Как изменились компьютеры с момента их изобретения
Перейти к содержимому

Как изменились компьютеры с момента их изобретения

  • автор:

Macintosh и человечество. Как начиналась массовая компьютеризация

Этот крошечный, практически бесполезный и довольно дорогой компьютер, похожий на шлем средневекового рыцаря или на голову робота из фантастической мультипликации, действительно стал очень важным событием в истории человечества. Из-за него и в самом деле изменились компьютеры, наше отношение к ним, мы и весь окружающий нас мир.

Читайте также
70 лет назад в СССР изобрели полупроводниковый компьютер. Почему у нас нет своей IBM?

Ему сопротивлялись, его объявляли ничтожеством, из него создавали культ — он несчетное число раз оказывался на краю неминуемой гибели. Сегодня над ним опять собираются тучи… Но сможет ли он справиться и с этими бедами, или проблемы окажутся сильнее его, уже не имеет значения. Он победил.

Компьютеры, гаджеты, пульты управления сложными системами — почти все жизненно-важные интерфейсы сейчас базируются на принципах и идеях, которые стали массовыми и доступными именно благодаря ему.

Но что если бы 24 января 1984 года ничего не произошло, каким был бы мир? В чем смысл того, что случилось? Что было главным, а что — второстепенным?

Какое отношение этот необычный говорящий компьютер имел к войне добра со злом, к нонконформизму, к свободе и независимости? Компьютер — это всего-лишь инструмент, не правда ли?

Почему 1984 не будет похож на «1984»

Для подавляющего большинства людей все началось за два дня до 24 января. Во время трансляции финального матча по американскому футболу по CBS (на всю территорию США, в самое-самое дорогое время) дважды был показан странный и сбивающий с толку рекламный ролик.

© Youtube / Robert Cole

Он был похож на фрагмент фантастического фильма, что неудивительно: его режиссер – Ридли Скотт. Зал заполнен тупо смотрящими на экран людьми, похожими один на другого. На экране – «Большой брат», вещающий что-то невнятное и почти неразборчивое. Мрачный неуютный мир. И вдруг – по проходу бежит девушка с метательным молотом, непохожая на серых и одинаковых слушателей, и отправляет молот в центр экрана… Затем появляется текст «24 января Apple Computer представит Macintosh. И вы узнаете, почему 1984 не будет похож на «1984», и многоцветное надкушенное яблоко, логотип компании.

Энди Херцфелд, один из ключевых разработчиков первого Macintosh, вместе с коллегами смотрел трансляцию матча в спортивном баре. Ролик посетители смотрели внимательно и с интересом, но этот интерес был объясним: матч был не слишком захватывающим, его результат был предсказуем, а необычный ролик завораживал. Особых эмоций по его поводу Энди не заметил.

Читайте также
Apple презентовала новые MacBook Air и iPad. Что особенного в этих устройствах?

Эмоции были, но проявились они позже. С момента поражения вирусом до начала болезни должно было пройти какое-то время.

Вечером того же дня в телевизионных новостях почти на всех каналах этому ролику уделили больше времени и внимания, чем самому матчу.

Эпизоды ролика показывали снова и снова, обсуждали увиденное, пытались понять, о чем он и что имелось в виду. 7/10 аудитории только из новостей узнали про Джорджа Оруэлла и антиутопию «1984».

Но это не имело значения: десятки миллионов человек узнали, что 1984 год не будет похож на «1984» потому, что 24 января 1984 года Apple Computer представит Macintosh.

Вообще-то, Macintosh был вовсе не о битве добра со злом, и тем более, к такой битве он был совершенно не готов, но звезды сошлись как сошлись, и эта роль досталась ему. Он проектировался как самый человечный компьютер в истории, домашний и уютный, делающий непонятное понятным… Добродушный чудак не от мира сего. Он принял вызов, и проявил себя очень достойно. Как если бы заблуждение про “добро всегда побеждает зло” было не совсем неправдой

Рожденные революцией

Персональные компьютеры (Apple II, Atari, Commodore PET и многие другие), доступные и очень полезные в умелых руках, стали самой настоящей революцией. Упорные и талантливые дилетанты внезапно становились миллионерами или разорялись в прах. Они были наивны и совершали ужасные ошибки — но остановить этот процесс не мог уже никто.

Джинн был выпущен из запечатанного кувшина, он исполнял самые сокровенные желания, и было очевидно, что пределов его могуществу нет.

До гигантских компаний, выпускавших огромные компьютеры и жестко контролировавших рынки вычислительной техники, дошло: компьютерные микроорганизмы, которые они не воспринимали всерьез и презирали, бесконтрольно размножаясь и распространяясь на самые неожиданные области применения, уже угрожают их кровным интересам.

Кто нам ближе и милее — мириады микроорганизмов или высокоорганизованные существа, похожие на нас?

Читайте также
Китайский суд запретил продавать старые iPhone в КНР. Дела Apple плохи?

Некоторых из упорных дилетантов куда сильнее беспокоило другое: тех, кто, не помня себя от восторга, бросился в пучины компьютерной революции, было относительно немного — 5–7% платежеспособного населения. Огромный рынок, но, стремительно насыщаясь, он вот-вот должен был упереться в естественные границы — и сказке конец!

Люди не верили, что способны освоить эти чудеса техники, не хотели или не могли тратить на них уйму времени, многие просто боялись компьютеров и не доверяли им. Превратить эти 90 с лишним процентов в кормовую базу для юной индустрии — как вам такая цель?

Талантливые самоуверенные дилетанты не смогли бы решить эту проблему, как минимум в обозримом будущем, но — не знаю, благо ли это для нас или наоборот, — над ее решением, и не первое уже десятилетие, думали люди не от мира сего, которых считали чудаками.

И некоторые из них, подхваченные потоком самой массовой из компьютерных революций (на тот момент), оказались в самой гуще событий.

О чем был Macintosh?

Все, кто читает этот текст, знакомы с пользовательским интерфейсом Mac или Windows PC, или хотя бы мобильных операционных систем (которые управляются прикосновениями, но построены на тех же принципах), и рассказывать про них нет необходимости.

Читайте также
Глава Apple заявил о снижении прогноза выручки компании из-за трений между США и КНР

В мире нет и не может быть «интуитивных интерфейсов»: всегда есть какие-то условности, о которых можно и не догадаться. Но если таких условностей минимум, они естественны и легко запоминаются, а дальше, когда интуиция подсказывает безошибочно правильные действия, человек испытывает восторг. Экран у Mac был черно-белым, с диагональю всего 9 дюймов (22,9 см), зато очень четким и контрастным. Тексты и изображения генерировались программно. Легко и просто их можно было перенастроить на любые шрифты и на разные алфавиты — например, на кириллицу или арабское письмо.

Интерфейс был продуман до мельчайших тонкостей — соответствие его реакций интуиции возникло не само собой, внутри это было то же жестокое и бесчеловечное «железо», что и во всех других компьютерах того времени.

Дружелюбие было одним из самых главных требований в техническом задании, а ТЗ — это закон.

Macintosh не был первым компьютером с «графическим пользовательским интерфейсом», даже у Apple Computer он был вторым (первой была Lisa). Но в Macintosh, впервые в истории, взаимодействие с человеком было упрощено.

Это был компьютер для всех. В том числе и для тех 90%, которые испытывали страх перед вычислительными машинами. И можно считать, что компьютерная эра началась именно в тот день.

IBM vs Mac

Стив Джобс изучал в университете поэзию, но после первого семестра, решив, что это скучно, бросил учебу. Поэтический дар у него был, и нешуточный — банальная аллегория о дружелюбном компьютере, противостоящем бесчеловечному гигантскому монстру, в его исполнении зажигала сердца и покоряла души.

И кампания продвижения Mac в первые месяцы его существования, и речь, которую Mac произнес во время презентации (это был первый компьютер в мире, который представлял себя сам), и рекламный ролик про «1984» и «большого брата» — все это было строфами гениальной поэмы.

Читайте также
Apple сообщила о дефектах в iPhone X и MacBook Pro

В 1980-м IBM, ощущая опасность, исходящую от персональных компьютеров, приняла меры: объявила о планах выпуска собственного персонального компьютера (IBM PC), не сообщая ни сроков его выхода, ни примерных технических данных. Авторитет у IBM был в те времена уникальным и непоколебимым, особенно у менеджеров и глав компаний, — закупка других персональных компьютеров в этом секторе упала почти до нуля.

Сделав это заявление, IBM взялась за создание IBM PC. Задача считалась несложной, в ее решение никто не собирался вкладывать лишние усилия или средства: профессионалы ведь, не дилетанты — повторить в компактных размерах уже существующее несложно. Команда из 12 человек, никаких размышлений, фантазий или новшеств (главным новшеством в IBM PC был 16-битный процессор Intel 8086).

Операционную систему собирались использовать от IBM 5100, персонального компьютера для инженерных и научных расчетов, выпускавшегося IBM в 1975 году и стоившего $20 тыс., но в проектируемой конструкции она работать не смогла бы. Тогда ее заказали у Microsoft.

С августа 1981 года IBM PC завоевывает индустрию, а у Стива Джобса появиляется почти беспроигрышная стратегия продвижения первого Mac’а.

Несерьезное отношение IBM к своему персональному компьютеру не помешало им стать лидерами, они знали «расклад» и не ошиблись. Но небрежность все же сыграла с IBM злую шутку: никто не озаботился юридическим оформлением авторских прав компании на конструкцию нового компьютера, и производители его копий безнаказанно захватили ее рынок.

Первый миллион

Революция персональных компьютеров продолжалась. А Macintosh? Силы были неравны, он не был готов к серьезной битве. И первый ее этап Mac проиграл.

Если сравнить технические данные Macintosh с данными его современников, он был очень даже неплох — по мощи процессора (еще и 32-битного), по объему оперативной памяти, дисковод от SONY, дискеты для которого в прочном пластиковом корпусе одно время даже называли «мaковскими».

Но его уникальные особенности делали его слабым

То, что делало его уникальным и без чего Mac был бы забыт через год или два – его интерфейс, графические библиотеки, дружелюбная операционная система – реализовать в относительно недорогом небольшом компьютере было почти невозможно. Почти – только из-за того, что создателям Mac это удалось.

Правда, уникальность обходилась ему дорого, на неё тратились почти все ресурсы компьютера. Он был скорее демонстрационной версией будущего.

Зарождение компьютерной индустрии США . Часть 2

Многие исследователи склоняются к мнению, что первые компьютеры во многом были детищем холодной войны. Действительно ENIAC, BINAC, EDVAC и другие ранние компьютеры были созданы на деньги военных. Они были, прежде всего, предназначены для вычислений в военных областях: расчет таблиц баллистики, водородной бомбы и т.д.

Но помимо вычислений, компьютеры также можно было использовать для управления и коммуникации, где они также во многом превосходили человеческие способности. В 50-х гг., с развитием компьютерных технологий, военные начинали рассматривать варианты использования компьютеров для сбора и анализа данных и моделирования на этой основе военных ситуаций.

