Historia sprzętu komputerowego (lata 60.-obecnie) - History of computing hardware (1960s–present)
Historia informatyki |
---|
Sprzęt komputerowy |
Oprogramowanie |
Informatyka |
Nowoczesne koncepcje |
Według kraju |
Kalendarium obliczeń |
Słowniczek informatyki |
Historia obliczania sprzętu rozpoczynając w 1960 jest oznaczona przez przekształcenie z rury próżniowej do półprzewodnikowych urządzeń, takich jak tranzystory i scalonymi (IC) wiórów. Około 1953 - 1959 tranzystory dyskretne zaczęto uważać za wystarczająco niezawodne i ekonomiczne, co spowodowało, że dalsze komputery lampowe stały się niekonkurencyjne . Technologia wielkoskalowej integracji (LSI) z metal-tlenek-półprzewodnik (MOS) doprowadziła następnie do rozwoju pamięci półprzewodnikowej w połowie lat sześćdziesiątych, a następnie mikroprocesora we wczesnych latach siedemdziesiątych. Doprowadziło to do odejścia pamięci podstawowej komputera od urządzeń pamięci z rdzeniem magnetycznym na rzecz półprzewodnikowej statycznej i dynamicznej pamięci półprzewodnikowej, co znacznie zmniejszyło koszt, rozmiar i zużycie energii przez komputery. Te postępy doprowadziły w latach 70. do zminiaturyzowanego komputera osobistego (PC), zaczynając od komputerów domowych i stacjonarnych , a następnie laptopów, a następnie komputerów przenośnych przez kilka następnych dziesięcioleci.
Drugie pokolenie
Na potrzeby tego artykułu termin „druga generacja” odnosi się do komputerów wykorzystujących dyskretne tranzystory, nawet jeśli sprzedawcy określają je jako „trzeciej generacji”. W 1960 roku komputery tranzystorowe zastępowały komputery z lampą próżniową, oferując niższe koszty, wyższe prędkości i mniejsze zużycie energii. Rynek został zdominowany przez IBM i siedmiu krasnoludków :
chociaż niektóre mniejsze firmy wniosły znaczący wkład. Również pod koniec drugiej generacji Digital Equipment Corporation (DEC) była poważnym konkurentem na rynku małych i średnich maszyn.
Komputery drugiej generacji były głównie komputerami dziesiętnymi opartymi na znakach , komputerami dziesiętnymi ze znakiem-wielkość z 10-cyfrowym słowem, komputerami binarnymi ze znakiem-wielkość i komputerami binarnymi z dopełniaczem , chociaż np. Philco, RCA, Honeywell posiadały komputery, które były komputerami binarnymi opartymi na znakach i np. Digital Equipment Corporation (DEC), Philco miał dwa komputery uzupełniające . Wraz z pojawieniem się IBM System/360 , dwuskładnikowe uzupełnienie stało się normą dla nowych linii produktów.
Najczęstszymi rozmiarami słów dla binarnych komputerów mainframe były 36 i 48, chociaż maszyny klasy podstawowej i średniej używały mniejszych słów, np. 12 bitów , 18 bitów , 24 bity , 30 bitów . Wszystkie oprócz najmniejszych maszyn miały asynchroniczne kanały we/wy i przerwania . Zazwyczaj komputery binarne z rozmiarem słowa do 36 bitów miały jedną instrukcję na słowo, komputery binarne z 48 bitami na słowo miały dwie instrukcje na słowo, a 60-bitowe maszyny CDC mogły mieć dwie, trzy lub cztery instrukcje na słowo, w zależności od mieszanka instrukcji; Linie Burroughs B5000 , B6500/B7500 i B8500 są godnymi uwagi wyjątkami.
Komputery pierwszej generacji z kanałami danych (kanały I/O) miały podstawowy interfejs DMA do kabla kanałowego. Druga generacja widziała zarówno prostsze, np. kanały w serii CDC 6000 nie miały DMA, jak i bardziej wyrafinowane konstrukcje, np. 7909 na IBM 7090 miał ograniczone obliczeniowe, warunkowe rozgałęzienia i system przerwań.
W 1960 r. rdzeń był dominującą technologią pamięci, chociaż w latach 60. wciąż istniały nowe maszyny wykorzystujące bębny i linie opóźniające . W niektórych maszynach drugiej generacji stosowano magnetyczne cienkowarstwowe i pamięci prętowe , ale postępy w technologii rdzenia sprawiły, że pozostali niszowymi graczami, dopóki pamięć półprzewodnikowa nie wyparła zarówno rdzenia, jak i cienkowarstwowego.
