Kompiuterių Raida

Personalinis kompiuteris (PK) yra galinga elektroninė skaičiavimo mašina (ESM), kuri ne tik padeda spręsti įvairius sudėtingus uždavinius, organizuoti verslą, tvarkyti finansus, įdomiai praleisti laisvalaikį, įi tapo vienu iš pagrindiniu globalinės informacijos sistemos elementu. Elektroniniu paštu laiškas abonentą pasiekia per kelias minutes.
PK skaičius 1000 gyventojų yra svarbus požymis, nusakantis visuomenės išsivystymo lygį. Dabar pasaulyje yra daugiau negu 200 milijonų PK vartotojų, iš jų daugiau negu 200.000 Lietuvoje. Greitas PK paplitimas (1.1 pav.) aiškinamas tuo, kad su jais galima tiesiogiai bendrauti, atlikti daug naudingų darbų, lengva iššreikšti save, jie yra palyginti pigūs.

1.1 pav. Naujų kompiuterių pardavimo pasaulyje dinamika

Šiuo metu PK tapo svarbiausiu multimedijos (daugialypės terpės, multiterpės) komponentu ir pasaulinio bendravimo priemone per Interneto kompiuterių tinklą. Multimedijos sistema sujungia televiziją, ryšio sistemas, vaizdo, garso techniką ir kompiuterį.
Techninės prielaidos gaminti PK susidarė sukūrus mikroprocesorius (µP), talpias integrines atmintines bei kitus integrinius kompiuterio elementus. Psichologinės prielaidos pereiti prie jų masinio vartojimo atsirado, kai amerikiečiai Styvas Džobsas (Steve Jobs) ir Styvas Vozniakas (Steve VVozniak) 1977 m. sukūrė APPLE II serijos PK. Tai buuvo pirmoji personalinė ESM, skirta ne profesionaliam programuotojui ar skaičiavimo technikos mėgėjui, o masiniam vartotojui. Dabar PK gaminami arba surenkami beveik visame pasaulyje. Stambiausi kompiuterių ir jų komponentų gamintojai yra JAV, Japonija, Vakarų Europos Šalys, taip pat Taivanas, Pietų Korėja, Si

ingapūras, Brazilija. Lietuvos firmos prekiauja įvežtais PK ir juos komplektuoja iš atvežtinių elementų.
PK dažnai prijungiami prie vietinių, regioninių, valstybinių ir tarptautinių informacijos tinklų, kurių duomenų bankuose kaupiama daugeliui vartotojų reikalinga informacija ir kuriais abonentai gali tiesiogiai bendrauti. Jau nemažai Lietuvos gyventojų ir firmų naudojasi pasaulinių tinklų interneto ir Sprintneto paslaugomis.
Ne didžiosios ESM, o PK, atsiradę maždaug prieš 27 metus, atvėrė visiems duris į informacinės technikos amžių.

TRUPUTIS ISTORIJOS IR ŽVILGSNIS Į ATEITĮ
Pirmąjį keturių bitu mikroprocesorių 4004 (1.2 pav.) sukūrė firma INTEL 1971 m. Po metų ji pradėjo gaminti galingesnį aštuonių bitų µP 8008, o 1973 m. – dar tobulesnį µP 8080, kuris ir buvo panaudotas pirmuosiuose PK.

Bandymai sukurti nebrangų asmeninį mikrokompiuterį prasidėjo 1973 m., tačiau tik 1975 m. firmai MITS pavyko sukonstruoti pirkėjus sudominusį mikrokompiuterį „Altair 8800″. Jis turėjo µP 8080, 256 baitų operatyviąją atmintinę, vadinamą RAAM (Random Access Memory), buvo be klaviatūros ir ekrano. Informacija į jį buvo įvedama jungikliais, o išvedama į spinduolių (LED- Light-Emitting Diode) skydelį. Kompiuteris buvo sukonstruotas taip, kad vartotojas galėtų didinti atmintinę ar įdėti kitokios paskirties plokštes. Nors tai buvo tik „žaisliukas” mėgėjams, jis turėjo komercinę sėkmę, nes buvo pagaminta ir parduota maždaug 2000 vienetų. Netikėta MITS komercinė sėkmė paskatino ir kitas firmas susidomėti PK. Jaunas programuotojas Polas Alenas (Paul Allen) drauge su Harvardo universiteto studentu Bilu Geitsu (Bill Gates) šiam mikrokompiuteriui parašė pi

irmąjį keturių ir aštuonių KB (kilobaitų) Beisiką (BASIC- Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code).