Берлинский кризис 1948 г., испытание советской атомной бомбы в 1949 г. и идеологические конфликты двух систем, казалось, вели к неизбежному конфликту, что заставляло задумываться о «щите» против «красной угрозы». Военным была необходима автоматическая система обороны, способная защитить американский континент от советской воздушной угрозы.

В 1953 г. по заказу армии США началось выполнение проекта SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) — континентальной компьютерной системы защиты от воздушных атак. Это был самый амбициозный компьютерный проект, который когда-либо выполнялся до этого, было задействовано около 800 программистов (20% от существующих в мире на тот момент) и технические ресурсы самых больших американских корпораций. Проект был детищем Д. Форрестера и Дж. Валли, профессоров Массачусетского технологического института (МТИ).

Начало проекта относится еще к 1944 г., его первоначальной задачей было создание симулятора самолета для наземных тренировок пилотов. Начав с разработки электромеханического компьютера, Форрестер пришел к выводу, что эта машина не подходит для симуляции полета — требовалась большая вычислительная мощность, т. к. обработка данных должна была вестись в режиме реального времени. Поэтому с 1945 г. Форрестер перешел к электронным технологиям, создав компьютер Whirlwind, как часть искомого симулятора.

Главным революционным новшеством данной машины была память на магнитных сердечниках, которая давала возможность во много раз повысить надежность компьютера. В дальнейшем Форрестер полностью отказался от идеи создания симулятора и занялся только разработкой нового компьютера. Стоимость проекта все более увеличивалась и в конечном итоге руководство ВМС США отказалось от дальнейшего финансирования затянувшегося проекта, т. к. министерство обороны уже финансировало около 12 подобных проектов, направленных на создание универсальных компьютеров.

Пытаясь найти спонсоров для своего проекта, в 1948 г. Форрестер выпустил рапорт L1, в котором он изложил план улучшения системы воздушной защиты США, используя созданную им ЭВМ и технологии, разработанные при изучении радаров во время второй мировой войны. Проектом активно заинтересовались ВВС, т. к. в это время возникли серьезные опасения уязвимости США с воздуха. В конце 40-х гг., силами ВВС была даже создана сеть наблюдательных постов за воздушными объектами, комплектовавшаяся гражданскими добровольцами (Ground Observer Corp-GOC). На пике своей деятельности в 1953 г. эта организация имела более 8 тыс. наблюдательных постов, используя 305 тыс. добровольцев. Руководство считало GOC ненадежной и слишком медленной системой для обеспечения раннего обнаружения самолетов противника. Поэтому проект Форрестера пришелся ко времени — предложенная им система хотя и не давала 100% гарантии защиты, но использование компьютеров и ее полуавтоматический характер гарантировали высокую эффективность.

После многих фальстартов и проволочек, изменений в проекте в США была построена система, состоявшая из 23 центров обработки данных (один в Канаде), связанных с континентальной системой защиты от воздушной угрозы. Система SAGE отслеживала воздушные цели и выдавала координаты и курс американским перехватчикам для их уничтожения. Система также могла связываться с системами управления ракетами с ядерными боеголовками Бомарк и Найк.

Каждый из 23 центров SAGE комплектовался компьютером A/N FSQ-7, который потреблял три мегаватта энергии, состоял из 60 тыс. вакуумных ламп и требовал около 100 человек персонала. Компьютер в целях повышения надежности состоял из двух центральных процессоров, чтобы при отказе первого немедленно продолжить вычисления на втором. К компьютеру могло подключаться до 50-ти мониторов или рабочих станций, он мог одновременно отслеживать около 400 самолетов. Система связывалась с более чем сотней радаров, станций наблюдения и другими источниками информации, комбинировала их, чтобы создать общую картину того, что происходит в воздухе.

Полная стоимость проекта до сих пор хранится в секрете, хотя по экспертным оценкам, она доходила до 8-12 млрд. дол., что во много раз превышало стоимость проекта «Манхэттен» (американский проект по созданию атомной бомбы).

Первоначально МТИ рассматривал корпорацию Remington Rand как производителя компьютеров и других компонентов системы. Для IBM этот проект также представлял исключительную важность, поэтому начались переговоры на самом высоком уровне (IBM представлял Т. Уотсон) с руководством главного архитектора системы — лаборатории Линкольна в МТИ. В своих воспоминаниях Уотсон отмечает: «Я работал над этим контрактом упорней, чем над любой другой сделкой в моей жизни». Remington Rand, не желая упускать выгодный контракт, наняла генерала Дж. МакАртура и ввела его в совет директоров, рассчитывая на его помощь в Пентагоне.

В конечном счете, самое важное — производство, установка и обслуживание компьютеров досталось IBM. Руководитель проекта, Форрестер прокомментировал это следующим образом: «В IBM в большей степени наблюдались целеустремленность, единство и корпоративный дух, чем в Remington Rand. Также значительным фактором являлись более тесные связи между исследованиями, производством и техническим обслуживанием в IBM». Напротив, Eckert-Mauchly и ERA «не сотрудничали друг с другом и с Remington Rand».

В конечном счете, контракты распределили следующим образом: IBM поставляла аппаратное обеспечение, Burroughs коммуникационное оборудование (модемы), лаборатория Линкольна МТИ отвечала за системную интеграцию, Western Electric за проектирование и постройку зданий и Systems Development Corporation (SDC), отделение RAND Corporation — за программное обеспечение. Но главным поставщиком стала IBM. Критическим фактором, повлиявшим на выбор ВВС США, был опыт IBM в производстве и обслуживании компьютеров.

Первый управляющий центр SAGE вступил в действие в ноябре 1956 г., последний- в 1962 г. Компьютеры системы SAGE имели значительные технические новации: были изобретены модемы — для связи управляющих центров и совместного использования данных о сложившейся ситуации в воздушном пространстве; была использована память на магнитных сердечниках, которая впоследствии использовалась до середины 70-х гг.

Для SAGE была написана самая большая, когда-либо писавшаяся до этого программа — 500 тыс. строк. В те времена, когда компьютеры, основанные на вакуумных лампах, приходилось выключать для обслуживания приблизительно на 1 месяц в году, SAGE выключалась только на 10 часов в год.

Существовали зачатки того, что мы сегодня называем мультиобработкой, управлением базами данных в режиме реального времени, распределенная обработка данных, разделение времени, диалоговый дисплей и передача данных по сети.

Когда последний центр управления вошел в строй в 1962 г., главной опасностью стали уже не бомбардировщики, а межконтинентальные баллистические ракеты. Эту угрозу система SAGE не могла отразить, т. к. у нее не хватало вычислительной мощности. Как и ENIAC до этого, SAGE не выполнила своей основной цели, но значительно ускорила прогресс в области вычислительной техники, воспитав поколение специалистов в области аппаратного и программного обеспечения.

Контракт SAGE был исключительно важным для IBM, т. к. в рамках оплачиваемого военными контракта, была дана возможность разработать технологии, уменьшавшие издержки сборки электронных схем. Работа над системой SAGE принесла IBM около 500 млн. дол. Возможно, без этого источника дохода у IBM не было бы финансовой силы и технологий, чтобы разработать серию компьютеров System/360 — наиболее успешную компьютерную архитектуру своего времени (стоимость проданных систем около 100 млрд. дол.). Впоследствии на основе технологии SAGE фирма IBM построила систему бронирования мест на авиатранспорте SABRE-Semi-Automatic Business-Research Environment (1964). Технологии SAGE также были использованы в системе контроля воздушного движения в США.

Таблица 1 Доходы IBM в США 1952-1964 гг. (млн. дол.)

Год SAGE Др.военные проекты 604 и CPC Коммерческие компьютеры Итого
1952 1 29 9 0 334
1953 4 49 13 1 410
1954 14 42 17 4 461
1955 47 35 21 12 564
1956 93 28 23 49 734
1957 122 70 26 124 1000
1958 100 111 29 209 1172
1959 97 90 30 306 1310
1960 57 72 31 399 1436
1961 10 173 31 556 1694
1962 13 120 25 797 1925
1963 0 60 20 1045 2060
1964 0 56 16 1305 2288

Эта таблица свидетельствует о значении военных контрактов для фирмы IBM. До 1957 г. прибыль от военных проектов превышала совокупные доходы от коммерческих компьютеров и гибридных электронно-механических систем.

Новый этап развития компьютерной индустрии начался с изобретения транзистора. 1 июля 1948 года на одной из страниц New York Times, посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма Bell Telephone Laborotories разработала электронный прибор, способный заменить вакуумную лампу. После почти трехлетних исследований, потребовавших около миллиона дол., фирма Bell получила транзистор.

Выполняя те же функции, что и электронная лампа, транзистор вместе с тем имел значительно меньшие размеры и был свободен от недостатков, присущих лампам: у него не было хрупкого стеклянного корпуса и тонкой нити накаливания, он не перегревался и потреблял гораздо меньше электроэнергии. Снижение стоимости транзистора способствовало ускорению процесса миниатюризации в электронике. Появились компьютеры второго поколения, основанные на транзисторной технологии, имевшие более высокую скорость вычисления, использующие усовершенствованные способы хранения информации.

В начале 50-х гг. IBM и Remington Rand начали рассматривать транзисторы как жизнеспособную технологию для своих продуктов. С. Данвел и В. Бухгольц- два старших инженера IBM, предложили проект создания новой машины Datatron. Основанная на транзисторах, эта машина позволила бы серьезно обогнать UNIVAC и включала бы элементы структуры машин первого поколения Model 701, 702 и 704.

После внутрифирменных дебатов и контракта от научной лаборатории в Лос-Аламосе проект Stretch был запущен. Это был совместный проект научной лаборатории в Лос-Аламосе, Министерства энергетики и корпорации IBM. Машина была разработана для выполнения расчетов комиссии по атомной энергии США, а также для обслуживания особо секретных шифровальных систем Агентства национальной безопасности. Stretch стала амбициозной попыткой растянуть, расширить (игра слов — stretch, англ.- растягивать, тянуть) границы применения существующих компьютерных технологий.

Президент Т. Уотсон на встрече с акционерами отметил, что новая машина может выполнять»100 миллиардов операций в день». Как только распространились известия об этом компьютере, сразу же поступили заказы от еще нескольких клиентов.

Первая машина (переименованная в IBM 7030) была установлена в Лос — Аламосе 16 апреля 1961 г. Хотя ее производительность в итоге была в два раза ниже целевой, она была принята и работала 10 лет, с удивительной для того времени надежностью — 17 часов без сбоя. Несмотря на то, что заказчиков устраивала производительность, IBM рассматривала Stretch как провал, т. к. не были достигнуты планируемые и широко объявленные характеристики по скорости. Из-за этого IBM пришлось снизить цены на модель 7030 с 13,5 млн. дол. до 7,78 млн. дол., и это в свою очередь означало, что каждая машина производилась с убытком.

