微型计算机的兴衰

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引用

在20世纪60年代,一种新型的低成本计算机发展起来,被称为微型计算机。集成电路技术性能的迅速提高和成本的下降促进了它们的发展。同样重要的是许多公司的创业活动。到20世纪80年代中期,近百家公司参与了小型计算机的制造和销售业务。使用和营销微型计算机的新方法,加上越来越多的个人编程和使用微型计算机,导致了广泛的创新,有助于刺激整个计算机行业几十年的增长。

介绍

计算机行业的学者和参与者普遍认为,存在一类称为微型计算机的计算机,它对计算机和行业的发展产生了重大、积极的影响。然而,就这一阶层的确切界限达成协议并非易事。

微型或小型通用计算机于20世纪50年代末首次引入,尽管直到1967年才被命名为“微型计算机”。到1970年,已经成立了近100家公司,为使用集成电路的新应用制造这些计算机。微型计算机与大型“大型机”的区别在于价格、功能、大小、用途和营销方法。到1968年,他们形成了一个新的计算机类别,代表了最小的通用计算机。大型机的价格高达1000000美元,而小型计算机的价格远低于100000美元。定义微型计算机PDP-8的计算机仅需18000美元。

大型机需要专门的房间和技术人员进行操作,从而将用户与计算机分隔开来,而迷你机则是为与程序员进行直接的个人交互而设计的。主机独立运行;minis可以与其他系统实时通信。与科学计算和商业记录所需的更大的主机内存相比,第一台迷你电脑只存储了4096个12或16位的单词。与具有昂贵输入/输出设备的大型计算机不同,早期的迷你们电脑只使用电传打字机或Flexowriter和纸带穿孔机/阅读器。微型机是为过程控制、数据传输和交换而设计的,而大型机则强调数据存储、处理和计算。在定义新型计算机方面发挥最大作用的微型计算机被出售给原始设备制造商(OEM),原始设备制造商将微型计算机纳入更大的控制系统,通常用于工业过程。

建立微型计算机产业(1956-1964)

在第一代计算机(主要建于1960年之前)期间,公司制造、销售或租赁基于真空管电路的房间大小的主机,主要用于保存记录。1956年至1964年间,大学、实验室和创业公司的团队开始利用晶体管电路和磁芯存储器的优势,满足小型组织对计算机处理的需求。他们设计、组装、编程和销售的小型计算机成本比传统系统低一个数量级。1956年推出了两台价格低于50000美元的小型计算机,Bendix G-15和Librascope的LGP-30,用于个人、通用计算。(见图1)程序是离线准备的,纸带和打字机组成了输入输出设备。1961-2年晶体管型号公布之前,约有460个LGP-30和300个G-15被租赁或出售;它们是20世纪50年代第二和第三大最受欢迎的计算机,仅次于IBM650。

图1。一名教师拿着一段纸带,而一名学生坐在Flexowriter旁,右手放在马车上。Librascope LGP-30控制按钮位于其右侧。由计算机历史博物馆提供

在20世纪60年代初,制造和销售计算机的商业计划被认为风险高、价格昂贵,对小型或新公司来说不可行。IBM及其制造大型计算机的竞争对手已经掌握了大型机电路设计;IBM掌握了大量生产技术。最明显的是,IBM主导了计算机市场。它和其他七家公司负责全球安装的绝大多数计算机。除了大型机之外,IBM的销售团队还销售了更便宜的小型计算机,例如从1959年开始,台式机大小、长度可变的1620型计算机,价格为85000美元。银行和投资者认为,IBM在工业、技术和商业领域的主导地位意味着不存在为小型组织生产计算机的企业家的空缺。然而,他们忽视了固态电路成本不断下降和能力不断增强所带来的不断扩大的市场。(见图2)

图2。摩尔定律(Moore’s Law)规定,最具成本效益的芯片上的晶体管数量每24个月翻一番,从而创造了新的计算机类别:计算器、家用计算机、个人计算机、工作站、超小型计算机、多处理器和多台计算机。由作者提供

