Перспективы развития ПК

В 1883 г. Томас  Альва Эдисон, пытаясь продлить срок службы лампы с угольной нитью ввёл в её вакуумный баллон платиновый электрод и положительное напряжение, то в вакууме между электродом и нитью протекает ток.

Не найдя  никакого объяснения столь необычному явлению, Эдисон ограничивается тем, что  подробно описал его, на всякий случай взял патент и отправил лампу на Филадельфийскую выставку. О ней в декабре 1884 г. в журнале «Инженеринг» была заметка «Явление в лампочке Эдисона».

Американский  изобретатель не распознал открытия исключительной важности (по сути это  было его единственное фундаментальное открытие - термоэлектронная эмиссия).Он не понял, что его лампа накаливания с платиновым электродом по существу была первой в мире электронной лампой.

Первым, кому пришла в голову мысль о практическом использовании «эффекта Эдисона» был английский физик Дж. А. Флеминг (1849 - 1945 ). Работая с 1882 г. консультантом эдисоновской компании в Лондоне, он узнал о «явлении» из первых уст - от самого Эдисона. Свой диод - двухэлектродную лампу Флейминг создал в 1904 г.

В октябре 1906 г. американский инженер Ли де Форест изобрёл электронную лампу - усилитель, или аудион, как он её тогда назвал, имевший третий электрод - сетку. Им был введён принцип, на основе которого строились все дальнейшие электронные лампы, - управление током, протекающим между анодом и катодом, с помощью других вспомогательных элементов.

В 1910 г. немецкий инженеры Либен, Рейнс и Штраус сконструировали  триод, сетка в котором выполнялась  в форме перфорированного листа  алюминия и помещалась в центре баллона, а чтобы увеличить эмиссионный ток, они предложили покрыть нить накала слоем окиси бария или кальция.

В 1911 г. американский физик Ч. Д. Кулидж предложил применить  в качестве покрытия вольфрамовой нити накала окись тория - оксидный катод - и получил вольфрамовую проволоку, которая произвела переворот в ламповой промышленности.

В 1915 г. американский физик Ирвинг Ленгмюр сконструировал двухэлектронную лампу - кенотрон, применяемую  в качестве выпрямительной лампы  в источниках питания. В 1916 г. ламповая промышленность стала выпускать особый тип конструкции ламп - генераторные лампы с водяным охлаждением.

Идея лампы  с двумя сотками - тетрода была высказана в 1919 г. немецким физиком  Вальтером Шоттки и независимо от него в 1923 г. - американцем Э. У. Халлом, а реализована эта идея англичанином Х. Дж. Раундом во второй половине 20-х г.г.

В 1929 . голландские  учёные Г. Хольст и Б. Теллеген создали  электронную лампу с 3-мя сетками - пентод. В 1932 г. был создан гептод, в 1933 - гексод и пентагрид, в 1935 появились  лампы в металлических корпусах. Дальнейшее развитие электронных ламп шло по пути улучшения их функциональных характеристик, по пути многофункционального использования. 1

В 1942 году профессор  электротехнической школы Мура Пенсильванского  университета Джон Маучли представил проект (меморандум) "Использование быстродействующих электронных устройств для вычислений", который положил начало созданию первой электронной вычислительной машины ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Около года проект пролежал без движения, пока им не заинтересовалась Баллистическая исследовательская лаборатория армии США, В 1943 году под руководством Маучли и Эккерта были начаты работы по созданию ENIAC, А демонстрация работы машины состоялась 15 февраля 1946 года.

Одним из самых  важных достижений, которые привели к революции в персональных компьютерах, было изобретение полупроводника или транзистора в 1948 году. Этот подвиг совершили инженеры фирмы Веll Laboratories Джон Бардин, Вальтер Бреттейн и Вильям Шоки.

Транзистор, который  является не более чем твердотельным электронным переключателем, заменил гораздо большие по размерам электронные лампы и потреблял значительно меньше энергии, выполняя ту же работу, что и лампа. Таким образом, компьютерная система, построенная на транзисторах, была много меньше и гораздо эффективней.

Переход на транзисторы  положил начало миниатюризации, которая  сделала возможным появление  современных портативных ПЭВМ, которые  питаются от батареек, имеют большую  вычислительную мощь, чем многие ранние системы, которые занимали комнаты и потребляли огромное количество энергии.

В 1959 году инженеры фирмы Техаs Instruments поняли, как разместить несколько транзисторов на одной  основе или подложке и соединить  эти транзисторы без проволоки. Так родилась интегральная схема  или ИС. Первая интегральная схема содержала только 6 транзисторов, а процессор Intel 80386, который используется во многих современных системах, имеет 280000 транзисторов. Современная ИС может быть создана из миллионов транзисторов.