Спустя некоторое время отношение к Stretch в IBM изменилось. С позиции догоняющей IBM сместилась на передовой край компьютерной индустрии, во многом благодаря новациям, заложенным в Stretch. В этом компьютере впервые были использованы магнитные диски вместо сердечников для вторичной памяти; механизмы для безопасного одновременного выполнения большого числа задач; стандартный интерфейс для подключения различных устройств ввода/вывода. Были построены десять систем, одна из которых стала частью специального продукта для Агентства национальной безопасности, получившего название Harvest. Д. Майкл, физик и пользователь Stretch, отмечает, что персонал был удивлен тем, что Stretch не отказывает каждые 20 минут. Он называет систему очень надежной, окупившей себя при поддержке серии ядерных тестов 1962 г. на острове Кристмас.

В конечном итоге, программа Stretch принесла IBM 20 млн. дол. убытка. Но технологическое наследие Stretch было настолько богатым, что за ним сразу же последовали продукты, завоевавшие коммерческий успех, например, модель 7090. В System/360 были воплощены многие идеи Stretch, в том числе то семейство совместимых машин, которые так и не были реализованы для самой Stretch.

Начиная с 1958 г. на основе технологий Stretch, IBM переходит к выпуску компьютеров второго поколения. Model 7070 и 7090 предназначались для обеспечения крупных государственных проектов. Например, модель 7090 использовали ВВС США для системы раннего обнаружения баллистических ракет.

Наряду с линейкой высокопроизводительных и дорогих мейнфреймов 70xx, подразделение в Эндикоте представило компьютеры серии 1400. В мэйнфрейме 1401, первым в этой серии, вакуумные лампы были заменены меньшими по размеру, более надежными транзисторами и использовалась память на магнитных сердечниках. Model 1401 стала самым успешным компьютером 60-х гг., было продано более чем 12 тыс. мэйнфреймов этой модели.

Но одной из серьезных проблем стала ее несовместимость со старшей линейкой компьютеров 70xx. Это порождало массу неудобств как для заказчиков, которые не могли безболезненно перейти на новое, более производительное оборудование старшей линейки, так и для самой IBM. Компания должна была готовить сервисный персонал и обеспечивать программную поддержку для каждой отдельной системы. Периферийное оборудование, разработанное для одного компьютера, невозможно было использовать с другим без серьезной модификации. Это привело к созданию в IBM специальной группы SPREAD (System Programming, Research, Engineering and Development) по исследованию возможности создания новой универсальной и совместимой линейки компьютеров.

Компьютеры серии 70xx и 14xx принесли IBM широкую известность, а объем продаж за шесть с небольшим лет удвоился (увеличился с 1,17 млрд. дол. в 1958 г. до 2,31 млрд. дол. в 1964 г.), темпы роста продаж составили 30% ежегодно. По данным журнала Datamation, в 1961г. уже 81,2% компьютерного рынка принадлежала IBM.

Успеху IBM на новом компьютерном рынке способствовали следующие три главных качества: Серьезные собственные научные исследования и опытно-конструкторские разработки (НИОКР), в результате чего фирма стала владельцем ключевых патентов. Расходы на НИОКР были увеличены с 15% чистого дохода в 1940 г. до 35% в 1950 г. и 50% в 60-70-х гг. С 1960 г. бюджет IBM на НИОКР в области компьютеров превзошел федеральный бюджет на эти цели.

Ориентация компании на сбыт. Компания имела огромный опыт сбыта и обслуживания комплексных систем, которого не было у конкурентов.

Собственное производство периферии (особенно накопителей на магнитной ленте и высокоскоростных принтеров).

IBM не игнорировала потенциальных клиентов, как это делали многие фирмы, фокусировавшиеся исключительно на мощных научных компьютерах. IBM, работая на научном рынке, никогда не забывала о коммерческом и потенциальных связях между ними. В конечном счете, успеха в компьютерном бизнесе помогла добиться основная традиция фирмы — вхождение одновременно на несколько рынков и передача опыта между ними.

В начале 1960-х гг. IBM столкнулась с дилеммой. С одной стороны, вставал вопрос о необходимости обеспечить совместимость разных моделей. Существовало семь различных линеек компьютеров, которым требовалось более 2500 различных модулей схем. Каждая система была не совместима с другой, т. е., ни один из компьютеров не мог использовать программное обеспечение, написанное для другой системы. Нацеливаясь на все сегменты рынка, руководство IBM чувствовало, что происходит постепенное сближение моделей компьютеров, разработанных для разных сегментов. С середины 50-х гг. этот вопрос постоянно создавал проблемы IBM, ее собственные компьютеры конкурировали между собой, и усилия разработчиков перекрывались.

С другой стороны, IBM нужно было упорядочить усилия, направленные на разработку, и уменьшить издержки производства вычислительной техники.

Шаги, предпринятые в этот период, имели своей кульминацией System/360, линейку компьютеров, которая была призвана заменить все ранее выпускавшиеся компьютеры IBM. System/360 была семейством компьютеров, выполнявших одни и те же программы, содержавших стандартные электронные схемы, полностью произведенные IBM. Название «360» означало 360 градусов (полный круг) и символизировало то, что новые компьютеры будут решать весь круг поставленных задач: вычисления для научных, военных и коммерческих организаций.

В своих ранних компьютерах IBM первоначально использовала транзисторы, полученные по лицензии от Texas Instruments. Но впоследствии руководство IBM приняло решение выпускать все электронные компоненты самостоятельно, чтобы не зависеть от внешних поставщиков и обеспечить максимально низкие цены на электронные элементы. При разработке System/360 руководство IBM решило не полагаться на интегральные схемы, изобретенные еще в 1959 г., т.к. это была новая, еще не апробированная и дорогая технология, вместо этого в IBM была разработана гибридная технология SLT (Solid Logic Tecnology).

Другой проблемой являлось производство памяти, основанной на магнитных сердечниках — IBM обладала современными технологиями, но нужны были новые производственные мощности. Было расширено существующее подразделение в Кингстоне и построена новая фабрика в Боулдере, штат Колорадо. Но и это полностью не решило проблему, тогда был проведен эксперимент по переносу части производственных мощностей в Японию, где работники на фабрике изготовляли память вручную, без автоматического оборудования. Зарплаты японских рабочих были столь низки, а качество работы столь высоко, что память, изготовленная в Японии, стоила дешевле памяти, изготовленной в США с использованием автоматического оборудования.

Впоследствии операции по производству памяти были перенесены в Гонконг, что еще больше снизило издержки. Конкуренты IBM последовали ее примеру и тоже начали постепенно переносить производственные мощности в страны Юго-Восточной Азии.

Выпуск System/360 был рискованным шагом со стороны IBM: только расходы на разработку машины составили 500 млн. дол., однако, это была только «верхушка айсберга». В целом компания вложила, по оценкам экспертов, за 4 года 5 млрд. дол. в строительство шести заводов, расположенных в разных странах мира. Эта была действительно самая дорогостоящая в истории программа, финансировавшаяся одной компанией. Эта программа объединила около 2000 других, ее выполнение привело также к увеличению общей численности занятых на предприятиях IBM на 50 тыс. человек. Проект завершился благополучно, что сделало IBM практически неуязвимой на рынке компьютеров. Начальные инвестиции в 5 млрд. дол. быстро окупились, т.к. заказы на систему в течение двух лет достигли 1000 штук в месяц. System/360 утроила количество используемых компьютеров IBM, и вдвое увеличила доходы компании в последующие пять лет. Спрос на новые компьютеры была настолько высок, что многие компании покупали места в очереди на поставку новых компьютеров IBM.

Динамика объема продаж IBM

Следующей ступенью развития компьютеров IBM стал запуск серии System/370 (1970 г.). Появление новой серии не явилось революцией, скорее это была эволюция ранних идей. Компьютеры линейки System/370 были уже полностью построены на интегральных схемах, что дало четырехкратное увеличение производительности по сравнению со старой линейкой System/360. Новые машины были более надежными и благодаря использованию полупроводниковой памяти стали меньше в размерах.

System/360 породила новое явление в компьютерном индустрии, создав так называемую «платформу». Платформа есть индустриальный стандарт на аппаратное обеспечение с частично или полностью открытой архитектурой, что дает возможность сторонним фирмам производить периферийное оборудование и строить собственные системы на ее основе. Разработка System/360 позволила IBM серьезно оторваться от своих конкурентов, которые уже не могли конкурировать «в лоб», создавая массовые компьютеры с собственной архитектурой. Единственное, что им оставалось, это позиционировать свои машины на сегменты рынка, не полностью покрытые линейкой System/360. Ориентируясь на узкие сегменты рынка, компании не могли добиться больших объемов продаж, что делало их «карликами» по сравнению с гигантом IBM. Этот период истории американской компьютерной индустрии часто называют «Белоснежка и семь гномов». Белоснежкой естественно являлась IBM, а гномами были компании Burroughs, Control Data, General Electric (GE), Honeywell, National Cash Register (NCR), Radio Corporation of America (RCA) и Sperry Rand. Из 10 млрд. общей стоимости установленных компьютеров на 1964 г., «гномы» произвели 30%, а IBM остальные 70%.

Процентная доля установленной базы электронного оборудования для обработки данных главных поставщиков в США (1955-1967):

Год IBM SperryRand Honeywell RCA NCR Burroughs GE CDC Philco
1955 56.1 38.5 5.1 0.3
1956 75.3 18.6 1.6 0.1 4.4
1957 78.5 16.3 0.3 0.8 0.1 3.9
1958 77.4 16.3 0.9 1.8 0.1 3.3 0.2
1959 74.5 17.8 1.2 1.4 0.1 4.2 0.9
1960 71.6 16.2 0.9 2.4 0.4 3.4 2.8 1.0 1.2
1961 69.3 15.5 2.0 3.0 0.8 2.6 3.4 2.2 1.3
1962 69.9 12.4 2.3 3.5 1.9 2.2 3.7 3.1 1.2
1963 69.8 11.2 1.8 3.5 2.7 2.6 3.5 4.0 1.0
1964 68.3 11.8 2.5 3.0 2.8 3.1 3.3 4.4 0.8
1965 65.3 12.1 3.8 2.8 2.8 3.6 3.3 5.4 0.8
1966 66.2 11.3 5.2 2.7 2.4 3.0 3.5 5.3 0.4
1967 68.1 10.6 4.7 3.2 2.5 2.9 3.0 5.7 0.2

Из вышеупомянутых компаний одной из самых агрессивных стратегий придерживалась компания RCA, которая в 1964 г. произвела линейку Spectra 70, включавшую четыре модели, по производительности соответствовавшие System/360. Более того, кроме совместимости между собой компьютеры этой линейки была совместимы также с компьютерами System/360. RCA не приходилось тратиться на разработку программного обеспечения, поэтому компьютеры RCA стоили примерно на 20% дешевле аналогичных образцов от IBM. Первоначально, рынок хорошо принял новую линейку от RCA, доходы компании увеличились в 15 раз, достигнув 211 млн. дол., что, однако, составляло лишь 3% от доходов IBM.