创新的晶体管电路设计和制造技术是获得“先行者”商业优势的关键,因为客户希望在不增加主机成本的情况下获得计算机功能。新客户的数量比1962年在美国运行的9300台计算机要多出一个数量级。

1960年,Control Data Corporation(CDC)、Packard Bell和Digital Equipment Corporation(DEC)都推出了小型或微型计算机,这些计算机使用分立晶体管进行离线处理、通用计算和过程控制,例如在发电厂或科学仪器中。CDC是斯佩里兰德公司(Sperry Rand Corporation)的子公司,其主要资产是计算机设计师西摩·克雷(Seymour Cray);它的160A耗资60000美元,可以放在办公桌上。Packard Bell设计了价值49500美元的数字PB250,用于低成本、高速、混合计算以及台式模拟计算机,这在实验室环境中尤为重要。1957年,DEC脱离了麻省理工学院林肯实验室,DEC联合创始人肯尼思·奥尔森于1956年领导晶体管TX-0计算机的电路设计。这家新公司开始设计和销售用于构建数字系统的晶体管电路模块;它随后将这些技术和产品应用于自己的计算机,从1960年的PDP-1开始。

凭借18位4096字内存,DEC的PDP-1标准安装价格为85000-100000美元。它的型号名称是“程序化数据处理器”,这尤其有助于政府买家规避大型机的长期采购流程。PDP-1设计用于在典型办公室中使用标准电源,与大型机相比,它的安装要求、体积小(17平方英尺)和用户友好的界面。它设计用于连接和支持各种输入/输出(I/O)设备,以实现高数据速率、实时使用。例如,它具有多层次中断能力来响应实时设备;在售出的53台PDP-1中,近一半用于ITT与电传打字线的“信息交换”接口。在TX-0的基础上,PDP-1引入了直接内存访问(DMA)端口,从而可以将来自外部设备的数据直接输入内存,而对中央处理器(CPU)的需求最小。它有一个可选的13英寸指针式显示器和用于用户交互的光笔,这也是受到TX-0的启发。在麻省理工学院,PDP-1对软件的贡献包括一个音乐编译器、程序调试器和文本编辑器,这些编辑器用于文字处理和数字排版。几位麻省理工学院的学生写了Spacewar!,PDP-1上的第一款交互式电脑游戏之一。他们被称为第一批黑客。

交互式个人使用构成了分时计算的一条途径。与麻省理工学院针对IBM 7094的CTSS(兼容时间共享系统)同时,DEC和科学数据系统在20世纪60年代早期分别使用了小型计算机,即DEC PDP-1和SDS 930,这是由于它们在第一个时间共享系统中的成本和灵活性。10到30个用户可以在毫秒到毫秒的时间片基础上共享一台大型集中式计算机,从而同时使用一台计算机。

麻省理工学院林肯实验室的韦斯利·克拉克在1961-62年设计了另一种个人计算方法:Linc,后来被称为Linc(实验室仪器计算机)。这台小型机也是独立的,供研究人员单独使用,同样重要的是,它价格低廉。它有一个合适的界面、键盘和显示器,并提供了编程和数据归档系统,使程序的创建、测试和操作成为可能。由于其设计属于公共领域,各组织和个人建造了50-60个;DEC生产并销售了21台,每台售价43600美元。(见图3)

图3。20世纪60年代中期,密苏里州圣路易斯华盛顿大学计算机系统实验室的Maury L.Pepper在LINC上开发了浮点运算子程序。图片由Maury L.Pepper提供

一项重大创新是DEC采用的“LINCtape”作为DEC磁带。与磁数据处理磁带不同,它是块寻址的,这使得目录和文件的个人归档系统成为可能;由于其双重冗余格式和Mylar涂层磁性层,它也非常可靠。直到20世纪70年代中期软盘问世,DECtape使DEC在使用纸带或卡片的竞争对手中具有显著优势。