W pierwszej generacji komputery zorientowane słownie miały zazwyczaj pojedynczy akumulator i rozszerzenie, określane jako np. górny i dolny akumulator, akumulator i rejestr ilorazu mnożnika (MQ). W drugiej generacji stało się powszechne, że komputery mają wiele akumulatorów adresowalnych. Na niektórych komputerach, np. PDP-6 , te same rejestry służyły jako akumulatory i rejestry indeksowe , co czyni je wczesnym przykładem rejestrów ogólnego przeznaczenia .
W drugiej generacji nastąpił znaczny rozwój nowych trybów adresowania , w tym adresowanie skrócone np. w Philco TRANSAC S-2000 , UNIVAC III oraz automatyczne inkrementowanie rejestru indeksów np. w RCA 601, UNIVAC 1107 , GE 635 . Chociaż rejestry indeksowe zostały wprowadzone w pierwszej generacji pod nazwą B-line , ich zastosowanie stało się znacznie powszechniejsze w drugiej generacji. Podobnie adresowanie pośrednie stało się bardziej powszechne w drugiej generacji, albo w połączeniu z rejestrami indeksowymi, albo zamiast nich. Podczas gdy komputery pierwszej generacji zwykle miały niewielką liczbę rejestrów indeksowych lub ich brak, kilka linii komputerów drugiej generacji miało dużą liczbę rejestrów indeksowych, np. Atlas , Bendix G-20 , IBM 7070 .
Pierwsza generacja była pionierem w użyciu specjalnych udogodnień do wywoływania podprogramów, np. TSX na IBM 709 . W drugiej generacji takie obiekty były wszechobecne. W poniższych opisach NSI jest kolejną sekwencyjną instrukcją, adresem zwrotnym. Oto kilka przykładów:
- Automatycznie rejestruj NSI w rejestrze dla wszystkich lub najbardziej udanych instrukcji oddziałowych
- Rejestr Jump Address (JA) w Philco TRANSAC S-2000
- Rejestry Sequence History (SH) i Cosequence History (CSH) w Honeywell 800
- Rejestr B w IBM 1401 z funkcją indeksowania
- Automatycznie rejestruj NSI w standardowej lokalizacji pamięci po wszystkich lub najbardziej udanych oddziałach
- Przechowuj lokalizacje P (STP) na RCA 301 i RCA 501
- Wywołaj instrukcje, które zapisują NSI w pierwszym słowie podprogramu
- Powrót Jump (RJ) w UNIVAC 1107
- Return Jump (RJ) w serii CDC 3600 i CDC 6000
- Wywołaj instrukcje, które zapisują NSI w rejestrze niejawnym lub jawnym
- Lokalizacja gałęzi i ładowania w Index Word (BLX) w IBM 7070
- Przenoszenie i ustawianie Xn (TSXn) w serii GE-600
- Branch and Link (BAL) w IBM System/360
- Wywołaj instrukcje, które używają rejestru indeksu jako wskaźnika stosu i wypychają informacje zwrotne na stos
- Push jump (PUSHJ) na DEC PDP-6
- Niejawne wywołanie z informacją zwrotną wepchniętą na stos
- Deskryptory programów na linii Burroughs B5000
- Deskryptory programów na linii Burroughs B6500
W drugiej generacji wprowadzono funkcje przeznaczone do obsługi konfiguracji wieloprogramowych i wieloprocesorowych , w tym tryb master/slave (nadzorca/problem), klucze ochrony pamięci, rejestry limitów, ochrona związana z translacją adresów i instrukcje atomowe .
Trzecia generacja
Masowy wzrost wykorzystania komputerów przyspieszył wraz z komputerami „trzeciej generacji”, począwszy od około 1966 roku na rynku komercyjnym. Generalnie opierały się one na wczesnej (tranzystorowej) technologii układów scalonych (sub-1000) . Trzecia generacja kończy się na opartej na mikroprocesorze czwartej generacji.
W 1958 roku Jack Kilby z Texas Instruments wynalazł hybrydowy układ scalony (hybrydowy układ scalony), który miał zewnętrzne połączenia kablowe, co utrudniało masową produkcję. W 1959 roku Robert Noyce z Fairchild Semiconductor wynalazł monolityczny układ scalony (IC). Wykonano go z krzemu , a chip Kilby'ego z germanu . Podstawą monolitycznego układu scalonego Noyce'a był planarny proces Fairchilda , który umożliwił układanie układów scalonych przy użyciu tych samych zasad, co w przypadku obwodów drukowanych . Proces planarny został opracowany przez kolegę Noyce'a Jeana Hoerniego na początku 1959 roku, w oparciu o procesy pasywacji powierzchni krzemu i utleniania termicznego opracowane przez Mohameda M. Atallę w Bell Labs pod koniec lat pięćdziesiątych.
Komputery wykorzystujące chipy IC zaczęły pojawiać się na początku lat sześćdziesiątych. Na przykład komputer półprzewodnikowy z 1961 r. (Molecular Electronic Computer, Mol-E-Com), pierwszy monolityczny komputer ogólnego przeznaczenia z układem scalonym (zbudowany do celów demonstracyjnych, zaprogramowany do symulacji kalkulatora biurkowego) został zbudowany przez Texas Instruments dla Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych .
Niektóre z ich wczesnych zastosowań były w systemach wbudowanych , w szczególności używanych przez NASA do komputera nawigacyjnego Apollo , przez wojsko w międzykontynentalnym pocisku balistycznym LGM-30 Minuteman , komputerze pokładowym Honeywell ALERT oraz w centralnym komputerze danych lotniczych służącym do sterowania lotem . w US Navy „s F-14A Tomcat myśliwca.
Wczesnym zastosowaniem komercyjnym był SDS z 1965 r . 92 . IBM po raz pierwszy zastosował układy scalone w komputerach do logiki System/360 Model 85 wysłanego w 1969 roku, a następnie szeroko wykorzystał układy scalone w swoim Systemie/370, który rozpoczął wysyłkę w 1971 roku.
Układ scalony umożliwił rozwój znacznie mniejszych komputerów. Minikomputer była znacząca innowacja w 1960 i 1970 roku. Przyniósł moc obliczeniową większej liczbie osób, nie tylko dzięki wygodniejszym rozmiarom fizycznym, ale także dzięki poszerzeniu pola dostawców komputerów. Digital Equipment Corporation stała się drugą firmą komputerową za IBM dzięki swoim popularnym systemom komputerowym PDP i VAX . Mniejszy, przystępny cenowo sprzęt zaowocował także rozwojem ważnych nowych systemów operacyjnych, takich jak Unix .
W listopadzie 1966 Hewlett-Packard wprowadził minikomputer 2116A , jeden z pierwszych komercyjnych komputerów 16-bitowych. Zastosowano CTµL (Complementary Transistor MicroLogic) w układach scalonych firmy Fairchild Semiconductor . Hewlett-Packard poszedł za tym z podobnymi 16-bitowymi komputerami, takimi jak 2115A w 1967, 2114A w 1968 i inne.
W 1969 roku Data General wprowadziła na rynek Nova i wysłała łącznie 50 000 egzemplarzy po 8 000 USD za sztukę. Popularność komputerów 16-bitowych, takich jak seria Hewlett-Packard 21xx i Data General Nova, doprowadziła do tego, że długość słów była wielokrotnością 8-bitowego bajtu . Nova jako pierwsza zastosowała obwody integracji średniej skali (MSI) firmy Fairchild Semiconductor, a kolejne modele wykorzystywały układy scalone o dużej skali (LSI). Godne uwagi było również to, że cały procesor centralny mieścił się na jednej 15-calowej płytce drukowanej .
Duże komputery mainframe wykorzystywały układy scalone w celu zwiększenia możliwości przechowywania i przetwarzania. Rodzina komputerów mainframe IBM System/360 z 1965 r. jest czasami nazywana komputerami trzeciej generacji; jednak ich logika składała się głównie z obwodów hybrydowych SLT , które zawierały dyskretne tranzystory i diody połączone ze sobą na podłożu za pomocą drukowanych przewodów i drukowanych elementów pasywnych; S/360 M85 i M91 używały układów scalonych w niektórych swoich obwodach. System/370 IBM z 1971 używał układów scalonych do swojej logiki.
W 1971 superkomputer Illiac IV był najszybszym komputerem na świecie, wykorzystując około ćwierć miliona małoskalowych układów scalonych z bramką logiczną ECL, tworzących sześćdziesiąt cztery równoległe procesory danych.
Komputery trzeciej generacji były oferowane jeszcze w latach 90.; na przykład IBM ES9000 9X2 ogłoszony w kwietniu 1994 używał 5960 chipów ECL do stworzenia 10-procesorowego procesora. Inne komputery trzeciej generacji oferowane w latach 90. obejmowały DEC VAX 9000 (1989), zbudowany z macierzy bramek ECL i niestandardowych układów scalonych, oraz Cray T90 (1995).
Czwarta generacja
Minikomputery trzeciej generacji były zasadniczo pomniejszonymi wersjami komputerów typu mainframe , podczas gdy początki czwartej generacji są zasadniczo inne. Podstawą czwartej generacji jest mikroprocesor , procesor komputerowy zawarty w pojedynczym układzie scalonym MOS o dużej skali integracji (LSI) .
Komputery oparte na mikroprocesorach miały początkowo bardzo ograniczone możliwości obliczeniowe i szybkość i w żaden sposób nie były próbą zmniejszenia rozmiaru minikomputera. Zajmowali się zupełnie innym rynkiem.
Od lat 70. XX wieku moc obliczeniowa i pojemność pamięci masowej wzrosły nie do poznania, ale podstawowa technologia pozostała zasadniczo taka sama , jak mikrochipy do integracji na dużą skalę (LSI) lub do integracji na bardzo dużą skalę (VLSI), dlatego powszechnie uważa się, że większość dzisiejszych komputerów nadal należy do czwartej generacji.