В дальнейшем, пытаясь конкурировать с линейкой IBM System/370, RCA выпустила новую серию компьютеров по сниженным ценам, но вместо того, чтобы заместить компьютеры IBM, эта линейка стала вытеснять раннюю серию Spectra 70. Эта неудача и другие проблемы, заставили RCA выйти из бизнеса в 1971 г., продав свое компьютерное отделение корпорации Sperry Rand. General Electric также не сумела добиться существенных успехов на рынке и продала свой компьютерный бизнес компании Honeywell в 1970 г. Оставшиеся пять фирм стали называть BUNCH (c англ. «стадо») по первым буквам: Burroughs, Univac (отделение Sperry-Rand), NCR, Control Data и Honeywell.

Наиболее успешной из оставшихся, можно считать корпорацию Control Data Сorporation (CDC). Основанная в 1957 г. В. Норрисом, бывшим работником Sperry Rand, эта компания произвела 5% всех установленных в мире компьютеров в 60-х-начале 70-х гг. Успех компании базировался на том, что она выбрала узкий специализированный сегмент рынка- высокопроизводительные компьютеры для научных и инженерных вычислений.

IBM смогла противопоставить компьютерам CDC только свою старшую Model 90, но из-за бремени совместимости, она во многом уступала линейке 6XXX от CDC. Поэтому, чтобы выдержать конкуренцию, IBM пришлось применить очень агрессивную тактику — объявить о скором выпуске новой модели, которая на самом деле существовала только на бумаге и никогда в действительности не была выпущена. Но известие о новом компьютере IBM заставило потенциальных покупателей CDC воздержаться на время от покупки, что, безусловно, нанесло ущерб корпорации. В результате, в 1968 г. CDC подала на IBM в суд, обвинив последнюю в нечестной конкуренции. За этим иском последовало возбуждение антитрестовского процесса со стороны государства и ряд исков от других производителей.

На другом сегменте рынка действовала компания Digital Equipment Corporation (DEC), занимавшаяся производством небольших и недорогих компьютеров. Извлекая выгоду от снижения издержек и уменьшения размеров компонентов, эта молодая компания создала так называемые «мини-компьютеры». Компания DEC была основана К. Олсеном и Х. Андерсоном, бывшими инженерами Массачусетского технологического института. К. Олсен понял, что многие задачи, которые выполняются мэйнфреймами IBM, могут быть легко выполнены небольшими «мини» компьютерами, и соориентировал DEC на их производство. Чтобы не привлекать к себе внимание компьютерного гиганта IBM для первого компьютера, созданного в 1959 г. было выбрано безобидное имя- Programmed Data Processor (Программируемый процессор данных) или PDP-1.

Первые PDP-1 продавались медленно из-за того, что каждый компьютер приходилось дорабатывать под ту функцию, которую он будет выполнять. Но в конце 1962 г. DEC получила ключевой заказ от International Telephone and Telegraph (IT&T) на 15 PDP-1 для управления коммутатором. Этот большой заказ и другие, которые последовали за заказом IT&T, твердо утвердили DEC на компьютерном рынке. Стремясь расширить рынок для своей продукции, Олсен подарил PDP-1 МТИ с целью скорейшего ознакомления студентов-инженеров со своими компьютерами. До начала 80-х гг. компьютеры DEC были самыми распространенными в университетах и школах во всем мире. После пяти лет бизнеса, DEC рапортовала о продажах в 6,5 млн. и чистом доходе 807 тыс. дол.

В 1966 г. был выпущен PDP-8, который принес успех компании и стал ее главной опорой в будущем. Как и все оборудование DEC он включал высоко качественный видео терминал. Он был дешев, стоил 18000 дол., что составляло одну пятую цены небольшого мэйнфрейма System/360 IBM. Скорость вычислений, маленький размер и разумная цена способствовали использованию PDP-8 в малом бизнесе, университетах, школах, газетах, издательствах. Мини-ЭВМ типа PDP-8 стал первым массовым миникомпьютером: в начале 70-х годов их общий тираж превысил 100 тыс. экземпляров.

PDP-8 создал новый рынок и новый стиль продаж в индустрии. Оригинальные производители оборудования (OEM), такие как разработчики научного оборудования и другие компании, покупали PDP-8, комплектовали собственной аппаратурой, писали программное обеспечение для выполнения той задачи, на которую был ориентирован данный компьютер, и продавали получившийся блок как их собственный продукт. Вскоре OEM бизнес давал 50% продаж DEC. Как только DEC начала рапортовать о высоких доходах, другие производители компьютеров ринулись в миникомпьютерный бизнес. К 1970 г., около 70 компаний производили миникомпьютеры, но ни одна из них не была так успешна как DEC.

Создав индустриальный стандарт, компьютеры IBM привлекли внимание производителей периферийного оборудования, таких как Memorex и Telex. Эти производители продавали периферию по более низким ценам чем сама IBM, что неизбежно повлекло за собой потерю части рынка фирмы. IBM ответила на эту новую угрозу радикальным снижением цен, тем более у нее были возможности для ценового маневра — т.к. на компьютер устанавливалась одна цена, куда включалась стоимость процессора, периферии, программного обеспечения и технического обслуживания. Сбросив цену на периферию, IBM повысила цену на процессоры и тем самым сохранила себе нормальную прибыль. Производители периферии ответили снижением цен, сохранив рыночную долю, но потеряв в прибыльности. Подобное резкое снижение цен со стороны IBM, явилось поводом для иска Telex против корпорации IBM, который впоследствии был урегулирован вне суда.

Высокие норма прибыли сделали рынок мэйнфреймов чрезвычайно привлекательным и для других компаний. В 1970-х гг. у IBM появляется новый серьезный конкурент в лице Г. Амдаля, который в прошлом был главным архитектором System/360. Будучи несогласным с бюрократизацией компании, он в 1970 г. покинул IBM и с финансовой помощью немецких и японских фирм открыл собственную компанию Amdahl Corporation. В 1970 г. компания выпустила свой первый компьютер Amdahl 470 V/6, нацеленный на сегмент рынка высокопроизводительных мейнфреймов. По свидетельству экспертов этот компьютер был равен по производительности, а иногда и опережал аналогичные компьютеры IBM. Компьютеры Amdahl продавались по более низкой цене, чем мейнфреймы IBM, поэтому корпорация Amdahl быстро отвоевала часть рынка.

Наряду с рынком миникомпьютеров и суперкомпьютеров в начале 70-х гг. появился рынок программного обеспечения.

В 1969 г. руководство IBM приняло ключевое решение — поставлять и продавать программное обеспечение отдельно от аппаратного (компьютеров). Такое решение IBM было ответом на конкуренцию со стороны производителей совместимого оборудования, в частности RCA с ее линейкой Spectra 70. Производители совместимых компьютеров не несли затраты на разработку программного обеспечения, следовательно, их машины стоили дешевле. Более того, с усовершенствованием компьютеров, компонент программного обеспечения приобретал все большую цену. Если в ранних машинах стоимость программного обеспечения составляла 4% от стоимости системы, то позднее его стоимость достигла 30%.

Решение IBM об отдельной поставке программного обеспечения привело к рождению целой отрасли. В 70-е годы возникли компании, которые являются ключевыми игроками индустрии и по сей день: Oracle, Computer Associates и др. Однако наибольшее развитие индустрия программного обеспечения получила в эпоху персональных компьютеров. В 1979 г. годовые продажи американских фирм производящих программное обеспечение составляли 2 млрд. дол.. С 80-х гг. начался быстрый рост индустрии программного обеспечения — 20% в год и более, так что общие годовые доходы американских фирм достигли 10 млрд. в 1982 г. и 25 млрд. в 1985 г. Такой быстрый рост объясняется экспоненциальным ростом количества установленных персональных компьютеров.

Несмотря на решение по отдельной поставке программного обеспечения и сервиса, которое возможно было сделано под влиянием антитрестовских соображений, IBM не избежала антитрестовского расследования и суда. Судебный процесс длился 13 лет — с 1969 г. до 1982 г., когда администрация президента Рейгана решила прекратить дело за отсутствием состава преступления.

В любом антитрестовском процессе главным является четкое определение рынка, на котором компания является монополистом. В данном случае при определении рынка, правительство исключило компании, сдававшие в аренду оборудование IBM, производителей совместимых машин и компонентов, и даже такие фирма как DEC, поскольку они не выпускали компьютеры общего назначения. Определив рынок так узко, департамент юстиции определил, что IBM владеет 70% рынка. IBM были предъявлены обвинения по ряду антиконкурентных действий: объявление о скором выпуске новых моделей компьютеров, существовавших только на бумаге, необоснованные снижения цен, направленные на вытеснение конкурентов, незаконное связывание продуктов. Руководством IBM было принято решение добиваться полного оправдания компании в суде, что и было сделано. Но цена была слишком высока: руководитель компании Ф. Кэрри провел приблизительно 500 дней, готовясь и выступая со свидетельскими показаниями, которые насчитывали более 750 тыс. слов. IBM подготовила около 50 тыс. тонн юридических документов. Научным работникам IBM было даже запрещено покупать компьютеры конкурентов, чтобы изучить принципы их работы.

Многие исследователи, среди них Э. Пух, связывают упадок компании в 90-х гг. с антитрестовским процессом. IBM тратила миллионы долларов в год на свою защиту. Но дороже всего обошлось участие ключевых руководителей, которые могли бы концентрировать свои усилия на работе. Более того, все главные деловые решения, принимавшиеся в течение этих 13 лет, анализировались с точки зрения их влияния на антитрестовский процесс. Правительственный судебный процесс также подтолкнул несколько компаний подать в суд на IBM. Каждое из этих дел было решено в пользу IBM, но цена была слишком высока.

Экономист Йельского университета Р. Деламартер, работавший на антитрестовский департамент в течение процесса, напротив, считал, что судебный процесс был полезен для компьютерной индустрии, поскольку не позволил IBM свободно распоряжаться своей монопольной властью и, следовательно, сохранил конкуренцию на компьютерном рынке. Деламартер также утверждал, что если бы не процесс 1969 г., все молодые перспективные фирмы, такие как Microsoft, Netscape, Cisco были бы просто поглощены гигантом IBM.

