Введение в специальность

102

тующих цехах бывших оборонных гигантов наладили сборку по "отверточной" технологии персональных компьютеров изимпортных комплектующих, талантливые конструкторы перешли на работувфилиалызарубежныхкорпораций. Сможетлинашастрана снова выйти на передовой край научно-технического прогресса — покажет время.

2.8. Микропроцессорная революция

В середине 70-х годов ситуация на компьютерном рынке была стабильной и легко прогнозируемой. Корпорация IBM по-прежне- мупроцветала. Впродажубылавыпущенановаясерия370 четвертогопоколения. Ценынамашиныудерживалисьвысокие, гарантируя высокиеприбыли; например, IBM 370/148 стоилав1977 г. 750 тыс. долларов. Легкие неприятности, вызванные появлением миникомпьютеров PDP-8 и PDP-11, забылись.

Кроме производителей IBM-совместимых машин, процветали многочисленные лизинговые компании. Пример — фирма Itel (не путать с Intel), доход которой с 1974 по 1978 г. вырос в 4 раза и составил690 млн. долларов. Когда, развиваядеятельность, фирмав 1978 г. запросила кредит на 500 млн. долларов, банковские эксперты, оценивавшиерыночную конъюнктуру, незаметилиниоблачка.

Гром раздался среди ясного неба. В 1980 г. фирма Itel обанкротилась с убытками 1.2 млрд, долларов, за ней на дно пошли другие лизинговые и производящие мэйнфреймы фирмы, а «непотопляемая» IBM понесла огромные убытки.

Что же произошло? Это грянула микропроцессорная революция.

Не предсказанная никем, технологическая революция тем не менее произошла далеко не случайно, она долго вызревала в тиши лабораторий и экспериментальных цехах молодых и пока никому не известных фирм.

Вотосновныевехихроникипервыхлетмикропроцессорнойреволюции:

103

1948 год. — Дж.Бардин, В.Браттейн и В.Шокли

(Bardeen, John; Brattain,

Walter; Schockley, William ) из Bell Laboratories изобрели транзистор (Нобелевская премия по физике 1956 г.).

1955 — 1960 годы. —

Возникновениеполупровод-

никовой промышленности. Изобретатели транзистора Первый шаг был сделан са- Дж.Бардин, В.Браттейн и В.Шокли

мимизобретателемтранзистора Вильямом Шокли. В

1955 г. он вернулся в свой родной городок Пало Альто (Palo Alto) недалеко от Сан Франциско и основал там фирму Shockley Labs Inc., пригласив к себе в помощники восемь молодых талантливых сотрудниковизвосточныхштатов— РобертаНойса(Robert Noyce),

ГордонаМура(Gordon Moore), ШелдонаРобертса(Sheldon Roberts)

и др. Однако через два года, в 1957 г. «восьмерка предателей», не поладив с Шокли, ушла от него и организовала фирму Fairchild Semiconductor. Впоследствии члены восьмерки продолжали разбегаться, основывая собственные полупро- водниковыекомпаниивдоль50-мильного участкашоссеномер101, проходящегопо долине от Сан Хосе до Сан Франциско.

За несколько лет здесь образовалась уникальнаяконцентрациявысокотехнологичных поизводств и исследовательских центров, получившая название «кремниевой (силиконовой) долины».

1958 год. — Джек Килби из Texas Instruments создал первую интегральную

микросхему, содержащую5 транзисторов (Нобелевская премия по физике за 2000 Первыйтранзистор

(1948 г.)

104

год). ВтомжегодуРобертНойсусовершенствовал ее. Вместе с Гордоном Муром они ушли из Fairchild Semiconductor иосноваливСиликоновой долине фирму Intel (от

INtegrated ELectronics).

1962 — 1970 годы. — фирмы	Перваямикросхема
Texas Instruments, Intel и некоторые
другие развернули производство	Д.Килби (1958 г.)
микросхем, вскоре названных «чи-

пами» (chip — тонкий ломтик, стружка). Степень интеграции их все время повышалась. Так, в 1964 г. на одном кристалле размещалось в среднем 10 транзисторов и других элементов, а в 1970 г. — ужеболее100 притойжестоимости. Наивысшимдостижениемэтого времени была выпущенная Intel микросхема памяти на 1024 бита.