Pamięć półprzewodnikowa
MOSFET (tranzystor metal-tlenek-półprzewodnik polowy lub tranzystor MOS) wynalazł Mohammed M. atalla i Dawon Kahng w Bell Labs w 1959. Dodatkowo do przetwarzania danych, MOSFET włączony praktyczne zastosowanie tranzystorów MOS jako pamięć elementy magazynujące komórki , funkcję pełnioną wcześniej przez rdzenie magnetyczne . Pamięć półprzewodnikowa , znana również jako pamięć MOS , była tańsza i zużywała mniej energii niż pamięć z rdzeniem magnetycznym . Pamięć o dostępie swobodnym MOS (RAM), w postaci statycznej pamięci RAM (SRAM), została opracowana przez Johna Schmidta w Fairchild Semiconductor w 1964 roku. W 1966 roku Robert Dennard z IBM Thomas J. Watson Research Center opracował dynamiczną pamięć RAM MOS (DRAM) ). W 1967 r. Dawon Kahng i Simon Sze z Bell Labs opracowali MOSFET z pływającą bramką , podstawę nieulotnej pamięci MOS, takiej jak EPROM , EEPROM i pamięć flash .
Mikroprocesory
Podstawowym elementem każdego mikroprocesora jest tranzystor polowy z tlenkiem metalu i półprzewodnikiem (MOSFET lub tranzystor MOS). Mikroprocesor wywodzi się z układu scalonego MOS (MOS IC). MOS IC została zaproponowana przez Mohamed M. Atalla w Bell Labs w 1960 roku, a następnie wytwarzane przez Freda Heiman i Steven Hofstein na RCA w 1962 roku z powodu szybkiego skalowania MOSFET , frytki MOS IC gwałtownie wzrosła w złożoności w tempie przewidywanym przez Moore'a prawo , prowadząc do integracji na dużą skalę (LSI) z setek tranzystorów w jednym chipie MOS Pod koniec 1960 roku. Zastosowanie chipów MOS LSI w obliczeniach było podstawą pierwszych mikroprocesorów, ponieważ inżynierowie zaczęli zdawać sobie sprawę, że kompletny procesor komputerowy może być zawarty w jednym chipie MOS LSI.
Najwcześniejszymi mikroprocesorami wieloukładowymi były czterofazowe systemy AL-1 w 1969 i Garrett AiResearch MP944 w 1970, z których każdy korzystał z kilku układów MOS LSI. 15 listopada 1971 r. Intel wypuścił pierwszy na świecie jednoukładowy mikroprocesor 4004 na pojedynczym układzie MOS LSI. Jego rozwojem kierował Federico Faggin , wykorzystujący technologię MOS z bramką krzemową , wraz z Tedem Hoffem , Stanleyem Mazorem i Masatoshi Shimą . Został opracowany dla japońskiej firmy zajmującej się kalkulatorami o nazwie Busicom jako alternatywa dla obwodów przewodowych, ale wokół niego powstały komputery, których większość możliwości przetwarzania zapewnia jeden mały układ mikroprocesorowy. Układ dynamicznej pamięci RAM (DRAM) został oparty na komórce pamięci MOS DRAM opracowanej przez Roberta Dennarda z IBM, oferując kilobity pamięci na jednym układzie. Intel połączył układ RAM z mikroprocesorem, dzięki czemu komputery czwartej generacji były mniejsze i szybsze niż wcześniejsze komputery. Model 4004 był w stanie wykonać tylko 60 000 instrukcji na sekundę, ale jego następcy zapewniali komputerom coraz większą szybkość i moc, w tym Intel 8008, 8080 (używany w wielu komputerach z systemem operacyjnym CP/M ) i rodzinę 8086/8088 . (Komputer osobisty IBM (PC) i kompatybilne używają procesorów, które są nadal kompatybilne wstecz z 8086.) Inni producenci również wytwarzali mikroprocesory, które były szeroko stosowane w mikrokomputerach.
Poniższa tabela przedstawia harmonogram znaczącego rozwoju mikroprocesorów.
