Микрокомпьютер — это небольшой, относительно недорогой компьютер , имеющий центральный процессор (ЦП), состоящий из микропроцессора . [2] Компьютер также включает в себя память и схемы ввода/вывода (I/O), смонтированные на печатной плате (PCB). [3] Микрокомпьютеры стали популярны в 1970-х и 1980-х годах с появлением все более мощных микропроцессоров. Предшественники этих компьютеров, мэйнфреймы и миникомпьютеры , были сравнительно намного крупнее и дороже (хотя современные мэйнфреймы, такие как машины IBM System z, используют в качестве ЦП один или несколько специализированных микропроцессоров). Многие микрокомпьютеры (если они оснащены клавиатурой и экраном для ввода и вывода) также являются персональными компьютерами (в общем смысле). Раннее использование термина «персональный компьютер» в 1962 году предшествовало разработкам на базе микропроцессоров. (См. ссылку «Персональный компьютер: компьютеры в компаниях» ниже) . «Микрокомпьютер», используемый в качестве встроенной системы управления, может не иметь удобочитаемых для человека устройств ввода и вывода. «Персональный компьютер» может использоваться в общем смысле или может обозначать машину , совместимую с IBM PC .
Аббревиатура «микро» была распространена в 1970-х и 1980-х годах [4] , но с тех пор вышла из общего употребления.
Термин «микрокомпьютер» стал широко использоваться после появления миникомпьютера , хотя Айзек Азимов использовал этот термин в своем рассказе « Умирающая ночь » еще в 1956 году (опубликованном в «Журнале фэнтези и научной фантастики» в июле того же года). [5] В частности, микрокомпьютер заменил множество отдельных компонентов, составлявших ЦП миникомпьютера, на один интегрированный микропроцессорный чип .
В 1973 году Французский национальный институт агрономических исследований (INRA) искал компьютер, способный измерять сельскохозяйственную гигрометрию . Чтобы ответить на этот запрос, команда французских инженеров компании компьютерных технологий R2E под руководством ее руководителя отдела развития Франсуа Жернеля создала первый доступный микрокомпьютер на базе микропроцессора Micral N. В том же году компания подала свои патенты в термин «Микроординатор», буквальный эквивалент слова «Микрокомпьютер», для обозначения полупроводниковой машины, оснащенной микропроцессором.
В США самые ранние модели, такие как Altair 8800, часто продавались в виде комплектов, которые мог собрать пользователь, и имели всего 256 байт оперативной памяти и не имели никаких устройств ввода/вывода , кроме индикаторных лампочек и переключателей, полезных в качестве доказательство концепции , чтобы продемонстрировать, на что способно такое простое устройство. [6] Поскольку микропроцессоры и полупроводниковая память стали дешевле, микрокомпьютеры стали дешевле и проще в использовании.
Все эти улучшения в стоимости и удобстве использования привели к взрывному росту их популярности в конце 1970-х и начале 1980-х годов. Большое количество производителей компьютеров укомплектовали микрокомпьютеры для использования в приложениях малого бизнеса. К 1979 году многие компании, такие как Cromemco , Processor Technology , IMSAI , North Star Computers , Southwest Technical Products Corporation , Ohio Scientific , Altos Computer Systems , Morrow Designs и другие, производили системы, предназначенные для находчивых конечных пользователей или консалтинговых фирм для создания бизнес-систем, таких как бухгалтерский учет, управление базами данных и обработка текстов для малого бизнеса. Это позволило предприятиям, которые не могли позволить себе арендовать мини-компьютер или услугу разделения времени , возможность автоматизировать бизнес-функции без (обычно) найма штатного персонала для управления компьютерами. Типичная система той эпохи использовала бы шину S100 , 8-битный процессор, такой как Intel 8080 или Zilog Z80 , и операционную систему CP/M или MP/M . Растущая доступность и мощность настольных компьютеров для личного использования привлекли внимание все большего числа разработчиков программного обеспечения. По мере развития отрасли рынок персональных компьютеров стандартизировался вокруг IBM PC-совместимых компьютеров под управлением DOS , а затем и Windows . Современные настольные компьютеры, игровые приставки , ноутбуки , планшетные ПК и многие типы портативных устройств , включая мобильные телефоны , карманные калькуляторы и промышленные встроенные системы , — все это можно считать примерами микрокомпьютеров в соответствии с определением, данным выше.
.jpg/1280px-Home_or_Personal_Computers_from_1977_-_Commodore_PET_2001,_Apple_II,_TRS-80_Model_I,_together_called_'Trinity77'_(edited_image).jpg)
К началу 2000-х годов повседневное использование выражения «микрокомпьютер» (и в частности «микро») значительно снизилось по сравнению с пиком середины 1980-х годов. [7] Этот термин чаще всего ассоциируется с наиболее популярными 8-битными домашними компьютерами (такими как Apple II , ZX Spectrum , Commodore 64 , BBC Micro и TRS-80 ) и микрокомпьютерами на базе CP/M для малого бизнеса .