1.2 pav. Mikroprocesorius Intel 4004 1.3 pav. Altair 8800

1976 m. metais firma ZILOG pradėjo gaminti µP Z80, labai panašų į µP 8080, bet tobulesnį. Jis daug metų buvo dedamas į buitinius PK ir naudojamas pramonėje. Tais pačiais metais firma MOS-TECHNOLOGY pagamino µP 6501 ir 6502. Pastarasis vėliau tapo garsaus PK „Apple II” širdimi. Pasirodė mikrokompiuteris „Sphere 1″, turintis firmos MOTOROLA µP 6800, keturių KB RAM, klaviatūrą. Jis jau turėjo ekraną. Amerikiečiai Styvas Džobsas ir Styvas Vozniakas bandė savo laimę su PK „Apple 1″, kuris buvo parduodamas nesurinktas. Jų buvo pagaminta tik keletas vienetų. Tais pačiais metais jau gamintos pirmosios grafinės plokštės, skirtos informacijai atvaizduoti ekrane, sukurtas 5,25 colio disketinis kaupiklis, pasirodė programos personaliniams kompiuteriams. Firma OBJECTIVE DES1GN sukure pirmuosius žaidimus. Buvo parašytas pirmasis teksto redaktorius „Electric Pencil”. Atsirado PK skirti žurnalai.

1.4 pav. Polas Alenas ir Bilas Geitsas 1.5 pav. Styvas Džobsas ir Styvas Vozniakas rodo „Apple I” pagrindinę plokštę

1977 m. sukurtas PK „Apple II” visiškai pakeitė PK raidą. Jame buvo µP 6502, nuo 16 iki 48 KB RAM ir 16 KB pastovioji atmintinė, vadinama ROM (Read Only Memory), magnetofono sąsaja (interfeisas), 8 jungčių pagrindinė plokštė (MainBoard), klaviatūra, vairasvirtės (Joy Stick), spalvotoji grafika. Nesnaudė ir kitos firmos. TANDY pradėjo gaminti tada buvusį labai populiarų, gerokai pigesnį buitinį PK TRS-80, turėjusį µP

P Z80, klaviatūrą, magnetofono sąsają ir televizoriaus jungtį. Firma MICROPOLIS jau gamino 5,25 colio disketinius kaupiklius. Geris Kildalas (Gary Kildall) iš firmos DIG¬ITAL REASEARCH sukūrė pirmąją PK operacinę sistemą (OS) CP/M (Control Program For Microcomputers).

1.6 pav. Kompiuteris „Apple II” be displėjaus

1978 m. firma INTEL pradėjo gaminti garsiuosius µP 8088 ir 8086, o ATARI – populiarius buitinius PK „Atari 400″ ir „Atari 800″. Pastarasis turėjo pilną klaviatūrą, 8 KB RAM, išplečiamą iki 48 KB, dvi jungtis papildomai pastoviajai atmintinei (ROM) su pro¬gramomis, specialius vaizdo ir muzikos procesorius. EPSON AMERICA pagamino populiarųjį adatinį spausdintuvą MX-80, HOUSTON INSTRUMENTS – pirmąjį braižytuvą „HiPlot”, SUM-MAGRAPHIC – priefaisą grafinei informacijai įvesti – grafinę lentą (Digitizer Pad). Danas Briklinas (Dan Briclin) ir Bobas Frankstonas (Bob Francston) sudarė pirmąją elektroninę lentelę „VisiCalc”, o firma COMPUTER HEADWARE sukūrė „Whatsit” – pirmąją duomenų bazę.