Rok | Mikroprocesory |
---|---|
1971 | Intel 4004 |
1972 | Fairchild PPS-25; Intel 8008 ; Rockwell PPS-4 |
1973 | Burroughs Mini-D; Krajowy IMP-16 ; NEC µCOM |
1974 | Instrument ogólny CP1600 ; Intel 4040 , 8080 ; Mostek 5065; Motorola 6800 ; Krajowe IMP-4, IMP-8, ISP-8A/500, PACE ; Texas Instruments TMS 1000 ; Toshiba TLCS-12 |
1975 | Fairchild F8 ; Hewlett Packard BPC ; Intersil 6100 ; Technologia MOS 6502 ; RCA CDP 1801 ; Rockwella PPS-8; Sygnetyka 2650 ; Western Digital MCP-1600 |
1976 | RCA CDP 1802 ; Sygnetyka 8X300 ; Texas Instruments TMS9900 ; Zilog Z-80 |
1977 | Intel 8085 |
1978 | Intel 8086 ; Motorola 6801, 6809 |
1979 | Intel 8088 ; Motorola 68000 ; Zilog Z8000 |
1980 | Krajowa połowa 16032 ; Intel 8087 |
1981 | grudzień T-11 ; Harrisa 6120; IBM ROMP |
1982 | Hewlett Packard FOCUS ; Intel 80186 , 80188 , 80286 ; grudzień J-11 ; Berkeley RISC-I |
1983 | Stanford MIPS ; Berkeley RISC-II |
1984 | Motorola 68020 ; Krajowy pół 32032 ; NEC V20 |
1985 | DEC MicroVAX 78032/78132 ; Harrisa Novixa; Intel 80386 ; MIPS R2000 |
1986 | NEC V60 ; Słońce SPARC MB86900/86910 ; Zilog Z80000 |
1987 | Żołądź ARM2 ; DEC CVAX 78034; Hitachi Gmicro/200; Motorola 68030 ; NEC V70 |
1988 | Pryzmat Apolla ; Intel 80386SX , i960 ; MIPS R3000 |
1989 | DEC VAX DC520 Rigel ; Intel 80486 , i860 |
1990 | IBM POWER1 ; Motorola 68040 |
1991 | grudzień NVAX ; IBM RSC ; MIPS R4000 |
1992 | DEC alfa 21064 ; Hewlett Packard PA-7100 ; Słońce microSPARC I |
1993 | IBM POWER2 , PowerPC 601 ; Intel Pentium ; Hitachi SuperH |
1994 | DEC Alfa 21064A ; Hewlett Packard PA-7100LC , PA-7200; IBM PowerPC 603 , PowerPC 604 , ESA/390 G1; Motorola 68060 ; QED R4600 ; NEC V850 |
1995 | DEC alfa 21164 ; HAL Komputer SPARC64 ; Intel Pentium Pro ; Słońce UltraSPARC ; IBM ESA/390 G2 |
1996 | AMD K5 ; DEC alfa 21164A ; HAL Komputer SPARC64 II ; Hewlett Packard PA-8000 ; IBM P2SC , ESA/390 G3; MTI R10000 ; QED R5000 |
1997 | AMD K6 ; IBM PowerPC 620 , PowerPC 750 , RS64 , ESA/390 G4; Intel Pentium II ; Sun UltraSPARC IIs |
1998 | DEC alfa 21264 ; HAL Komputer SPARC64 III ; Hewlett Packard PA-8500 ; IBM POWER3 , RS64-II , ESA/390 G5; QED RM7000; SGI MIPS R12000 |
1999 | Athlon AMD ; IBM RS64-III ; Intel Pentium III ; Motorola PowerPC 7400 |
2000 | AMD Athlon XP , Duron ; Fujitsu SPARC64 IV ; IBM RS64-IV , z900; Intel Pentium 4 |
2001 | IBM POWER4 ; Intel Itanium ; Motorola PowerPC 7450 ; SGI MIPS R14000 ; Słońce UltraSPARC III |
2002 | Fujitsu SPARC64 V ; Intel Itanium 2 |
2003 | AMD Opteron , Athlon 64 ; IBM PowerPC 970 ; Intel Pentium M |
2004 | IBM POWER5 , PowerPC BGL |
2005 | AMD Athlon 64 X2 , Opteron Ateny; IBM PowerPC 970MP , ksenon ; Intel Pentium D ; Sun UltraSPARC IV , UltraSPARC T1 |
2006 | komórka IBM /BE , z9 ; Intel Core 2 , Core Duo , Itanium Montecito |
2007 | AMD Opteron Barcelona; Fujitsu SPARC64 VI ; IBM POWER6 , PowerPC BGP ; Słońce UltraSPARC T2 ; Tilera TILE64 |
2008 | AMD Opteron Szanghaj, Phenom ; Fujitsu SPARC64 VII ; IBM PowerXCell 8i , z10 ; Intel Atom , rdzeń i7 ; Tilera TILEPro64 |
2009 | AMD Opteron Stambuł, Phenom II |
2010 | AMD Opteron Magny-kursy; Fujitsu SPARC64 VII+ ; IBM POWER7 , z196 ; Intel Itanium Tukwila , Westmere , Nehalem-EX ; Słońce SPARC T3 |
2011 | Spychacz AMD FX , Interlagos, Llano; Fujitsu SPARC64 VIIIfx ; Freescale PowerPC e6500 ; Intel Sandy Bridge , Xeon E7 ; Oracle SPARC T4 |
2012 | Fujitsu SPARC64 IXfx; IBM POWER7+ , zEC12 ; Intel Itanium Poulson |
2013 | Fujitsu SPARC64 X; Intel Haswell ; Oracle SPARC T5 |
2014 | IBM POWER8 |
2015 | IBM z13 |
2017 | IBM POWER9 , z14 ; AMD Ryzen |
Superkomputery
Potężne superkomputery tamtej epoki znajdowały się na drugim końcu spektrum obliczeniowego od mikrokomputerów , a także wykorzystywały technologię układów scalonych. W 1976 roku Cray-1 został opracowany przez Seymoura Craya , który opuścił Control Data w 1972 roku, by założyć własną firmę. Ta maszyna była pierwszym superkomputerem, który umożliwił praktyczne przetwarzanie wektorów . Miał charakterystyczny kształt podkowy, aby przyspieszyć przetwarzanie poprzez skrócenie ścieżek obwodu. Przetwarzanie wektorowe wykorzystuje jedną instrukcję do wykonania tej samej operacji na wielu argumentach; od tamtej pory jest to podstawowa metoda przetwarzania superkomputerów. Cray-1 mógł obliczyć 150 milionów operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę (150 megaflops ). 85 zostało wysłanych po 5 milionów dolarów za sztukę. Cray-1 miał procesor zbudowany głównie z układów scalonych SSI i MSI ECL .