1963年,DEC建造了PDP-5,以与加拿大白垩河实验室的核反应堆对接。该设计源于连接传感器和控制寄存器以稳定反应堆的要求,反应堆的主控制计算机是PDP-1。PDP-5很快作为一种可替代定制设计的固定功能硬接线控制系统的产品售出,该系统展示了计算的强大功能和多功能性。它拥有4096(4K)个12位字的内存,包括输入/输出设备在内的成本为27000美元。它的19英寸机柜包含一个手线底板,底板上装有150个印刷电路板模块,可容纳900多个晶体管。PDP-5可升级且设计简单,专门设计用于通过用于程序控制和直接内存访问的总线与外部设备连接。

微型计算机的胜利(1965-1974)

到1965年,当我们标志着商业微型计算机时代的开始时,大约有十几家初创公司和现有公司正在建造用于过程控制的计算机(例如Bailey Meter、Foxboro);科学仪器(贝克曼仪器公司,瓦里安);和军事系统(休斯、雷声)。

还有IBM,其1620/1710台通用计算机的收入使少数几家生产小型计算机的公司的总收入相形见绌。1964年,IBM决定使用非常成功的System/360标准化8位字节,这为后来的计算机建立了标准,意味着未来的字长将是8的二进制倍数。1965年3月,其“台式机大小”的1130在广告中使用了IBM紧凑的固态逻辑技术电路和16位单词,用于“出版、建筑、金融、制造和分销”等行业。除了名字以外,这是一台小型计算机,共有10000台1130,每月租金695美元,售价32280美元,受上述行业应用程序的支持。它的4096字核心存储器可以连接到IBM的磁盘存储单元;用户可以通过纸带、穿孔卡或打印机输入和输出数据和程序。(见图4)

图4。在这张约1965年的宣传照片中,两名秘书在IBM 1130微型计算机的键盘和打印机前工作。由IBM档案馆提供

一个月后,DEC发布了12位字PDP-8的广告,该产品被广泛认为是权威的迷你版,但直到1967年才被描述为迷你版。这台电脑的售价仅为18000美元,是市场上最便宜的电脑,与IBM和其他小型电脑制造商相比价格更低。PDP-8推出时,基于专有设计、二极管晶体管逻辑(DTL)和印刷电路板,具有成本和先行者优势。为了降低成本,这些设备通过自动绕线面板相互连接。非常小,它只占标准电子设备机柜的一半;然而,在其20年的使用寿命中,用户将其应用于过程控制、仪器仪表、消息交换、排版、商业计算、个人计算,最终还应用于文字处理。(见图5)

图5。DEC的宣传照片,1965年左右,一名妇女在办公室环境中操作PDP-8。由计算机历史博物馆提供

“8”也用于分时。1968年,在卡内基梅隆大学,DEC的TSS/8项目演示了一种用于教育、数据输入和终端多路复用的低成本交互式系统。

最重要的是,DEC愿意分享设计细节,鼓励客户开发自己的软件和应用程序。它率先向原始设备制造商(OEM)销售将微型计算机集成到其专有电子系统中的产品。超过50000台PDP-8是当时最畅销的电脑,其中大多数都是由原始设备制造商购买、改装和转售的。此外,微型计算机在大型组织中率先创建了部门计算,改变了机构计算的文化。现在,较小的团体可以购买、安装和维护自己的计算机以用于特定用途。通过这种方式,计算开始从单一中央设施中的操作迁移到基于政府、公司或大学中给定部门定义的功能需求的使用。

1965年9月,计算机控制公司推出了16位单词mini,以符合IBM的8位标准;此后,大多数计算机将使用模块化8位字长,即8、16、24、32和64位来实现。Gardner Hendrie设计的价值28500美元的单柜DDP-116开始与PDP-5和IBM的1130竞争。然而,一年后,霍尼韦尔收购了该公司,并于1969年推出了其版本的DDP-516,即H-316。Bolt、Beranek和Newman(BBN)在那一年采用了军事化版本作为ARPAnet的接口消息处理器,用于与用户终端和计算机进行数据包交换和分时。然而,在商业领域,霍尼韦尔并没有为新兴的微型市场做好自身结构。