1971 год. — Выпущен первый микропроцессор. История его изобретениятакова. В1969 г. японскаякомпанияNippon Calculating Mashines заказалаIntel набормикросхемдляпечатающегокалькулятора, который должен был продаваться под торговой маркой Busicom. Попредварительнымприкидкам, предстоялоразработать 12 специализированных микросхем, что было большим испытанием для небольшой еще фирмы. Однако инженер Эдвард Хофф нашел остроумное решение, сократив число чипов до 4, и включив в набор центральный процессор с программным управлением, который выполнял арифметические и логические операции и заменял сразу несколько микросхем. Руководство фирмы поддержало проект, и через 18 месяцев первый микропроцессор Intel-4004 был готов. Он содержал на одном чипе 2250 транзисторов, выполняя в секунду до 60 000 операций с 4-битовыми числами при тактовой частоте 108 кГц. Начальная цена производства одного микропроцессора, эквивалентногонебольшойЭВМ, составлялавсего200 долларов.

Руководители Intel быстро поняли, какая жар-птица находится унихвруках, однаковсеправанамикросхемупринадлежализаказ-

105

чику. Тогда Нойс сел на самолет и, прилетев в Токио, выкупил авторские права за 60 000 долларов. Оба участника были довольны сделкой, ноотдаленныееерезультатыбылисовершенноразличными: через некоторое время японская фирмаобанкротилась, а Intel, развернувпроизводствомикропроцессоров, сталаоднойизмогущественнейших корпораций с

годовым оборотом более 20 млрд.

долларов. Микропроцессор Intel при 10кратномувеличении

1972 — 1974 годы— Intel раз-

рабатывает конструкции более мощных 8-битовых процессоров. В 1972 г. был создан первый 8-

разрядныйчипIntel-8008 сбыстродействием 300 000 оп./с, работающий с 16 Кб памяти, а в 1974 г. на рынок выпущен ставший знаменитым i8080. Именноэтотмиккропроцессорвдохновилфирму MITS из Альбукерке создать первый персональный компьютер «Альтаир». Восьмибитовый микропроцессор i8080 с его 75 командами, 64Кб доступной памяти и тактовой частотой около 500 кГц стал фактическим стандартом для первого поколения персональныхЭВМ.

1978 — 1979 годы. — выпущеныпервые16-разрядныемикро- процессоры. Сначала, в 1978 г., была разработана полностью 16разрядная модель i8086, однако фирма Intel опасалась, что при продажеэтоймикросхемывозникнутпрблемы, таккакимеющиеся на рынке контроллеры внешних устройств были 8-битовыми. Поэтомувследующем1979 г. фирмасделалавременный«шагназад», выпустивмикропроцессорi8088, которыйоперировалс16-разряд- ными числами, но для совместимости с 8-битовыми внешними устройствами имел 8-разрядную магистраль. Как мы узнаем в следующемпараграфе, именноэтотмикропроцессорвыбралафир-

106

ма IBM, когда в 1981 г. она решила вырваться на рынок персональных компьютеров. Система команд 86-й серии стала промышленным стандартом для второго поколения 16-разрядных IBM PC-совместимыхперсональныхкомпьютеров.

Одновременносулучшениемкачественныххарактеристикмикропроцессоров революционными темпами росли количественные показателивыпуска:

Объем Годы производства,

(тыс. штук)

1976 20

1977 50

1982 5000

1983 10000

В погоню за Intel бросились другие электронные фирмы: Texas Instruments, Motorola, Zilog, Hewlett-Packard идр., однакодрагоцен-

ное время на старте было упущено; конкуренты, иногда опережая лидера в отдельных секторах рынка микропроцессоров, так и не смогли его догнать по общему объему продаж, в настоящее время Intel, как в свое время IBM, контролирует до 80% мирового рынка этой продукции.

Подавляющее большинство продаваемых микропроцессоров в первые годы составляли OEM — поставки для встраивания вкалькуляторы, автомобили, сложнуюбытовуютехнику, различныепромышленныеустройства. Голые4-битовыечипыбылинесерьезными конкуренами для мэйнфреймов третьего и четвертого поколений с их 64-битовыми процессорами, оперативной памятью в десятки мегабайт, мощнейшими внешними устройствами. Те, кому нужно было серьехно работать, по-прежнему покупали или арендовали систеы 360/370 или, по крайней мере, миникомпьютеры, но большинство населения имело представление о компьютерах лишь по-

107

наслышке. Даже программисты, как правило, не видели тех чудесныхмашин, длякоторыхониписалипрограммы. Этичудесаэлектронной техники очень боялись пыли, перепада температур, они размещалисьвпросторныхзалахскондиционированнымвоздухом, кударазрешаласьвходитьтолькообслуживающемуперсоналувспециальной одежде и обуви.

