Материал: Chapter2

125

функции

программного

обеспечения

, 

а

разработтчик

аппаратуры

был

вынужден

искать

решения

, 

удовлетворяющие

поставленным

усло

-

виям

.

Показательна

в

этом

отношении

дальнейшая

история

развития

оконного

интерфейса

. 

На

вызов

первого

 «

Макинтоша

» 

фирма

 IBM

вместе

с

 Microsoft 

попытались

отреагировать

полумерами

, 

выпус

-

тив

в

 1985 

г

. 

оболочку

 Windows, 

внешне

похожую

на

 MAC OS, 

но

работающую

под

стандартной

 MS-DOS (

подробнее

об

эводюции

операционных

систем

мв

будем

говорить

в

следующей

главе

). 

Од

-

нако

эта

комбинация

оказалась

крайне

неэффективной

на

 16-

раз

-

рядном

микропроцессоре

 i80286, 

а

так

как

отказаться

от

оконного

интерфейса

было

уже

невозможно

под

угрозой

потери

рынка

, 

то

,

начиная

с

 1987 

г

., 

мир

 PC 

стал

переходить

на

 32-

битовый

чип

  i80386.

Система

 Windows 

убила

 286-

й

процессор

. 

Далее

взаимная

связь

и

зависимость

аппаратуры

 Intel  

и

операционной

системы

 Windows

стала

такой

тесной

, 

что

для

обозначения

соответствующей

аппа

-

ратно

-

программной

платформы

стал

применяться

термин

 «Wintel».

Это

было

выгодно

производителям

как

аппаратурного

, 

так

и

про

-

граммного

обеспечения

, 

так

как

новые

версии

 Windows 

стимулиро

-

вали

спрос

на

новейшие

разработки

 Intel 

и

наоборот

. 

Через

несколько

лет

 Windows-95 

убила

 386-

й

процессор

, 

этот

круг

положительной

обратной

связи

продолжается

.

В

последующие

годы

глава

и

идеолог

 Apple 

Стив

Джобс

про

-

должал

удивлять

компьютерный

мир

нестандартными

поступками

.

В

 1985 

году

, 

почувствовав

некоторый

застой

в

своей

фирме

, 

он

нео

-

жиданно

покинул

ее

, 

создав

новую

компанию

 NeXT Inc. 

Начав

 «

с

чистого

листа

», 

Джобс

поставил

цель

создать

идеальный

компью

-

тер

следующего

поколения

 (next — 

следующий

), 

техническая

архи

-

тектура

и

программное

обеспечение

которого

были

бы

полностью

подчинены

задачам

человеко

-

машинного

интерфейса

. 

В

октябре

 1988

года

было

объявлено

о

выпуске

первого

компьютера

 NeXT 

на

базе

микропроцессора

 M68030 c 8 

Мб

ОЗУ

. 

Внешне

этот

компьютер

пред

-

ставлял

собой

черный

куб

со

стороной

в

 1 

фут

  (

около

 30 

см

), 

к

которому

подкючался

 17-

дюймовый

монохромный

монитор

. 

Спе

-

циалистов

удивила

не

столько

необычная

форма

компьютера

, 

сколько

126

совершенно

новая

объектно

-

ориентированная

операционная

сис

-

тема

 NeXTSTEP, 

вобравшая

в

себя

все

новейшие

достижения

в

этой

области

. 

К

сожалению

, 

несмотря

на

революционность

идеи

,

большого

коммерческого

успеха

среди

рядовых

потребителей

эта

затея

не

имела

, 

так

как

они

не

желали

тратиться

на

новое

нестан

-

дартное

программное

обеспечение

. 

В

 1996 

году

Джобс

вместе

с

NeXT Inc. 

вернулся

в

родную

 Apple, 

а

передовые

идеи

 NeXTSTEP

были

использованы

при

создании

новых

версий

 MacOS. 

Экспери

-

менты

с

необычным

дизайном

также

не

прошли

даром

: 

в

 1998 

году

Apple 

выпустила

компьютер

 iMac 

в

изящном

корпусе

из

прозрач

-

ной

голубой

пластмассы

, 

через

которую

хорошо

видны

его

внут

-

ренности

. 