Komputery mainframe i minikomputery
Komputery były na ogół dużymi, kosztownymi systemami należącymi do dużych instytucji przed wprowadzeniem mikroprocesora na początku lat 70. – korporacji, uniwersytetów, agencji rządowych i tym podobnych. Użytkownikami byli doświadczeni specjaliści, którzy zwykle nie wchodzili w interakcję z samą maszyną, ale zamiast tego przygotowywali zadania dla komputera na sprzęcie off-line, takim jak dziurkacze do kart . Pewna liczba przypisań dla komputera byłaby gromadzona i przetwarzana w trybie wsadowym . Po zakończeniu zadań użytkownicy mogli zbierać wydruki wyjściowe i karty perforowane. W niektórych organizacjach może minąć kilka godzin lub dni między przesłaniem zadania do centrum obliczeniowego a otrzymaniem wyników.
Bardziej interaktywna forma wykorzystania komputera opracowana komercyjnie w połowie lat sześćdziesiątych. W systemie z podziałem czasu wiele terminali z teledrukarką umożliwia wielu osobom korzystanie z jednego procesora komputera typu mainframe . Było to powszechne w zastosowaniach biznesowych oraz w nauce i inżynierii.
Inny model korzystania z komputera został zapowiedziany przez sposób, w jaki używano wczesnych, przedkomercyjnych komputerów eksperymentalnych, w których jeden użytkownik miał wyłączny dostęp do procesora. Niektóre z pierwszych komputerów, które można nazwać „osobistymi”, były wczesnymi minikomputerami, takimi jak LINC i PDP-8 , a później VAX i większymi minikomputerami Digital Equipment Corporation (DEC), Data General , Prime Computer i innymi. Powstały jako procesory peryferyjne dla komputerów typu mainframe, podejmując pewne rutynowe zadania i uwalniając procesor do obliczeń. Według dzisiejszych standardów były one fizycznie duże (mniej więcej wielkości lodówki) i kosztowne (zwykle dziesiątki tysięcy dolarów ), a zatem rzadko były kupowane przez osoby fizyczne. Były jednak znacznie mniejsze, tańsze i generalnie prostsze w obsłudze niż komputery typu mainframe z tamtych czasów, a przez to przystępne cenowo dla poszczególnych laboratoriów i projektów badawczych. Minikomputery w dużej mierze uwolniły te organizacje od przetwarzania wsadowego i biurokracji komercyjnego lub uniwersyteckiego centrum obliczeniowego.
Ponadto minikomputery były bardziej interaktywne niż komputery mainframe i wkrótce miały własne systemy operacyjne . Minikomputer Xerox Alto (1973) był przełomowym krokiem w rozwoju komputerów osobistych, ze względu na graficzny interfejs użytkownika , ekran o wysokiej rozdzielczości z mapą bitową , dużą pamięć wewnętrzną i zewnętrzną, mysz oraz specjalne oprogramowanie.
Mikrokomputery
Mikroprocesor i redukcja kosztów
W minikomputerach przodków współczesnego komputera osobistego przetwarzanie odbywało się za pomocą obwodów z dużą liczbą elementów ułożonych na wielu dużych płytkach drukowanych . W rezultacie minikomputery były fizycznie duże i drogie w produkcji w porównaniu z późniejszymi systemami mikroprocesorowymi. Po komercjalizacji „komputera na chipie” koszty produkcji systemu komputerowego drastycznie spadły. Funkcje arytmetyczne, logiczne i sterujące, które wcześniej zajmowały kilka kosztownych płytek drukowanych, były teraz dostępne w jednym układzie scalonym, który był bardzo drogi w projektowaniu, ale tani w produkcji w dużych ilościach. Jednocześnie postępy w opracowywaniu pamięci półprzewodnikowych wyeliminowały nieporęczną, kosztowną i energochłonną pamięć z rdzeniem magnetycznym stosowaną w poprzednich generacjach komputerów.