По мнению автора, антитрестовский судебный процесс не оказал определяющего влияния на судьбу компании, проблемы IBM конца 80-х-начала 90-х гг. явились скорее следствием растущей бюрократизации фирмы, что привело, несмотря на значительный научный потенциал, к замедлению темпов выпуска новых продуктов. Например, понадобилось около 20 лет, чтобы фирма выпустила новую технику на базе передовой RISC-архитектуры. Причем эти 20 лет ушли преимущественно на бесконечные согласования между департаментами, ответственными за выпуск продукта, на уточнение и расширение спецификаций готового продукта и другую бюрократическую волокиту. Успешное развитие компании привело к увеличению численности занятых, к усложнению административного аппарата, что, в конечном счете, стало причиной замедления темпов развития и упадка. Другой причиной утраты влияния компании, была недооценка руководством IBM фундаментальных сдвигов в компьютерной индустрии: постепенного уменьшения рынка мэйнфреймов, отражавшее общее изменение в концепции компьютеризации — от централизованных к распределенным, персональным вычислениям. «Последней каплей», превратившей IBM из лидера индустрии просто в одну из крупнейших фирм, явилась потеря контроля над платформой персонального компьютера, перешедшего к Microsoft и Intel в середине 80-х.

Можно утверждать, что к 60-м гг. компьютерная индустрия США сформировалась. Компьютерные фирмы, прежде всего IBM, уже обладали достаточными финансовыми ресурсами для собственных НИОКР. Об этом говорит и создание в 1961 г. в IBM собственного крупного исследовательского центра им. Т. Уотсона. Государственные агентства переключились на поддержу долгосрочных фундаментальных исследований в области компьютерной техники.

Другим направлением их деятельности было создание компьютерных центров в американских университетах. Ученые, не задействованные в военных программах, практически не имели доступа к вычислительным ресурсам. Компьютерные центры должны были решить эту проблему, тем самым дав толчок к прогрессу во многих отраслях науки.

Особенностью данного периода также было изменение американской государственной политики с поощряющей на ограничивающую, что мы видим на примере антитрестовского процесса против IBM. Оборотной стороной стабилизации в американской компьютерной отрасли явилась стагнация и замедление темпов инноваций. Антитрестовский процесс, ограничив IBM, дал стимул к развитию новых отраслей- индустрии программного обеспечения, миникомпьютерной индустрии. В данный период, другие промышленно развитые государства- Япония, Англия, ФРГ, Германия напротив, проводили «поощряющую» политику по отношению к местным фирмам. Правительства стимулировали создание «национальных чемпионов», способных бросить вызов гиганту IBM. В Англии путем объединения нескольких производителей в 1968 г. был создан компьютерный гигант ICL, во Франции правительство поддерживало компанию Bull. В Японии министерство внешней торговли и промышленности наложило ряд ограничений на деятельность IBM и тем самым создало условия для развития крупных местных производителей (NEC, Fujitsu, Hitachi).

Можно утверждать, что промышленно-развитые государства в 60-х гг. проводили политику, сходную с американской политикой 40-50-х гг., по отношению к национальным компьютерным отраслям (создание «национальных чемпионов», совместные НИОКР государство-отрасль и т.д.). Но момент был уже упущен- компьютеры IBM System/360 к тому времени стали уже не только американским, но и мировым стандартом.

Как изменились компьютеры с момента их изобретения

Информатика и информационно-коммуникационные технологии в школе

Полная или частичная перепечатка каким бы то ни было способом материалов данного сайта допускается только с письменного согласия автора.
При цитировании или ином использовании материалов ссылка на сайт www.klyaksa.net обязательна.

MyTestX - лего и удобно

Информационное общество

Человеческое общество по мере своего развития прошло этапы овладения веществом, затем энергией и, наконец, информацией.

В первобытно-общинном, рабовладельческом и феодальном обществах (в основе существования которых лежало ремесло) деятельность общества в целом и каждого человека в отдельности была направлена, в первую очередь, на овладение веществом.
На заре цивилизации (десятки тысяч лет до н. э.) люди научились изготавливать простые орудия труда и охоты (каменный топор, стрелы и так далее), в античности появились первые механизмы (рычаг и др.) и средства передвижения (колесницы, корабли), в средние века были изобретены первые сложные орудия труда и механизмы (ткацкий станок, часы).Овладение энергией находилось в этот период на начальной ступени, в качестве источников энергии использовались Солнце, вода, огонь, ветер и мускульная сила человека.

С самого начала человеческой истории возникла потребность передачи и хранения информации. Для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем человеческая речь. Для хранения информации стали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до нашей эры появилась письменность и первые носители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы). История создания устройств для обработки числовой информации начинается также еще с древности — с абака (счетной доски, являющейся прообразом счетов).

Индустриальное общество.

Начиная примерно с XVII века в процессе становления машинного производства на Первый план выходит проблема овладения энергией (машины и станки необходимо было приводить в движение). Сначала совершенствовались способы овладения энергией ветра и воды (ветряные мельницы и водяные колеса), а затем человечество овладело тепловой энергией (в середине XVIII века была изобретена, паровая машина, а в конце XIX века — двигатель внутреннего сгорания).

В конце XIX века началось овладение электрической энергией, были изобретены электрогенератор и электродвигатель. И наконец, в середине XX века человечество овладело атомной энергией, в 1954 году в СССР была пущена в эксплуатацию первая атомная электростанция.

Овладение энергией позволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров, было создано индустриальное общество. Основными показателями развитости индустриального общества являлись количественные показатели, то есть сколько было добыто угля и нефти, сколько произведено станков и так далее.

В этот период происходили также существенные изменения в способах хранения и передачи информации. В середине XV века было изобретено книгопечатание, что позволило сделать информацию доступной для гораздо большего количества людей. С конца XIX века для передачи информации на дальние расстояния по проводам стали широко использоваться телеграф и телефон, а в XX веке — электромагнитные волны (радио, телевидение).

Информационное общество.

Первой попыткой автоматизированной обработки информации стало создание Чарльзом Бэббиджем в середине XIX века механической цифровой аналитической машины. Однако лишь с середины XX века, с момента появления электронных устройств обработки и хранения информации (ЭВМ, а затем персонального компьютера), начался постепенный переход от индустриального общества к информационному.

В информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность.

Важно не только произвести большое количество продукции, но произвести нужную продукцию в определенное время, с определенными затратами и так далее. Поэтому в информационном обществе повышается не только качество потребления, но и качество производства; человек, использующий информационные технологии, имеет лучшие условия труда, труд становится творческим, интеллектуальным и так далее.

В настоящее время развитые страны мира (США, Япония, страны Западной Европы) фактически уже вступили в информационное общество, другие же, в том числе и Россия, находятся на ближних подступах к нему.

В качестве критериев развитости информационного общества можно выбрать три: наличие компьютеров, уровень развития компьютерных сетей и количество населения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные и коммуникационные технологии в своей повседневной деятельности.

Производство компьютеров.

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), которые могли автоматически по заданной программе обрабатывать большие объемы информации, были созданы в 1946 году в США (ЭНИАК) и в 1950 году в СССР (МЭСМ). В 40-60-х годах производство ЭВМ измерялась единицами, десятками и, в лучшем случае, сотня¬ми штук. ЭВМ были очень дорогими и очень большими (занимали громадные залы) и поэтому оставались недоступными для массового потребителя.

Массовое производство сравнительно недорогих персональных компьютеров началось с середины 70-х годов XX века с компьютера Apple II (с этого компьютера начала свое существование фирма Apple). Количество производимых персональных компьютеров начало составлять десятки тысяч в год, что по тем временам было колоссальным достижением.

В начале 80-х годов приступила к массовому производству персональных компьютеров корпорация IBM (компьютеры так и назывались IBM Personal Computer — IBM PC). Достаточно скоро IBM-совместимые компьютеры стали выпускать многие фирмы, и их производство достигло сотен тысяч в год. Ежегодное производство персональных компьютеров постоянно росло и в 2000 году превысило 150 миллионов.

Персональный компьютер постоянно совершенствовался, его производительность возросла на три порядка, при этом, что очень важно, цена практически не изменилась. Персональный компьютер стал доступен массовому потребителю, и теперь в развитых странах мира компьютер имеется на большинстве рабочих мест и в большинстве семей.

Компьютерные сети.

В настоящее время существенной тенденцией в информатизации общества является переход от использования компьютеров в автономном режиме к использованию их в информационных сетях.

Информационные сети создают реальную возможность быстрого и удобного доступа пользователя ко всей информации, накопленной человечеством за всю свою историю. Электронная почта и телеконференции, поиск информации во Всемирной паутине и в файловых архивах, интерактивное общение, прослушивание радиостанций и просмотр телевизионных программ, покупки в Интернет-магазинах стали повседневной практикой многих пользователей компьютеров в развитых странах.

Развитие глобальных компьютерных сетей началось в 80-е годы. В 1981 году в сети Интернет насчитывалось лишь 213 компьютеров, к концу 80-х годов количество подключенных к сети компьютеров возросло до 150 тысяч, однако наиболее быстрый экспоненциальный рост их количества происходил в 90-е годы.

По количеству имеющихся серверов Интернета можно судить о степени информатизации отдельных стран. Наибольшее количество серверов зарегистрировано в доменах административного типа, которые находятся в основном в США (около 104 миллионов серверов), на втором месте, с большим отставанием, Япония (7,1 миллионов серверов), Россия занимает в этом списке 24-е место (около 400 тысяч серверов).

Развитие глобальной компьютерной сети требует наличия каналов связи с высокой пропускной способностью. Основой глобальной компьютерной сети Интернет являются магистральные высокоскоростные линии связи, по которым передается информация между региональными сетями. В настоящее время наиболее мощные региональные сети функционируют в Северной Америке, Европе, Японии и Австралии. Они соединены между собой многочисленными оптоволоконными линиями связи с пропускной способностью до 20 Гбит/с и выше.

Внутри региональных сетей информация передается также преимущественно по оптоволоконным каналам с различной пропускной способностью (от 1 до 155 Мбит/с). В региональных сетях часто используются также выделенные линии (медные), а иногда (в пределах прямой видимости) и радиоканалы, пропускная способность которых может достигать 2 Мбит/с.

Для подключения отдаленных регионов наиболее экономически выгодным является подключение по спутниковым каналам, пропускная способность которых может достигать десятков мегабитов в секунду.

Однако для большинства индивидуальных пользователей (их сейчас в мире около 1 миллиарда) приемлемым по цене является доступ в Интернет только по коммутируемым телефонным каналам со скоростью до 56 Кбит/с. В России, по разным оценкам, таких пользователей от 3 до 5 миллионов.

Население, занятое в информационной сфере.

По данным ООН, в 90-е годы количество работников, занятых в информационной сфере (для которых обработка информации является основной производственной функцией), возросло примерно на 25%, тогда как количество занятых в сельском хозяйстве и промышленности сократилось соответственно на 10 и 15%.

Компьютеры и информационные технологии интенсивно проникают и в сферу материального производства. Инженер, фермер, специалисты других традиционных профессий все чаще имеют на своем рабочем месте компьютер и используют информационные и коммуникационные технологии в своей профессиональной деятельности.

