Кіріспе

Микропроцессордан жасалған орталық процессорға (CPU) ие шағын компьютер – микропроцессордан құралған, салыстырмалы түрде арзан компьютер. Бұл компьютерде жад және кіріс/шығыс (I/O) тізбектері де болады, олар басылған схемалық тақтаға (PCB) орнатылады. Микрокомпьютерлер 1970-ші және 1980-ші жылдары, қуатты микропроцессорлардың пайда болуымен танымал болды. Бұл компьютерлердің алдындағы үлкен машиналар – мейнфреймдер мен миникомпьютерлер, салыстырмалы түрде әлдеқайда ірі және қымбат болды (бірақ бүгінгі таңда IBM System z машиналары сияқты мейнфреймдер өздерінің CPU ретінде бір немесе бірнеше арнайы микропроцессорларды қолданады). Көптеген микрокомпьютерлер (егер пернетақта мен экранмен жабдықталған болса) жеке компьютерлер болып табылады (жалпы мағынада). «Жеке компьютер» термині 1962 жылы, микропроцессорлық құрылымдар пайда болмас бұрын қолданылған. («Жеке компьютер: Компаниялардағы компьютерлер» сілтемесін қараңыз). «Микрокомпьютер» кіріктірілген басқару жүйесі ретінде қолданылса, оның адам оқи алатын кіріс және шығыс құрылғылары болмауы мүмкін. «Жеке компьютер» термині жалпылама мағынада немесе IBM PC-ге үйлесімді машинаны білдіруі мүмкін. «Микро» деген аббревиатура 1970-ші және 1980-ші жылдары жиі қолданылған, бірақ содан бері қолданылуы азайды.

Шығу тегі

Микрокомпьютер термині мини-компьютерлер пайда болғаннан кейін кеңінен қолданысқа енді, бірақ Исаак Азимов бұл терминді 1956 жылы жарияланған «Өлі түн» атты әңгімесінде («The Magazine of Fantasy and Science Fiction» журналында, сол жылдың шілде айында) қолданған. Ең маңыздысы, микрокомпьютер мини-компьютердің процессорын құрайтын көптеген бөлек компоненттерді бір интеграцияланған микропроцессорлық чиппен алмастырды. 1973 жылы француздық Ұлттық агрономиялық зерттеу институты (INRA) ауыл шаруашылығындағы ылғалдылықты өлшейтін компьютер іздеді. Бұл сұранысқа жауап ретінде R2E компьютерлік технология компаниясының француз инженерлері тобы, оның даму басшысы Франсуа Гернельдің жетекшілігімен, алғашқы микропроцессорлық микрокомпьютер – Micral N-ді жасады. Сол жылы компания «микропроцессормен жасалған қатты күйдегі машина» деген мағына беретін «Micro ordinateur» терминімен патент алды. АҚШ-та Altair 8800 сияқты алғашқы үлгілер көбінесе пайдаланушылар өздері құрастыратын жиынтықтар түрінде сатылды және 256 байт жад пен индикаторлар мен қосқыштардан басқа кіріс/шығыс құрылғылары болмады. Бұл мұндай қарапайым құрылғының мүмкіндіктерін көрсету үшін тұжырымдамалық дәлел ретінде пайдалы болды. Микропроцессорлар мен жартылай өткізгіш жад арзандаған сайын микрокомпьютерлер де арзандап, пайдалану оңайырақ болды. 7400 сериясы сияқты арзан логикалық чиптер кілтпе пернесі сияқты жақсартылған пайдаланушы интерфейсін жасауға мүмкіндік берді, бұл бір-бірлеп биттерді ауыстыру қажеттігін жойды. Деректерді сақтау үшін аудиокассеталарды пайдалану құрылғыны қосып-өшірген сайын бағдарламаны қайтадан енгізу қажеттігінен құтқартты. Тек оқуға арналған жад және EPROM түріндегі үлкен арзан кремний логикалық қақпалар массиві микрокомпьютерлерде пайдалы бағдарламаларды және өзін-өзі жүктеуге арналған ядроларды сақтауға мүмкіндік берді. Бұл сақталған бағдарламалар пайдаланушының араласуынсыз сыртқы сақтау құрылғыларынан күрделі бағдарламаларды автоматты түрде жүктеуге мүмкіндік берді, нәтижесінде компьютерлік білімі жоқ адамдардың да пайдалана алатын арзан, дайын жүйе пайда болды. Кездейсоқ сәйкес жад арзан болғандықтан, 40x25 немесе 80x25 мәтіндік дисплей немесе қарапайым теледидардағы блокты түсті графика үшін бейне дисплейді басқарушы кадрлық буферге шамамен 1-2 килобайт жадты арнауға болады. Бұл бұрын мини-компьютерлер мен мейнфреймдерде кең таралған баяу, күрделі және қымбат телетайппириннің орнын басты. Бұл жақсартулардың нәтижесінде 1970-ші жылдардың соңы мен 1980-ші жылдардың басында микрокомпьютерлердің танымалдығы күрт өсті. Көптеген компьютер өндірушілер шағын бизнеске арналған микрокомпьютерлерді жинақтады. 1979 жылға қарай Cromemco, Processor Technology, IMSAI, North Star Computers, Southwest Technical Products Corporation, Ohio Scientific, Altos Computer Systems, Morrow Designs және басқа да көптеген компаниялар есеп, деректер базасын басқару және мәтін өңдеу сияқты бизнес жүйелерін шағын бизнеске жеткізуге арналған жүйелерді өндірді. Бұл шағын бизнеске мини-компьютерді жалға алуға немесе уақытты бөлісу қызметін пайдалануға мүмкіндігі жоқ болса, компьютерді басқару үшін штаттық қызметкерді жалдамай-ақ бизнес функцияларын автоматтандыруға мүмкіндік берді. Бұл дәуірдің өкілді жүйесі S100 шинасын, Intel 8080 немесе Zilog Z80 сияқты 8 биттік процессорды және CP/M немесе MP/M операциялық жүйесін пайдаланған болар еді. Жеке пайдалануға арналған үстел компьютерлерінің қолжетімділігі мен қуатының артуы бағдарламалық жасақтаманы дамытушылардың назарын аударды. Өнеркәсіп дамыған сайын, жеке компьютерлер нарығы DOS және кейіннен Windows жүйесінде жұмыс істейтін IBM PC-ге сәйкес келетін стандарттарға келді. Қазіргі заманғы үстел компьютерлері, бейне ойын консольдары, ноутбуктер, планшеттік компьютерлер және ұялы телефондар, қалталық калькуляторлар және өнеркәсіптік кіріктірілген жүйелер сияқты көптеген түрдегі қол құрылғылары жоғарыда берілген анықтамаға сәйкес микрокомпьютерлердің мысалдары болып саналады.

