Введение в специальность

112

новспыхнуласверхноваязвезда, затмившаявсехконкурентов. Заслуги Apple в производстве массовых персональных компьютеров были столь велики, что в общественном мнении (а иногда и в технической литературе) приоритет создания первого персонального компьютерачастоприписываетсяей, анекрошечнойMITS изАльбукерке.

	В игру	«Голубой гигант», как это с ним случалось и в
		прошлом, проспал начало нового этапа компью-
	вступает IBM
		терной революции. Долгое время персональные

компьютеры считали в IBM несерьезными игрушками, которые в принципе не могут тягаться с мэйнфреймами IBM-370 четвертого поколения. Однакокогдаобъемыпродажэтихигрушексталиизмеряться сотнями миллионов долларов, в фирме забеспокоились. В 1981 годуIBM, наконец, поняла, чтоперсональныекомпьютеры— это всерьез и надолго, и, памятуя об убытках, понесенных от недооценки мини-ЭВМ в 60-х годах, на сей раз решила попробовать свои силы в новом секторе бизнеса. Собрав команду из 12 лучших инженеров, руководство поставило перед ними задачу — в кратчайший срокразработатьсобственную конструкцию персональногокомпьютера, повсемстатьямпревосходящегоаналоги.

	Учитывая сжатые сроки,
	фирма пошла на беспрецедент-
	ныйшаг, разрешивиспользовать
	всвоемизделииготовыймикро-
	процессор посторонней компа-
	нии. После некоторыхраздумий
	выбор был сделан в пользу но-
	вейшего на тот момент 16-бито-
	вогомикропроцессораIntel-8088
	с тактовой частотой 4.77 МГц.
	Другаяпринципиальнаяосо-
	бенность создаваемого компью-
	тера — его открытая	Персональныйкомпьютер
	архитектура. ВотличиеотApple
		IBM PC (1981 г.)

Второепоколение персональныхкомпьютеров. КлоныIBM-совместимых ЭВМ

113

Computer, которая запатентовала все основные технические решения, и никого не подпускала к производству своих компьютеров, фирмаIBM, опираясьнаудачныйопытСистемы360, ссамогоначалаоткрылаинтерфейсобщейшиныитемсамымкакбыпригласила независимыхпроизводителейксозданиюсовместимыхустройств.

12 августа 1981 года новый компьютер был представлен общественностиподназваниемIBM PC (Personal Computer). Онимел64 Кбайт ОЗУ, 40 Кбайт постоянной памяти, один 5-дюймовый флоп- пи-дисковод и предлагался по цене 3000 долларов вместе с операционной системой MS-DOS 1.0 фирмы Microsoft. История подтвердилаправильностьстратегическогорасчетакорпорацииIBM. Уже за первые 8 месяцев было продано более 50 000 экземпляров IBM PC, затем объемы производства стали постоянно расти.

Честно говоря, фирма IBM сама не ожидала такого успеха: «игрушечный» IBM PC вдруг оказался полезным в самых различных областях дея-

тельности(образование, наука, бизнес), чтогарантировалоемуширокий и устойчивый сбыт. Так было положено начало второму поколениюперсональныхЭВМ, отличительнойчертойкоторыхбыли 16-разрядныймикропроцессор, расширеннаяоперативнаяпамятьи жесткиймагнитныйдиск— «винчестер»1. Стандартомоперационной системы для нихстала командная MS-DOS фирмы Microsoft.

Осознав открывающуюся перспективу, компания IBM стала развивать успех, сохраняя приэтом верность однажды сделанному выбору —микропроцессорам Intel. Выпущенный в 1983 году новыйкомпьютерназывалсяIBM PC XT (eXtended Technology, онимел микропроцессор i8086, по внутренним параметрам аналогичный i8088, ноимеющий16-разряднуюсистемнуюшину, ОЗУ256 Кбайт, винчестер на 10 МБайт. Цена компьютера составляла 5000 долларов. Хотя ничего выдающегося в новом компьютере не было, три магическиебуквы— IBM — сделалисвоеделоичислопроданных экземпляров IBM PC XT превысило 2 миллиона экземпляров. К

114

1983 году, ровно через два года после выпуска PC, фирма IBM захватила 85% мирового рынка 16-разрядных персональных компьютеров.

Однако монополия IBM на рынке ПЭВМ существовала недолго. Поскольку архитектура «ПиСишек» была открытой, то сразу же после их появления началось производство клонов IBM PC, то естьперсональныхкомпьютеров, производимыхлюбымифирмами набаземикропроцессоровIntel, аппаратноипрограммносовместимых (compartible) с оригинальными компьютерами IBM. Клон — термин, заимствованный из биоогии. Там он означает популяцию животныхилирастений, полученнуюпутемвегетативногоразмножения, и поэтому генетически идентичных родителю.