С развитием коммуникационных технологий и мобильной связи все большее количество людей осуществляют свою производственную деятельность дистанционно, то есть работая дома, а не в офисе (в США более 10 миллионов человек). Все большее распространение получает дистанционное образование и поиск работы через Интернет. В 2000 году оборот мирового рынка информационных и коммуникационных технологий составил около 1 триллиона долларов. При этом на закупку аппаратных средств было потрачено менее половины этой суммы, большая часть была вложена в разработку программного обеспечения, проектирование компьютерных сетей и так далее.

Информационное общество — это общество, в котором большая часть населения занята получением, переработкой, передачей и хранением информации.

Курс информатики и информационных технологий играет особую роль в эпоху перехода от индустриального общества к информационному, так как готовит выпускников школы к жизни и деятельности в информационном обществе.

Информационная культура

Количество информации в современном обществе стремительно нарастает, человек оказывается погруженным в море информации. Для того чтобы в этом море «не утонуть», необходимо обладать информационной культурой, то есть знаниями и умениями в области информационных и коммуникационных технологий, а также быть знакомым с юридическими и этическими нормами в этой сфере.

Процесс информатизации общества меняет традиционные взгляды на перечень умений и навыков, необходимых для социальной адаптации. Возьмем традиционный навык письма. На заре цивилизации (Шумер, Египет), в античном мире (Эллада, Римская империя и др.) и в средние века (до изобретения книгопечатания) навык каллиграфического письма был залогом успешного продвижения по социальной лестнице. В индустриальном обществе (до изобретения персональных компьютеров) навыки письма ручкой также были необходимы для любого члена общества.

В настоящее время, на пороге информационного общества, социальная значимость навыка письма ручкой снижается и, наоборот, социальная значимость навыков ввода информации с помощью клавиатуры и работы с графическим интерфейсом приложений с помощью мыши возрастает.

Создание и редактирование документов с помощью компьютера, то есть овладение офисными информационными технологиями, становится в информационном обществе социально необходимым умением — достаточно просмотреть объявления о приеме на работу.

Умение работать с мультимедиа-документами, создавать компьютерные презентации становится важным в информационном обществе.

В современном информационном обществе вряд ли необходимы навыки традиционного черчения на ватмане. Вместо этого полезно получить первоначальное представление о назначении и возможностях компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР). Такие системы позволят вам быстро рассмотреть различные варианты планировки интерьера дома или квартиры, создать чертеж или схему.

Использование электронных таблиц сделает более простыми и наглядными процессы исследования и построения графиков функций в процессе изучения математики, планирования и ведения домашнего бюджета, построения и исследования моделей различных объектов и процессов.

Необходимость упорядочить информацию, например, о людях, с которыми вы контактируете, требует использования записной книжки. Однако часто удобнее использовать для хранения такой информации компьютерную базу данных «Записная книжка».

При поиске информации в современной библиотеке или в Интернете необходимо иметь навыки поиска информации в базах данных. В информационном обществе очень полезным является умение создавать базы данных, а также вести в них поиск данных.

Квалифицированный пользователь компьютера может на основе использования средств визуального объектно-ориентированного программирования создавать необходимые ему специализированные приложения. Например, можно создать приложение, которое автоматизирует заполнение многочисленных квитанций оплаты за квартиру, электроэнергию, газ и др.

Современному человеку необходимо овладеть коммуникативной культурой, то есть умениями создавать и посылать электронные письма, находить нужную информацию во Всемирной паутине или в файловых архивах, участвовать в чатах и так далее. Необходимым условием успешной профессиональной деятельности становится создание и публикация в Интернете Web-сайтов с информацией о деятельности организации или предприятия.

Информационная культура состоит не только в овладении определенным комплексом знаний и умений в области информационных и коммуникационных технологий, но предполагает знание и соблюдение юридических и этических норм и правил. Законы запрещают использование пиратского компьютерного обеспечения и пропаганду насилия, наркотиков и порнографии в Интернете. Общение с помощью электронной почты или в чатах, участие в телеконференциях предполагают соблюдение определенных правил: отвечать на письма и не рассылать знакомым и незнакомым людям многочисленные рекламные сообщения (спам), не отклоняться от темы обсуждения в телеконференциях и чатах и так далее.

История микропроцессора и персонального компьютера: 1947-1974 годы

image

Индустрия персональных компьютеров, какой мы её знаем, обязана своим появлением и развитием среде энтузиастов и предпринимателей, а также счастливому стечению обстоятельств. До возникновения PC бизнес-модель мейнфреймов и миникомпьютеров формировалась вокруг одной компании, обеспечивавшей целую экосистему: от изготовления оборудования до его монтажа, обслуживания, написания ПО и обучения операторов.

Такой подход вполне отвечал своим задачам в том мире, где, как казалось, компьютеров было нужно совсем немного. Эти системы были очень дорогими, но весьма прибыльными для компаний, потому что исходная цена и контракт на обслуживание обеспечивали стабильный поток доходов. Производители «больших железяк» не были первоначальной движущей силой персональных вычислений из-за цены, отсутствия стандартного программного обеспечения, кажущегося отсутствия спроса у людей на личные компьютеры, а также огромных прибылей, получаемых благодаря контрактам на производство и обслуживание мейнфреймов и миникомпьютеров.

Именно в такой атмосфере зародились персональные компьютеры, начавшись с любителей, искавших реализации своих творческих устремлений, не обеспечиваемых повседневной работой на монолитных системах. Изобретение микропроцессора, интегрированных микросхем DRAM и EPROM зародили интерес к широкому распространению высокоуровневых языков (разновидностей BASIC), что позже привело к возникновению GUI и превращению компьютеров в мейнстрим. Благодаря этому возникла стандартизация и популяризация оборудования, что наконец-то сделало персональные компьютеры достаточно доступными для людей.

На протяжении нескольких статей мы подробно рассмотрим историю микропроцессора и персонального компьютера, от изобретения транзистора до современных чипов, управляющих множеством связанных устройств.

1947 — 1974: фундамент

Что предшествовало первому коммерческому процессору — Intel 4004

Первые персональные компьютеры требовали от энтузиастов наличия навыков в сборке электронных компонентов (преимущественно пайкой) и написании машинных кодов, потому что программное обеспечение в то время было штучным продуктом, к тому же не всегда доступным.

Лидеры коммерческого рынка не воспринимали персональные компьютеры всерьёз из-за ограниченных возможностей ввода-вывода и ПО, нехватки стандартизации, высоких требований к пользователю и малого количества областей применения. Инженеры Intel подталкивали компанию к выбору стратегии персональных вычислений почти сразу после того, как 8080 начал использоваться в гораздо большем наборе продуктов, чем задумывалось изначально. Стив Возняк настаивал, чтобы его наниматель, компания Hewlett-Packard, стремилась к тому же.

Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн в Bell Labs, 1948 год.

Хотя появление персонального компьютинга было инициировано любителями, современная ситуация в большой степени стала развитием наследия, возникшего из работ Майкла Фарадея, Юлия Лилиенфельда, Бориса Давыдова, Рассела Ола, Карла Ларк-Горовица и вплоть до трудов Уильяма Шокли, Уолтера Браттейна, Джона Бардина, Роберта Гибни и Джералда Пирсона, совместно разработавших первый транзистор (сокращение от transfer resistance) в Bell Telephone Labs в декабре 1947 года.

Bell Labs продолжит оставаться флагманом прогресса транзисторов (в частности, изобретя в 1959 году МОП-транзистор, или MOSFET), однако чтобы избежать антимонопольных санкций Министерства юстиции США, она в 1952 году начала активно продавать лицензии другим компаниям. Так к Bell и к её родительской компании-изготовителю Western Electric на быстро растущем рынке полупроводниковых устройств присоединились сорок компаний, в том числе General Electric, RCA и Texas Instruments. В 1956 году Шокли ушёл из Bell Labs и основал Shockley Semi-Conductor.

Первый собранный транзистор в мире, изобретённый Bell Labs в 1947 году

Несмотря на то, что Шокли был превосходным инженером, его скверный характер в сочетании с нехваткой управленческих навыков у сотрудников обрекли предприятие на скорый крах. Спустя год после образования исследовательского отдела он оттолкнул от себя так много людей, что вызывал массовый исход «восьмёрки предателей», в которую входили Роберт Нойс и Гордон Мур (одни из будущих основателей Intel), Джин Хорни (изобретатель планарного процесса производства транзисторов) и Джей Ласт. Члены Восьмёрки стали ядром нового подразделения Fairchild Semiconductor компании Fairchild Camera and Instrument, ставшей моделью для стартапов Кремниевой Долины.

Руководство компании Fairchild начало активно отодвигать новый отдел на второй план, потому что было нацелено на получение прибыли от крупных контрактов на производство транзисторов, например, для использования в создаваемых IBM лётных систем для стратегического бомбардировщика North American XB-70 Valkyrie, лётного компьютера Autonetics для межконтинентальной баллистической ракеты «Минитмен», суперкомпьютера CDC 6600 и управляющего компьютера «Аполлона» для НАСА.

Однако когда свою долю контрактов получили Texas Instruments, National Semiconductor и Motorola, прибыли упали. К концу 1967 года от Fairchild Semiconductor осталась только тень былого — начались урезания бюджета и уход ведущих специалистов. Чудесные исследования и разработки не вылились в коммерческий продукт, а противодействующие кланы в руководстве вредили компании.

Восьмёрка предателей, ушедшая от Шокли и основавшая Fairchild Semiconductor. Слева направо: Гордон Мур, Шелдон Робертс, Юджин Клейнер, Роберт Нойс, Виктор Гринич, Джулиус Бланк, Джин Хорни, Джей Ласт.

Главными из ушедших были Чарльз Спок, вдохнувший новую жизнь в National Semiconductor, а также Гордон Мур с Робертом Нойсом. Уход рабочей силы из Fairchild стал причиной основания более пятидесяти новых компаний, но ни одна из них не достигла такого успеха за такой короткий промежуток времени, как Intel Corporation. Единственный телефонный звонок Нойса венчурному капиталисту Артуру Року привёл к появлению за один день стартапа с финансированием в 2,3 миллиона долларов.

Лёгкостью своего создания Intel в основном обязана авторитету Роберта Нойса и Гордона Мура. Нойса наряду с Джеком Килби из Texas Instrument называют изобретателем интегральных схем, хотя с высокой степенью уверенности можно сказать, что он очень многое позаимствовал из работ, проведённых коллективом Джеймсом Нолла и Джея Лэтропа в Diamond Ordnance Fuze Laboratory (DOFL) армии США, который создал в 1957-59 годах первый транзистор, изготовленный методом фотолитографии и испаряемых алюминиевых соединений, а также из трудов коллектива Джея Ласта, разрабатывавшего в Fairchild интегральные схемы (при участии Джеймса Нолла), где Роберт Нойс был руководителем проекта.

Первая планарная интегральная схема (Фото: Fairchild Semiconductor).

