Mikrokomputer -Microcomputer

Commodore 64 był jednym z najpopularniejszych mikrokomputerów swojej epoki i jest najlepiej sprzedającym się modelem komputerów domowych wszechczasów.
Raspberry Pi , popularny mikrokomputer nowoczesnej klasy

Mikrokomputer to mały, stosunkowo niedrogi komputer posiadający jednostkę centralną ( CPU) wykonaną z mikroprocesora . Komputer zawiera również pamięć i obwody wejścia/wyjścia (I/O) razem zamontowane na płytce drukowanej (PCB). Mikrokomputery stały się popularne w latach 70. i 80. XX wieku wraz z pojawieniem się coraz potężniejszych mikroprocesorów. Poprzednicy tych komputerów, komputery typu mainframe i minikomputery , były stosunkowo znacznie większe i droższe (chociaż w rzeczywistości współczesne komputery typu mainframe, takie jak maszyny IBM System z, używają jednego lub więcej niestandardowych mikroprocesorów jako procesorów). Wiele mikrokomputerów (jeśli są wyposażone w klawiaturę i ekran do wprowadzania i wyprowadzania danych) to także komputery osobiste (w ogólnym znaczeniu). Wczesne użycie terminu komputer osobisty w 1962 roku poprzedza projekty oparte na mikroprocesorach. (Patrz odnośnik „Komputer osobisty: komputery w firmach” poniżej) . Mikrokomputer używany jako wbudowany system sterowania może nie mieć czytelnych dla człowieka urządzeń wejściowych i wyjściowych. „Komputer osobisty” może być używany ogólnie lub może oznaczać maszynę kompatybilną z IBM PC .

Skrót mikro był powszechny w latach 70. i 80. XX wieku, ale od tego czasu wyszedł z powszechnego użytku.

Pochodzenie

Termin mikrokomputer wszedł do powszechnego użytku po wprowadzeniu minikomputera , chociaż Isaac Asimov użył tego terminu w swoim opowiadaniu „ The Dying Night ” już w 1956 roku (opublikowanym w The Magazine of Fantasy and Science Fiction w lipcu tego roku). Przede wszystkim mikrokomputer zastąpił wiele oddzielnych komponentów składających się na procesor minikomputera jednym zintegrowanym mikroprocesorem .

W 1973 roku francuski Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) poszukiwał komputera zdolnego do pomiaru wilgotności w rolnictwie . Aby odpowiedzieć na to zapotrzebowanie, zespół francuskich inżynierów firmy R2E zajmującej się technologią komputerową, kierowany przez szefa ds. rozwoju, François Gernelle , stworzył pierwszy dostępny mikrokomputer oparty na mikroprocesorze, Micral N. termin „Micro-order”, dosłowny odpowiednik „mikrokomputera”, oznaczający maszynę półprzewodnikową zaprojektowaną z mikroprocesorem.

W Stanach Zjednoczonych najwcześniejsze modele, takie jak Altair 8800 , były często sprzedawane jako zestawy do samodzielnego złożenia i były dostarczane z zaledwie 256 bajtami pamięci RAM i bez urządzeń wejścia/wyjścia innych niż lampki kontrolne i przełączniki, przydatne jako dowód koncepcji , aby zademonstrować, co może zrobić takie proste urządzenie. Ponieważ mikroprocesory i pamięć półprzewodnikowa stały się tańsze, mikrokomputery stały się tańsze i łatwiejsze w użyciu.

