1.4. Четвёртое поколение (с 1980 года по наши дни):
персональные компьютеры
Революционным событием в развитии компьютерной технологии четвёртого поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных схем и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали строиться на основе микропроцессоров. [11, c.57]
В начале 80-х корпорация IBM разработала IBM PC (Personal Computer – персональный компьютер) и начала искать для него программное обеспечение. Сотрудники IBM связались с Биллом Гейтсом, чтобы получить лицензию на право использование его интерпретатора языка BASIC. Вскоре IBM снова обратилась к Гейтсу с просьбой обеспечить её операционной системой. Гейтс выяснил, что у местного производителя компьютеров, Seattle Computer Products, есть подходящая операционная система DOS (Disk Operating System – дисковая операционная система). Он направился в эту компанию с предложением выкупить DOS (предположительно за $50 000), которое компания Seattle Computer Products с готовностью приняла.
Затем Гейтс создал пакет программ DOS/BASIC, и пакет был выкуплен IBM. Когда корпорация IBM захотела некоторых усовершенствований в программе, Билл Гейтс пригласил для этой работы Тима Паттерсона, человека, написавшего DOS, ставшим первым служащим компании Гейтса Microsoft. Видоизменённая система была переименована в MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) и быстро заняла доминирующее положение на рынке IBM PC. Самым важным оказалось решение Гейтса продать MS-DOS компьютерным компаниям для установки вместе с их оборудованием. [4, c.62]
Когда в 1983 году появился компьютер IBM PC/AT с центральным процессором Intel 80286, система MS-DOS уже «прочно стояла на ногах», а CP/M доживала свои последние дни. Позже система MS-DOS широко использовалась на компьютерах с процессором 80386 и 80486. Хотя первоначальная версия MS-DOS была довольно примитивна, последующие версии системы выходили со всё лучшими разработанными свойствами, включая многое, позаимствованное от UNIX. [6, c.97]
В 1985 году появился 32-разрядный процессор Intel 80386. Он содержал 275 тыс. транзисторов и выполнял более 5 млн. операций в секунду. Следующим из семейства Intel стал процессор 486, появившийся в 1989 году. Этот процессор содержал уже 1,2 млн. транзисторов и первый встроенный сопроцессор. Он работал в 50 раз быстрее процессора 4004. В 1993 году Intel представила первый процессор Pentium, производительность которого выросла в пять раз по сравнению с семейством Intel 486. Процессор семейства Р6, называемый Pentium Pro появился на свет в 1995 году. Он являлся первым процессором, кэш-память второго уровня которого была размещена прямо в кристалле. В мае 1997 года компания Intel пересмотрела архитектуру Р6 и представила процессор Pentium II. В апреле 1998 года семейство Pentium II пополнилось дешёвым процессором Celeron используемый в домашних ПК, и профессиональным процессором Pentium Xeo, предназначенный для серверов и рабочих станций.
В то время как процессор Pentium стремительно занимал доминирующее положение на рынке, AMD приобрела компанию NexGen, работавшую над процессором Nx686. В результате слияния компаний появился процессор AMD К6. Этот процессор, как в аппаратном, так и программном отношении совместим с процессором Pentium. [6, c.44]
CP/M, MS-DOS и другие операционные системы для первых микрокомпьютеров полностью основывались на вводе команд с клавиатуры. Затем в 60-е годы Дагом Энгельбартом был изобретён графический интерфейс пользователя (GUI – Graphical User Interface), состоящий из окон, значков, различных меню и мыши. Эту идею переняли разработчики из Xerox PARC и встроили в сконструированные ими машины. Тогда Джобс приступил к созданию Apple с графическим интерфейсом. Это привело к проекту Lisa, который был слишком дорог и потерпел коммерческую неудачу. Вторая попытка Джобса, Apple Macintosh, имела огромный успех, потому что на нём работал дружественный интерфейс, то есть предназначенный для пользователей, ничего не знающих о компьютерах и, более того, вовсе не желающих чему-либо учиться. [5, c.18]
Когда корпорация Microsoft решила создать приемника MS-DOS, она находилась полностью под влиянием успехов компании Macintosh. Была разработана система, получившая название Windows, базой для которой послужил GUI. Система Windows первоначально работала поверх MS-DOS (то есть это была скорее оболочка, чем настоящая операционная система). На протяжении 10 лет, с 1985 по 1995 год, система Windows исполняла роль графической среды поверх MS-DOS. Однако в 1995 году вышла в свет автономная версия Windows 95. Она включала в себя множество особенностей операционной системы MS-DOS, но только для загрузки и выполнения старых программ. [1, c.44]
В 1998 году была выпущена слегка изменённая версия этой системы, получившая название Windows 98. Тем не менее Windows 95, и Windows 98 всё ещё содержат большое количество программ 16-разрядного ассемблера Intel.