B 1969 году фирма  Intel внесла волнение в электронную индустрию, выпустив ИС с памятью 1 Кбит, которая была намного больше любой другой, имевшейся в то время. Из-за успеха этой фирмы в разработке и производстве микросхем с ней связалась японская фирма Busiсомр, производящая калькуляторы и предложила выпустить 12 микросхем для одного из своих калькуляторов. Таким первым микропроцессором был Intel 4004 четырехбитовый микропроцессор, появившийся в 1971 году. Его преемником был процессор 8008 восьмибитовый микропроцессор, появившийся в 1972 году. 1973 году были разработаны некоторые из первых комплектов микропроцессоров, основывавшихся на процессоре 8008. В конце 1973 года фирма Intel выпустила процессор 8080, который был в 10 раз быстрее, чем 8008, и мог адресовать 64К памяти. Это был один из прорывов, которого ожидали персональные компьютеры.

Фирма IВМ выпустила  свой первый персональный компьютер  в 1975 году. Модель 5100 имела 16 Кб( памяти, встроенный интерпретатор ВАSICa и  встроенный кассетный лентопротяжный механизм, который используется в качестве запоминающего устройства. За моделью 5100 последовали модели 5110 и 5120, прежде чем фирма выпустила IВМ РС1 (который назывался моделью 5150).

В 1976 году новая  компания "Аpplе Сomputer" выпустила  компьютер Аррlе 1, за компьютером Apple 1 в 1977 году последовал Аррlе 2.

В конце 1980 года маленькая группа, названная Entry Systems Division, была образована в составе  фирмы IВМ. Фирма IBМ считала, что система 5100, разработанная в 1975 году, является разумным программируемым терминалом, а не настоящим компьютером, хотя она действительно была компьютером. Появление IBM PC в конце 70-х годов распространение персональных компьютеров даже привело к некоторому снижению спроса на большие компьютеры и мини-компьютеры (мини-ЭВМ). Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation), ведущей компании по производству больших компьютеров, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.

Первые персональные компьютеры создавались в виде электронных блоков, обеспечивающих возможность конструировать различные ЭВМ из отдельных узлов. Такие наборы пользовались большим успехом у любителей-электронщиков. Однако уже в 1981 г. стали выпускаться. ПЭВМ, имеющие блочно-модульную конструкцию. Эти машины, простые в эксплуатации и сравнительно дешевые, предназначались для потребителей, не обладающих знаниями в области вычислительной техники и программирования.

Широкое распространение  мини-ЭВМ в начале 70-х годов  определялось необходимостью приблизить компьютер к пользователю. Мини-ЭВМ устанавливались непосредственно на предприятиях и в организациях, где использование больших ЭВМ было экономически невыгодным. ПЭВМ относится к классу микроЭВМ и является машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда специалистов различного профиля. ПЭВМ предназначена для автономной работы в диалоговом режиме с пользователем. Общедоступность ПЭВМ определяется сравнительно низкой стоимостью, компактностью, отсутствием специальных требований как к условиям эксплуатации, так и к степени подготовленности пользователя. Универсальность связана с ориентацией ПЭВМ на широкий круг задач, решаемых одним пользователем с помощью удобных технических и программных средств. Комплекс аппаратуры ПЭВМ размещается на рабочем месте пользователя. Основой ПЭВМ является микропроцессор (МП). Развитие техники и технологии микропроцессоров определило смену поколений ПЭВМ:

• первое поколение (1975-1980 гг.) - на базе 8-разрядного МП;

• второе поколение (1981-1985 гг.)-на базе 16-разрядного МП;

• третье поколение (1986-1992 гг.) - на базе 32-разрядного МП;

• четвертое поколение (1993 г. - по настоящее время) - на базе 64-разрядного МП.

Большую роль в развитии ПЭВМ сыграло появление компьютера IBM PC, произведенного корпорацией IBM (США) на базе микропроцессора Intel-8086 в 1981 г. Этот персональный компьютер занял ведущее место на рынке ПЭВМ. Его основное преимущество - так называемая "открытая архитектура", благодаря которой пользователи могут расширять возможности приобретенной ПЭВМ, добавляя различные периферийные устройства и модернизируя компьютер.

В дальнейшем другие фирмы начали создавать компьютеры, совместимые с IBM PC, и, таким образом, компьютер IBM PC стал как бы стандартом класса ПЭВМ. В наши дни около 85 % всех продаваемых ПЭВМ базируется на архитектуре IBM PC.