Micral N
We Francji firma R2E (Réalisations et Etudes Electroniques) utworzona przez pięciu byłych inżynierów firmy Intertechnique , André Truong Trong Thi i François Gernelle, wprowadziła w lutym 1973 r. mikrokomputer Micral N oparty na Intel 8008 . Pierwotnie komputer został zaprojektowany przez Gernelle, Lacombe, Beckmann i Benchitrite dla Institut National de la Recherche Agronomique w celu automatyzacji pomiarów higrometrycznych. Micral N kosztuje jedną piątą ceny PDP-8 , około 8500 FF (1300 USD). Zegar Intel 8008 został ustawiony na 500 kHz, pamięć 16 kilobajtów. Wprowadzono autobus o nazwie Pluribus, który umożliwił podłączenie do 14 tablic. Różne płyty dla cyfrowych I/O, analogowych I/O, pamięci, dyskietek były dostępne w R2E.
Altair 8800 i IMSAI 8080
Rozwój jednoukładowego mikroprocesora był ogromnym katalizatorem popularyzacji tanich, łatwych w obsłudze i prawdziwie osobistych komputerów. Altair 8800 , wprowadzonego w Popular Electronics felietonu w styczniu 1975 problem, w momencie ustawić nowy punkt niska cena dla komputera, przynosząc własności do komputera wprawdzie Wybierz rynek w 1970 roku. Następnie pojawił się komputer IMSAI 8080 o podobnych możliwościach i ograniczeniach. Altair i IMSAI były w zasadzie pomniejszonymi minikomputerami i były niekompletne: podłączenie do nich klawiatury lub teledrukarki wymagało ciężkich i drogich urządzeń peryferyjnych. Obie maszyny posiadały panel przedni z przełącznikami i światłami, które komunikowały się z operatorem w systemie binarnym . Aby zaprogramować maszynę po jej włączeniu należało bezbłędnie wprowadzić program ładujący w formacie binarnym, a następnie taśmę papierową zawierającą interpreter BASIC ładowaną z czytnika taśm papierowych. Kluczowanie programu ładującego wymagało ustawienia banku ośmiu przełączników w górę lub w dół i wciśnięcia przycisku „load” raz na każdy bajt programu, który zwykle miał setki bajtów. Komputer mógł uruchamiać programy BASIC po załadowaniu interpretera.
MITS Altair , pierwszy sukces komercyjny zestaw mikroprocesor, znalazł się na okładce Popular Electronics magazynu w styczniu 1975. To był pierwszy na świecie seryjnie produkowany zestaw komputer osobisty, a także pierwszy komputer do korzystania z 8080 Intel procesor. Był to sukces komercyjny, gdy wysłano 10 000 Altairów. Altair zainspirował również wysiłki programistyczne Paula Allena i jego licealnego przyjaciela Billa Gatesa, którzy opracowali interpreter BASIC dla Altaira, a następnie założyli Microsoft .
MITS Altair 8800 skutecznie stworzył nową branżę mikrokomputerów i zestawów komputerowych, za którymi podążało wiele innych, takich jak fala komputerów dla małych firm w późnych latach 70. opartych na mikroprocesorach Intel 8080, Zilog Z80 i Intel 8085 . Większość korzystała z systemu operacyjnego CP/M- 80 opracowanego przez Gary'ego Kildalla z Digital Research . CP/M-80 był pierwszym popularnym mikrokomputerowym systemem operacyjnym używanym przez wielu różnych producentów sprzętu i napisano dla niego wiele pakietów oprogramowania, takich jak WordStar i dBase II.
Wielu hobbystów w połowie lat siedemdziesiątych projektowało swoje własne systemy, z różnym powodzeniem, a czasami łączyło się je, aby ułatwić pracę. Z tych domowych spotkań rozwinął się Homebrew Computer Club , w którym hobbyści spotykali się, aby rozmawiać o tym, co zrobili, wymieniać schematy i oprogramowanie oraz demonstrować swoje systemy. Wiele osób zbudowało lub zmontowało własne komputery według opublikowanych projektów. Na przykład wiele tysięcy ludzi zbudowało domowy komputer Galaksija na początku lat 80. XX wieku.
