Історичний огляд розвитку комп’ютерної техніки.

Перший сучасний комп'ютер ENIAC у 1945 році успішно використовувався для розрахунку артилерійських балістичних таблиць, замінивши сотні обчислювачів з арифмометрами. Він важив 30 тонн, займав велике приміщення. Складався ENIAC із 1500 електромеханічних реле і 17 тисяч електронних ламп, споживав 150 КВт електроенергії і при цьому зберігав обсяг інформації, еквівалентний усього лише 80 символам. Коштував ENIAC мільйони доларів. В подальшому комп’ютери вдосконалювались в напрямку нарощення обчислювальних потужностей, зручності і економічності експлуатації. Розвиток сучасних персональних комп’ютерів нерозривно зв’язаний з появою мікропроцесорів. Мікропроцесор - це мініатюрна обчислювальна машина, розміщена на одній великій інтегральній схемі. На одному кристалі надчистого кремнію з допомогою складного і надточного технологічного процесу створюються мільйони транзисторів та інших схемних елементів, з’єднувальні проводи і точки підключення зовнішніх виводів. В сукупності вони створюють такі логічні блоки, як арифметичний пристрій, керуючий пристій, регістри і т.д.

Перший мікропроцесор Intel 4004 з'явився в 1971 році. Він мав таку ж обчислювальну потужність, що і ENIAC, але коштував усього 200 доларів. Intel 4004 містив 2300 транзисторів, мав розрядність 4 біти, міг адресувати 640 байтів пам’яті і споживав декілька десятків ватів. Його тактова частота - характеристика, від якої залежить швидкість роботи процесора - становила одну десяту мегагерца.

Перший 16-розрядний мікропроцесор і8086 фірма Intel випустила в 1978р. Він містив 29000 транзисторів, мав тактову частоту 5 мегагерц (МГц) і міг адресувати 1 Мбайт пам’яті. На базі цього мікропроцесора були створені перші комп’ютери IBM PC. З цього моменту розвиток мікропроцесорів нерозривно пов’язаний з розвитком персональний комп’ютерів. Поява нових поколінь мікропроцесорів призводила до створення на їх основі нових поколінь персональних комп’ютерів. І навпаки, зростаючі потреби в нарощенні ресурсів персональних комп’ютерів вимагали потужніших мікропроцесорів, що стимулювало їх розробку.

У 1982 році був випущений процесор Intel 80286, що містив уже 134 тисячі транзисторів, міг адресувати до 16 Мбайт фізичної пам’яті і мав тактову частоту 6 МГц. Проте його принципові нововведення - захищений режим і здатність адресувати до 1 Гбайт віртуальної пам’яті майже не використовувались. Персональні комп’ютери, що були розроблені на базі Intel 80286, стали називати IBM AT.

В 1985р. з’явились перші 32-розрядні мікропроцесори - Intel 80386. Розрядність шини даних і внутрішніх регістрів досягла 32 біт, що дозволило адресувати до 4Мбайт фізичної пам’яті. З’явились нові регістри, нові 32-бітні операції, був істотно допрацьований захищений режим, запроваджений режим V86 і посторінкове управління пам’яттю. Для повнішої реалізації обчислювальних можливостей мікропроцесорів Intel 80386 була створена операційна оболонка Microsoft Windows, яка започаткувала розвиток сучасних операційних систем Windows фірми Microsoft.

В 1989р. фірма Intel випустила мікропроцесор 80486, який містив 1,2 млн. транзисторів. Мікропроцесори сімейства 80486 могли адресувати фізичну пам’ять об’ємом 32 Мбайт, віртуальну пам’ять - 64 Мбайт. Існувало чотири різновидності процесора Intel 80486: 80486DX, 80486SX, 80486DX2, 80486DX4.

В 1993р. з’явились перші мікропроцесори Pentium з частотою 60 і 66 МГ. Від попереднього покоління - Intel 80486 - вони відрізнялись суперскалярною архітектурою, яка дозволяла за один такт виконувати дві інструкції. Паралельно фірма Intel стала розробляти процесор Pentium Pro, можливості якого дозволяли паралельно виконувати більше інструкцій. В зв’язку із зростаючими об’ємами графічної, відео та аудіо інформації в 1997р. був створений мікропроцесор Pentium MMX. Технологія MMX (MultiMedia eXtension - мультимедійні розширення ) дозволяла паралельну обробку інформації одною інструкцією.

В 1997р. з’явився мікропроцесор Pentium II. В його архітектурі технологія MMX була поєднана з архітектурою Pentium Pro.

