Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Классы вычислительных машин и систем

Электронная вычислительная машина (ЭВМ, компьютер) представляет собой комплекс технических средств, предназначенный для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Характеристики и классы ЭВМ

Основные характеристики, используемые для классификации ЭВМ, приведены в табл. 2.2. В табл. 2.3 даны различные основания для классификации ЭВМ, некоторые из которых, а также ряд других более подробно изложены далее.

Таблица 2.2. Основные характеристики ЭВМ

Характеристика

Содержание

Быстродействие

Способность ЭВМ выполнять определенные типы операций (пересылка данных между регистрами, суммирование, сравнение) за единицу времени. Быстродействие ограничивается скоростью протекания переходных процессов в элементной базе и обычно характеризуется тактовой частотой внешнего генератора, которая согласует действия устройств и узлов

Производительность

Способность ЭВМ обрабатывать некоторый тестовый массив различных команд (так называемые смеси Гибсона) за единицу времени. Производительность во многом зависит от применяемых архитектурных решений

Разрядность машинного слова

Влияет на диапазон представимых в ЭВМ чисел, адресность системы команд, скорость пересылки данных

Максимально возможный размер адресного пространства

Определяет максимально доступный объем оперативной памяти (ОП), возможности по ее виртуальному расширению

Количество групп команд и команд в группах

Характеризует систему команд, их адресность и пр. характеристики

Количество способов адресации команд и данных

Включает прямую, косвенную и прочие типы адресации команд и данных

Тип используемого интерфейса (сопряжения)ядра ЭВМ с периферией

Шины или каналы связи, характеризующиеся разрядностью (шириной параллельного кода, передаваемого единовременно) и частотой, с которой эта передача осуществляется

Надежность

Измеряется средней наработкой на отказ (средним временем безотказной работы), скоростью восстановления и пр.

Стоимость

Очевидная экономическая характеристика

Потребляемая мощность

Электрическая мощность в ваттах (Вт), киловаттах (кВт)

Таблица 2.3. Различные подходы к классификации ЭВМ

Тип ЭВМ

Особенности класса

Физический способ представления информации

Аналоговые (АВМ)

Информация представляется в виде непрерывно изменяющейся во времени аналоговой величины (напряжения или тока)

Цифровые (ЦВМ)

Информация представляется в виде специальных кодов, в принятой для данной ЭВМ системе исчисления

Гибридные

Такие ЭВМ, например, имеют аналоговый вход информации, затем следует цифровая обработка и аналоговый выход

Поколения ЭВМ

1 поколение

1950—1958, построены на лампах

II поколение

1959—1967 — на транзисторах и печатных платах

III поколение

1968—1978 — на микросхемах малой степени миниатюризации

IV поколение

1979—1993 — на микросхемах большой степени миниатюризации

V поколение

С 1994 — на микросхемах сверхбольшой степени миниатюризации

Назначение ЭВМ

Вычислительные

системы

Характеризуются относительно небольшими объемами входной и выходной информации и сложными алгоритмами ее обработки. Такие ЭВМ должны иметь высокую производительность и небольшое количество устройств ввода-вывода

Системы обработки данных

Характеризуются большим количеством внешних запоминающих устройств, способных хранить большой объем информации и сравнительно несложными алгоритмами обработки этой информации

Управляющие ЭВМ

Предназначены для управления в реальном масштабе времени объектами и производственными процессами, поэтому для связи с объектами управления ЭВМ снабжаются преобразователями, датчиками и т. д., которые устанавливаются в контуре управления

Способ организации вычислительного процесса

Однопрограммные

Способны одновременно выполнять не более одной задачи

Многопрограммные

Многопрограммные ЭВМ могут работать в однопрограммном и мультипрограммных режимах. Эти режимы должны поддерживаться соответствующими операционными системами (ОС)

Область применения

Универсальные

Ориентированы на решение широкого круга задач путем применения соответствующего программного обеспечения (ПО). Как правило, разработку таких программ осуществляют по заказам извне. Характерные особенности универсальных ЭВМ: наличие высокопроизводительного процессора; большой объем памяти; соответствующая ОС

Специализированные

Предназначены для решения определенного круга задач и не требуют, как правило, разработки нового программного обеспечения. Специализированные ЭВМ проще и дешевле универсальных ЭВМ

Рассмотрим основные классы ЭВМ.