На рынке компьютеров этого класса воцарилась ожесточенная конкуренция. Независимые производители со всего света, число которых исчислялось сотнями, чутко отслеживали все нововведения, "голубогогиганта", выпуская аналогичныемашиныпофантастически низким ценам за счет использования дешевых комплектующих, производимыхвЮго-ВосточнойАзии.

Теснимая со всех сторон, IBM попыталась удержать рынок, выпустив усовершенствованные модели PC. В 1984 г. была объяв-

лена машина PC AT (Advanced Technology) на процессоре i80286,

однако такого успеха, как XT, она не имела — за три года удалось продатьвсего650 000 экземпляров. Неудачейзакончиласьизатеяс моделью PCjr, в результате доля «родных» PC на рынке неуклонно снижалась — до 63% в 1984 г. и до 40% в 1986 г.

Выдержав паузу, корпорация IBM в 1987 г. сделала отчаянную попытку одним мощным рывком оторваться от конкурентов. Подобно ящерице, бросающей преследователям свой хвост, она оставила«клонмейкерам» устаревшиемодели, асамаобъявилаовыпуске совершенно нового семейства персональных компьютеров PS/2

1Названиевинчестерпоявилосьсовершеннослучайно, врезультатечистовнешней ассоциации. Когда в 1973 году IBM выпустила в продажу сдвоенный дисковод с емкостью по30 Мбайтнакаждомустройстве, тоэтаконфигурациянапомнилаодномуизинженеровкалибрзнаменитийдвустволки“Винчестер30/30”.

115

(Personal System). Когда шок от внезапного хода IBM прошел, специалистывнимательноизучилитехническиехарактеристикимашин нового семейства. Оказалось, что в них установлены стандартные микропроцессорыi8086 иi80286 (всамойстаршеймодели— i80386), ановизнасводитсякнекоторымтехнологическимулучшениям. Вопервых, применена новая системная шина MCA (Micro Channel Architecture), приводящаякаппаратнойнесовместимостиспрежними моделями, на что, по-видимому и рассчитывали конструкторы. Во-вторых, использованы гибкие диски нового формата 3.25 дюйма. В-третьих, применен новый стандарт графического монитора, и, наконец, усовершенствованасаматехнологияизготовлениякомпьютера (новый способ пайки печатных плат, удобный корпус, надежная клавиатура, хороший дизайн и т.п.).

Компьютеры PS/2 действительно оказались надежными, удобными и долговечными устройствами (хотя и достаточно дорогими

—стоимостьсреднейпохарактеристикаммодели50 составлялаоколо $5000), однако совершить революцию и стать «киллерами клонов» они не смогли. Громадный рынок клонов IBM PC XT и AT оказалсяслишком консервативным, тысячипроизводителейвовсем мире, несмотря на активную рекламную кампанию, не захотели круто менять всю технологию в угоду IBM. «Голубой гигант» явно переоценилсилы, противопоставивсебявсемукомпьютерномусообществу. Посленесколькихлетнеравнойборьбы, в1994 г. производствоPS/2 былосвернуто, фирмаIBM, смиривгордынюирастеряв монопольное лидерство в производстве персональных компьютеров, былавынужденавернутьсявлонообщепринятыхпромышленныхстандартов.

116

2.10. Проблемы человеко-машинного интерфейса и его влияние на архитектуру персональных компьютеров

Третье поколение персональных компьютеров, которое существует до сих пор, ассоциируется прежде всего с 32-разрядными микропроцессорами, появившимися в 1981—1985 гг. Однако границараздела междувторымитретьимпоколениеммикро-ЭВМне только количественная, она значительно более принципиальная и связанаспроблемойчеловеко-машинногоинтерфейса, тоестьспособа взаимодействия человека и компьютера.

В эпоху «больших» ЭВМ и первых двух поколений микрокомпьютеров, тоесть до середины 80-х годов правила игры в этом взаимодействии задавал компьютер, а человек был вынужден приноравливатьсякеговозможностям. Основнымсредствомввода информации в ЭВМ была клавиатура, а вывода — алфавитно-циф- ровойдисплей. Общениечеловекаскомпьютером(точнееговоря, с операционнойсистемойуровняMS-DOS) осуществлялосьначудовищно далеком от естественного "птичьем" командном языке, освоить который могли только профессионалы. Пока ЭВМ было относительно немного, такое положение казалось приемлемым, но кактолькокомпьютерысталитовароммассовогоспроса(в1992 году во всем мире их было продано 1,4 миллиона, а в 1993 — уже 10 миллионов, каждая девятая американская семья имела в доме компьютер) и попали на стол школьникам и домохозяйкам, то проблема простого и интуитивно понятного способа общения человека с компьютером вышла на первый план. Без ее решения компьютер никогда бы не стал действительно персональным. Как сказано в известной пословице: «Если гора не идет к Магомету, то Магомет идет к горе». Путь компьютера к человеку оказался долгим и непростым, наэтомпутисделанытолькопервыешаги, ноионивесьмапоучительныизаслуживаютспециальногорассмотрения.