惠普公司(Hewlett-Packard,HP)的结构也同样笨拙。大卫·帕卡德认为,计算机在处理来自惠普销售的电子仪器的数据方面将是无价的。他的商业伙伴威廉·休利特(William Hewlett)不同意这一观点,导致他们公司的微型计算机创新出现了几次错误的开端。尽管如此,在20世纪60年代初放弃收购DEC的尝试后,惠普创建了一个新的部门,其员工利用Data Systems Inc.的DSI 1000计算机、惠普的新集成电路和仪器控制器的概念的权利。其结果是1966年推出的16位、价值22000美元的2116A,用于与各种仪器进行实时接口。随着控制器和销售持续到20世纪80年代,后续模型的购买更多是为了分时使用。尽管销量意外增长,但惠普于1969年取消了其开创性的32位“Omega”原型。相反,工程师们将其改造为一个16位通用迷你版,使用了一个比21世纪更通用的“多程序执行”(MPE)操作系统。这个“Alpha”项目的市场名称是3000,这是一个成功发展的系列产品,在1972-73年的灾难性推出后,惠普在21世纪销售并提供服务。

到1970年,约有一半的新型微型计算机公司已使用大规模集成电路(LSI)和双极集成电路生产16位和8位计算机。Data General 1969年推出的16位Nova值得一提,因为其巧妙的设计将处理器置于单个大型印刷电路板上,消除了底板布线并降低了成本。在前DEC经理Edson de Castro的领导下,Nova的可靠架构和自动化封装使DG成为小型计算机的主要竞争对手。

其结果之一是加速了DEC推出16位PDP-11。(见图6)直到20世纪80年代初,这台微型计算机一直是行业基准;最终的单芯片型号于1990年推出,共售出约20万台。由于使用了通用寄存器和正交指令集,以及能够连接到专用外围设备的灵活I/O结构,它的流行基于编程的简易性。此外,“11”由七个用户定义的操作系统中的任何一个管理和控制,用于实时过程控制、通用分时、交互式医院病历管理和单用户个人计算。

图6。丹尼斯·里奇(站着)和肯·汤普森(Ken Thompson)是贝尔实验室UNIX操作系统的发明者,他们于20世纪70年代初在PDP-11工作。由阿尔卡特朗讯提供

DEC通过PDP-8和-11占据商业主导地位,这通常意味着开发利基产品差异化是其竞争对手在20世纪70年代生存的关键。因此,许多小型计算机公司使用专有的体系结构和他们自己的软件。这些通常包括操作系统、FORTRAN编译器和程序开发环境。在低端计算机自动化公司,1972年为OEM买家推出了8位和16位“裸迷你”,价格分别为1450美元和1995美元。通用自动化始于1968年,推出了8位SPC-12“自动化计算机”,并于1975年推出了18/30,与IBM的1130和1800过程控制计算机兼容。20世纪70年代初,Microdata开始实施微程序设计,以简化其微型计算机中的用户定制。其他人利用AMD的2900 IC系列寄存器、数据路径和微程序控制组件来实现1975年以来的专有架构。

尽管微型计算机是为技术计算(实时过程控制、数据采集、模拟和交互使用)而创建的,但商业计算(数据输入、文字处理、电子表格)意义重大。当考虑IBM微型计算机时,商业用途无疑占主导地位。有趣的是,没有IBM将其任何一台计算机称为微型计算机的记录。媒体和其他行业观察人士没有这样的沉默。例如,当IBM宣布其Series/1 Model 3和Model 5计算机将以10000美元至100000美元的价格购买时,佛罗里达州的《棕榈滩时报》(Palm Beach Times)1976年11月17日的头条新闻是“IBM推出了新的微型计算机”。该公司继续生产和服务“中端”从1979年的System/38到1989年的AS/400和2008年的Power Systems服务器。

其他公司也加入了进来。1970年,Four Phase Systems推出了System IV/70,使用该公司定制的MOS AL1微处理器访问数据库。Viatron试图进入基于其无法制造的定制VLSI(超大规模集成)芯片的低成本数据输入市场。以计算器闻名的Wang Laboratories公司于20世纪70年代初开始发展成为一家主要的文字处理和办公应用公司,与IBM竞争。包括Burroughs、NCR和Univac在内的其他公司在商业市场中所占份额较小。金融业、政府和制造商使用了大量来自DEC、DG和Prime等公司的迷你车。Prime的成功源于创始人William Poduska在麻省理工学院的早期分时培训,该公司的员工将该培训应用于一系列使用PRIMOS操作系统的32位微型计算机。