Физическое представление обрабатываемой информации. Здесь выделяют:

  • • АВМ — аналоговые вычислительные машины, или вычислительные машины непрерывного действия, которые работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т. е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения);
  • • ЦВМ — цифровые вычислительные машины, или вычислительные машины дискретного действия, которые обрабатывают информацию, представленную в дискретной, а точнее, цифровой форме. В силу универсальности цифровой формы представления информации ЭВМ является универсальным инструментом обработки данных;
  • • ГВМ — гибридные вычислительные машины, или вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной как в цифровой, так и в аналоговой форме. Они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

Поколения ЭВМ. Идея делить машины на поколения вызвана к жизни тем, что за время недолгой истории развития компьютерная техника прошла большой путь развития как в аспекте элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и с точки зрения изменения структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования (табл. 2.4).

К пере ому поколению обычно относят машины, созданные на рубеже 50-х гг. и базирующиеся на электронных лампах. Лампы потребляли значительное количество электроэнергии и выделяли много тепла (рис. 2.3, а). Эти ЭВМ были громоздкими и слишком дорогими и их могли приобретать только крупные корпорации и правительства.

Набор команд был ограничен, схемы арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно просты, программное обеспечение практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты,

Таблица 2.4. Этапы развития компьютерных информационных технологий

Параметр

Период, ГОДЫ

50-е

60-е

70-е

80-е

Настоящее время

Цель использования компьютера

Научно-тех

нические

расчеты

Технические и экономические расчеты

Управление и экономические расчеты

Управление, предоставление информации

Телекоммуникации, информационное обслуживание

Режим работы компьютера

Однопро

граммный

Пакетная обработка

Разделение

времени

Персональная работа

Сетевая

обработка

Интеграция

данных

Низкая

Средняя

Высокая

Очень высокая

Сверхвысокая

Расположение

пользователя

Машинный

зал

Отдельное помещение

Терминальный зал

Рабочий стол

Произвольное

мобильное

Тип пользователя

Инжене

ры-про

граммисты

Профессиональные программисты

Программи

сты

Пользователи с общей компьютерной подготовкой

Малообученные

пользователи

Тип диалога

Работа за

пультом

компьютера

Обмен перфоносителями и машинограммами

Интерактивный (через клавиатуру и экран)

Интерактивный с жестким меню

Интерактивный экранный типа «вопрос — ответ»

магнитные ленты и печатающие устройства. Быстродействие составляло порядка 10—20 тыс. операций в секунду.

Программы для этих машин писались на языке конкретной машины. Математик, составивший программу, садился за пульт управления машины, вводил и отлаживал программы и производил по ним счет. Процесс отладки был весьма длительным по времени.

Несмотря на ограниченность возможностей, эти машины позволяли выполнять сложнейшие расчеты, необходимые для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.

Опыт использования машин первого поколения показал, что существует огромный разрыв между временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета. Эти проблемы начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих

а

б

в

г д

Рис. 2.3. Электронная лампа (а); память на магнитных сердечниках (б) транзистор (в); одна из первых интегральных схем (г); микропроцессор Motorola 68000 (а)

программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность ее использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить ее к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

Отечественные машины первого поколения: МЭСМ (малая электронная счетная машина), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.

Второе поколение компьютерной техники — машины, сконструированные в 1955—65 гг. Характеризуются использованием в них как электронных ламп, так и дискретных транзисторных логических элементов (рис. 2.3). Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться диапазон применяемого оборудования ввода-вывода, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами (НМЛ), магнитные барабаны (НМБ) и первые магнитные диски (табл. 2.5).