Другой операционной системой Microsoft стала Windows NT (NT означает New Technology), которая на определённом уровне совместима с Windows 95, но её ядро написано полностью заново. Это целиком 32-разрядная система. Дэвид Катлер, главный разработчик Windows NT, была также одним из создателей операционной системы VMS для компании VAX, поэтому некоторые идеи системы VMS присутствуют в NT. Корпорация Microsoft ожидала, что первая версия NT вытесни MS-DOS и все другие версии Windows, так как это была система, намного превосходящая предыдущие, но надежда не оправдалась. И только система Windows NT 4.0 наконец-то удалось получить относительно широкое распределение, особенно в корпоративных сетях. Версия Windows NT 5.0 была переименована в Windows 2000 в начале 1999 года. Она должна была стать приемником Windows 98, и Windows NT 4.0. Но этому также не было суждено случиться, поэтому корпорация Microsoft выпустила ещё одну версию Windows 98, названную Microsoft Me (Millennium edition – выпуск тысячелетия). [5, c.21]
В 1999 году AMD представила процессор Athlon, который ей позволил конкурировать с Intel на рынке высокоскоростных настольных ПК практически на равных. Следующий, 2000 год ознаменовался появлением на рынке новых разработок этих компаний. Так, например, AMD впервые представила процессоры Athlon Thunderbird и Duron. Процессор Duron – идентичен процессору Athlon и отличается от него только машинный объёмом кэш-памяти второго уровня; Thunderbird – использует интегрированную кэш-память, что позволяет значительно повысить его быстродействие.
Компания Intel в 2000 году представила Pentium 4, а так же анонсировала процессор Itanium, который стал первым представителем 64-разрядных процессоров Intel. Благодаря этому процессору в недалёком будующем появятся совершенно новые операционные системы и приложения, которые, тем не менее, будут совместимы с 32-разрядным прграммным обеспечением. [7, c.145]
В 2000 году произошло ещё одно знаменитое событие, имеющее историческое значение: компании Intel и AMD преодолели барьер в 1 ГГц.
В 2001 году Intel представила новую версию процессора Pentium 4 с рабочей частотой 2 ГГц. Кроме этого, компанией AMD был представлен процессор Athlon ХР. [6, c.45] Так же, 2001 появилась версия Windows NT 5.1, которая стала продаваться под названием MS Windows XP и постепенно благодаря резкому скачку производительности компьютеров и еще тому, что под новое железо производители стали выпускать драйвера совместимые только с MS Windows XP и не подходящие для MS Windows 98. [2, c.21]
В 2002 году Intel представила процессор Pentium 4, впервые достигший рабочей частоты 3,06 ГГц. Последующие за ним процессоры будут также поддерживать технологию Huper-Threading (HТ), благодаря которой компьютер с одним процессором превращается в виртуальную двухпроцессорную систему. Одновременное выполнение двух потоков приложений даёт для процессоров с технологией НТ прирост производительности 25-40% по сравнению с обычными процессорами Pentium 4. Данная технология совместима с Windows XP Номе Edition, которая не поддерживает обычные двухпроцессорные платы. [2, c.24]
В 2003 году AMD выпустила первый 64-разрядный процессор Athlon 64 (К8). В отличие от серверных 64-разрядных процессоров Intel – Itanium и Itanium 2, оптимизированных для новой 64-разрядной архитектуры программных систем и довольно медленно работающих с традиционными 32-разрядными программами, Athlon 64 воплощает в себе 64-разрядное расширение семейства х86, представителями которого являются более ранние процессоры Athlon, Pentium 4 и др. Поэтому Athlon 64 выполняет 32-разрядные приложения также эффективно, как и 64-разрядные. Intel ответила выпуском Pentium Extreme Edition – первого процессора для потребительского рынка, оснащённого кэш-памятью третьего уровня L3 объёмом 2 Мбайт, что отразилось не только на производительности, но и на количестве транзисторов. [7, c.147]
Стремительная эволюция компьютеров а, в частности процессоров превзошла все ожидания пользователей на момент выхода Vista в 2007 году. Операционная система Vista казалась медленной, это стало очевидно не только пользователям, но и самим разработчикам из Microsoft. Быстрое развитие виртуализации и огромный рост популярности многоядерных процессоров привела к тому, что Vista должна была управлять системами, общее количество ядер в которых превышало 64.
Причина краха столь нашумевшей операционной системы Windows Vista было несколько. Во-первых, вопреки длительного тестирования беты-версии, Vista оказалась не только несовместимой с приложениями и драйверами разработанными для ранних версий Windows, но и менее стабильной своего предшественника Windows XP. Большинству пользователей сразу пришлось столкнуться с проблемой несовместимости операционной системы с аппаратным обеспечением и постоянными проблемами связанными со сбоями в системе. Немногим позднее компания Microsoft опубликовала список приложений несовместимых с новой операционной системой. В список вошли многие известные антивирусы и фаерволы.