微型计算机和微处理器(1970-1984)

计算机体系结构的潜在性能主要取决于它的字长(每次访问可以处理的比特数),更重要的是,内存大小或它可以访问的字数。大多数架构可以以某种方式扩展,但芯片公司创新微处理器的速度缩短了它们的寿命。1970年的DEC PDP-11声称可以提供足够大的16位地址空间,最多可以寻址64 KB。然而,到1975年,DEC在其PDP-11上增加了一个4位内存扩展,用于访问分时系统的兆字节内存。与此同时,其他公司也在进军一度为大型机保留的领域。1972年,Prime使用32位单词推出了霍尼韦尔H-516的克隆产品。使用特殊的内存管理或分页软件,它在运行大型程序方面具有独特的优势。Interdata于1974年推出了32位7/32,使用微码实现完整的指令集体系结构,尤其是浮点。这使得该公司成为实时嵌入式系统的重要供应商,例如飞行模拟器、CAT扫描仪和发电厂。一年后推出的8/32“Megamini”产生了原电影的图像特隆(1982).

1978年,随着VAX-11的32位体系结构就位,DEC断言,在基于VAX的分布式计算策略中,访问4GB的32位地址就足够了。这包括共享或联网计算机以及单微机终端。在VAX 20年的使用寿命中,使用TTL(晶体管晶体管逻辑)、ECL(发射极耦合逻辑)和定制CMOS(互补金属氧化物半导体)单芯片技术推出了大约140种型号。然而,将内存大小增加一倍至32位,使mini与使用32位体系结构的小型主机(包括IBM System/360)直接竞争。它还迫使较小的竞争对手升级其产品,在Data General的案例中,1980年推出了MV/8000 Eclipse超小型计算机,并出版了一本关于其创新的普利策奖获奖书籍,Tracy Kidder的新机器的灵魂(1981).

1971年,英特尔推出了其4004芯片,这是第一个作为组件销售的微处理器,尽管它有一个用于操作计算器的4位数据路径。将该芯片作为初始数据点,可以观察到字长和地址大小方面的计算历史(见图2)。晶体管密度的增加使得Intel的8位8080可以用于MITS Altair 8800(1974),而Zilog的Z-80可以用于Radio Shack的TRS-80(1976);以及苹果(Apple II,1977)和Commodore(PET,1977)生产的用于家用电脑的MOS 6502 8位微处理器。到1981年,16位Intel 8086已被IBM用于PC。IBM于1981年采用Intel微处理器和Microsoft的MS/DOS操作系统,为新的个人计算机类确立了IBM PC或“Wintel”行业标准。因此,简单的程序和应用程序立即迁移到Wintel PC。

微处理器容量的稳步提高导致了小型计算机及其制造公司日益严重的身份危机。1977年,DEC推出了VT-78,保持了PDP-8软件的兼容性,并围绕Intersil 6100 CMOS微处理器构建。1979年推出的摩托罗拉68000微处理器以其32位字长、大地址空间和易于组装成整个计算机系统的软件组件直接冲击了专利微型计算机市场。它为基于Unix的工作站和服务器供电,直到苹果将其并入Macintosh PC(1984年)。(见图7)

图7。摩托罗拉68000系列微处理器的长度不到2.5英寸或62毫米,但方形散热片下计算机芯片的16/32位混合架构使其与经典的小型计算机不相上下。2012年仍在生产中。马克·理查兹版权所有。由计算机历史博物馆提供

然而,基于32位的微处理器也使初创公司能够沿着三条进化路径与现有的小型计算机公司竞争。(见图8)首先,这些是由板级组件组装而成的更便宜的微型计算机;第二,阿波罗公司、SGI公司、太阳微系统公司等公司,既要开拓新市场,又要与minis竞争;第三,可扩展的多处理器计算机。后者提供了更高的性能和更广泛的可用性给用户比定制设计的迷你们和专有架构。