Мур и Нойс забрали с собой из Fairchild новую МОП-технологию кремниевого самосовмещённого затвора, подходящую для производства интегральных схем; её изобрёл Федерико Фаджин из совместного предприятия итальянской SGS и Fairchild. Фаджин основал своё изобретение на работе коллектива Джона Сэреса из Bell Labs; позже он перенёс свой знания в Intel и стал постоянным жителем США.

Руководство Fairchild справедливо было обижено увольнениями, ведь многие открытия сотрудников компании оказались в чужих руках (в частности, National Semiconductor). Эта утечка мозгов была не такой односторонней, как может показаться, потому что первый микропроцессор Fairchild под названием F8 со всей вероятностью был основан на нереализованном процессоре C3PF компании Olimpia Werke.

Это была эпоха, когда патенты ещё не обладали такой стратегической важностью, как сегодня, важнейшим параметром было время вывода на рынок, а Fairchild часто слишком поздно осознавала значимость её разработок. Отдел R&D стал меньше ориентироваться на продукцию, тратя приличные ресурсы на исследовательские проекты.

Texas Instruments, второй по размерам производитель интегральных схем, быстро уничтожил лидерство Fairchild на рынке. Fairchild по-прежнему занимала выдающееся место в отрасли, но внутри компании структура управления была хаотичной. Контроль качества по отраслевым стандартам был плохим и обычно обеспечивал 80% брака.

После ухода «детей Fairchild» в поисках более стабильных условий увольнения в инженерном состав увеличились. Джерри Сандерс был переведён из маркетинга аэрокосмической и оборонной продукции на должность директора по маркетингу и единолично решил, что компания должна выпускать новый продукт каждую неделю — план «Пятьдесят два». Сниженное время на маркетинг обрёк многие из этих продуктов на создание примерно 99% брака. Примерно 90% продуктов выпускалось позже графика, имело дефекты в проектной спецификации, или и то, и другое одновременно. Звезда Fairchild должна была скоро погаснуть.

Авторитет Гордона Мура и Роберта Нойса стали причиной быстрого старта Intel, а третий человек, пришедший в их коллектив, стал и публичным лицом, и движущей силой компании. Эндрю Гроув (Андраш Гроф, родившийся в Венгрии в 1936 году), несмотря на небольшой опыт в производстве, стал директором по производству Intel. На первый взгляд такой выбор казался странным (даже если учесть его дружбу с Гордоном Муром), ведь Гроув был учёным отдела R&D, занимавшимся в Fairchild химией и проводившим лекции в Беркли. Он совершенно не имел опыта руководства компанией.

Четвёртый человек в компании определил её первоначальную маркетинговую стратегию. Строго говоря, Боб Грэм был третьим сотрудником Intel, но ему пришлось перед увольнением отрабатывать три месяца у предыдущего работодателя. Из-за такой задержки при переходе Боба в Intel Энди Гроуву удалось получить гораздо серьёзную руководящую должность, чем предполагалось ранее.

Первая сотня сотрудников Intel на фоне офиса компании в Маунтин-Вью (Калифорния), 1969 год.

Будучи превосходным продажником, Грэм рассматривался как один из двух выдающихся кандидатов в руководство Intel. Второй — Джерри Сандерс III, был личным другом Роберта Нойса. Сандерс был одним из немногих высших руководителей Fairchild после назначения CEO Лестера Хогана (раньше работавшего в разгневанной его уходом Motorola).

Изначальная уверенность Сандерса в должности руководителя отдела маркетинга быстро испарилась: Хогана разочаровали экстравагантность Сандерса и нежелание его команды связываться с мелкими контрактами (от 1 миллиона и меньше). По сути, Хоган за несколько недель дважды понизил Сандерса в должности, повысив при этом Джозефа ван Поппелена и Дугласа О’Коннера. Понижения достигли желаемой Хоганом цели — Джерри Сандерс уволился и теперь большинство ключевых должностей в Fairchild занимали бывшие коллеги-руководители Хогана из Motorola.

В течение нескольких недель после этого к Джерри Сандерсу обратились четверо других бывших сотрудников Fairchild из отдела аналоговых технологий, заинтересованные в создании собственного бизнеса. Изначально четвёрка задумывала, что компания будет производить аналоговые схемы, потому что развал Fairchild привёл к появлению большого количества стартапов, ищущих доход на ажиотаже вокруг цифровых схем. Сандерс присоединился к ним при условии, что новая компания будет также создавать цифровые схемы. Коллектив состоял из восьми участников, включая Сандерса, Эда Тёрни (одного из лучших продажников Fairchild), Джона Кэри и проектировщика чипов Свена Симонссена, а также четвёрки из аналогового отдела: Джека Гиффорда, Френка Ботта, Джима Гайлса и Ларри Стенгера.

Старт компании, которая стала известна под названием Advanced Micro Devices, не был гладким. Intel получила финансирование меньше, чем за день благодаря тому, что компания была образована инженерами, но инвесторы вели себя гораздо сдержанней, когда дело касалось предложения о создании полупроводникового бизнеса, основанного руководителями из маркетинга. Первой целью для получения изначального капитала AMD в размере 1,75 миллиона долларов был Артур Рок, поддержавший финансированием и Fairchild Semiconductor, и Intel. Но Рок отказался инвестировать, как и множество последующих возможных источников денег.

В конечном итоге новый законный представитель AMD Том Скорниа постучался в двери Роберта Нойса. Так сооснователь Intel стал одним из инвесторов-основателей AMD. Имя Нойса в списке инвесторов добавило веса, которого AMD пока не хватало в глазах возможных инвесторов. Последовали дальнейшие инвестиции, и пересмотренная цель в 1,55 миллиона была достигнута 20 июня 1969 года, когда компания едва не закрылась.

Образование Intel было более простым, что позволило компании после получения финансирования подбора помещений сразу приступить к бизнесу. Её первый коммерческий продукт также стал одним из пяти примечательных «первых» в отрасли и был разработан менее, чем за три года, после чего совершил революцию и в полупроводниковой отрасли, и в области вычислений.

Honeywell — один из производителей компьютеров, живший в большой тени IBM, обращался во множество компаний-производителей чипов с просьбой создать 64-битный статический чип ОЗУ.

Intel уже сформировала две группы для производства чипов: группу по созданию МОП-транзисторов под руководством Леса Вадаша и команду по созданию биполярных транзисторов под руководстом Дика Бона. «Биполярщики» справились с задачей первыми, и в апреле 1969 года 64-битный чип SRAM был передан Honeywell его ведущим разработчиком Х.Т. Чуа. Способность изготовить первый успешный проект по миллионодолларовому контракту повысила репутацию Intel в отрасли.

Первый продукт Intel — 64-битный SRAM, основанный на только что разработанной биполярной технологии Шоттки. (CPU-Zone)

В соответствии с устоявшимися в то время традициями чип SRAM был выпущен на рынок под своим серийным номером — 3101. Intel, как и почти все производители чипов того времени, продавала свои продукты не потребителям, а инженерам компаний. Серийные номера, особенно если в них содержалась важная информация, например, количество транзисторов, считались более привлекательными для целевых клиентов. Кроме того, наличие у продукта названия могло означать, что оно маскирует конструкционные недоработки или отсутствие новизны. Intel начала отходить от числовых наименований только тогда, когда стало совершенно очевидно, что числа невозможно защитить авторским правом.

В то время, когда команда «биполярщиков» изготовила первый прорывной продукт для Intel, группа МОП выяснила основную причину неудач её собственных чипов. Техпроцесс МОП-транзисторов с кремниевым затвором требовал многочисленных циклов нагревания и охлаждения при производстве чипов. Эти циклы приводили к отклонениям в соотношении расширения и сжатия между кремнием и оксидом металла, что вызывало трещины, разрушавшие цепи чипа. Гордон Мур придумал решение — «успокоить» оксид металла примесями, чтобы снизить его точку плавления, позволяя оксиду течь в процессе циклического нагрева. Получившийся чип, выпущенный командой разработки МОП-технологий в июле 1969 года (и ставший развитием идей, реализованных Fairchild в чипе 3708), превратился в первый коммерческий чип памяти на МОП-структурах — 256-битный 1101.

Honeywell быстро подписала контракт на производство потомка 3101 под названием 1102, но ещё на ранних этапах его разработки значительный потенциал продемонстрировал параллельный проект — 1103, созданием которого руководили Вадаш, Боб Эбботт, Джон Рид и Джоел Карп (который также руководил разработкой 1102). Оба были основаны на трёхтранзисторной ячейке памяти, предложенной Уильямом Регитцем из Honeywell, которая обещала обеспечить гораздо большую плотность ячеек и меньшие затраты в производстве. Недостаток заключается в том, что память не могла хранить информацию при отсутствии питания, и каждые две миллисекунды на схемы нужно было подавать напряжение.

Первый чип памяти на МОП-структурах (Intel 1101) и первый чип памяти DRAM (Intel 1103). (CPU-Zone)

В то время компьютерная память с произвольным доступом была областью, в которой использовались чипы с магнитными сердечниками. Эта технология стала устаревшей после появления в октябре 1970 года чипа DRAM (dynamic random access memory) Intel 1103, и ко времени устранения в следующем году ошибок производства Intel получила серьёзное преимущество на доминирующем и быстро растущем рынке. Этим преимуществом компания пользовалась, пока японские производители памяти не вызвали резкое снижение цен на память в начале 1980-х благодаря масштабным вливаниям капитала в производственные мощности.

Intel запустила во всей стране маркетинговую кампанию, предлагавшую пользователям памяти с магнитными сердечниками связаться с Intel и оценить рост производительности благодаря переходу на DRAM. Покупатели потребовали создания второго источника поставок чипов, что было естественно — в ту эпоху выпуск продукции и поставки не были надёжными.

Энди Гроув был категорически против второго поставщика, но таков был статус Intel — компания была молодой и ей приходилось подчиняться требованиям отрасли. В качестве первого альтернативного поставщика чипов Intel выбрала канадскую компанию Microsystems International Limited. Она не стала выбирать крупную и более опытную компанию, чтобы та не перехватила у Intel лидерство с её собственным продуктом. Intel получила по лицензионному соглашению около 1 миллиона долларов и должна была продолжать получать отчисления, когда MIL попыталась повысить свою прибыль, увеличив диаметры полупроводниковых пластин (с двух до трёх дюймов) и уменьшив чип. Покупатели MIL вернулись к Intel, когда чипы канадской фирмы начали сходить со сборочных линий бракованными.

Первый опыт Intel не был чем то показательным ни для индустрии в целом, ни для её собственных проблем с поиском вторичных поставщиков. Росту AMD непосредственно способствовало то, что компания стала вторым поставщиком чипов серии TTL (Transistor-Transistor Logic) Fairchild 9300, а также разработка и поставки собственного чипа для оборонного отдела Westinghouse, которому Texas Instruments (первоначальный подрядчик) не смог вовремя наладить производство.