В разговорной речи термин «микрокомпьютер» в значительной степени был вытеснен термином « персональный компьютер » или «ПК», обозначающим компьютер, предназначенный для одновременного использования одним человеком, термин, впервые придуманный в 1959 году. [8] ] IBM впервые ввела термин «персональный компьютер», чтобы отличить IBM PC от микрокомпьютеров на базе CP/M , также ориентированных на рынок малого бизнеса, а также от собственных мэйнфреймов и миникомпьютеров IBM. [ нужна цитация ] Однако после его выпуска широко имитировался сам IBM PC, а также сам термин. [ нужна цитация ] Компоненты были обычно доступны производителям, а BIOS был реконструирован с использованием методов проектирования в чистых помещениях . «Клоны» , совместимые с IBM PC, стали обычным явлением, а термины «персональный компьютер», и особенно «ПК», прижились среди широкой публики, часто специально для компьютеров, совместимых с DOS (или в настоящее время Windows).
Мониторы, клавиатуры и другие устройства ввода и вывода могут быть встроенными или отдельными. Компьютерная память в виде ОЗУ и, по крайней мере, еще одно менее энергозависимое запоминающее устройство обычно объединяются с ЦП на системной шине в одном блоке. Другие устройства, составляющие полную микрокомпьютерную систему, включают батареи, блок питания , клавиатуру и различные устройства ввода/вывода, используемые для передачи информации человеку-оператору и от него ( принтеры , мониторы , устройства человеческого интерфейса ). Микрокомпьютеры предназначены для одновременного обслуживания только одного пользователя, хотя их часто можно модифицировать с помощью программного или аппаратного обеспечения для одновременного обслуживания более чем одного пользователя. Микрокомпьютеры хорошо размещаются на столах или под ними, так что они находятся в пределах легкого доступа пользователей. Большие компьютеры, такие как миникомпьютеры , мейнфреймы и суперкомпьютеры, занимают большие шкафы или даже отдельные комнаты.
Микрокомпьютер оснащен по крайней мере одним типом хранилища данных, обычно оперативной памятью . Хотя некоторые микрокомпьютеры (особенно ранние 8-битные домашние микрокомпьютеры) выполняют задачи, используя только оперативную память, обычно желательна некоторая форма вторичной памяти . На заре появления домашних микросхем это часто была кассетная дека с данными (во многих случаях в качестве внешнего устройства). Позже в корпус микрокомпьютера были встроены вторичные запоминающие устройства (особенно в виде дискет и жестких дисков ).
Хотя они не содержали микропроцессоров, а были построены на основе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), калькуляторы Hewlett-Packard еще в 1968 году имели различные уровни программируемости, сравнимые с микрокомпьютерами. HP 9100B (1968) имел элементарные условные операторы (if), номера строк операторов, операторы перехода ( go to ), регистры, которые можно было использовать в качестве переменных, и примитивные подпрограммы. Язык программирования во многом напоминал язык ассемблера . В более поздних моделях постепенно добавлялось больше функций, включая язык программирования BASIC (HP 9830A в 1971 году). Некоторые модели имели ленточный накопитель и небольшие принтеры. Однако отображение было ограничено одной строкой за раз. [9] HP 9100A упоминался как персональный компьютер в рекламе в журнале Science за 1968 год , [10] но от этой рекламы быстро отказались. [11] HP не хотела продавать их как «компьютеры», потому что в то время считалось, что компьютер должен быть большим по размеру, чтобы быть мощным, и поэтому решила продавать их как калькуляторы. Кроме того, в то время люди чаще покупали калькуляторы, чем компьютеры, и агенты по закупкам также предпочитали термин «калькулятор», поскольку покупка «компьютера» требовала дополнительных уровней одобрения закупочных органов. [12]
Datapoint 2200 , выпущенный CTC в 1970 году, также был сопоставим с микрокомпьютерами. Хотя он не содержит микропроцессора, набор инструкций его специального процессора TTL был основой набора команд для Intel 8008 , и для практических целей система ведет себя примерно так, как если бы она содержала 8008. Это связано с тем, что Intel была ответственным подрядчиком. разработки процессора Datapoint, но в конечном итоге CTC отказалась от конструкции 8008, поскольку для нее требовалось 20 вспомогательных микросхем. [13]
Еще одна ранняя система, Kenbak-1 , была выпущена в 1971 году. Как и Datapoint 2200, она использовала малогабаритную интегрированную транзисторно-транзисторную логику вместо микропроцессора. Он продавался как инструмент для обучения и хобби, но не имел коммерческого успеха; производство прекратилось вскоре после появления. [14]
В конце 1972 года французская группа под руководством Франсуа Жернеля в небольшой компании Réalisations & Etudes Electroniques (R2E) разработала и запатентовала компьютер на базе микропроцессора — 8-битный микропроцессор Intel 8008. Этот Micral-N продавался в начале 1973 года как «Микро-ординатор» или микрокомпьютер , в основном для научных приложений и приложений управления технологическими процессами. В течение следующих двух лет было установлено около сотни Micral-N , а затем появилась новая версия на базе Intel 8080. Тем временем другая французская команда разработала Alvan, небольшой компьютер для автоматизации делопроизводства, который нашел клиентов в банках и других секторах. Первая версия была основана на чипах LSI с процессором Intel 8008 в качестве периферийного контроллера (клавиатура, монитор и принтер), а затем была принята Zilog Z80 в качестве основного процессора.