В1999 році поступив у продаж процесор Intel Pentium III. Він складається вже з дев'ятьох із половиною мільйонів транзисторів і має тактову частоту - 600 МГц. Його швидкодія сягає 500 мільйонів операцій у секунду.

Зараз фірма Intel розробляє 64-мікропроцесор Merced, який повинен з’явитися в 2000-2001 роках.

Закон Мура.

На протязі останніх сорока років спостерігається експоненційне зростання потужностей інформаційних технологій. Основні показники інформаційних комп'ютерних і комунікаційних технологій збільшуються в геометричній прогресії. Так само за останні роки зростають показники потужності і швидкодії комп'ютерних пристроїв при незмінній ціні. Першим експоненціальне зростання комп'ютерної індустрії виявив у 1965 році один із фундаторів компанії Intel Гордон Мур. Малюючи для чергового виступу графік росту продуктивності мікросхем, він зауважив надзвичайну закономірність: у кожному новому кристалі розміщалося приблизно вдвічі більше транзисторів, ніж у попередньому, а з'являлися нові мікросхеми через рівні проміжки часу - через півтора-два роки після попередньої.

Закон Мура стверджує, що кожні півтора – два роки потужність інформаційних технологій зростає в два рази, в той час як ціна залишається незмінною.

Оцінити наслідки закону Мура в комп'ютерній індустрії зручно на прикладі мікропроцесора - ключового пристрою будь-якого електронного приладу. З'явилися перші мікропроцесори в середині шістдесятих років. Сьогодні мікропроцесори застосовуються в мобільних телефонах, факсимільних апаратах, медичному устаткуванні. Це "мозок" не тільки персонального комп'ютера, але практично будь-якого з сучасних електронних пристроїв. Але найуспішнішим стало все-таки застосування мікропроцесорів в персональних комп'ютерах. Зараз рядовий користувач персонального комп'ютера з процесором Pentium III має обчислювальну потужність, що перевищує сумарні можливості всіх американських і радянських комп'ютерів у 1969 році, на яких були розраховані параметри космічних польотів із висадкою на Місяць. Такими ж темпами ростуть обсяги оперативної пам'яті і пам'яті на жорстких дисках. Здешевлюються та вдосконалюються монітори, принтери, сканери і так далі.

Закон Мура є лише математичним виразом загальних процесів інформаційної епохи. Більшість спеціалістів вважає, що не можна назвати якусь одну причину цього процесу. Скоріше це саморегулюючий або в значній мірі регульований економічний цикл, вектор взаємодії реклами, людських очікувань, технологічних досягнень і, звичайно, величезних інвестицій в інформаційні технології.

Прогнози зростання комп’ютерної техніки.

Але як довго може тривати це зростання і що очікується хоча б у найближчі десять - п'ятнадцять років? Спеціалісти прогнозують, що в 2011 році мікропроцесори Intel будуть працювати на тактовій частоті 10 тисяч МГц. При цьому число транзисторів на кожному такому процесорі досягне мільярда, а обчислювальна потужність 100 мільярдів операцій у секунду. Комп'ютер із процесором такої потужності буде коштувати як і раніше біля півтори тисяч доларів і розміщатися на столі. Вже є обнадійливі результати по вакуумній-ультрафіолетовій літографії, що дозволить значно зменшити розміри транзисторів. А в лабораторних умовах вже випробувані "балістичні" транзистори, час переключення яких порядку фемтосекунди. Найважливішим знаком змін можна вважати зниження роздрібної ціни устаткування у 1999 році до одного долара за мільйон комп'ютерних операцій в секунду. В 1989-му році ця цифра становила п'ятсот, а в 1979-му - двісті п'ятдесят тисяч доларів. Прогнозується, що через десять років цей обсяг операцій буде коштувати менше цента. З такою ж швидкістю ростуть пропускні спроможності INTERNET-мереж. Ціна міжнародних телефонних переговорів знизиться до одного цента за хвилину. І це - із сьогоднішніми оптико-волоконними магістралями, що пропускають гігабіти (109 біт) інформації в секунду. А до 2010-го року очікується таке розширення каналів, що передача інформації обсягом один терабіт (1012 біт) волоконно-оптичного зв'язку буде коштувати один цент напротязі години. При такій швидкості зв'язку всі 40 мільйонів одиниць зберігання Російської державної бібліотеки можуть бути передані за 10 хвилин у будь-яку точку нашої планети. Таким чином, сучасні процесори і широкополосні INTERNET-технології ведуть до збільшення пропускних спроможностей мереж при зменшенні експлуатаційних витрат.