图8。1965年使用集成电路创建的微型计算机导致了三条演化路径,这三条路径表征了一个计算机类的轨迹随时间以对数方式绘制(以1000美元计,未经通货膨胀调整):价格下跌,这允许形成一个新的计算机类(贝尔定律);以不变的价格继续开发集成电路,以提高性能(摩尔定律);以及性能和功能改进,以解决新的用途以及与定价更高的系统的潜在冲突。

经典微型计算机的衰落(1985-1995)

这种多样化的一个结果是,微型计算机行业也发生了演变:从一个与专有架构、TTL实现和专有标准垂直集成的行业,到一个与标准芯片、板、外围设备和操作系统水平分离的行业。帮助定义微型计算机的价格区间,从10000美元到100000美元,也扩大了一个数量级。

虽然到1985年,经典小型机的消亡已经很明显,但公司一直在提供它们,直到20世纪90年代初,这些公司破产或被更精明的竞争对手收购。(见表1)王于1992年宣布破产。康柏于1998年收购了DEC,惠普于2002年收购了康柏。EMC于1999年将Data General转变为数据存储业务。

表1。92家美国小型计算机公司,1968-1985年

除了微处理器之外,其他技术变革通过降低进入计算机设计和生产领域的壁垒,推动了这场产业变革。低成本的模块化封装使得系统可以在设计上花费更少的精力,而更多地关注生产线组装。大约在1986年开发的VME总线处理器、内存和I/O模块只需插入标准的背板。此外,AT&T的UNIX操作系统(OS)的无许可可用性通过提供公司或加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)提供的基本免费操作系统,消除了最重要的软件障碍。因此,任何一个有一个可以将组件插入到一起并加载软件的工作台的人都是一家潜在的计算机公司。因此,经典的微型计算机制造商及其新的竞争对手在商业上进行了演变,以至少在三种方式中的一种适应新技术。

首先,经典mini消亡的根本原因是CMOS微处理器设计比传统用于大型机和mini的双极半导体架构进步更快。大多数公司错误地判断了这种转变。1991年,MIPS计算机系统公司的64位R4000微处理器将1975年的超级计算机处理能力带给了微型计算机的继承者:台式工作站。这些都是20世纪60年代后期台式12位迷你电脑的功能继承者。20世纪90年代中期,DEC对基于CMOS的Alpha体系结构的投资为工作站提供了具有竞争力的微处理器。

其次,1985年标志着引入了多个CMOS微处理器,这些微处理器插入公共总线以进行共享内存访问,从而创建了一个“多处理器”。多计算机的成本和性能比基于单个型号的计算机系列要高。这些可扩展的计算机在同等价格下比minis功能强大得多。一台多功能电脑只需不到10万美元,就可以支持50-100名通过桌面终端连接的用户,在提供更多联网能力的同时,与个人电脑的成本相媲美。至少有六家公司利用了多处理器结构。DEC的VAXcluster是IBM 1990年Sysplex的先驱,也是现在构成云计算的巨大机器集群。

第三,随着定制CMOS、多微处理器体系结构的创建,以及DARPA战略计算计划的刺激,40多家公司响应了为技术应用开发高性能、低成本计算机的号召。少数售价在10万美元至100万美元之间的迷你电脑用于解决更大的问题应用程序和共享使用,因此成为了“超级迷你电脑”或“Crayettes”,反映了他们对西莫·克雷(Seymour Cray)超级计算机类低端产品的关注。尽管Alliant、Ardent、Convex和Stardent交付了大量此类计算机,但没有一家参与的公司持续了十年。

集群和云计算侵蚀了传统的小型机角色和应用程序。1995年,引入了基于Linux的Beowulf Cluster软件,以支持商品计算节点和网络交换机。集群的优势除了能够扩展到预算定义的任何规模外,还包括围绕软件接口进行的标准化。这使得MatLab和Mathematica等高级库和程序以及计算流体动力学、计算化学等系统能够在相对标准的环境中移植和运行。随着2000年代初云计算的出现,用户可以简单地按小时租用任意数量的计算机。