Терминнің ортақ қолданылуы

2000 жылдардың басына қарай "микрокомпьютер" (әсіресе "микро") деген сөзді күнделікті қолдану 1980-ші жылдардың ортасындағы ең жоғары деңгейінен едәуір төмендеді. Бұл термин ең танымал 8 биттік үй компьютерлерімен (мысалы, Apple II, ZX Spectrum, Commodore 64, BBC Micro және TRS 80) және CP/M негізіндегі шағын бизнес микрокомпьютерлерімен ең көп байланысты. Күнделікті тілде "микрокомпьютер" терминінің орнын "жеке компьютер" немесе "PC" термині басып алды, бұл термин 1959 жылы алғаш рет қолданылды. IBM алдымен IBM PC-ді CP/M негізіндегі микрокомпьютерлерден, сондай-ақ шағын бизнес нарығына бағытталған және IBM-нің өзінің мейнфреймдері мен миникомпьютерлерінен ажырату мақсатында "жеке компьютер" терминін пайдаланды. Бірақ, оны шығарғаннан кейін IBM PC-нің өзі де, термин де кеңінен көшірілді. Компоненттік бөліктер өндірушілерге оңай қолжетімді болды, ал BIOS таза бөлмелік жобалау техникаларын қолданып кері инженерияланды. IBM PC-ге үйлесімді "клондар" кең таралды, ал "жеке компьютер" және әсіресе "PC" терминдері халық арасында, көбінесе DOS (немесе қазіргі уақытта Windows) жүйесімен үйлесімді компьютер үшін қалыптасып қалды.

Сипаттама

Мониторлар, пернетақталар және басқа да кіріс және шығыс құрылғылары біріктірілген немесе бөлек болуы мүмкін. Компьютер жады RAM түрінде және кем дегенде бір басқа, аз ұшқыш жад сақтау құрылғысы әдетте жүйелік шинадағы процессормен (CPU) бір бірлікте біріктіріледі. Толық микрокомпьютер жүйесін құрайтын басқа құрылғыларға батареялар, қуат көзі, пернетақта және адам операторға ақпарат беруге және одан алуға арналған түрлі кіріс/шығыс құрылғылары (принтерлер, мониторлар, адам-машина интерфейсі құрылғылары) жатады. Микрокомпьютерлер бір уақытта бір пайдаланушыға қызмет көрсетуге арналған, бірақ оларды бағдарламалық немесе аппараттық құралдармен бірнеше пайдаланушыға бірден қызмет көрсету үшін өзгертуге болады. Микрокомпьютерлер жұмыс үстелінде немесе астында ыңғайлы орналасады, сондықтан пайдаланушылар оларға оңай қол жеткізе алады. Миникомпьютерлер, мейнфреймдер және суперкомпьютерлер сияқты үлкен компьютерлер үлкен шкафтарды немесе тіпті арнайы бөлмелерді иеленеді. Микрокомпьютерде кем дегенде бір түрдегі дерек сақтау құрылғысы болады, әдетте RAM. Кейбір микрокомпьютерлер (әсіресе ерте 8 биттік үйлік микрокомпьютерлер) RAM-ды ғана пайдаланып жұмыс істесе де, екіншілік жад сақтаудың қандай да бір түрі қажет болады. Үйлік микрокомпьютерлердің алғашқы жылдарында бұл көбінесе деректерді сақтауға арналған кассета болды (көп жағдайда сыртқы құрылым ретінде). Кейіннен екіншілік жад сақтау (әсіресе дискеталар мен қатты дискілер түрінде) микрокомпьютер корпусына орнатылды.