Стремительный рост производства ПЭВМ определяется главным образом следующими факторами:

• невысокой стоимостью;

• простотой обслуживания и эксплуатации с помощью удобных и понятных диалоговых программных средств;

• возможностью использования на рабочем месте для индивидуальной работы;

• сравнительно большими возможностями для обработки информации (технические параметры, вполне достаточные для решения значительного большинства задач);

• наличием программного обеспечения, позволяющего применять ПЭВМ практически в любой сфере человеческой деятельности;

• возможностью объединения ПЭВМ в вычислительную сеть. С учетом назначения и функциональных возможностей ПЭВМ можно разбить на три группы: бытовые, общего назначения и профессиональные.

Бытовые ПЭВМ предназначены для массового  потребителя, поэтому они должны быть достаточно дешевыми, надежными  и иметь, как правило, простейшую базовую конфигурацию. Бытовые ПЭВМ используются в домашних условиях для развлечений (видеоигры), для обучения и тренировки, управления бытовой техникой. Однако архитектура этих машин позволяет подключать их к каналам связи, расширять набор периферийного оборудования. При некоторой модернизации эти модели могут использоваться для индивидуальной обработки текста, решения небольших научных и инженерных задач.

Отечественные фирмы выпустили серию бытовых  компьютеров под названием "Амата". Эта машина построена на базе МП 80386DX, работающего с тактовой частотой 40 Мгц; емкость ее оперативной памяти достигает 1 Мбайт. Загрузка программ осуществляется с НГМД. Третья модель - "Амата-Гелик" на МП 80486SX с оперативной памятью емкостью 2 Мбайта.

Модели снабжаются пакетом игр, программным обеспечением локальной сети и др. Фирмы предлагают за дополнительную плату нарастить комплектность компьютера НЖМД типа "винчестер", музыкальной картой, монитором и т.д. Модель "Амата" легко превращается в ПЭВМ общего назначения.

Персональные  ЭВМ общего назначения применяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также для обучения и тренировки. Они размещаются на рабочих местах потребителей: на предприятиях, в учреждениях, в магазинах, на складах и т.п.

Машины этого класса обладают достаточно большой емкостью оперативной памяти, имеют внешнюю память на гибких и жестких магнитных дисках, собственный дисплей. Интерфейсы позволяют подключать большое количество периферийных устройств, средства для работы в составе вычислительных сетей. ПЭВМ общего назначения используются прежде всего потребителями-непрофессионалами. Поэтому они снабжаются развитым программным обеспечением, включающим операционные системы, трансляторы с алгоритмических языков,пакеты прикладных программ.

В состав аппаратуры входят устройства для вывода как текстового, так и графического материала, принтеры с высоким качеством печати. Этот класс ПЭВМ получил наибольшее распространение на мировом рынке.

Профессиональные  ПЭВМ используются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуются высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти. Потребителями профессиональных ПЭВМ, как правило, являются профессионалы-программисты, поэтому программное обеспечение должно быть достаточно богатым и гибким, включать инструментальные программные средства.

Благодаря подключению  широкой номенклатуры периферийных устройств функциональные возможности  ПЭВМ значительно расширяются. Они могут работать в многозадачном режиме, с алгоритмическими языками высокого уровня, в составе вычислительных сетей. По своим функциональным возможностям многопроцессорные профессиональные ПЭВМ не только приближаются, но и вполне могут конкурировать с большими ЭВМ предыдущего поколения.

В настоящее  время появился новый признак  классификации ПЭВМ по конструктивному  исполнению, связанному с микроминиатюризацией изделий. Снижение веса и уменьшение габаритов привело к выпуску  компьютеров, называемых LAPTOP ("наколенные" компьютеры), NOTEBOOK (компьютеры-блокноты) и HANDHELD (ручной компьютер).

В LAPTOP-компьютере клавиатура и системный блок выполнены  в одном корпусе, который сверху, как крышкой, закрывается жидкокристаллическим дисплеем, неразъемно соединенным со своим электронным основанием. Соединительные провода между дисплеем и ЭВМ скрыты в корпусе. Компьютер можно легко переносить и держать на коленях пользователя. Эти модели немного уступают по своим техническим параметрам настольным ПЭВМ. Они построены на МП i80386, имеют встроенные НГМД и НЖМД. В большинстве моделей LAPTOP используются монохромные дисплеи, так как применение цветных дисплеев приводит к резкому удорожанию компьютера. Компьютеры класса LAPTOP не должны весить более 3,5 кг.