В конце 1972 года команда Университета штата Сакраменто под руководством Билла Пентца построила компьютер Sac State 8008, способный обрабатывать тысячи медицинских записей пациентов. Sac State 8008 был разработан с использованием Intel 8008. Он имел полный набор аппаратных и программных компонентов : дисковую операционную систему, включенную в серию программируемых микросхем постоянной памяти (PROM); 8 Килобайт оперативной памяти; базовый язык ассемблера IBM (BAL); жесткий диск; цветной дисплей; вывод на принтер; последовательный интерфейс 150 бит/с для подключения к мейнфрейму; и даже первая в мире передняя панель микрокомпьютера. [15] [16]
В начале 1973 года компания Sord Computer Corporation (ныне Toshiba Personal Computer System Corporation ) завершила разработку SMP80/08, в которой использовался микропроцессор Intel 8008 . Однако SMP80/08 не имел коммерческого выпуска. После того, как в апреле 1974 года был анонсирован первый микропроцессор общего назначения Intel 8080 , в мае 1974 года Сорд анонсировал SMP80/x, первый микрокомпьютер, использующий 8080. [17]
Практически все ранние микрокомпьютеры представляли собой коробки с лампочками и переключателями; нужно было читать и понимать двоичные числа и машинный язык, чтобы программировать и использовать их (Datapoint 2200 был ярким исключением, имея современный дизайн, основанный на мониторе, клавиатуре, ленточных и дисководах). Из первых микрокомпьютеров типа «коробка переключателей» MITS Altair 8800 (1975 г.), пожалуй, был самым известным. Большинство этих простых ранних микрокомпьютеров продавались в виде электронных комплектов — пакетов, полных отдельных компонентов, которые покупатель должен был спаять вместе, прежде чем систему можно было использовать.
Период примерно с 1971 по 1976 год иногда называют первым поколением микрокомпьютеров. Многие компании, такие как DEC , [18] National Semiconductor , [19] Texas Instruments [20] предлагали свои микрокомпьютеры для использования в управлении терминалами, управлении интерфейсом периферийных устройств и управлении промышленными машинами. Были также машины для инженерных разработок и личного использования любителями. [21] В 1975 году была разработана процессорная технология SOL-20 , которая состояла из одной платы, включавшей в себя все части компьютерной системы. SOL -20 имел встроенное программное обеспечение EPROM, которое устраняло необходимость в рядах переключателей и фонарей. Только что упомянутый MITS Altair сыграл важную роль в разжигании значительного интереса среди любителей, что само по себе в конечном итоге привело к основанию и успеху многих известных компаний по производству аппаратного и программного обеспечения для персональных компьютеров , таких как Microsoft и Apple Computer . Хотя сам «Альтаир» имел лишь умеренный коммерческий успех, он помог создать огромную индустрию.
К 1977 году появление второго поколения микрокомпьютеров в качестве потребительских товаров , известных как домашние компьютеры , сделало их значительно проще в использовании, чем их предшественники, поскольку работа их предшественников часто требовала досконального знания практической электроники. Возможность подключения к монитору (экрану) или телевизору позволяла визуально манипулировать текстом и цифрами. Язык BASIC , который было легче изучать и использовать, чем чистый машинный язык, стал стандартной функцией. Эти функции уже были распространены в миникомпьютерах , с которыми были знакомы многие любители и первые производители.
В 1979 году запуск электронной таблицы VisiCalc (первоначально для Apple II ) впервые превратил микрокомпьютер из хобби компьютерных энтузиастов в бизнес-инструмент. После выпуска IBM PC в 1981 году термин « персональный компьютер» стал широко использоваться для микрокомпьютеров, совместимых с архитектурой IBM PC ( PC-совместимых ).