Дуглас Энгельбарт демонстрирует свои достижения на фоне собственногоизображения

(1968 г.)

Работы

Дугласа

Энгельбарта

117

Первым человеком, который серьезно занялся проблемой создания дружественногоинтерфейса«человек— ЭВМ» был ДугласЭнгельбарт(Engelbart, Douglas C, р..1925)

изСтэнфордскогоисследовательскогоинститута(Stanford Research Institute — SRI). Вконце50-хггприподдержкеМинистерстваобо- роныСШАоносновавалвместечкеМенло-ПаркнедалекоотСтен- форда в известной нам Кремниевой Долине самостоятельное подразделение института под названием «Augmentation Research Center — ARC». ДевизомицельюработыэтогоЦентрабылоувеличениеинтеллектуальныхвозможностейкомпьютера(augumentation

— приращение, увеличение). Вклад Энгельбарта в информатику велик и до конца еще не оценен. В то время, когда ЭВМ первых поколенийзанималиогромные залы и общались с оператораминаязыкеперфокарт, Энгельбарт разрабатывал фантастическиеидеипоинтеллектуальнойобработкетекстов.

В 1964 году он изобрел манипулятор «мышь», без которой немыслимсовременныйкомпьютер, и предложил принципы интерактивного взаимодействиячеловекаскомпьютером. Осенью1968 г. наконференции в Сан-Франциско он устроил демонстрацию своих достижений, вошедшую в историю информатики. По словам очевидцев, эта демонстрация походиласкореенаконцерт, который давала целая команда специалистов. Энгельбарт восседал за необычным пультом управления (консолью) на сце-

Проекты

фирмы

Xerox

118

не большого зала заседаний. С помощью СВЧ-антенны поддерживалась связь между пультом управления и компьютером, расположенным на расстоянии 65 км в лаборатории ARC в Менло-Парке. За спиной Энгельбарта был установлен огромный экран, на который проектировалось телевизионное изображение всего, что происходилозапультом.

Зрители расценили представление как «сцены из будущего». С помощью необычного приборчика с двумя кнопками, передвигаемогонаколесикахпостолу, Энгельбартуправлялкомпьютером, открывал различные файлы, одним щелчком кнопки изменял целые фрагментытекстов.

Несмотрянато, чтодемонстрацияЭнгельбартапроизвелаочень большое впечатление на современников, практическое осуществление его идей затянулось на долгие годы. Потребовалось еще несколько циклов развития в различных инженерных коллективах, преждечемграфическийпользовательскийинтерфейс(Graphic User Interface — GUI) стал обычной принадлежностью любого персональногокомпьютера.

Когда в начале 70-х годов военные прекратили финансироватьARC, многиесотрудникиЭнгельбарта перешли на работу в находящийся рядом соСтенфордским университетом в местечке

Пало-Альто исследовательский центр фирмы Xerox (Palo Alto Research Center — PARC, разница всего в одну букву!). Разбогатев напродажекопировальнойтехники, этафирмавложилаоченьбольшие деньги в научные исследования, причем приоритетными считались не сиюминутные усовершенствования, а принципиально новые высокие технологии. Центр PARC в 1970—1980 годы собрал многих выдающихся ученых и безусловно лидировал во многих областях вычислительной техники и информатики. Кроме компьютера «Alto», здесь была изобретена локальная компьютерная сеть «Ethernet», создан лучший по тем временам издательский пакет программ «Ventura Publisher» и т.д.

В1971 годувотделевычислительнойтехникиPARC, стартовал проект«Alto», руководителемивдохновителемкоторогобылАлан Кей(Alan Kay), толькочтозащитившийдокторскуюдиссертациюв

119

Стенфордскомуниверситете. Разностороннеобразованный(егоматьбылахудожницей, отец — ученымфизиологом), Кей выполнил теоретическуюработупопроблемевзаимодействия человека с компьютером будущего. По его замыслу, идеальный компьютер по форме и размерам долженнапоминатькнигу(былопридумано даже название «Dynabook» — динамическая книга), иметь плоский цветнойграфическиймониторвысоко-

горазрешения, спомощьюсредствсвя- Алан Кей зиподключатьсяклюбымбиблиотекам

мира и быть к тому же дешевым (не дороже 500 долларов). Кроме того, гипотетический компьютер должен поддерживать такой простойиинтуитивнопонятныйязыкобщения, чтобысниммогработатьдажеребенок: «Есличеловекудляработысмашинойпридется листать руководство по эксплуатации, то эта система обречена».