Wszystkie te ulepszenia w kosztach i użyteczności spowodowały eksplozję ich popularności w późnych latach siedemdziesiątych i wczesnych osiemdziesiątych. Wielu producentów komputerów pakowało mikrokomputery do użytku w aplikacjach dla małych firm. Do 1979 roku wiele firm, takich jak Cromemco , Processor Technology , IMSAI , North Star Computers , Southwest Technical Products Corporation , Ohio Scientific , Altos Computer Systems , Morrow Designs i inne, produkowało systemy przeznaczone dla zaradnych użytkowników końcowych lub firm konsultingowych w celu dostarczania systemów biznesowych, takich jak księgowość, zarządzanie bazami danych i przetwarzanie tekstów dla małych firm. Dało to firmom, których nie stać na leasing minikomputera lub usługę podziału czasu, na automatyzację funkcji biznesowych, bez (zwykle) zatrudniania pełnoetatowego personelu do obsługi komputerów. Reprezentatywny system z tamtej epoki wykorzystywałby magistralę S100 , 8-bitowy procesor, taki jak Intel 8080 lub Zilog Z80 , oraz system operacyjny CP/M lub MP/M . Rosnąca dostępność i moc komputerów stacjonarnych do użytku osobistego przyciągnęła uwagę większej liczby twórców oprogramowania. Wraz z dojrzewaniem branży rynek komputerów osobistych stał się standardem wokół komputerów kompatybilnych z IBM PC z systemem DOS , a później Windows . Nowoczesne komputery stacjonarne, konsole do gier wideo , laptopy , tablety PC i wiele rodzajów urządzeń przenośnych , w tym telefony komórkowe , kalkulatory kieszonkowe i przemysłowe systemy wbudowane , można uznać za przykłady mikrokomputerów zgodnie z podaną powyżej definicją.

Potoczne użycie terminu

Trzy systemy mikrokomputerowe często kojarzone z pierwszą falą odnoszących sukcesy komercyjne 8-bitowych komputerów domowych: Commodore PET 2001, Apple II i TRS-80 Model 1

Na początku XXI wieku codzienne używanie wyrażenia „mikrokomputer” (a zwłaszcza „mikro”) znacznie spadło w porównaniu ze szczytem w połowie lat osiemdziesiątych. Termin ten jest najczęściej kojarzony z najpopularniejszymi 8-bitowymi komputerami domowymi all-in-one (takimi jak Apple II , ZX Spectrum , Commodore 64 , BBC Micro i TRS-80 ) oraz małymi firmami opartymi na CP/M mikrokomputery.

W potocznym użyciu termin „mikrokomputer” został w dużej mierze wyparty przez termin „ komputer osobisty ” lub „PC”, który określa komputer przeznaczony do użytku przez jedną osobę naraz, termin ten został ukuty po raz pierwszy w 1959 r. IBM pierwszy promował termin „komputer osobisty”, aby odróżnić IBM PC od mikrokomputerów opartych na CP / M , również skierowanych na rynek małych firm, a także własnych komputerów mainframe i minikomputerów IBM. Jednak po jego wydaniu sam IBM PC był szeroko naśladowany, podobnie jak sam termin. Części składowe były powszechnie dostępne dla producentów, a BIOS został poddany inżynierii wstecznej za pomocą technik projektowania pomieszczeń czystych . „Klony” kompatybilne z IBM PC stały się powszechne, a terminy „komputer osobisty”, a zwłaszcza „PC”, przylgnęły do ​​ogółu społeczeństwa, często specjalnie dla komputera kompatybilnego z DOS (lub obecnie Windows).

Opis

Monitory, klawiatury i inne urządzenia wejściowe i wyjściowe mogą być zintegrowane lub oddzielne. Pamięć komputera w postaci pamięci RAM i co najmniej jedno mniej ulotne urządzenie do przechowywania pamięci są zwykle połączone z procesorem na magistrali systemowej w jednym urządzeniu. Inne urządzenia, które składają się na kompletny system mikrokomputerowy, obejmują baterie, zasilacz , klawiaturę i różne urządzenia wejścia/wyjścia używane do przekazywania informacji do i od operatora ( drukarki , monitory , interfejsy użytkownika ). Mikrokomputery są zaprojektowane do obsługi tylko jednego użytkownika na raz, chociaż często można je modyfikować za pomocą oprogramowania lub sprzętu, aby jednocześnie obsługiwały więcej niż jednego użytkownika. Mikrokomputery dobrze mieszczą się na lub pod biurkami lub stołami, dzięki czemu są łatwo dostępne dla użytkowników. Większe komputery, takie jak minikomputery , komputery typu mainframe i superkomputery, zajmują duże szafy , a nawet dedykowane pomieszczenia.

Mikrokomputer jest wyposażony w co najmniej jeden typ przechowywania danych, zwykle pamięć RAM . Chociaż niektóre mikrokomputery (szczególnie wczesne 8-bitowe domowe mikrokomputery) wykonują zadania przy użyciu samej pamięci RAM, zwykle pożądana jest jakaś forma dodatkowej pamięci masowej . We wczesnych latach domowych mikrokomputerów był to często magnetofon kasetowy ( w wielu przypadkach jako jednostka zewnętrzna). Później do obudowy mikrokomputera wbudowano dodatkową pamięć masową (zwłaszcza w postaci dyskietek i dysków twardych ).