Однако нашлись энтузиасты, которые не потеряли надежду иметьсвоюЭВМ, этобылирадиолюбители, готовыесобственными руками собрать компьютер из деталей. Но даже самая простая машина, как мы знаем, насчитывает тысячи логических элементов. Покабазовыеэлементыстроилисьналампахиотдельныхтранзисторах, обычномулюбителюбылоневозможнособратьполноценнй компьютер, и лишь когда появились недорогие микропроцессоры, мечтыдоморощенныхкомпьютеростроителейначалисбываться.

Как мы увидим в дальнейшем, собранные на кухнях и в гаражах, первые микрокомпьютеры вызвали такую волну интереса и массового спроса, что через нескольк лет "несерьезные" игрушки стали составлять реальную рыночную конкуренцию производителям солидных ЭВМ. Микрокомпьютеры, как термиты, за короткое времяподточиликоммерческуюосновугигантскойиндустриимэйнфреймов, и в начале 80-х годов она рухнула.

2.9.Появление и развитие персональных ЭВМ

	Первый	Радиолюбительские эксперименты с ком-
		пьютерами начались сразу же после появ-
	коммерческий
		ления первых 8-битовых микропроцессо-
	микрокомпьютер
		ров, однаконасинтересуютлишьтеразра-
	«Altair-8800»	ботки, которые производились серийно и

имели коммерческий успех. Как ни странно, первое такое изделие было создано не в признанных центрах высоких технологий в КалифорнииилинаВосточномпобережье, аникомунеизвестнойком-

108

панией MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) из заш-

татногогородаАльбукерке, штатНью-Мексико.

Фирмапроизводилаэлектронныекалькуляторыинаборыдеталей для радиолюбителей и поддерживала тесные отношения с редакциейрадиолюбительскогожурнала«Popular Electronics» (аналог нашего «Радио»). В конце 1974 г., столкнувшись с большими финансовыми проблемами, владелец фирмы Эд Робертс (Roberts, Edvard) решилпоправитьдела, предложивнапродажупростейший микрокомпьютер, который можно было собрать самому из предлагаемогонаборадеталей.

Компьютерсброским«звездным» именем«Altair-8800» размещалсявнебольшомголубомметаллическомящике. Онбазировался на новом интеловском 8-битовом микропроцессоре i8080, оперативнаяпамятьимелаобъемвсего256 байт, устройстваввода-выво- даотсутствовали, ихзаменялирядыпереключателейилампочекна передней панели. Конструктивные недостатки компьютера с лихвой компенсировала цена — в собранном виде Altair стоил всего 439, а в виде набора деталей, который можно было заказать по почте, итогоменьше— 397 долларов. Неслыханнаядешевизнаобъясняласьтем, чтоРобертсдоговорилсясфирмойIntel обоптовойцене на микропроцессор в 75 долларов, в то время как в розницу он

	стоил 360.
	Реклама компьютера
	была опубликована в ян-
	варском (1975) номере
	журнала	«Popular
	Electronics», и вскоре в
	Альбукеркепопочтехлы-
	нул поток заказов. Altair
	стал любимой игрушкой
	для тысяч американских
	энтузиастов, они быстро
	приладили к нему клави-		Первыйкоммерческийкомпь-
	атуру и телевизор и с ув-
			ютер MITS Altair со снятой
	лечением	занимались
			крышкой (1975 г.).

Первое

поколение

персональных

компьютеров

109

программированием на языке Basic. Интерпретатор с этого языка оперативно, ужекмаю1975 года, написалидванедоучившихсястудента Билл Гейтс и Пол Аллен, вскоре после этого основавшие знаменитую программистскую фирму «Microsoft». Популярность «Альтаира» была настолько велика, что всюду в США стали организовываться клубы программистов, а в 1976 г. в Альбукерке была проведена всемирная конференция по программированию на первомперсональномкомпьютере.

Фирма MITS за 1975—1976 гг продала 10 000 компьютерных наборов, ав1977 г. Робертспродалсамуфирмуза6.5 млн. доллров. Первыйшагнапутимассовоговнедренияперсональныхкомпьютеров был сделан.

НежданныйуспехфирмыMITS вскружилголову другимлюбителямбыстрогообогащения. Повсей странекакгрибывырасталикомпьютерныефирмы. Большинство фирм-однодневок с несерьезныминазваниямивроде«Itty Bitty Machines» вско-

релопнули, нонекоторыеразвернулисьвсерьез. Вэторомантическое время молодые предприниматели в одночасье становились миллионерамиитакжебыстроразорялись, наглазахрождаласьновая отрасль промышленности ЭВМ супермалого класса, которые предназначалисьнедляоснащениявычислительныхцентров, адля индивидуального использования, и поэтому стали называться персональнымиЭВМ(ПЭВМ) илиперсональнымикомпьютерами(ПК).

ХотяразделениеперсональныхЭВМнапоколениянеоченьпринятовлитературе, однакоономожетбытьсделановесьмаестественныиобразомнаоснованиитехническиххарактеристик, преждевсего, разрядности микропроцессора, и базовому программному обеспечению. Компьюторы первого поколения (1975—1980 гг) были 8- разрядными, использовали, как правило, микропроцессоры i8080 илиZilog-80 (модификацияi8080, выпускаемаяконкурирующейфирмой), имели ОЗУ емкостью 32 - 256 Кбайт и внешнюю память на магнитной ленте или 5-дюймовом гибком диске емкостью до 360 Кбайт. Российским пользователям этот тип ЭВМ знаком по компь-

110

ютерам «Spectrum» и «Корвет». Стандартной операционной сис-

темой считалась CP/M (Control Program for Microcomputer), разра-

ботанная Гэри Килдолом (Gary Kildall), владельцем фирмы Digital Research.

	Феномен	К 1977 году на рынке персональных компьюте-
		ров выявилось два лидера: «Commodore» и
	Apple
		«Tandy Radio Shack» (TRS), объем их производ-

ства исчислялся десятками тысяч штук. Однако скоро в спор двух лидероввмешаласьтретьякомпания— Apple Computer. Образованная в 1976 г., она некоторое время пребывала в числе «несерьезных» (иназваниеунеешуточное— «яблоко»), однакозанесколько летдобиласьтакихфеноменальныхуспехов, итакактивнозавоеваларынок, чтомногиедосихпорубеждены, чтоисторияперсональных компьютеров берет свое начало именно с этой фирмы.

Основали компанию два очень молодых человека, «два Стива»

—СтовДжобс(Jobs, Steve) иСтивВозняк (Wozniak, Steve ), в1976 г.

Джобсу было всего 20 лет, а Возняку — 24. Начальный капитал корпорациисоставил1300 долларов, аштаб-квартираразмещалась вгаражеродительскогодомаДжобсавЛос-Анджелесе. Отцы-осно- ватели удачно дополняли друг друга: Возняк, несмотря на неоконченное высшее образование, прекрасно разбирался в технике и работал в фирме «Hewlett Packard», а Джобс был программистом в фирме «Atari», производящей компьютерные игры, в душе художником и, к тому же, прирожденным бизнесменом.

Первой моделью, выпущенной новорожденной фирмой летом

1976 г., былаApple-I. Особенно-

стью ее было то, что вместо популярного микропроцессора i8080, продававшегося по цене 130 долларов, использовался чип MC6502 фирмы «MOS Technology», которыйстоилвсего 25 долларов. Это позволило снизить стоимость компьютера

Apple - I (1976 г.)

111

(он продавался без корпуса в виде набора плат) до 666 долларов 66 центов, однакоособого успехаApple-I неимел, всеговближайших магазинах и друзьям было продано около 200 экземпляров1.

Перваянеудачанеобескуражила начинающихпредпринимателей. Вознякразработалновуюконструкцию, аДжобспривлеквдело новых инвесторов и специалистов по маркетингу. В апреле 1977 г на Компьютерной ярмарке Западного побережья в Сан-Франциско они представили новый компьютер, названный Apple-II. Собранная, какипредыдущаямодель, на8-битовомчипеMС6502, онаимела

4Кб ОЗУ, 16 Кб постоянной памяти, клавиатуру, 8-слотовую материнскую плату, текстовый и графический интерфейс с графическимдисплеемивстроенныйBasic. Машинавесом5 кгбылаэлегантно оформлена и стоила 1300 долларов.

Apple-II былпервымперсональнымкомпьютеромсцветнойграфикой, изначально спроектированным как для деловых применений, так и для развлечений. Это и предопределило его коммерческийуспех: за1977 годобъем продажфирмыApple Computer составил 700 000 долларов, а в следующем — уже 7 миллионов. И хотя доходфирмыCommodore за1978 год

превысил 50, а TRS — 105 миллионов, но конкуренция со стороны молодого и зеленого еще «яблочка» была уже явной. В последующие годыApple показаланевиданные, поистине фантастические темпы роста: в1979 годуеедоходсоставил47,

в1980 — 96, а в 1983 году — около

1миллиарда долларов (точнее, 983

миллиона). Никогда доселе ни одна компания не добивалась такого быстрогоифеноменальногоуспеха, на

компьютерном небосклоне внезап-

Apple - II (1977 г.)

1В1999 годуантикварныйэкземплярApple-I продавалсянааукционеза40 000 долларов.