1979 m. firma HAYES MICROCOMPUTER sukūrė pirmąjį modemą „Micrornodem 100″, kurio informacijos perdavimo greitis buvo nuo 110 iki 300 bitu per sekundę.
1980 m. pasirodė firmos COMMODORE buitinis PK VIC-20., turėjęs 5 KB RAM, Beisiką pastoviojoje atmintinėje, nuoseklias magnetofono ir modemo sąsajas, spalvotąjį displėjų ir jungtis išorinei pastoviajai atmintinei. Tai pirmasis PK, kurio buvo parduota daugiau negu milijonas vienetu. Tais pačiais metais Didžiojoje Britanijoje buvo sukonstruotas ZX80 – pirmasis PK, kainavęs mažiau negu 200 doleriu. Kiek vėliau jį pakeitė labai populiarūs Europoje ZX81 ir „Sinclar Plus”. Pastarasis vėliau tapo Li

ietuvoje mėgėju gaminto PK „Santaka” prototipu. Tuo metu daugiau nei šimtas firmų gamino originalius PK ir kūrė tik savo gaminiams tinkančias programas.

1981 m. Adamas Osbornas (Adam Osborne) sukonstravo pirmąjį nešiojamąjį PK „Osborne 1 Poriable”, turėjusį µP Z80, maždaug 13,5 cm įstrižainės elektrovakuuminį ekraną, 64 KB RAM, pilną ir sumažintą klaviatūras, dvi nuoseklias sąsajas ir du 5,25 colio disketinius kaupiklius. PK rinkos galimybes jau suprato ir pasaulinis kompiuterinės technikos gigantas firma IBM (International Business Machine). Ji pagamino pirmąjį IBM PC serijos PK, kuris, palyginti su dabartiniais, atrodė labai kukliai. Jis turėjo aštuonių bitu µP 8088, 64 KB RAM, vieną 5,25 colio disketinį kaupiklį, magnetofono sąsają, displėjų ir kainavo 3005 JAV dolerius. Firma MICROSOFT sukūrė jam operacinę sistemą PC arba MS DOS (Microsoft Disk Operating System), kuri labai plačiai paplito ir buvo nuolat tobulinama. Netrukus pasirodė tobulesnis PK IBM XT (Extended), kuris jau turėjo 10 MB (megabaitu) diskinį kaupiklį. Prasidėjo PK standartizacijos periodas. Firma HAYES pradėjo gaminti modemą „Smartmodem 300″, kuris vėliau tapo pramoniniu standartu.

1982 m. firma COMMODORE pagamino patį populiariausią ir ilgiausiai naudotą buitinį kompiuterį „Commodore 64″, turėjusį µP 6510, 64 KB RAM, 20 KB ROM su Beisiku, garso ir muzikos procesorius, spalvotąją grafiką, nuoseklųjį interfeisą. Prie jo buvo galima prijungti ne tik magnetofoną, bet ir disketinį kaupiklį. Jam pasirodžius, prasidėjo aštuonių bitų buitinių kompiuterių era, kuri baigėsi devintojo dešimtmečio pabaigoje. Tais pačiais metais pasirodė pirmoji IBM PC kopija – kompiuteris MPC. Dabar daugumą IBM tipo PK gamina kitos firmos.

1.7 pav. PK „Sinclar”, tapęs PK „Santaka” prototipu

1983 m. buvo pagamintas patobulintas PK „Apple IIe”. Žymiausios Japonijos ir Europos firmos paskelbė naują 8 bitų buitinių PK su µP Z80 standartą MSX. IBM pradėjo gaminti buitinį PK PCjr, o firma APPLE-tuo metu labai modernų ir brangų PK „Lisa” su grafine vartotojo sąsaja. Visi šie projektai pasirodė esą neperspektyvūs. Buvo pagamintas pirmasis optinis diskinis kaupiklis CD-ROM (Compact Disk- ROM).

1984 m.. firma HAWLETT PACKARD pagamino pirmąjį lazerinį spausdintuvą, o APPLE – naują PK „Macintosh,,, turėjusį labai patogią ir perspektyvią grafinę vartotojo sąsają (jos idėjas vėliau panaudojo firma MICROSOFT kurdama Windows), muzikos procesorių. IBM pradėjo gaminti tobulesnį PK IBM AT (Advanced Technology), kuriame buvo galingesnis firmos INTEL 16 bitų µP 80286, 16 bitų magistralė ISA (Industry Standart Architecture), 256 KB RAM, didelio tankio (1,2 MB) disketinis ir diskinis (20 MB) kaupikliai.