小型计算机公司的收购和破产并不意味着为小型应用程序提供动力的计算机的终结。相反,到1995年,通过专有和独特的体系结构和软件提供的内容在扩展的多处理器或扩展的计算机集群上交付:即云或用户数据中心,使用Intel x86、IBM PowerPC或Sun SPARC计算机,由Windows或UNIX变体操作系统控制。具有讽刺意味的是,IBM成为了微型计算机行业的企业继承人。它创新了一系列中端“Vax杀手”电脑,包括1987年的9370台“超级迷你电脑”和1989年的AS/400系列。(参见图9)后者起源于IBM的System/38和System/36“中档”计算机或小型计算机,并在2008年获得eServer iSeries和System I的支持,后者是用于云计算的高端企业服务器。

图9。IBM办公室员工使用IBM AS/400 Model 10网络的宣传照片,约1989年。由IBM档案馆提供

从大众和媒体的角度来看,2012年历史上最小型计算机的技术接班人是由同名的英国基金会(U.K.foundation)推出的售价35美元、重量1.2盎司的Raspberry Pi电路板微型计算机。为了激励年轻程序员,它运行在一个700 MHz处理器上,内存256MB,在一张信用卡的空间中有六个端口,用于互联网、USB和视听连接。此外,中国制造商正在销售售价74美元、拇指大小的MK802迷你或微型计算机,该微型计算机配有基于Linux的Android操作系统、1.5 GHz处理器、512 MB RAM、多端口以及WiFi天线。Raspberry Pi在爱好者中出乎意料的受欢迎程度表明,一种新的计算机类别已经到来,与高度流行的智能手机不同。

微型计算机定义和课堂贡献

那些从维基百科或其他来源寻求微型计算机定义的人将了解到,它们代表了一类小型计算机,是20世纪60年代中期在第一个集成电路的基础上发展起来的,售价远低于IBM及其直接竞争对手的大型机和中型计算机。他们还将了解到,在英特尔的4004单片机CPU于1971年问世后不久,微型计算机就意味着在成本和性能上介于大型机和微型计算机之间的机器。

这些定义可能满足许多人的需求,但缺乏精确性和细微差别。第一批被称为微型计算机的计算机还有其他独特的功能。例如,它们主要不是为典型的商业和科学任务设计的;相反,它们被设计用于处理相关任务(如纠错)时的过程控制、数据通路切换和通信等功能。同样重要的是,它们主要作为组件销售给原始设备制造商(OEM),然后将其包装成更大的产品销售给最终用户。正是这个过程创造了新市场,并帮助定义了新型计算机。

另一个令人担忧的问题是,使用术语“微型计算机”来支持单片机CPU的发展,以描述“最小的主机计算机和微型计算机”之间的计算机。这些较新的计算机差异很大,在一个完全不同的市场中竞争,它们代表了一种新的计算机类别。我们不太可能说服新一代历史学家和技术作家给这种新型计算机起一个除微型计算机以外的名字;但也许我们可以说服他们将早期的微型计算机称为“经典微型计算机”

通过区分经典微型计算机和新型微型计算机,我们可以阐明技术和市场条件快速变化的重要性。事实上,经典小型机行业的兴衰是贝尔计算机类生灭定律的一个很好的例子。每一个新类别都能以更低的价格获得新技术的支持,从而建立新的用途和新标准,从而形成新的产业。随着时间的推移,这个过程可能会重复,从而淘汰一个行业。因此,到1985年,便宜、功能强大的微处理器组件和标准软件已广泛用于个人计算机、工作站和可扩展的多处理器系统,而经典的小型计算机类基本上已经消失。

本文中提到了经典小型计算机的重要贡献。然而,有必要提醒我们,他们的主要长期贡献是促进整个计算机行业的创新,从而促进其快速增长。

经典的微型计算机作为组件出售给原始设备制造商,为企业提供了机会,为过程控制、制造、工程设计、科学实验、通信系统等创造新的解决方案。最初的微型计算机还开创并创建了大型组织中的部门计算。现在,较小的团体可以购买、安装和维护自己的计算机以用于特定用途。通过这种方式,计算开始从单一、大型中央设施中的操作迁移到基于政府、公司或大学中各个部门定义的功能需求的使用。这为各级提供了灵活性和创新。也许最重要的贡献是方案本身的多样化。最初的微型计算机使更多的人参与编程成为可能,从而提高了软件艺术的创新速度,包括个人计算所需的用户界面的改进。