Таблица 2.5. Основные характеристики отечественных ЭВМ второго поколения

Параметр

Первая очередь

Вторая очередь

Раздан-2

БЭСМ-4

М-220

Урал-11

Минск-22

Урал-16

Минск-32

М-222

БЭСМ-6

Адресность

2

3

3

1

2

1

1 и 2

3

1

Форма пред-

С плаваю-

С плаваю-

С плаваю-

С фиксиро-

С фиксиро-

С плаваю-

С плаваю-

С плаваю-

С плавающей

ставлення

щей запятой

щей запятой

щей запятой

ванной запя-

ванной запя-

щей и фик-

щей и фик-

щей запятой,

запятой,

данных

той, сим-

той, сим-

сированной

сированной

символьная

символьная

вольная

вольная

запятой,

запятой,

символьная

символьная

Длина машин-

36

45

45

24

37

48

37

45

48

ного слова

(дв. разр.)

Быстродейст-

5 тыс.

20 тыс.

20 тыс.

14—15 тыс.

5 тыс.

100 тыс.

До 65 тыс.

27 тыс.

1 млн

вие, оп/с

ОЗУ, тип, ем-

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

Ферритовый

кость (слов)

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

сердечник,

2048

8192

4096—

4096—

8192

8192—

16 384—

16 384—

32 768—

16 384

16 384

65 536

65 636

32 768

131 071

ВЗУ, тип, ем-

НМЛ

НМЛ

НМЛ

НМЛ 8 млн

НМЛ до

НМЛ

НМЛ

НМЛ

НМЛ

кость (слов)

120 тыс.

8 млн

16 млн

5 млн

12 млн

до 16 млн

до 32 млн

32 млн

НМБ

НМБ

НМБ

130 тыс.

до 192 тыс.

512 тыс.

2.1. Классы вычислительных машин и систем 117

Эти машины характеризуются быстродействием до сотен тысяч операций в секунду, емкостью памяти — до нескольких десятков тысяч слов.

Появляются языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей необходимой последовательности вычислительных действий в наглядном, легко воспринимаемом виде.

Поскольку смысл программы, подготовленной на алгоритмическом языке, недоступен компьютеру, воспринимающему только язык своих собственных команд, специальные программы, которые называются трансляторами, должны переводить (транслировать) программу с алгоритмического на машинный язык.

Появился широкий набор библиотечных программ для решения разнообразных задач, а также мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ, из которых в дальнейшем выросли современные операционные системы.

Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.

Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х гг. наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т. е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами (см. рис. 2.3, г).

Машины третьего поколения создавались примерно после 60-х гг., имели развитые операционные системы и обладали возможностями мультипрограммирования, т. е. параллельного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина.

Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, PDP-11, VAX, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.

Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Емкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

Четвертое поколение — это основной контингент современной компьютерной техники, разработанной после 70-х гг.

Наиболее важный в концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвертого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой емкостью в десятки мегабайт (см. рис. 2.3, д).

С точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Быстродействие составляет до нескольких десятков миллионов операций в секунду, емкость оперативной памяти порядка 1—64 Мбайт.

Для них характерны:

  • • применение персональных компьютеров (ПК);
  • • телекоммуникационная обработка данных и компьютерные сети;
  • • широкое применение систем управления базами данных;
  • • элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

В компьютерах пятого поколения, предположительно, должен произойти качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер, однако лишенный связи с пользователем. Эту связь осуществляет интеллектуальный интерфейс. Будет также решаться проблема децентрализации вычислений с помощью компьютерных сетей.

Сферы применения и методы использования. Здесь ЭВМ можно разделить на следующие группы (рис. 2.4, табл. 2.6).

