大学计算机基础
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1.1.4 微型计算机的发展

1.牛郎星微机Altair 8800

微型计算机(Microcomputer,简称微机)的研制起始于20世纪70年代。早期微机产品有Kenbak公司1971年推出的Kenbak-1,这台微机没有微处理器,也没有操作系统。1973年推出的Micral-N微机是第一台采用微处理器(Intel 8008)的商用微机,它同样没有操作系统,而且销量极少。1975年推出的Altair 8800(牛郎星)微机是第一台现代意义上的通用型微机。如图1-10所示,最初的Altair 8800微机包括:一个Intel 8080微处理器、256B存储器(后来增加为4KB)、一个电源、一个机箱和有大量开关和显示灯的面板。Altair 8800微机当时的市场售价为375美元,与当时的大型计算机相比较,它非常便宜。

图1-10 Altair 8800微机(1975年)

牛郎星微机发明人爱德华·罗伯茨(Edward Roberts,1942—,美国)是美国业余计算机爱好者,他拥有电子工程学位。早期的牛郎星微机非常简陋,既无输入数据的键盘,也没有输出计算结果的显示器。插上电源后,使用者需要用手拨动面板上的开关,将二进制数“0”或“1”输进机器。计算完成后,面板上的几排小灯泡忽明忽灭,用发出的灯光信号表示计算结果。

牛郎星完全无法与当时的IBM 360、PDP-8等大型计算机相比,更像是一台简陋的游戏机,它只能勉强算是一台微型计算机。现在看来,正是这台简陋的Altair 8800微机,掀起了一场改变整个计算机世界的革命。它的一些设计思想直到今天也具有重要的指导意义,例如:开放式设计思想(如开放系统结构、开放外设总线等)、微型化设计方法(如追求产品的短小轻薄)、OEM生产方式(如部件定制、贴牌生产等)、硬件与软件分离的经营模式(早期计算机硬件和软件由同一厂商设计)、保证易用性(如非专业人员使用、DIY)等。牛郎星的发明造就了一个完整的微机工业体系,并带动了一批软件开发商(如微软公司)和硬件开发商(如苹果公司)的成长。

2.苹果微机Apple II

1976年,青年计算机爱好者斯蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)和斯蒂夫·沃森(Steve Wozniak)凭借1300美元,在家庭汽车库里开发出了Apple I(苹果)微型计算机。1977年,乔布斯推出了经典机型Apple II(见图1-11)。这台机器在当时的市场大受欢迎,计算机从此进入了发展史上的黄金时代。

图1-11 Apple II微机(1977年)和苹果Macintosh微机(1984年)

Apple II微机采用摩托罗拉(Motorola)公司M6502芯片作为CPU,整数加法运算速度为50万次/s。它有4KB动态随机存储器(DRAM)、16KB只读存储器(ROM)、8个插槽主板、1个键盘、1台显示器,以及固化在ROM芯片中的BASIC语言,售价为1300美元。Apple II微机风靡一时,成为当时市场上的主流微机。1978年苹果公司股票上市,3周内股票价格达到17.9美元,股票总值超过了当时的福特汽车公司,成为当时最成功的公司。

3.个人计算机IBM PC 5150

微机发展初期,大型计算机公司对它不屑一顾,认为那只是计算机爱好者的玩具而已。但是苹果公司的Apple II微机在市场取得了极大成功,以及由此而引发的巨大经济利益,引起了大型计算机公司的高度重视。

1981年8月,IBM公司推出了第一台16位个人计算机IBM PC 5150(见图1-12)。IBM公司将这台计算机命名为PC(Personal Computer,个人计算机)。现在PC已经成为计算机的代名词。微机终于突破了只为个人计算机爱好者使用的状况,迅速普及到工程技术领域和商业领域。

图1-12 IBM PC 5150微机和主板(1981年)

IBM PC微机继承了开放式系统的设计思想,IBM公司公开了除BIOS(基本输入/输出系统)之外的全部技术资料,并通过分销商传递给最终用户,这一开放措施极大地促进了微机的发展。第一台IBM PC微机还采用了总线扩充技术,并且IBM公司放弃了总线专利权。这意味着其他公司也可以生产同样总线的微机,这给兼容机的发展开辟了巨大的空间。

进入20世纪90年代后,每当英特尔公司推出新型CPU产品时,马上会有新型PC推出。第一台PC与目前PC的性能比较如表1-1所示。PC在过去30多年里发生了许多重大变化。

表1-1 第一台PC与目前PC的性能比较

通过表1-1可以看出,目前的微机与IBM PC 5150比较,CPU的工作频率提高了790倍,内存容量提高了9.3万倍,外存容量提高了1.2万倍,价格降低了35%左右。微机在性能上得到了极大的提高,功能越来越强大,应用涉及各个领域。统计资料表明,微机自20世纪70年代问世以来,至今已售出20亿台左右。其中75%用于办公,25%用于个人用途,台式机占了81.5%。根据国家统计局统计数据表明,2012年中国计算机产量达到了3.54亿台,占全球计算机产量的比例达到了80%以上。