1985 m. pasirodė firmų ATARI ir COMMODORE originalūs, pusiau profesionalūs PK „Atari 520ST” ir „Amiga 1000″, pasižymėję gera spalvotąja grafika ir turėję muzikos procesorius. Didžiosios Britanijos firma AMSTRAD pagarsėjo savo CPC serijos buitiniais kompiuteriais, kuriu gamyba buvo nutraukta tik 1992 m. pradžioje. INTEL pradėjo gaminti 32 bitu µP 80386. Firma MICROSOFT sukūrė IBM tipo PK grafines vartotojo sąsajos Windows pirmąją versiją.

1987 m. firma APPLE pagamino tobulesnius PK Mac II ir Mac SE, o IBM-pirmuosius PK (PS/2 serijos) su µP 80386 ir nauja 32 bitu MCA (Micro Channel Architecture) magistrale, nesuderinama su XT ir AT personaliniais kompiuteriais, bet pastarieji nepaplito.

1988 m. grupė Europos ir Japonijos firmų, gaminančiu PK, kaip atsvarą IBM, sukūrė savo 32 bitu magistralę EISA (Extended Industry Standard Architecture), suderinamą su XT ir AT personaliniais kompiu¬teriais. Firma MICROSOFT pradėjo reklamuoti naują, daug sudėtingesnę operacinę sistemą OS, pritaikytą galingesniems IBM PK. Ši operacinė sistema nepateisino nei į ją įdėtu lėšų, nei vilčių.

1.8 pav. PK MSX. 1987 m. Lietuvos mokyklose buvo įrengtos kelios jų klasės

1989 m. firma INTEL pradėjo gaminti daug galingesni kombinuotą µP 80486, kurio viename kristale yra pagrindinis µP, atitinkantis 80386, matematinis µP 80387, aštuonių KB spartinančioji (Cache) atmintinė ir atmintinės valdymo įrenginys. Tuo metu pasaulyje jau vyravo IBM ir APPLE tipo PK. Be jų, dar buvo žinomi originalūs PK „Atari” ir„Amiga”.

1990 m. firma MICROSOFT sukūrė vartotojo grafinės sąsajos Windows trečiąją versiją.

1992 m. IBM pradėjo platinti daug tobulesnę operacinę sistemą OS/2, o MICROSOFT – sparčiai paplitusią grafinę vartotojo sąsają Windows 3.1, kurios kai kuriomis savybėmis priartėjo prie firmos APPLE PK naudojamos operacinės sistemos
„System 7″.

1993 m. pavasarį firma INTEL pademonstravo 64 bitų 50 MHz µP Pentium, beveik dvigubai galingesnį už tokio pat dažnio 486 serijos µP. Jame buvo dvigubas pagrindinis µP, matematinis procesorius, 16 KB spartinančioji atmintinė. Pentium sugebėjo vienu metu vykdyti keletą instrukcijų. Juos buvo lengva sujungti lygiagrečiam darbui. Firmos APPLE, MOTOROLA ir IBM drauge sukūrė ir pradėjo gaminti RISC (Reduced instruction Set Chip) µP 601. Firma MICROSOFT išleido Windows 3.11 versiją, pritaikytą dirbti kompiuterių tinkle. NCSA (National Center for Supercomputer Applications) centro darbuotojai sukūrė pirmąją Interneto naršyklę (Browser) „Mosaic”.

1994 m. IBM sukūrė suderinamą su Windows3.1, bet tobulesnę 32 bitų operacinę sistemą OS/2 2.x. Firma INTEL pradėjo gaminti 100 MHz Pentium. Firmos AMD ir CYRIX paskelbė sukonstravusios su Pentium suderinamus µP. Pradėti gaminti µP 603 ir 604, skirti „Power PC” tipo PK. Pradėjo sparčiai plėtotis Internetas.

1995 m. pavasarį firma IBM išleido tobulesnę operacinės sistemos OS/2 versiją „Warp” -firmos MICROSOFT operacinės sistemos Windows 95 konkurentę. Firma INTEL pradėjo gaminti 133 MHz µP Pentium, o firma AMD – 120 MHz µP 486DX4.
Metų pabaigoje pasirodė ilgai laukta ir intensyviai reklamuota operacinė sistema Windows 95. Firma AMD pradėjo gaminti 133 MHz µP 5×86, kuris savo pajėgumu prilygo 90 MHz µP Pentium. INTEL jau gamino 200 MHz µP Pentium ir Pentium Pro. Pentium Pro mikroschemoje, be procesoriaus, buvo ir dviejų lygmenų (16 ir 256 arba 512 KB) vidinė spartinančioji atmintinė. Firmos IBM ir MOTOROLA pradėjo gaminti 240 MHz µP Power PC 604. Gerokai atpigo operatyviosios atmintinės elementai ir diskiniai kaupikliai.