Классификация по сферам применения и методам использования

Рис. 2.4. Классификация по сферам применения и методам использования

Таблица 2.6. Классификация ЭВМ по сферам применения, методам использования и габаритным характеристикам

Класс ЭВМ

Основное Основные технические

назначение данные

Общий вид ЭВМ

СуперЭВМ, суперкомпьютер, вычислительная система (ВС)

Высокоскоростное выполнение прикладных процессов

Имеет скалярные и векторные процессоры. Совместная работа процессоров основывается на различных архитектурах

Roadrunner

Большие ЭВМ (мэйнфреймы — mainframe)

Обработка больших объемов данных крупных предприятий и организаций

Мультипроцессорная архитектура, позволяющая подключение нескольких сотен рабочих мест

Honeywell-Bull DPS7 Mainframe

Мини-ЭВМ

Системы управления предприятиями

Однопроцессорная архитектура, разветвленная система периферийных устройств(ограниченные возможности, обработка слов меньшей длины ИТ. д.)

PDP-11

Класс ЭВМ

Основное Основные технические

назначение данные

Общий вид ЭВМ

Рабочие станции

Системы автоматизированного проектирования, системы автоматизации эксперимента, индустриальные процессы и др.

Высокое быстродействие процессора, емкость оперативного запоминающего устройства 32—64 Мбайт, специализированная система периферийных устройств

Sun SPARCstation 1 +

МикроЭВМ; настольный (desktop) персональный компьютер (ПК)

Индивидуальное

обслуживание

пользователей

Центральный блок с одним или несколькими процессорами, монитор, акустическая система, клавиатура, электронное перо с планшетом, устройство ввода информации, принтеры, жесткие диски, гибкие диски, магнитные ленты, оптические диски и пр.

IBM PC-подобный ПК

Переносной ПК

«наколенник»

(laptop)

То же

Малогабаритный книжного размера портативный вариант стационарного персонального компьютера

«Mid-range HP Laptop»

Блокнотный ПК,

ноутбук

(notebook)

»

Модели могут иметь процессор Репбит, оперативную память до 96 Мбайт, жесткий диск до 9 Гбайт, встроенные компакт-диск и факс-модем, дисплей жидкокристаллический, время работы от собственного источника питания от 2 до 8 ч

Sony VAIO SZ (Intel Core Duo)

Класс ЭВМ

Основное

назначение

Основные технические данные

Карманный

Индивидуальное

Оперативная память вы-

компьютер «на-

обслуживание

полняет функцию долго-

ладонник»

пользователей

временной памяти раз-

(palmtop)

мером в несколько мегабайт. Жесткий диск отсутствует. Работает под управлением Л/тбол/8 СЕ, имеет интерфейс с другими компьютерами, встроенные интегрированные системы, жидкокристаллический дисплей

Общий вид ЭВМ

PalmOne Tungsten Т5

Суперкомпьютер (supercomputer) предназначен для высокоскоростного выполнения прикладных процессов. В 1976 г. корпорация Cray Research изготовила первый сверхбыстродействующий компьютер, давая начало новому классу компьютеров. Первоначально Cray Research предполагала, что потребность в таких компьютерах будет небольшой, однако она увеличивается и особенно в последние годы. Кроме этого, производители суперкомпьютеров постоянно улучшали показатель стоимость/производительность. Появился и получил большую популярность новый класс — супермини-компьютеры. Это уменьшенные по габаритам и более экономичные варианты суперкомпьютеров, нередко — настольного исполнения.

Суперкомпьютер может иметь один процессор, и тогда в нем одна последовательность команд работает с одним потоком данных. Вместе с этим большие скорости обработки данных можно получить лишь в многопроцессорных системах. Поэтому во всех последующих архитектурах степень параллельной обработки возрастает. Растет соответственно и число входящих в суперкомпьютер процессоров. В дополнение к обычным (скалярным) подключаются векторные процессоры. В первом случае обрабатываются скалярные величины, а во втором — векторные.

Внедрение суперкомпьютеров долго сдерживалось отсутствием развитого программного обеспечения. В настоящее время ситуация изменяется, появились языки, предназначенные для параллельной обработки, все больше предлагается эффективных операционных систем. Суперкомпьютеры выпускаются значительным числом фирм. Корпорация IBM создала суперкомпьютер в одном кристалле интегральной схемы (ИС).

Базовый (большой) компьютер — mainframe — основной тип компьютера, используемый в больших информационных сетях, работает с большой скоростью и по производительности уступает суперкомпьютеру, но охватывает более широкий круг решаемых задач. С другой стороны, он превосходит мини-компьютер по скорости работы и сложности выполняемых прикладных процессов. Базовый компьютер обладает относительно большой оперативной памятью и предоставляет свои ресурсы через коммуникационную сеть большому числу пользователей. Вследствие сказанного, базовые компьютеры принимают на себя основные потоки обработки данных. Нередко под базовым компьютером понимают лишь центральную часть крупного компьютера, включающую процессоры и оперативное запоминающее устройство.

В связи с развитием архитектуры «клиент—сервер» базовые компьютеры стали нередко использоваться в качестве серверов. Интеграция средств распределенной обработки данных с большими базовыми компьютерами обеспечивает эффективную обработку данных в корпоративных сетях. Базовые компьютеры не только функционируют как крупные серверы, но обеспечивают автоматизацию процессов, протекающих в сети.

Мини-компьютер — minicomputer — компьютер с ограниченными возможностями обработки данных. По сравнению с базовым компьютером мини-компьютер работает со словами меньшей длины, имеет ограниченную оперативную память и относительно небольшое быстродействие. Поэтому мини-компьютер используется для решения более простых задач, чем базовый. Но, по сравнению с последним, мини-компьютер имеет небольшую стоимость, размеры и проще в эксплуатации. Термин «мини-компьютер» появился тогда, когда не было персональных компьютеров. Теперь же существуют такие персональные компьютеры, которые превосходят даже базовые компьютеры восьмидесятых годов. Поэтому рассматриваемый термин применяется все реже, уступая понятиям рабочая станция и персональный компьютер.

Рабочая станция — workstation — абонентская система, специализированная на выполнение определенных задач пользователя.

Первая рабочая станция, названная Сетевым изделием Стэнфордского университета (SUN), была создана корпорацией SUN Microsystems под девизом «сеть есть компьютер». Это связано с тем, что рабочая станция в своей основе предназначена для работы в информационной сети. Рабочая станция, нередко именуемая рабочим местом, создается на базе малого, но достаточно мощного настольного либо напольного компьютера. Для этого разрабатывается архитектура рабочей станции, подбираются необходимые устройства (процессоры, запоминающие устройства, графопостроители, принтеры и т. д.). Создается нужное программное обеспечение, станция включается в сеть. Она предназначается для любого специалиста ( программиста, системотехника, менеджера, исследователя и др.). Рабочая станция занимает среднее место среди компьютеров и характеризуется многозадачностью — режимом, при котором пользователь может запускать несколько задач. Это позволяет выполнять группу прикладных процессов.

Важное значение в архитектуре рабочей станции имеет визуализация информации. Она заключается в создании условий для формирования и обработки изображений. Это позволяет пользователям не только удобно отображать на экране физические объекты, но также строить модели, манипулировать ими и наблюдать ход экспериментов в реальном масштабе времени.

Все большее распространение получают рабочие станции с комбинированным сервисом. Они имеют широкий набор устройств связи с внешней средой:

  • • измерительные приборы;
  • • устройства видеоввода и микрофоны;
  • • оптические диски;
  • • клавиатуры и сенсорные устройства.