TTL прекурсорлары

Олардың құрамында микропроцессорлар болмаса да, транзисторлық-транзисторлық логика (TTL) негізінде құрылған Hewlett Packard калькуляторлары 1968 жылға дейін микрокомпьютерлерге салыстырарлық бағдарламалау мүмкіндіктеріне ие болды. HP 9100B (1968) моделі шартты (егер) операторлардың қарапайым түрлерін, операторлардың жол нөмірлерін, секіру операторларын (кету), айнымалы ретінде қолданылатын регистрлерді және қарапайым подпрограммаларды қамтыды. Бағдарламалау тілі көп жағынан ассемблер тіліне ұқсас болды. Кейінгі модельдер біртіндеп BASIC бағдарламалау тілін (1971 жылы HP 9830A) қоса алғанда, қосымша мүмкіндіктерді ұсынды. Кейбір модельдерде магниттік таспа сақтағыштары және кішкентай принтерлер болды. Дегенмен, дисплейлер бір уақытта бір ғана жолды көрсетуге шектелді. HP 9100A 1968 жылы Science журналында «жеке компьютер» ретінде жарнамаланды, бірақ бұл жарнама тез арада тоқтатылды. HP оларды «компьютерлер» деп сатуға құлшынбады, себебі сол кезде компьютердің қуатты болуы үшін үлкен болуы керек деген түсінік болды, сондықтан оларды калькуляторлар ретінде сатуға шешім қабылдады. Сонымен қатар, сол кезде адамдар компьютерлерге қарағанда калькуляторларды жиі сатып алатын, ал сатып алу агенттері «калькулятор» терминін артық көретін, өйткені «компьютер» сатып алу үшін қосымша келісімдер қажет болды. 1970 жылы CTC компаниясы жасаған Datapoint 2200 жүйесі де микрокомпьютерлермен салыстыруға болады. Ол микропроцессорды қамтымаса да, оның арнайы TTL процессорының командалар жиынтығы Intel 8008 командалар жиынтығының негізі болды және іс жүзінде жүйе 8008 процессорды қамтығандай жұмыс істейді. Бұл Intel компаниясы Datapoint процессорын әзірлеуге жауапты болғандықтан болды, бірақ ақырында CTC 8008 дизайнын қабылдамады, өйткені оған 20 қолдау микросхемасы қажет болды. Тағы бір ерте жүйе – Kenbak 1, 1971 жылы шығарылды. Datapoint 2200 сияқты, ол микропроцессордың орнына кішкентай интеграцияланған транзистор-транзисторлық логикасын қолданды. Ол білім беру және хобби мақсатында қолдануға арналған құрал ретінде сатылды, бірақ коммерциялық сәттілікке жете алмады; өндіріс енгізілгеннен кейін көп ұзамай тоқтатылды.

Ертедегі микрокомпьютерлер

1972 жылдың соңында Франсуа Гернелл басқарған француз командасы Réalisations & Etudes Electroniques (R2E) атты шағын компанияның құрамында Intel 8008 8 биттік микропроцессор негізінде компьютерді әзірлеп, патент алды. Бұл Micral N 1973 жылдың басында "Micro ordinateur" немесе микрокомпьютер ретінде, негізінен ғылыми зерттеулер мен өндіріс процестерін басқару салаларында сатылды. Келесі екі жылда шамамен жүз Micral N орнатылды, одан кейін Intel 8080 негізінде жаңа нұсқасы пайда болды. Осы аралықта тағы бір француз командасы Alvan-ды жасады – бұл кеңсе жұмысын автоматтандыруға арналған шағын компьютер, ол банктер және басқа да салаларда клиенттер тапты. Алғашқы нұсқа LSI чиптеріне негізделген, Intel 8008 перифериялық құрылғыны басқару үшін (пернетақта, монитор және принтер) қолданылды, ал кейін Zilog Z80 негізгі процессор ретінде қабылданды. 1972 жылдың соңында Билл Пенц басқарған Сакраменто мемлекеттік университетінің командасы мыңдаған науқастардың медициналық жазбаларын өңдеуге қабілетті Sac State 8008 компьютерін құрды. Sac State 8008 Intel 8008 микропроцессорымен жасалған. Ол аппараттық және бағдарламалық компоненттердің толық жиынтығымен жабдықталған: бағдарламаланатын жад чиптерінің сериясында (PROMs) сақталған дискілік операциялық жүйе; 8 килобайт жедел жад; IBM-нің негізгі тілі (BAL); қатты дискі; түсті дисплей; принтер; 150 бит/с жылдамдықтағы тізбектік интерфейс, оның арқылы негізгі компьютерге қосылу мүмкін болды, тіпті әлемдегі алғашқы микрокомпьютердің басқару панелі де болды. 1973 жылдың басында Sord Computer Corporation (қазіргі Toshiba Personal Computer System Corporation) Intel 8008 микропроцессорын қолданған SMP80/08 жобасын аяқтады. Дегенмен, SMP80/08 коммерциялық өнім ретінде шығарылмады. 1974 жылдың сәуір айында алғашқы жалпы мақсаттағы микропроцессор Intel 8080 жарияланғаннан кейін, Sord 1974 жылдың мамыр айында 8080 микропроцессорын қолданған алғашқы микрокомпьютер SMP80/x-ты таныстырды. Көбінесе алғашқы микрокомпьютерлер шамдары мен қосқыштары бар қарапайым құрылғылар болды; оларды бағдарламалау және пайдалану үшін екілік сандар мен машина тілін білу қажет еді (Datapoint 2200 ерекше жағдай болды, ол монитор, пернетақта және таспа мен дискілік жетектерге негізделген қазіргі заманғы дизайнға ие болды). "Қосқыштармен жабдықталған қораптар" типіндегі алғашқы микрокомпьютерлердің ішінде MITS Altair 8800 (1975) ең танымал болды. Осы қарапайым, алғашқы микрокомпьютерлердің көпшілігі электрондық жиынтықтар ретінде сатылды – сатып алушы жүйені пайдалануға дейін құрастыруға тиіс бөлшектерге толы қаптар. 1971-1976 жылдар аралығындағы кезең кейде микрокомпьютерлердің бірінші буыны деп аталады. DEC, National Semiconductor, Texas Instruments сияқты көптеген компаниялар терминалдарды басқару, перифериялық құрылғылармен байланыс және өнеркәсіптік машиналарды басқару үшін өздерінің микрокомпьютерлерін ұсынды. Сондай-ақ инженерлік әзірлемелер мен хоббимен айналысатын жеке пайдалануға арналған машиналар да болды. 1975 жылы Processor Technology SOL 20 құрылғысы жасалды, ол компьютер жүйесінің барлық бөліктерін қамтитын бір тақтан тұрды. SOL 20 құрылғысында EPROM бағдарламалық жасақтамасы орнатылған, ол көптеген қосқыштар мен шамдардың қажеттілігін жойды. Жоғарыда айтылған MITS Altair хоббистердің қызығушылығын оятуда маңызды рөл атқарды, бұл өз кезегінде Microsoft және Apple Computer сияқты көптеген танымал жеке компьютерлік жабдықтар мен бағдарламалық қамтамасыз ету компанияларының құрылуына және табысына әкелді. Altair өзі коммерциялық жағынан үлкен сәттілікке жетпесе де, ол үлкен өнеркәсіптің дамуына ықпал етті.

Үй компьютерлері

1977 жылға қарай, тұтыну тауарлары ретінде екінші буын микрокомпьютерлердің, яғни үй компьютерлерінің пайда болуы, оларды алдыңғы нұсқаларымен салыстырғанда пайдалануды едәуір оңайлатты, себебі алдыңғыларының жұмыс істеуі көбінесе практикалық электроника саласын жақсы білуді қажет етті. Мониторға (экранға) немесе теледидарға қосылу мүмкіндігі мәтін мен сандарды көру арқылы өңдеуге мүмкіндік берді. BASIC тілі, машина тілінен оқуға және қолдануға оңай болғандықтан, стандартты мүмкіндікке айналды. Бұл мүмкіндіктер бұрыннан мини-компьютерлерде де болған, олармен көптеген хоббистер мен алғашқы өндірушілер таныс еді. 1979 жылы VisiCalc электрондық кестесінің (алғашқыда Apple II үшін) іске қосылуы микрокомпьютерді компьютерге құмар адамдардың хоббиінен бизнес құралына айналдырды. 1981 жылы IBM компаниясының IBM PC-ін шығарғаннан кейін, «жеке компьютер» термині IBM PC архитектурасына (PC-мен үйлесімді) сәйкес келетін микрокомпьютерлерді білдіретіндей болып қалыптасты.