиметра.
Специалисты, работавшие над военными и космическими проектами, с воодушевлением приняли эти крошечные удивительные устройства и стали встраивать их в системы управления все более сложных ракет и космических аппаратов. Большая скорость действия новых ИС открыла также путь к разработке менее громоздких, более быстродействующих и мощных компьютеров для административно-управленческих и научных приложений.

Первая ИС для компьютерной памяти была разработана компанией “Интел”
(Intel, integrated electronics—интегральная электроника). В 1968 г. фирма организовала предприятие в районе Пало-Альто. Через два года она изготовила первую ИС памяти, способную хранить целый килобит информации. (Килобит, или сокращенно К, равен 1024 битам, двоичным элементам информации, что эквивалентно приблизительно 25 пятибуквенным словам.)

Но в это время 34-летний инженер фирмы “Интел” Хофф работал над еще более замечательным проектом. Выпущенный в конце 1970 г. микропроцессор получил наименование 4004. Хотя он и не совсем точно соответствовал своему описанию, в котором фирма охарактеризовала его как “компьютер в одном кристалле”, но был недалек от этого. Он выполнял все функции центрального процессорного устройства универсального компьютера. И в сочетании еще с четырьма микросхемами—памяти, блока управления и интерфейса ввода и вывода—представлял собой микрокомпютер—машину, не уступавшую по мощности большим ЭВМ середины 50-х годов.

К 1981 г., спустя лишь десятилетие после изобретения Эдварда Хоффа, фирма “Хьюлетт-Паккард” уже смогла выпустить микропроцессор, превосходящий по мощности центральные процессоры многих больших ЭВМ того времени. Вся структура помещалась на кремниевом кристалле площадью порядка 1 см2 и занимала меньше места, чем один транзистор времен, предшествующих изобретению интегральных схем.

Однако уже в 80-е годы ученые начали сталкиваться с проблемами, свидетельствующими, что миниатюризация не беспредельна. Одна из проблем—это всевозростающая сложность проектирования микросхемы. Несмотря на помощь компьютеров, которые способны моделировать возможные пути распространения электрических импульсов, для составления карты микропроцессора требуется год-полтора работы большой группы специалистов, тогда как на разработку первых микропроцессоров уходило несколько недель. И по мере того как размеры транзистора, постоянно уменьшаясь, приближаются чуть ли не к длине световой волны, гравировка поверхности кристаллов даже при самых современых методах, например с использованием лазеров, наталкивается на все большие трудности.

К тому же физики предостерегают: меньше—это не обязательно лучше.
Самые крошечные транзисторы—иногда по размерам меньше бактерий—потребляют так мало энергии, что становятся уязвимыми для случайных микроспокических воздействий. Например, космические лучи, представляющие собой потоки элементарных частиц очень высоких энергий, которые непрерывно бомбардируют
Землю, могут нарушить работу транзистора, вызвав его ошибочное переключение. К случайным переключениям могут привести даже такие процессы, как медленная диффузия атомов примеси в кремнии, а также микроскопические разрушения материала, обусловленные колебаниями температур.

ЗОЛОТОЙ ВЕК ПРЕДПРИНИМАТЕЛЕЙ

В период 1975—1981 гг. компьютерная технология претерпела настолько глубокие изменения, что эти годы ознаменовали собой поворотный пункт не только в истории вычислительной техники, но и во всей современной культуре.
Появление микро-ЭВМ, т. е. персональных компьютеров, окончательно уничтожило “компьютерное жречество”.

Хотя персональный компьютер очень быстро завоевал мир, на его создание ушло довольно много времени.

Еще в 1966 г. Стефен Б. Грей, редактор журнала Electronics, обьявил об учреждении любительского компьютерного общества, в которое первоначально вступили 110 энтузиастов. Немало и профессиональных инженеров, занимавшихся компьютерами по службе, в свободное время без устали трудились в гаражах и домашних мастерских, конструируя ЭВМ для себя лично. И все же потребовалось еще целых 8 лет, прежде чем прогресс, достигнутый в микроэлектронной технологии, увенчался созданием коммерческого изделия, пользующегося большим спросом.