В рабочих станциях часто используются графические акселераторы (платы, содержащие процессоры, специализирующиеся по обработке изображений). Акселераторы выполняют геометрические преобразования двухмерных изображений в трехмерные изображения, учитывая ряд сложных требований, таких, например, как движущиеся источники света на экранах, отображение особенностей структуры поверхностей объектов. Акселераторы повышают стоимость станций, но резко увеличивают скорость выполнения ими сложных прикладных процессов. Широкую известность получили рабочие станции корпораций SUN Microsystems и Silicon Graphics.

Микрокомпьютер (microcomputer) — устройство, созданное на основе одного либо нескольких микропроцессоров. Существует два подхода к определению микрокомпьютера. Первый из них заключается в том, что под микрокомпьютером понимается одна либо несколько сверхбольших интегральных схем. Для этого схемы должны содержать все логические элементы, необходимые для получения полноценного компьютера небольшой производительности. Во втором подходе микрокомпьютером называется любой компьютер, в котором основными компонентами являются микропроцессоры. В дальнейшем эти ЭВМ стали именовать персональными компьютерами (ПК). В этой связи под микрокомпьютером чаще всего понимают устройство, созданное на одной либо группе интегральных схем. Для этой цели нередко бескорпусные интегральные схемы группируются в одном корпусе. Что же касается высокопроизводительного персонального компьютера, то в нем может использоваться группа микрокомпьютеров. Микрокомпьютеры также широко используются в технологии производства и в разнообразной аппаратуре автоматического управления.

Персональный компьютер (ПК) — personal computer (PC) — недорогой компьютер, созданный на базе микропроцессора. ПК, или персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ), в ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и массовым производством. Это позволяет делать их широкодоступным товаром, обеспечивающим обработку различной информации. ПК предназначены для обработки текстов, звука и изображений.

Персональный компьютер для удовлетворения требованиям общедоступности и универсальности применения должен обладать такими качествами, как:

  • • малая стоимость, находящаяся в пределах доступности для индивидуального покупателя;
  • • автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;
  • • гибкость архитектуры, обеспечивающая адаптируемость к разнообразным применениям в сфере управления, науки, образования и в быту;
  • • дружественность операционной системы и прочего программного обеспечения, обусловливающая возможность работы пользователя без специальной профессиональной подготовки;
  • • высокая надежность работы (более 5000 ч наработки на отказ).

В последние годы использование высокоскоростных 32- и 64-разрядных микропроцессоров и версий операционной системы UNIX привело к интеграции ПК с рабочими станциями. С другой стороны, создаются устройства, в которых объединяются функции персонального компьютера с телевизором и телефонным аппаратом. Такое устройство, например, предложено корпорацией Microsoft. Это — простой интерактивный персональный компьютер (Simple Interactive Personal Computer — SIPC). Он несложен в эксплуатации, легко соединяется с телевизионной или телефонной сетью.

Среди всех перечисленных здесь типов ЭВМ задержимся на ПК или персональных электронных вычислительных машинах (ПЭВМ), которые в ряду компьютеров характеризуются небольшими размерами и массовым производством. Это позволяет делать их широкодоступным товаром, обеспечивающим обработку различной информации — текстов, звука, изображений и пр. В связи с их доминированием в сегодняшней ситуации остановимся на них подробнее.

Первые ПК

История ПК началась в 80-е гг. XX в., когда практически одновременно компании Motorola, Zilog и Intel выпустили на рынок достаточно мощные микропроцессоры — Intel 8086, Z80 и М68000.

На этих микропроцессорах были построены первые микрокомпьютеры (ПК):

  • • Kaypro II (Zilog);
  • • Macintosh 128К (Motorola);
  • • IBM PC — XT/AT (Intel — INTegrated ELectronics).

Kaypro II был представлен публике в августе 1982 г. (рис. 2.5, а). Несмотря на название, это была первая модель компании

Э. Кея (Andrew F. Kay) Non-Linear Systems, Inc. (позже переименованной в Kaypro Corporation).