Дажепосегодняшниммеркампроект«Dynabook» выглядитфантастично1 , что же можно говорить о технической базе 70-х годов? Тем не менее фирма Xerox предоставила Кею возможность попытатьсяхотябычастичнореализоватьсвоюидеювпрекрасныхусловиях PARC. Проект «Alto» как раз и представлял собой попытку создать«промежуточныйDynabook».

В1973 годукомпьютер«Alto» былпостроен. Хотяегогабариты

ицена были далеки от заявленных в проекте «Dynabook» он представляет собой выдающиеся достижение вычислительной техники тех лет. Принципы, положенные в его основу оказались настолько прогрессивными, что опередили свое время на целое десятилетие

1Вконце1997 г. в печатипоявилисьсообщенияореальныхпланахнекоторыхяпонскихфирмсоздатьпортативныйкомпьютер, приблизительносоответствующийпо характеристикамгипотетическомукомпьютеруАланаКея, чтолишнийразсвидетельствуетосиленаучногопредвиденияэтоготалантливогоученого.

Графическийоконныйинтерфейс компьютера Alto (1973 г.)

Компьютер Alto (1973 г.)

120

и, как мы увидим в дальнейшем, сталибазовымидляследующегопоколенияперсональныхкомпьютеров.

Компьютер имел графический дисплей, обычную и фортепианную клавиатуру, синтезатор звуков (Кей былпрекрасныммузыкантоминемог оставить свое творение «глухонемым»), иуправлялся«мышью», заимствованной у Энгельбарта. Однако главнымвновомкомпьютеребылоего совершеннооригинальноепрограммное обеспечение. Кей напрочь отказался от стандартных операционных систем и языков программирования (Basic, Fortran идр.) иразработалпринципиально новый язык Smalltalk. Об

особенностях и роли этого языка для дальнейшего развития программирования мы будем говорить в следующей главе, посвященной программному обеспечению компьютеров, здесь же отметим то, что для взаимодействия с пользователемвсистемеSmalltalk впервые появилась идея «рабочего стола» с «окнами», в которых отображались тексты и рисунки.

Окнаспомощьюмышимоглиперемещаться по столу, открыватьсяизакрываться. Такмобразом, в проекте «Alto» впервые была предложенаидеяоконногографическогопользовательскогоинтерфейса — GUI, этот компьютер, созданный за два года до «Altair8800» и за 8 лет до IBM PC, мо-

жет считаться первым истинно

121

персональнымкомпьютером.

АланКейзанималсяусовершенствованиемкомпьютера «Alto» и системы Smalltalk вплоть до 1980 г., однако фирма Xerox так и не сумела наладить их массовое производство и извлечь коммерческую выгоду из своего выдающегося достижения. Этому мешали объективные трудности, так как 8- и 16-разрядная микропроцессорная база 70-х годов не позволяла создать дешевый компьютер такого класса. Разработанный на основе «Alto» компьютер «Star8010» предназначалсядлякомпьютеризацииофисовибылочеьудобнымдляприменения, таккакнаегоэкранемоделировасьобстановка конторы с документами, картотечными ящиками, мусорной корзиной и т.п., однако его цена не опускалась ниже 16 000 долларов и прдажи были невелики. Постепенно весь проект дружественного компьютера пришел в упадок, и, возможно, сталбытолькоисторическим курьезом, если бы не его второе рождение в фирме Apple.

	Apple	ФирмаApple Computer, отставшаяотIBM нарынке16-
		битовых микро-ЭВМ, но не пожелавшая терять соб-
	берет
		ственной индивидуальности, задумала взять реванш и
	реванш
		обойти кокурентов на старте нового, третьего поколе-

ния. Для этого у нее был прекрасный задел. Еще в декабре 1979 г., прослышав о финансовых проблемах центра PARC, она договориласьотом, чтобыгруппеведущихинженеровApple воглавесоСтивомДжобсомпродемонстрироваливсесекретыкомпьютеров«Alto» и «Star» в обмен на продажу фирме Xerox 100 000 своих акций за один миллион долларов.

Увиденное произвелонаДжобса глубочайшее впечатление. Он ясно осознал, какое сокровище остается невостребованным, и сделалвсе, чтобыдружественныекомпьютерыновогопоколениявпервые появились под его фирменной маркой. С этой целью он переманилвфирмуApple 15 из25 ведущихинженеровPARC идал им задание создать на основе проекта «Star» собственную ЭВМ подназванием«Lisa». Втечение1982 г. наконструированиесамой «Лизы» было израсходовано 50 млн, а на разработку ее программногообеспечения— 100 млндолларов. Задумавсоздатькомпьютер