Historia

Kolekcja wczesnych mikrokomputerów, w tym Processor Technology SOL-20 (górna półka, po prawej), MITS Altair 8800 (druga półka, lewa), maszyna do pisania TV (trzecia półka, pośrodku) i Apple I w obudowie daleko Prawidłowy

prekursory TTL

Chociaż nie zawierały żadnych mikroprocesorów, ale były zbudowane w oparciu o logikę tranzystorowo-tranzystorową (TTL), kalkulatory Hewlett-Packard już w 1968 roku miały różne poziomy programowalności porównywalne z mikrokomputerami. HP 9100B (1968) miał podstawowe instrukcje warunkowe (if), numery linii instrukcji, instrukcje skoku ( go to ), rejestry, które można było wykorzystać jako zmienne, oraz prymitywne podprogramy. Język programowania pod wieloma względami przypominał asembler . Późniejsze modele stopniowo dodawały więcej funkcji, w tym język programowania BASIC (HP 9830A w 1971 r.). Niektóre modele miały pamięć taśmową i małe drukarki. Jednak wyświetlacze były ograniczone do jednej linii na raz. HP 9100A był określany jako komputer osobisty w reklamie w magazynie Science z 1968 roku , ale reklama ta została szybko usunięta. HP niechętnie sprzedawał je jako „komputery”, ponieważ w tamtym czasie uważano, że komputer musi być duży, aby był potężny, i dlatego zdecydował się sprzedawać je jako kalkulatory. Ponadto w tamtych czasach ludzie częściej kupowali kalkulatory niż komputery, a pośrednicy ds. Zakupów również preferowali termin „kalkulator”, ponieważ zakup „komputera” wymagał dodatkowych warstw zatwierdzeń urzędu ds. Zakupów.

Datapoint 2200 , wyprodukowany przez CTC w 1970 roku, również był porównywalny z mikrokomputerami. Chociaż nie zawiera mikroprocesora, zestaw instrukcji jego niestandardowego procesora TTL był podstawą zestawu instrukcji dla Intel 8008 i ze względów praktycznych system zachowuje się mniej więcej tak, jakby zawierał 8008. Dzieje się tak, ponieważ Intel był odpowiedzialnym wykonawcą rozwoju procesora Datapoint, ale ostatecznie CTC odrzuciło projekt 8008, ponieważ potrzebował 20 chipów pomocniczych.

Inny wczesny system, Kenbak-1 , został wypuszczony w 1971 roku. Podobnie jak Datapoint 2200, zamiast mikroprocesora wykorzystywał zintegrowaną logikę tranzystorowo-tranzystorową na małą skalę . Był sprzedawany jako narzędzie edukacyjne i hobbystyczne, ale nie odniósł sukcesu komercyjnego; produkcja ustała wkrótce po wprowadzeniu.

Wczesne mikrokomputery

Pod koniec 1972 roku francuski zespół kierowany przez François Gernelle w ramach małej firmy Réalisations & Etudes Electroniques (R2E) opracował i opatentował komputer oparty na mikroprocesorze – 8-bitowym mikroprocesorze Intel 8008. Ten Micral-N był sprzedawany na początku 1973 roku jako „Micro-orderer” lub mikrokomputer , głównie do zastosowań naukowych i kontroli procesów. W ciągu następnych dwóch lat zainstalowano około stu Micral-N , a następnie nową wersję opartą na Intel 8080. W międzyczasie inny francuski zespół opracował Alvan, mały komputer do automatyzacji biura, który znalazł klientów w bankach i innych sektorach. Pierwsza wersja była oparta na układach LSI z procesorem Intel 8008 jako kontrolerem peryferyjnym (klawiatura, monitor i drukarka), zanim zastosowano Zilog Z80 jako główny procesor.