Первые промахи Intel в производстве по техпроцессу с кремниевыми затворами также привели к появлению третьего чипа, немедленно ставшего прибыльным, а также к ведущему положению по выходу продукции в отрасли. Intel дала задание ещё одному бывшему сотруднику Fairchild — молодому физику Дову Фроманну — исследовать проблемы техпроцесса. Фроманн выяснил, что затворы некоторых транзисторов теряли контакт, поднимались вверх и оказывались заключёнными в оксид, отделявший их от электродов.

Фроманн также продемонстрировал Гордону Муру, что эти плавающие затворы могли благодаря окружающему их изолятору хранить электрический заряд (в некоторых случаях — многие десятки лет), а значит, их можно программировать. Кроме того, электрический заряд плавающего затвора можно рассеять при помощи ионизирующего ультрафиолетового излучения, стерев таким образом программу.

В традиционной памяти программные цепи должны были закладываться во время производства чипа со встроенными в конструкцию предохранителями, чтобы чипы можно было программирования. При мелких объёмах такой способ был затратным, требовал множества различных узкоспециализированных чипов, а для изменения конструкции и модификации цепей чип нужно было переделывать.

EPROM (Erasable, Programmable Read-Only Memory) совершила революцию в технологии, сделав программирование памяти намного более простым и быстрым процессом, потому что клиенту не нужно было ждать, пока будут произведены специфические для его области применения чипы.

Недостаток этой технологии заключался в том, что для попадания УФ-света для стирания программы в корпус чипа встраивалось достаточно дорогое кварцевое окно, расположенное непосредственно над чипом ROM. Высокая стоимость позже была снижена благодаря появлению однократно программируемых (one-time programmable, OTP) EPROM, которые избавились от кварцевого окна (и функции стирания), а также изобретению электрически стираемых программируемых ROM (EEPROM).

Как и в случае с 3101, изначально процент брака был очень высок — выход продукции чаще всего составлял всего 1%. Для записи памяти EPROM 1702 требовалось очень точное напряжение. Отклонения в процессе производства приводили к непостоянству напряжения записи — при слишком большом напряжении программирование было бы неполным, при слишком большом существовал риск уничтожения чипа. Джо Фридрих, недавно недавно переманенный из Philco, тоже раньше трудившийся в Fairchild, придумал подавать на чипы перед записью высокое отрицательное напряжение. Фридрих назвал этот процесс «walking out». Благодаря ему выход продукции существенно повысился: раньше из двух пластин получался один чип, теперь из одной пластины можно было изготовить шестьдесят чипов.

Первый EPROM-чип Intel 1702. (computermuseum.li)

Так как «walking out» физически не изменял чип, другие производители, продававшие спроектированные Intel интегральные схемы, не сразу выяснили причину значительного снижения брака в компании. Это повышение качества непосредственно повлияло на прибыль Intel: с 1971 по 1973 год выручка выросла до 600%. Такой выход продукции, космический по сравнению с вторичными поставщиками, предоставил Intel преимущество перед изделиями, продаваемыми AMD, National Semiconductor, Sigtronics и MIL.

ROM и DRAM были двумя неотъемлемыми компонентами системы, которая станет фундаментом в разработке персональных компьютеров. В 1969 году Nippon Calculating Machine Corporation (NCM) обратилась к Intel с просьбой изготовить систему из двенадцати чипов для нового настольного калькулятора. На этом этапе Intel находилась в процессе разработки чипов SRAM, DRAM и EPROM, и страстно хотела получить первые бизнес-контракты.

В исходном предложении NCM была описана система, требующая восьми специфических для калькулятора чипов, но Теду Хоффу из Intel пришла в голову идея позаимствовать их из современных на то время крупных миникомпьютеров. Вместо производства отдельных чипов, выполняющих отдельные задачи, он хотел создать чип, справляющийся с комбинированными процессами, превращая отдельные задачи в процедуры, как это делается на больших компьютерах. Он решил создать универсальный чип. Идея Хоффа позволила снизить количество необходимых чипов до четырёх — регистра сдвига для ввода-вывода, ROM, RAM и нового чипа процессора.

6 февраля 1970 года NCM и Intel подписали контракт о создании новой системы, и Intel получила аванс в 60 тысяч долларов за минимальный заказ в 60 тысяч комплектов (с не менее чем восемью чипами на комплект) на протяжении трёх лет. Задача по созданию процессора и трёх сопровождающих его чипов была доверена ещё одному недовольному сотруднику Fairchild.

Федерико Фаджин потерял всякие иллюзии по поводу того, что Fairchild сможет когда-нибудь превратить свои исследовательские открытия в готовые продукты прежде, чем их используют конкуренты. Кроме того, под вопросом была его должность инженера производственных процессов, ведь его основным интересом была архитектура чипов. После общения с Лесом Вадашем из Intel его пригласили возглавить проект разработки, о котором ему не было известно ничего, кроме того, что он будет «сложным». Фаджин узнал, что это был проект MCS-4 из четырёх чипов, только 3 апреля 1970 года, в свой первый день работы, после инструктажа, проведённого инженером Стэном Мазором. На следующий день Фаджин погрузился в проект с головой — он встретился с представителем NCM Масатоси Сима, который ожидал увидеть проект логики процессора, а не общие объяснения от человека, впервые познакомившегося с работой меньше дня назад.

Первый коммерческий микропроцессор Intel 4004 имел 2300 транзисторов и работал с тактовой частотой 740 кГц. (CPU-Zone)

Коллектив Фаджина, в который на этапе проектирования был включён Сима, быстро приступил к разработке четырёх чипов. Конструкция простейшего из них — 4001 — была завершена всего за неделю, а его чертёж единственный чертёжник выполнял целый месяц. К маю были спроектированы 4002 и 4003, после чего началась работа над микропроцессором 4004. Первая предпроизводственная партия сошла со сборочной линии в декабре, но из-за упущенных в производстве условий контракта его расценили нефункциональным. Вторая версия исправила ошибку и три недели спустя все четыре работающих чипа были готовы к этапу тестирования.

Если бы микропроцессор 4004 остался изделием, выпускавшимся только для NCM, то он мог оказаться малозаметным этапом в истории полупроводниковой техники, но снижение цен на потребительскую электронику, особенно на конкурентном рынке настольных калькуляторов, заставило NCM обратиться к Intel с просьбой о снижении цен на устройства в согласованном контракте. Зная, что 4004 мог иметь много других областей применения, Боб Нойс предложил уменьшить цену и вернуть NCM аванс в 60 тысяч в обмен на то, чтобы Intel могла продавать 4004 другим покупателям вне рынка калькуляторов. Так 4004 стал первым коммерческим микропроцессором.

Две другие конструкции микропроцессоров того времени оставались неотъемлемой частью специализированных систем; MP944 компании Garrett AiResearch был компонентом центрального компьютера воздушных данных Grumman F-14 Tomcat, в котором он отвечал за оптимизацию положения крыльев с изменяемой геометрией и переднего горизонтального оперения, а TMS 0100 и 1000 компании Texas Instruments изначально использовались только как компонент портативных калькуляторов, например Bowmar 901B.

В то время, как 4004 и MP944 требовалось несколько вспомогательных чипов (ROM, RAM и I/O), в чипе Texas Instruments эти функции были встроены в ЦП — он стал первым в мире микроконтроллером, или «компьютером на чипе», как его позиционировали в то время.

Внутри Intel 4004

Texas Instruments и Intel заключили в 1971 году (и повторно в 1976 году) соглашение о перекрёстном лицензировании, включавшем передачу информации о логике, техпроцессах, микропроцессорах и микроконтроллерах. Это ознаменовало начало эпохи перекрёстного лицензирования, совместных предприятий и использования патентов в качестве коммерческого оружия.

Завершение системы NCM (Busicom) MCS-4 освободило ресурсы для продолжения более амбициозного проекта, начало которого было заложено ещё до проектирования 4004. В конце 1969 года купающаяся в деньгах после первичного IPO Computer Terminal Corporation (CTC, позже Datapoint) обратилась к Intel и Texas Instruments с просьбой о создании 8-битного контроллера терминала.

Texas Instruments довольно быстро отказалась от предложения, а разработка проекта Intel 1201, начавшаяся в марте 1970 года, к июлю приостановилась, так как руководитель проекта Хел Фини был задействован также в проекте чипа статической RAM. С приближением дедлайна CTC решила выбрать более простую тогда конструкцию на дискретном наборе TTL-чипов. Проект 1201 был заморожен, пока интерес к нему не продемонстрировала Seiko, которая захотела использовать его в настольных калькуляторах; к тому же благодаря завершению командой Фаджина проекта 4004 в январе 1971 года освободились дополнительные рабочие руки.

Сегодня кажется почти невероятным, что разработка процессоров была вторичной по отношению к созданию памяти, но в конце 1960-х и начале 1970-х вычисления были сферой задач мейнфреймов и миникомпьютеров. За год в мире продавалось менее 20 тысяч мейнфреймов, и на этом довольно небольшом рынке доминировала IBM (и в меньшей степени UNIVAC, GE, NCR, CDC, RCA, Burroughs и Honeywell — «семеро гномов», окруживших «Белоснежку» IBM). Тем временем рынком миникомпьютеров по сути владела Digital Equipment Corporation. Руководство Intel и других микропроцессорных компаний не видело для своих чипов возможности узурпировать область мейнфреймов и миникомпьютеров; в то же время их новые чипы памяти успешно и в больших объёмах продавались в этом секторе.

Проект 1201 был своевременно завершён в апреле 1972 года, и его название изменили на 8008, чтобы подчеркнуть, что он был потомком 4004. Чип получил умеренный успех, который сдерживало использование 18-контактного корпуса, ограничивавшего ввод-вывод и возможности подключения внешних шин. 8008 был довольно слаб и для его программирования использовался первый язык ассемблера и машинные коды, поэтому этот микропроцессор всё ещё был очень далёк от удобства современных ЦП; тем не менее, недавний выпуск и коммерческое распространение восьмидюймовых гибких дисков IBM 23FD в течение нескольких последующих лет дало толчок к развитию рынка микропроцессоров.

Система разработки Intellec 8 (computinghistory.org.uk)

Стремление Intel к более широкому распространению микропроцессоров привело к тому, что 4004 и 8008 были встроены в первые системы разработки компании под названиями Intellec 4 и Intellec 8. Последняя сыграла важную роль в разработке первой операционной системы, ориентированной на микропроцессоры. Этот эксперимент оказался поворотным для обеих отраслей, а также для истории Intel. Отзывы пользователей и потенциальных покупателей, а также повышающаяся сложность калькуляторных процессоров привели к тому, что 8008 эволюционировал в 8080, который наконец-то подстегнул разработку персональных компьютеров.

Это первая часть в серии из пяти статей. В следующей части мы погрузимся в историю рождения первых компаний-производителей персональных компьютеров.

  • История IT
  • Научно-популярное
  • Процессоры

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *