Історія ноутбука
- Поколения ЭВМ.
Первое поколение (1945-1954) - компьютеры на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон – создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В 1946 г. в научной статье трех американских авторов – Дж. фон Неймана, Г. Голдстайна, А. Бернса – были изложены основные принципы построения универсальной ЭВМ, использующую одну и ту же память и для хранения обрабатываемых данных, и для хранения программы вычислений. Первая машина реализующая эти принципы, - ЭВМ EDSAC – была построена в 1949 г. под руководством М. В. Уилкса в Англии, в Кембриджском университете (в нем когда-то учился Беббидж). В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика, наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер.(Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в научно-фантастических произведениях роботов нередко называют "киберами". (А в 90-е годы это слово опять всплыло для обозначения новых понятий, связанных с глобальными компьютерными сетями - появились такие неологизмы, как "киберпространство", "кибермагазины" и т. д.) Во втором поколении компьютеров (1955-1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла. Соответственно расширялась и сфера применения компьютеров. Теперь уже не только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике; компьютеры нашли применение в планировании и управлении, а некоторые крупные фирмы даже компьютеризовали свою бухгалтерию, предвосхищая моду на двадцать лет. Наконец, в третьем поколении ЭВМ (1965-1974) впервые стали использоваться интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ - серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ. В 1981 году американская фирма IBM развернула производство персональных компьютеров IBM PC, работающих под управлением операционной системы DOS, разработанной специалистами фирмы Microsoft. 12 августа 1981 года крупнейшая компьютерная компания IBM представила миру свой персональный компьютер. IBM PC или IBM 5150 по заводской спецификации вовсе не был первым персональным компьютером - персоналки начали выпускать задолго до того. Первый персональный компьютер появился в 1973-м, назывался Xerox Alto и имел мышь (да не просто мышь, а трехкнопочную и оптическую!), сетевую карту и графический пользовательский интерфейс, ставшие доступными большинству пользователей через 10, 14 и 17 лет соответственно. Правда, Xerox Alto так никогда и не поступил в широкую продажу. Первым компьютером, доступным всем желающим, стал Altair 8800, и произошло это в декабре 1974-го. А первым полноценным персональным компьютером стал Apple II, выпущенный в июне 1977 года. Первый персональный компьютер компании Apple 2, помещенный в пластиковый корпус, имел интегрированную клавиатуру и в качестве дисплея использовал телевизор. Весивший менее 7 кг, Apple 2 стоил всего 1350 долларов, что делало его доступным частному лицу. Семь слотов расширения позволяли увеличить возможности машины с помощью плат расширения для работы с графикой, средствами связи и печати. Летом 1978 года Apple 2 был оснащен дисководом, а в конце 1979 года — пакетом программного обеспечения VisiCalc. Благодаря высокому качеству своей продукции Apple Computer стала ведущей компанией на рынке микрокомпьютеров конца 1970-х годов. Еще в начале 60-х появляются первые миникомпьютеры - небольшие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 70-х годов. Известное семейство миникомпьютеров PDP фирмы Digital Equipment послужило прототипом для советской серии машин СМ. Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70-е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера - что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию - ведь микропроцессор является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера. Но и это еще не все - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение. К сожалению, дальше стройная картина смены поколений нарушается. Обычно считается, что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Однако есть и другое мнение - многие полагают, что достижения этого периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров, и только с 1985 г., по их мнению, следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день. Так или иначе, очевидно, что начиная с середины 70-х все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров. И, конечно же, самое главное - что с начала 80-х, благодаря появлению персональных компьютеров, вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.
Особого упоминания заслуживает так называемое пятое поколение, программа разработки которого была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров "пятого поколения" не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется.
- Конкуренция между IBM PC и Apple Macintosh.
Компьютеры IBM PC пользовались коммерческим успехом, и многие фирмы-производители электронной техники наладили выпуск клонов IBM PC. Так появился класс IBM-совместимых компьютеров, которые могли использовать большинство внешних устройств и программ, предназначенных для IBM PC. Принцип совместимости обеспечил значительную экономию средств и времени при модернизации старых и создании новых компьютеров. Постепенно IBM-совместимые компьютеры завоевали львиную долю рынка персональных компьютеров. Все IBM-совместимые компьютеры могут использовать операционную систему Microsoft DOS (PS-DOS у IBM, MS-DOS у ПК других производителей) или Windows и процессоры Intel (или совместимые с ними). Поэтому в конце 1990-х годов их стали называть компьютерами на платформе Wintel (Windows+Intel). В настоящее время единственной серьезной альтернативой IBM-совместимым персональным компьютерам являются компьютеры Macintosh американской фирмы Apple, основаной в 1977 году молодыми учеными Стивом Джобсом и Стивом Возняком. В 1981 году на рынке микрокомпьютеров появилась продукция фирмы IBM, что заставило Apple активизировать разработку принципиально нового компьютера — с графическим интерфейсом. Первые работы в этом направлении были начаты инженерами Apple совместно с компанией Xerox еще в 1979 году, а с 1982 года были продолжены Apple самостоятельно в рамках исследовательской группы Macintosh Developer Group. В 1983 году появился первый результат работы этой группы — компьютер Lisa. Несмотря на все достоинства нового компьютера, его цена оказалась слишком высокой, что помешало его продвижению на рынке. 24 января 1984 года Apple начала энергичную кампанию на американском телевидении по рекламе своего нового компьютера Macintosh 128K. Этот день считается датой рождения нового семейства компьютеров. Интерфейс первого «Мака», как фамильярно называют компьютеры Macintosh, значительно отличался от IBM-совместимых компьютеров того времени: окна, раскрывающиеся меню, пиктограммы кардинальным образом упрощали общение с компьютером. Благодаря дизайну all-on-line (все в одном), при котором системный блок и монитор объединены в одном корпусе, компьютер занимал минимум места на столе. В 1985 году компания Microsoft разработала электронную таблицу Excel for Macintosh, версия которой для PC появилась лишь год спустя. Программы для Macintosh Aldus PageMaker и LaserWriter совершили настоящую революцию в издательском деле, обеспечив продукции Apple устойчивый сбыт в этом секторе рынка. В 1989 году Apple продала компьютеров больше, чем сама IBM, ее новые разработки привлекли внимание заказчиков из среды промышленных предприятий и исследовательских центров. В 1990 году на рынок вышел Macintosh 2fx — самый быстрый персональный компьютер своего времени (и самый дорогой за всю историю Apple — ценой в десять тысяч долларов). В 1991 году начался выпуск модели Macintosh LC, относительно дешевого компьютера в ультраплоском корпусе, ставшего одним из самых удачных коммерческих проектов Apple.