Pod koniec 1972 roku zespół Sacramento State University kierowany przez Billa Pentza zbudował komputer Sac State 8008, zdolny do obsługi tysięcy dokumentacji medycznej pacjentów. Sac State 8008 został zaprojektowany z procesorem Intel 8008. Miał pełny zestaw komponentów sprzętowych i programowych : dyskowy system operacyjny zawarty w serii programowalnych układów pamięci tylko do odczytu (PROM); 8 kilobajtów pamięci RAM; Podstawowy język asemblera IBM (BAL); dysk twardy; kolorowy wyświetlacz; wyjście drukarki; interfejs szeregowy 150 bitów/s do łączenia z komputerem typu mainframe; a nawet pierwszy na świecie panel przedni mikrokomputera.

Na początku 1973 roku firma Sord Computer Corporation (obecnie Toshiba Personal Computer System Corporation ) ukończyła SMP80/08, który wykorzystywał mikroprocesor Intel 8008 . SMP80/08 nie miał jednak komercyjnej wersji. Po ogłoszeniu pierwszego mikroprocesora ogólnego przeznaczenia, Intel 8080 , w kwietniu 1974 r., Sord ogłosił SMP80 / x, pierwszy mikrokomputer wykorzystujący 8080, w maju 1974 r.

Praktycznie wszystkie wczesne mikrokomputery były zasadniczo pudełkami ze światłami i przełącznikami; trzeba było czytać i rozumieć liczby binarne i język maszynowy, aby je programować i używać (uderzającym wyjątkiem był Datapoint 2200, który miał nowoczesny projekt oparty na monitorze, klawiaturze oraz napędach taśmowych i dyskowych). Spośród wczesnych mikrokomputerów typu „box of switch” MITS Altair 8800 (1975) był prawdopodobnie najbardziej znany. Większość z tych prostych, wczesnych mikrokomputerów była sprzedawana jako zestawy elektroniczne — torby pełne luźnych elementów, które kupujący musiał ze sobą zlutować, zanim system mógł być używany.

Moduł mikrokomputera LSI-11/2

Okres od około 1971 do 1976 roku jest czasem nazywany pierwszą generacją mikrokomputerów. Wiele firm, takich jak DEC , National Semiconductor , Texas Instruments , oferowało swoje mikrokomputery do użytku w sterowaniu terminalami, sterowaniu interfejsem urządzeń peryferyjnych i sterowaniu maszynami przemysłowymi. Były też maszyny do rozwoju inżynieryjnego i hobbystycznego użytku osobistego. W 1975 roku opracowano technologię procesorową SOL-20 , która składała się z jednej płytki zawierającej wszystkie części systemu komputerowego. SOL -20 miał wbudowane oprogramowanie EPROM, które wyeliminowało potrzebę stosowania rzędów przełączników i świateł. Wspomniany właśnie MITS Altair odegrał zasadniczą rolę w wzbudzeniu znacznego zainteresowania hobbystów, co ostatecznie doprowadziło do powstania i sukcesu wielu znanych firm zajmujących się sprzętem komputerowym i oprogramowaniem, takich jak Microsoft i Apple Computer . Chociaż sam Altair odniósł tylko niewielki sukces komercyjny, pomógł zapoczątkować ogromny przemysł.

Komputery domowe

Do 1977 roku wprowadzenie drugiej generacji, zwanej komputerami domowymi , sprawiło, że mikrokomputery były znacznie łatwiejsze w użyciu niż ich poprzednicy, ponieważ działanie ich poprzedników często wymagało gruntownej znajomości praktycznej elektroniki. Możliwość podłączenia do monitora (ekranu) lub telewizora pozwalała na wizualną manipulację tekstem i liczbami. Język BASIC , który był łatwiejszy do nauczenia się i używania niż surowy język maszynowy, stał się standardową funkcją. Te funkcje były już powszechne w minikomputerach , z którymi znało się wielu hobbystów i wczesnych producentów.

W 1979 r. wprowadzenie na rynek arkusza kalkulacyjnego VisiCalc (początkowo dla Apple II ) sprawiło, że mikrokomputer z hobby entuzjastów komputerów stał się narzędziem biznesowym. Po wydaniu w 1981 roku przez IBM swojego IBM PC termin komputer osobisty stał się powszechnie używany w odniesieniu do mikrokomputerów zgodnych z architekturą IBM PC ( zgodny z PC ).

Zobacz też

Uwagi i odniesienia