1996 m. firma AMD pradėjo gaminti µP Pentium konkurentus K5 serijos µP PR100 ir PR120, o CYRIX – 6×86 serijos µP PR200+. Toliau pigo operatyviosios atmintinės elementai ir didelės talpos diskiniai kaupikliai. Vietos vienam KB saugoti diskiniame kaupiklyje kaina sumažėjo net 30 kartų, palyginti su 1992 m. kaina. Paplito modernesni 15 colių displėjai, daugiausia buvo perkami rašaliniai spausdintuvai, tarp jų daug spalvotųjų. Firma IBM išleido patobulintą operacinės sistemos OS/2 versiją. Buvo gaminami kišeniniai IBM ir APPLE tipo PK su telefonais, faksmodemais, suprantantys ekrane specialiu pieštuku rašomas komandas.

1997 m. pavasarį firma INTEL pradėjo gaminti spartesnį µP Pentium MMX, pritaikytą vaizdams ir garsui apdoroti, kiek vėliau firma AMD – K5 ir K6 (MMX) serijų µP, o firma CYRIX – M2 serijos µP. Vasarą INTEL pradėjo gaminti galingesnį µP Pentium II per brangiai kainuojančiam µP Pentium Pro pakeisti. Pentium II sudaro ant vienos plokštės sumontuotos procesoriaus ir antrojo lygmens spartinančiosios atmintinės mikroschemos. Jam reikia specialaus lizdo Slot 1, nes iki šiol vartotas lizdas Socket 7 netinka. Pakeisdama lizdą, INTEL stengėsi pristabdyti kitų firmų konkurenciją. Pradėti gaminti optiniai kaupikliai CD-RW, galintys ne tik skaityti diskelyje įrašytą informaciją, bet ir ją perrašyti.

1998 m. prekyboje pasirodė DVD-ROM standarto 4,7 GB optiniai kaupikliai, pagrindinės plokštės Super 7, skirtos ne INTEL µP, su 100 MHz magistrale perduoti duomenims tarp µP ir RAM bei tokiai mogistralei pritaikyti INTEL ir AMD µP. Pradėtos diegti naujos spartesnės bei universalesnės sąsajos UMB ir IEEE 1394, Firma AMD pradėjo gaminti naujo tipo µP K6-2, turintį specialias instrukcijas trimačių vaizdų (3D) apdorojimui paspartinti, o firma CYRIX – µP MII. Firma INTEL, nenorėdama užleisti pigesniųjų kompiuterių rinkos, išleido µP Pentium II su mažesne antrojo lygmens spartinančiąja atmintine arba be jos, kurį pavadino Celeron. Taip pat pradėjo gaminti galingiesiems kompiuteriams skirtą µP Xeon, kuriam reikia kitokio lizdo Slot 2. Pagrindinėje PK plokštėje atsirado papildoma AGP (Accelerated Grafics Port) magistralė duomenų kaitai tarp grafinės plokštės ir RAM paspartinti. Gausėjo visuomeniniais pagrindais kuriamos operacinės sistemos Linux šalininkų. Įsibėgėjo IBM tipo PK destandartizacija, nes, be lizdų Socket 7 ir Slot 1, atsirado lizdai Super 7 ir Slot 2, naujausiems µP Celeron – Socket 370, o µP K7 naudos Slot A.