鸣谢

作者很高兴地感谢彼得·克里斯蒂、谢里丹·福布斯、丹·西维奥雷克、达格·斯派塞的帮助,特别是艾默森·普格和STARS总编辑亚历山大·马贡。他还感谢STARS编辑委员会和一位匿名评审员的评论和建议。

时间表

  • 1956年,Bendix Aviation G-15和Librascope LGP-30台式电脑上市
  • 1960年,CDC 160小型计算机和DEC PDP-1采用晶体管电路
  • 1961年,麻省理工学院为IBM 7094和DEC PDP-1开发了兼容时间共享系统
  • 1962年,麻省理工学院林肯实验室推出LINC作为交互式个人计算机
  • 1964年,计算机控制公司推出DDP-116作为第一台16位微型计算机
  • 1964年,IBM宣布推出System/360,将8位字节作为大型机标准
  • 1965年,IBM推出了16位1130,这是第一台每月租金不到1000美元的计算机
  • 1965年,戈登·摩尔(Gordon Moore)预测半导体芯片密度将增加,后来被称为摩尔定律
  • 1967年,继迷你裙和奥斯汀迷你汽车之后,首次使用“微型计算机”
  • 1969年,Data General的NOVA通过单打印电路板降低了16位处理器的成本
  • 1970年,DEC宣布PDP-11/20;最新型号于1990年推出
  • 1974年,Interdata将其7/32作为第一台用于高性能应用的32位微型计算机销售
  • 1979年,摩托罗拉宣布为UNIX操作系统推出32位68000微处理器
  • 1981年,IBM推出了第一台使用Intel X86和Microsoft MS/DOS的个人电脑
  • 1984年,92家美国小型计算机公司开业;1994年只有7人保持独立
  • 1985年,DEC从市场上撤回PDP-8
  • 1985年,许多公司推出了共享内存多微处理器
  • 1995年,为PC和网络发布Beowulf-Linux集群操作系统

参考文献

历史意义参考

贝尔、C.戈登、罗杰·凯迪、哈罗德·麦克法兰、布鲁斯·德拉吉、詹姆斯·奥劳克林和罗伯特·努南。1970年,“微型计算机的新体系结构:DEC PDP-11”。AFIPS会议记录第36卷(SJCC),第657-75页。

Bell,C.Gordon,[J.]Craig Mudge和John McNamara。1978.计算机工程:硬件系统设计的DEC视图。(马萨诸塞州贝德福德:数字出版社)。

Bell、C.Gordon、Henry B.Burkhardt III、Steven Emmerich、Anthony Anzelmo、Russell Moore、David Shanin、Isaac Nassi和CharléRupp。1985年,“Encore Continuum:一个完整的分布式工作站-多处理器计算环境”。全国计算机会议,AFIPS第54卷,第147-55页。

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进一步阅读参考

贝尔,C.戈登。1984年10月。“小型和微型工业”。计算机17,第10号,第14-30页。

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Nelson、David L.和C.Gordon Bell。1986年,《工作站的演变》。“工作站的发展”

https://ethw.org/里程碑:Apple_Macintosh_Computer

关于作者

戈登·贝尔(Gordon Bell)是微软公司首席研究员,前数字设备公司(Digital Equipment Corporation)副总裁,他在那里领导了第一台迷你和分时计算机的开发。在国家科学基金会的计算机与信息科学工程董事会,他发起了国家研究与教育网络。贝尔广泛发表了关于计算机体系结构、高科技创业公司和生活日志的文章。他是ACM、IEEE、美国艺术与科学院以及美国国家工程与科学院的成员。贝尔先生获得1991年国家技术奖章,是加利福尼亚州计算机历史博物馆的创始受托人。