- Портативные компьютеры (ноутбуки)
Портативные компьютеры отличаются как от обычных настольных машин, так и друг от друга в первую очередь габаритными размерами и весом В портативных компьютерах фирмы-производители, как правило, стараются использовать передовые технические решения, которые впоследствии находят применение и в настольных компьютерах.
- Классификация портативных компьютеров.
Первые портативные компьютеры, выпускавшиеся компанией Адама Осборна, назывались Portable и весили около 10 кг. При весе 4-5 кг они стали называться «наколенными» (Laptop). «Похудев» еще на пару килограммов, подобные машины стали называться ноутбуками (Notebook — записная книжка), а их облегченные варианты — субноутбуками (Subnotebook). Самые маленькие и легкие (вес менее одного фунта, то есть примерно 450 г) компьютеры называются «наладонными» (палмтопами, Palmtop) или HPC (Handheld PC). Наиболее распространенными портативными компьютерами являются ноутбуки и субноутбуки. Граница между ними весьма условная. Обычно считают, что вес ноутбука колеблется от 2,2 до 4,5 кг, а субноутбука — от 0,9 до 2,7 кг. Габаритные размеры ноутбука составляют обычно 50х279х215 мм, а субноутбука — 38х254х190 мм. Размер матрицы экрана современного ноутбука бывает от 11,3 до 15 дюймов, а субноутбука — от 6,4 до 11,3 дюйма. Ноутбук обычно превосходит субноутбук по максимальному размеру устанавливаемой оперативной памяти и емкости винчестера, хотя все зависит от класса машины. Как правило, субноутбук имеет внешние приводы для флоппи-дисков и CD-ROM, в то время как у ноутбуков они обычно встроены. Основной операционной системой для ноутбуков и субноутбуков является Windows 95/98 благодаря ее способности распознавать установку и удаление устройств PC Card без перезагрузки машины, а также расширенным возможностям по управлению работой от батарей.
Сверхпортативные ПК разрабатываются на процессорах, не совместимых с Intel x86, не имеют винчестера, способны в десятки раз дольше работать от батарей, чем ноутбуки. Они имеют небольшой объем оперативной памяти (2-16 Мб) и маленький экран низкого разрешения (максимум 640 x 200, 256 цветов, а обычно порядка 320 x 200 и 4 градациями серого цвета). Они оснащаются собственными операционными системами, разработанными производителями, либо ОС Microsoft Windows CE 1.0 или 2.0 (CE неофициально расшифровывается как Compact Edition). На них обычно реализован стандартный набор приложений органайзера: календарь, записная книжка, планировщик, простейшая программа для работы с электронной почтой и программа для обмена данными с ПК.
- Особенности портативных компьютеров.
Для процессоров, используемых в ноутбуках, характерно уменьшение питающего напряжения (у некоторых моделей до 1,6 В). Кроме того используются специальные приемы для уменьшения потребляемой мощности, например технологии VRT (Voltage Reduction Technology). Использование EDO DRAM (или синхронной DRAM) позволяет отказаться от кэш-памяти второго уровня в дешевых моделях, сэкономив в энергопотреблении (хотя в большинстве высокопроизводительных моделей кэш-память есть). Самое большое время автономной работы обеспечивают компьютеры-блокноты, оснащенные ионно-литиевыми аккумуляторами. Никель-металлогидридные аккумуляторы постепенно выходят из употребления. Все ноутбуки используют жидкокристаллические дисплеи. Одной из функций видеоадаптера ноутбука может быть одновременный вывод изображения на встроенный и на внешний мониторы. Оперативная память портативного компьютера расширяется обычно специальными платами памяти. Наиболее часто для ноутбуков используются винчестеры с форм-фактором 2,5 дюйма. Клавиатуры портативных компьютеров хотя и имеют меньшее количество клавиш по сравнению с настольными, обычно полностью их эмулируют. По понятным причинам и геометрические размеры встроенной клавиатуры существенно меньше, нежели стандартной 101-клавишной. В качестве указательного устройства в ноутбуках большей частью используется не мышь, а тачпад (реже трекпойнт или трекбол).