На

пресыщенном

западном

рынке

 iMac, 

обладающий

к

тому

же

прекрасными

техническими

характеристиками

, 

сразу

стал

пользоваться

популярностью

. 

Так

что

битва

 Mac c Wintel 

далеко

не

закончилась

, 

а

в

выигрыше

в

конечном

счете

оказывается

рядо

-

вой

потребитель

, 

запросам

которого

стараются

угодить

разработ

-

чики

обеих

линий

компьютеров

.

2.11. 

Направления

развития

вычис

-

лительной

техники

За

полувековую

историю

вычислительная

техника

совершила

гигантский

скачок

в

своем

развитии

, 

никакая

другая

отрасль

про

-

мышленности

не

развивалась

столь

бурными

темпами

. 

По

образ

-

ному

выражению

одного

из

журналистов

  «

если

бы

самолеты

прогрессировали

с

такой

же

скоростью

, 

как

ЭВМ

, 

то

мы

могли

бы

сейчас

облететь

земной

шар

за

несколько

минут

, 

истратив

полста

-

кана

горючего

, 

а

стоил

бы

такой

самолет

всего

несколько

долла

-

ров

».

В

таблице

в

качестве

примера

приведены

данные

об

относи

-

тельной

производительности

основных

линий

процессоров

, 

вы

-

пущенной

фирмой

 Intel. 

Как

видим

, 

за

совсем

короткое

время

 (12

лет

) 

вычислительная

мощность

микропроцессоров

увеличилась

в

тысячу

раз

!

127

Примерно

такие

же

темпы

роста

характеристик

других

основ

-

ных

узлов

компьютера

 (

оперативной

памяти

, 

дисковых

запоминаю

-

щих

устройств

). 

Сравним

 — 

в

первых

 IBM PC (1981 

г

.) 

емкость

ОЗУ

составляла

 64 

Кбайт

, 

у

современного

персонального

компью

-

тера

она

равна

 32 - 64 

Мбайт

и

выше

 (

увеличение

в

 500-1000 

раз

)

первые

поколения

винчестеровских

диском

имели

емкость

 5-10

Мбайт

, 

а

современные

 — 10-40 

Гбайт

 (

увеличение

в

 1000 

раз

). 

Та

-

ким

образом

, 

даже

без

принципиальной

смены

физических

прин

-

ципов

функционирования

ЭВМ

, 

а

только

за

счет

конструктивных

и

технологических

усовершенствований

, 

происходит

постоянное

улуч

-

шение

эксплуатационных

характеристик

компьютеров

.

Как

долго

будет

продолжаться

это

поступательное

развитие

, 

ска

-

зать

трудно

, 

так

как

долгосрочные

прогнозы

в

мире

высоких

техно

-

логий

 — 

занятие

ненадежное

и

опасное

. 

Вспомним

хотя

бы

саму

микропроцессорную

революцию

, 

разорившую

производителей

mainframes 

и

не

предсказанную

профессиональными

аналитиками

знаменитой

страховой

компании

 Lloyd’s. 

Однако

среднесрочный

,

на

 3—5 

лет

, 

прогноз

можно

сделать

довольно

точно

, 

так

как

веду

-

щие

производители

компьютерного

оборудования

уже

анонсирова

-

ли

свои

ближайшие

планы

, 

а

полный

цикл

конструирования

и

освоения

производства

изделия

особой

сложности

является

очень

длительным

и

соизмеримым

со

временем

морального

старения

са

-

мого

изделия

.

Если

остановиться

на

самом

сложном

элементе

компьютера

,

определяющем

в

конечном

счете

технический

уровень

всего

изде

-

лия

, — 

центральном

процессоре

 — 

то

можно

заметить

, 

что

про

-

Год

выпуска

Процессор

Тактовая

частота

, 

(

М Гц

)

Относительная

производи

-

тельность

1983

i8086

4,77

1

1985

i80286

6-16

5-10

1988

i80386

33-66

20-35

1991

i80486

66-100

140-200

1993

P5 (Pentium )

77-133

233-420

1995

P6 (Pentium  Pro)

150-200

750-1000

128

гресс

здесь

идет

двумя

параллельными

путями

: 

развитие

элемент

-

ной

базы

и

совершенствование

архитектуры

.

Развитие
элементной
базы

Технология

изготовления

микропроцессоров

раз

-

вивается

в

направлении

дальнейшей

миниатюри

-

зации

электронных

схем

и

, 

как

следствие

, 

повы

-

шения

степени

их

интеграции

. 

Уровень

миниатю

-

ризации

принято

оценивать

шагом

конструкционной

сетки

микро

-

схемы

, 

определяющим

ширину

печатных

проводников

и

размеры

других

элементов

на

кристалле

. 

Передовые

фирмы

уже

давно

осво

-

или

 0.2-

микронную

технологию

 (

это

значит

, 

что

размеры

дискрет

-

ных

элементов

составляют

полмикрона

, 

для

сравнения

 — 

толщина

человеческого

волоса

в

среднем

равна

 50 

микронам

, 

а

длина

волны

видимого

света

составляет

 0.4—0.7 

микрона

), 

и

упорно

двигаются

к

 0.1-

микронной

. 

Элементы

такой

микросхемы

невозможно

увидеть

в

оптический

микроскоп

, 

только

в

электронный

, 

а

формирование

изображения

в

фотолитографическом

процессе

приходится

вести

с

помощью

жесткого

ультрафиолетового

или

рентгеновского

излуче

-

ния

.

Уменьшение

размеров

позволяет

  «

упаковать

» 

на

одном

чипе

большее

число

элементов

и

усложнить

микросхему

. 

Еще

в

 1968 

году

,

на

заре

микроэлектроники

, 

один

из

основателей

фирмы

 Intel 

Гор

-

дон

Мур

сформулировал

эмпирический

 «

закон

Мура

», 

по

которо

-

му

число

элементов

на

одном

кристалле

должно

удваиваться

каждые

полтора

года

. 

Удивительно

, 

но

факт

 — 

прошло

более

 30 

лет

, 

неуз

-

наваемо

преобразились

технологии

, 

однако

закон

продолжает

дей

-

ствовать

и

сейчас

.

В

полном

соответствии

с

законом

Мура

, 

современные

микро

-

процессоры

представляют

собой

невероятно

сложные

устройства

.

Например

, 

кристалл

 P5 

фирмы

 Intel, 

выпущенный

в

 1993 

г

., 

и

полу

-

чивший

торговую

марку

 «Pentium» 

содержит

около

 3 

млн

транзис

-

торов

, P6 — «Pentium Pro» (1996 

г

.) —  7,5 

млн

, 

а

процессор

 P7, (

во

время

разработки

он

назывался

 «Merced», 

а

в

продажу

пошел

под

именем

  «Itanium») 

выпуск

которого

начался

в

 2000 

г

., 

имеет

около

20 

млн

транзисторов

 (

сравним

с

первым

микропроцессором

 i4004

129

1971 

года

, 

насчитывавшем

 2250 

транзисторов

).

Уменьшение

размеров

деталей

и

длин

соединяющих

их

провод

-

ников

позволяет

улучшить

еще

одну

характеристику

микропроцес

-

сора

, 

пропорционально

влияющую

на

его

производительность

 —

тактовую

частоту

. 

Если

у

чипа

 i4004 

она

равнялась

 108 

кГц

, 

то

со

-

временные

схемы

допускают

увеличение

тактовой

частоты

до

 1000

— 2000  

МГц

, 

т

.

е

. 2 

ГГц

, 

и

это

еще

не

предел

.

При

такой

сложности

разработка

и

постановка

на

производство

каждой

новой

модели

превращается

в

задачу

гигантской

сложности

и

трудоемкости

стоимостью

в

миллиарды

долларов

. 

Даже

крупней

-

шие

фирмы

не

могут

себе

это

позволить

, 

поэтому

среди

производи

-

телей

микропроцессоров

наблюдается

движение

в

сторону

кооперации

. 

Подобно

тому

, 

как

это

произошло

на

заре

компьютер

-

ной

эры

, 

относительное

разнообразие

предлагаемых

сегодня

неза

-

висимыми

поставщиками

микропроцессоров

должно

смениться

несколькими

унифицированными

моделями

,  

выпускаемым

консор

-

1 000

10 000

100 000

1 000 000

10 000 000

100 000 000

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

i4004

i80286

i80486

Merced

Pentium

i8086

Закон

Мура