Dėl sparčios mikroelektronikos ir kitų PK komponentų gamybos technologijos pažangos PK labai sparčiai tobulėja: didėja jų pajėgumas, ekonomiškumas, mažėja svoris ir matmenys bei kainos ir pajėgumo santykis. Jau 1998 m. pradžioje PK su Pentium MMX pasiekė tokį pajėgumą, kad dauguma vartotojų nebepastebi jo padidėjimo, pavyzdžiui, pradėjus dirbti su PK, kuriame yra µP Pentium II. Todėl pradedama dvejoti, ar verta pirkti pajėgesnį ir brangesnį kompiuterį. Turbūt dėl to 1998 m. buvo labai perkami PK, kainuojantys mažiau nei 1000 JAV dolerių, su firmų AMD ir CYRIX mikroprocesoriais. Tai privertė firmą INTEL pradėti µP Celeron gamybą. Tikriausiai dėl tos pačios priežasties pigius Pentium MMX pajėgumo µP pradėjo gaminti firmos IDT ir RISE TECHNOLOGY, Lietuvoje kol kas beveik nežinomi pigūs PK su firmos CYRIX µP MediaGX, kuriems nereikia grafinės ir garso plokščių, ir su firmų IDT bei RISE TECHNOLOGIES mikroprocesoriais.

Tikrovė smarkiai aplenkė prognozes. Pavyzdžiui, 1993 m. buvo manyta, kad 100 MHz dažnio µP, turėsiantys 5 milijonus tranzistorių, pasirodys tik 2000 metais. Jau 1998 m. buvo pagaminti 450 MHz dažnio µP Pentium II ir turintys beveik 9 milijonus tranzistorių µP K6-2. 1999 m. pradžioje INTEL pradėjo gaminti 450 ir 500 MHz µP Pentium III, o AMD – panašaus pajėgumo 400 ir 450 MHz µP K6-3, turintį net 21 milijoną tranzistorių ir trijų lygmenų spartinančiąsias atmintines, ir žada pradėti gaminti 500 ir 600 MHz µP K7, dirbantį su 200 MHz magistrale.
Naujas PK morališkai pasensta maždaug per pusę mėtų. Remiantis iki šiol galiojusių Mūro (Gordon Moore) pastebėtų dėsningumų, kad tranzistorių skaičius µP dvigubėja maždaug kas dveji metai, prognozuojama, jog 2011 m. bus gaminami µP, turėsiantys milijardų tranzistorių ir veiksiantys 10 GHz dažniu.

Dabartinio IBM PK su µP Pentium pajėgumas šimtus kartų didesnis nei IBM XI. 1997 m. pabaigoje labiausiai perkami kabinetiniai IBM PK buvo 166 MHz Pentium MMX, turėję 8-16 MB RAM, maždaug 2 GB diskinį kaupiklį, o 1999 m. pavasarį – jau 350 MHz Pentium II, turėję 32 MB RAM su 3 – 6 GB talpos diskiniu kaupikliu bei 32X spartos optiniu kaupikliu (CD – ROM).
Gaminami tik mažai energijos vartojantys, vadinamieji „žalieji” (Green), PK. JŲ µP yra maitinamas mažesne (apie 3V) įtampa, µP darbo dažnis yra keičiamas pagal apkrovimą, kai PK tam tikrą laiką nenaudojamas, išjungiamos daugiausiai energijos naudojančios displėjaus ir PK grandinės (kompiuteris „užmiega”).

Firmos INTEL ir MICROSOFT paskelbė rekomendacijas 1999 m. šeimyniniams, laisvalaikio, nešiojamiesiems kompiuteriams ir darbo stotims (www.microsoft.com/hwdev/pc99.htm ir http://developer.intel.com/design/desguide). Pavyzdžiui, rekomenduojama, kad šeimyniniame kompiuteryje būtų bent 300 MHz dažnio µP, mažiausiai 128 KB (derina prie µP Celeron) antrinė spartinančioji atmintinė, 32 – 64 MB talpos RAM, 3D grafinė plokštė, PCI ir AGP magistralės, USB ir IEEE 1349 magistralių sąsajos ir 15 colių displėjus.

Numatoma, kad brangesniuose kompiuteriuose įdiegus „Device Bay” technologiją bus galima PK neišjungus keisti vidinius įrenginius, pavyzdžiui, diskinį kaupiklį pakeisti CD-ROM kaupikliu. Įdiegus sąsają ACPI (Advanced Configuration and Power Inierface), bus galima mygtuku „užmigdyti” ir per dvi tris sekundes jį „paža¬dinti”, taip pat nurodyti „užmigimo” ir „pabudimo” laiką.




Denas Gukinas PK žaliems
3. Kiauleikis Valentinas Kompiuterio pradžiamokslis
4. Kuliedius Feliksas Kompiuterinio tinklo pradmenys

Leave a Comment