При весе более десяти килограмм Kaypro II позиционировался как переносная система. Возможность работы в полевых условиях была подтверждена во время ралли Париж—Дакар в

в

Рис. 2.5. Первые ПК:

а - Каурго 11,6- Macintosh 128К; в — IBM PC XT

1984 г., на котором организаторами использовалось десять компьютеров Каурго II.

Технические характеристики этой модели близки к системе Osborne 1, выпускаемой фирмой А. Осборна, и HP-85 (Hewlett-Packard). Следует, однако, отметить, что при близости возможностей Каурго II был почти вдвое легче Osborne 1, что для переносной системы имеет первоочередную важность, и на два года «моложе» НР-85.

Каурго II оснащался процессором Zilog Z80 с тактовой частотой 2,5 МГц. Объем ОЗУ составлял 64 Кб, ПЗУ — 2 Кб. Встроенный дисплей размером 9" был способен работать в текстовом режиме 80 х 24, поддержка графического режима не предусматривалась. Клавиатура компьютера была довольно удобной, с курсорными и цифровыми клавишами. Устройством хранения данных служили два дисковода для односторонних 5,25" дисков двойной плотности емкостью 190 Кб. Работал Каурго II под управлением ОС CP/M (Control Program for Microprocessor) и на момент выхода стоил 1795 долл.

Модель 128К — первый продукт в семействе компьюте-ров Macintosh (рис. 2.5, б). Корпорация Apple представи- ла ее в январе 1984 г., развернув интенсивную маркетинговую кампанию. «Если уж компьютеры так умны, — говорилось в одной из реклам, — то не лучше ли научить их общаться с человеком, чем учить людей общаться с компьютером?»

Macintosh 128К базировался на 32-разрядном микропроцессоре Motorola 68000 с тактовой частотой 8 МГц, имел 128 Кб ОЗУ, 64 Кб ПЗУ, односторонний флоппи-дисковод (400 Кбайт; 3,5"), встроенный 9" черно-белый экран с графическим разрешением 512 х 342 точки, оснащался, помимо клавиатуры, манипулятором «мышь» и весил 20 фунтов (8 кг).

Многое в новом компьютере было заимствовано из разработок исследовательского центра PARC компании Xerox, 15 специалистов которой в начале 1980-х гг. перешли на работу в Apple. Именно PARC были предложены система «окон» на экране, интерфейс, основанный на символических изображениях действий, устройство «мышь».

Хотя первый Macintosh стоил в 5 раз дороже, чем требовали спецификации проекта — 2495 долл, вместо 500 долл., продажи шли успешно, и за первые 9 мес. было реализовано 275 тыс. компьютеров.

«Мак», как вскоре окрестили поклонники новую машину, принес Apple грандиозный успех. Владельцы компьютеров других типов завидовали графическим средствам «Мака» и простоте обращения с ним. Программы, позволявшие использовать «окна» и «мышь» в компьютерах других моделей, раскупались нарасхват.

Однако очень скоро пользователи Macintosh 128К столкнулись с проблемой слишком малого объема оперативной памяти при том, что возможностей для расширения ОЗУ конструкцией модели предусмотрено не было. Многочисленные нарекания побудили корпорацию Apple усовершенствовать свой продукт, и уже осенью того же 1984 г. был представлен «Fat Мае» — модель Macintosh 512К — (Macintosh 128К был снят с производства в октябре 1985 г.).

^ IBM PC. На рис. 2.5, в изображена ПЭВМ IBM = =-=. PC XT (eXtendet Tecnology — расширенная техно-

” “ ’ “ логия, по сравнению с IBM PC), не самая первая

машина в серии (8 марта 1983 г.). Процессор Intel 8088 — 4,77 МГц, ОЗУ 256 Кбайт, ПЗУ 64 Кбайт, небольшой винчестер, два дисковода по 360 Кбайт и адаптер MDA (CGA); операционная система — СР/М-86, MS-DOS, Minix.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>