На обложке январского выпуска журнала Popular Electronics за 1975 г. красовалась фотография машины, подпись к которой гласила:”Первый в мире мини-компьютерный комплект, который может соперничать с промышленными образцами”. Сообщалась цена набора: $379. В собранном виде компьютер продавался по цене $498. “На наш взгляд, это как раз то, что нужно нашим читателям,—писал редактор журнала,—современный мини-компьютер, который по возможностям не уступает существующим машинам, но стоит значительно дешевле”.

Эта машина, получившая название “Альтаир-8800”, была построена на основе микропроцессора “Intel-8080”. С самого начала машина принесла огромный успех фирмам, производившим персональные компьютеры, предвещая им многомиллионные прибыли. По компьютерным меркам “Альтаир” произошел
“ниоткуда”: его построил в Альбукерке офицер ВВС США с дипломом инженера- электронщика.

С тех пор, как основной конкурент Popular Electronics , журнал Radio
Electronics, поместил на обложке июльского выпуска за 1974 г. рекламу компьютера “Марк-8”, главный редактор Popular Electronics Артур Солсберг решил подыскать для обложки своего журнала нечто более впечатляющее.
Компьютер Робертса был идеальным в этом отношении. Солсберг поручил редактору, ведущему технический раздел, Лесли Соломону описать это устройство в январском выпуске журнала за 1975 г. Но в самый последний момент разразилась катастрофа. Единственный законченный образец машины
“Альтаир” был утерян компанией по доставке грузов на пути из штата Нью-
Мексико в нью-йоркское отделение журнала. Поскольку номер журнала нужно было отправлять в печать и времени на сборку еще одного компьютера не оставалось, фирма МИТС, в которой работал Робертс, и редакция в отчаянии решились на подлог.

“Альтаир”, сфотографированный на обложке журнала, на самом деле был пустым ящиком, лишенным электронных схем и, естественно, не мог производить никаких вычислений. Однако он выполнил свою миссию. Как только журнал поступил в продажу, дела фирмы МИТС резко пошли в гору. При цене микропроцессора 8080 $360 стоимость компьютера—$397—выглядела смехотворно низкой, купить его было “все равно, что украсть” (в действительности
Робертс заблаговременно заключил с фирмой “Интел” весьма выгодную сделку, договорившись о закупке микропроцессоров оптом, в больших количествах, но по цене всего $75 каждый).

Энтузиазм, с которым общественность встретила продукцию фирмы МИТС, был особенно удивительным, если учесть, что “Альтаир” страдал весьма существенными недостатками, а возможности его были довольно ограничены. Из сображений экономии многие покупатели приобретали компьютер в виде набора деталей, а затем собирали его собственными силами. Чтобы собранный таким образом компьютер работал как надо, от его владельца требовались немалые познания и практические навыки в электронике. Но, даже если опытным любителям удавалось правильно собрать компьютер и запустить его в работу, на нем мало что можно было сделать. “Альтаир” имел очень небольшую оперативную память—всего 256 байт. Более того, машина не имела ни клавиатуры, ни экрана. Пользователи вводили программы и данные в двоичной форме, щелкая набором маленьких ключей, которые могли занимать два положения—вверх и вниз; результаты считывались также в двоичных кодах—по светящимся и темным лампочкам.

К счастью для Робертса и его компании, первые покупатели довольствовались тем, что имеют собственный компьютер—пусть маленький и несовершенный,—и мирились со всеми его изъянами. Энтузиасты писали собственные программы для машины и дополняли ее различными периферийными устройствами.

СОЗДАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ОТРАСЛИ

Другие энтузиасты вычислительной техники, вдохновленные успехом
“Альтаира”, также стали превращать свои разработки в коммерческий продукт, который в изобилии пошел на рынок, неожиданно открытый Робертсом. Пол
Аллен, молодой программист из Бостона, в содружестве со студентом
Гарвардского университета Уильямом Гейтсом написали программу, реализующую для “Альтаира” популярный язык Бейсик (BASIC—Beginners All-Purpose Symbolic
Instruction Code—символический универсальный язык программирования для начинающих). Таким образом, владельцы компьютера получили очень простой и удобный язык, значительно облегчивший составление программ. Впоследствии
Гейтс и Аллен основали собственную фирму Microsoft, ставшую одной из самых преуспевающих компаний по программному обеспечению в области персональных компьютеров. Одновременно существенные сдвиги произошли в аппаратной части компьютеров: двое студентов из Станфорда разработали устройство, позволившее выводить графическую информацию с “Альтаира” на цветной телевизионный экран.

“Альтаир” с воодушевлением приняли тысячи экспериментаторов и любителей электронщиков, мечтавших о собственном компьютере. Но, как говорится, аппетит приходит во время еды. По прошествии всего года с момента появления первого “Альтаира” в производство персональных компьютеров включилось более двух десятков компаний.

Но более других на этом поприще преуспели “два Стива”, основатели фирмы “Эпл” Стивен Джобс и Стивен Возняк. Кроме любви к электронике их объединяло то, что оба жили в Лос-Анжелесе и учились в одной школе. Оба учавствовали в подпольном движении “телефонных пиратов” заработав на этом не одну тысячу долларов. Оба поступили на работу в престижные фирмы
Кремниевой долины. В 1975 г., когда Возняк и Джобс решили создать собственный персональный компьютер, два будущих миллионера, не гнушающиеся порой неблаговидными поступками, вынесли нужные им детали с предприятий фирм, где работали.

Первая их машина “Эпл-1” была встречена без особого энтузиазма.
Однако появление компьютера позволило подключить специалистов по рекламе, готовых вложить капитал. В 1977 г. “Эпл” превратилась в корпорацию.

Через несколько месяцев новое изделие корпорации, “Эпл-2”, было продемонстрировано на компьютерной ярмарке в Сан-Франциско. Заключенная в красивый пластмассовый корпус машина весила всего 12 фунтов, имела систему цветной графики, содержала минимум микросхем и была выполнена, как в конструкторском, так и в коммерческом отношении, безукоризненно и на невиданном доселе уровне. Теперь принято считать, что именно “Эпл-2” раз и на всегда открыл дорогу перед новой индустрией—производством персональных компьютеров. За один только год корпорация продала продукции на $2,7 млн.

В результате выхода корпорации в мир большого бизнеса Возняк и Джобс стали обладателями капитала, в сумме составлявшего около $400 млн. Их стремительный взлет породил многочисленные легенды. Однако пик успеха компьютеров “Эпл” пришелся как раз на период, когда завершалась целая эпоха в индустрии, рожденной этим успехом.

Уже в следующем году корпорация IBM изготовила свой персональный компьютер—IBM PC, с появлением которого началась новая эпоха. Выход на арену IBM означал конец “самодеятельности”, неформального любительского стиля работы, оживлявшего эту индустрию на первых этапах ее развития.
Персональные компьютеры, символизировавшие раньше хэкеров, которым был ненавистен крупный бизнес, теперь сами превратились в бизнес. “Каста жрецов” инженерно-технического персонала в белых халатах, обслуживавших
ЭВМ, была свергнута, однако ей на смену пришла новая иерархия—администраторов в костюмах-тройках.

Но хотя подобные изменения огорчили некоторых энтузиастов, непрерывное совершенствование техники сделало ПК доступным для широких кругов пользователей. За короткий период, прошедший с дебюта “Альтаира” до появления IBM PC, к вычислительной технике приобщилось больше людей, чем за все долгие годы—с момента первых, еще неясных мыслей Чарльза Бэббиджа об
Аналитической машине до изобретения интегральных электронных схем.
Персональные компьютеры, разумеется, претерпели существенные изменения за время своего победного шествия по планете, но они изменили и сам мир.