Prawdopodobnie to komputer Altair dał początek rozwojowi Apple , a także Microsoft, który wyprodukował i sprzedał interpreter języka programowania Altair BASIC , pierwszy produkt Microsoftu. Druga generacja mikrokomputerów , które pojawiły się pod koniec lat 70., wywołane nieoczekiwanym popytem na zestawy komputerowe w klubach hobbystów elektronicznych, były zwykle znane jako komputery domowe . W zastosowaniach biznesowych systemy te były mniej wydajne i pod pewnymi względami mniej wszechstronne niż dzisiejsze duże komputery biznesowe. Zostały zaprojektowane w celach rozrywkowych i edukacyjnych, a nie praktycznych. I chociaż można na nich używać prostych aplikacji biurowych/produkcyjnych, były one powszechnie używane przez entuzjastów komputerów do nauki programowania i uruchamiania gier komputerowych, do których komputery osobiste z tamtego okresu były mniej odpowiednie i znacznie za drogie. Dla bardziej technicznych hobbystów komputery domowe były również używane do elektronicznego łączenia się z urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak sterowanie modelami kolei i innymi ogólnymi hobbystycznymi zajęciami.
Pojawia się mikrokomputer
Pojawienie się mikroprocesora i pamięci półprzewodnikowej sprawiło, że komputery domowe stały się przystępne. Wczesne hobbystyczne systemy mikrokomputerowe, takie jak Altair 8800 i Apple I wprowadzone około 1975 roku, oznaczały wydanie tanich 8-bitowych procesorów, które miały wystarczającą moc obliczeniową, aby zainteresować hobbystów i użytkowników eksperymentalnych. W 1977 r. wstępnie zmontowane systemy, takie jak Apple II , Commodore PET i TRS-80 (później nazwane „1977 Trinity” przez Byte Magazine) rozpoczęły erę komputerów domowych na masową skalę ; znacznie mniej wysiłku wymagało uzyskanie działającego komputera, a aplikacje, takie jak gry, edytory tekstu i arkusze kalkulacyjne, zaczęły się mnożyć. W odróżnieniu od komputerów domowych, systemy małych firm były zazwyczaj oparte na CP/M , dopóki IBM nie wprowadził IBM PC , który szybko został przyjęty. Komputer został mocno sklonowany , co doprowadziło do masowej produkcji i w konsekwencji redukcji kosztów w latach 80. XX wieku. To rozszerzyło obecność komputerów osobistych w domach, zastępując kategorię komputerów domowych w latach 90. i prowadząc do obecnej monokultury identycznych architektonicznie komputerów osobistych.
Kalendarium systemów komputerowych i ważnego sprzętu
Zobacz też
- Historia sprzętu komputerowego , przed 1960
- Wpływ IBM PC na rynek komputerów osobistych
- Kalendarium obliczeń
- Historia oprogramowania komputerowego
- Projekt procesora , techniczne omówienie historii komputerów
- Historia systemów operacyjnych
- Historia Internetu
- Historia graficznego interfejsu użytkownika
- Oś czasu języka programowania
- Język opisu sprzętu
- Warstwa abstrakcji sprzętu
- Architektura komputera , czyli jak projektuje się komputery
- Komputery w fikcji
- Komputer piątej generacji
- Obliczenia kwantowe
- Kalkulator Curta
- Lista pionierów informatyki
- Piraci z Doliny Krzemowej , dokument dokumentalny o Apple Inc. ipoczątkach Microsoftu
- Triumf frajerów
- Wszechobecne przetwarzanie
- Internet przedmiotów
- Obliczanie mgły
- Przetwarzanie brzegowe
- Inteligencja otoczenia
- System na chipie
- Sieć na chipie
Uwagi
Bibliografia
- Freibergera, Pawła ; Swaine, Michael (2000) (1984). Fire in the Valley: The Making of the Personal Computer (wyd. 2). Nowy Jork: McGraw-Hill. Numer ISBN 0-07-135892-7.
Zewnętrzne linki
- Strona historii komputerów Stephena White'a (powyższy artykuł jest zmodyfikowaną wersją jego pracy, używaną za zgodą )
- Digital Deli , pod redakcją Steve'a Ditlea, pełny tekst klasycznej książki komputerowej
- Kolekcja starych komputerów analogowych i cyfrowych w Muzeum Starych Komputerów
- Internetowe Muzeum Komputerów ZX81
- Komputery Yahoo i historia
- Oś czasu historii komputerów IEEE ( Archiwum z 2005 r. )
- Linki do wszystkich rzeczy Commodore
- Strona klubu komputerowego homebrew
- Muzeum Historii Komputerów
- Zdjęcia i informacje o starych komputerach
- PowerSource Online: nowe, używane, odnowione, trudne do znalezienia części, sprzęt i usługi
- Historia komputerów (1989-2004) we fragmentach PC World
- How It Works - The Computer , edycje z 1971 i 1979, David Carey, ilustracje BH Robinson
- Historia PC Klasyczna praca Stana Veita na temat historii komputerów osobistych Pre-IBM.
- WWW-VL: Historia Internetu