Historie počítačů IX. – konec hardwaru

0

Počítačové čtvrtohory a disketa na A4

Integrované obvody v šedesátých letech ukázaly potenciál pro osobní počítače. Přestože někteří stále pochybovali o smysluplnosti jejich využití, rozšíření do domácností už bylo na spadnutí. Vývoj v sedmdesátých letech dal za pravdu optimistům.

Počítačové čtvrtohory

Na konci šedesátých let se vývoj integrovaných obvodů přehoupl do další fáze: k mikroprocesorům. Nešlo ani tak o kvalitativní, jako kvantitativní změnu. Vylepšená technologie výroby integrovaných obvodů umožnila miniaturizovat součástky natolik, že se všechny funkce procesoru (CPU) vešly na jeden integrovaný obvod neboli čip. Tradiční řazení počítačů do generací nicméně označilo počítače, postavené na mikroprocesorech, za další – v pořadí už čtvrtou – generaci. Ta je aktuální dodnes. Přes mnohanásobné zvyšování výkonu se architektura dnešních strojů v zásadních rysech neliší od architektury počítačů z počátku sedmdesátých let.

Mikroprocesor byl vynalezen třikrát nezávisle na sobě. O prvním vynálezci se nic nevědělo až do roku 1997, kdy směla být zveřejněna utajovaná data. Jeho autorem byla laboratoř AiResearch a odběratelem letectvo spojených států. Tyto (zřejmě úplně první) mikroprocesory sloužily od roku 1970 ve stíhačkách F-14 Tomcat. Dodnes se o nich bohužel příliš neví, souboj o veřejné prvenství proto svedly dvě civilní firmy.

První je, jak jinak, společnost Texas Instruments, druhou, jak jinak, Intel. Podle dnešního téměř monopolního postavení Intelu na trhu s mikroprocesory se zdá zřejmé, kdo vyhrál. Ve skutečnosti tomu bylo přesně naopak: patent na mikroprocesor získala za svůj TMS 1000 firma Texas Instruments. První čtyřbitový mikročip se na trhu objevil 17. září 1971 a stal se základem prvních kalkulaček.

O dva měsíce později se pochlapil i Intel. Legendární předchůdce současných mikročipů nesl označení 4004 a jeho sběrnice pracovala také na čtyřech bitech. Technologie křemíkové brány na deseti mikrometrech umožňovala integraci 2 250 tranzistorů, které dovedly zpracovat 92 tisíc instrukcí za sekundu na frekvenci 740 kHz. Intel ovšem za každý vyrobený kus musel platit desátky vlastníkovi patentu, Texas Instruments.

i4004

Mikroprocesor i4004, úplně první mikročip od Intelu

Intel vs. amatéři

Mikroprocesor 4004 měl oproti svým předchůdcům jednu obrovskou výhodu: programovatelnost. Zatímco jeho předchůdci museli být už ve výrobě připraveni pro další účel, čtyřitisícečtyřka mohla být naprogramována později. Díky tomu se od tohoto okamžiku začala elektronika šířit do dříve mechanických oblastí; mikroprocesor našel uplatnění v řídících jednotkách automobilů i televizí. Hlavní větev vývoje procesorů následovala model 4004 od Intelu. Během tří let následoval model 4040 a mikroprocesory druhé generace 8008 a 8080. Ty už pracovaly s osmibitovou sběrnicí, druhý z nich na tehdy ďábelské frekvenci 2 MHz.

Na mikroprocesoru Intel 8080 byl v roce 1975 postaven první úspěšný mikropočítač, Altair 8800. Cena jednoho sestaveného stroje dosahovala asi 600 dolarů, další periferie a paměťové moduly mohly cenu vyhnat až na několik tisíc. Jeho současník Intellek-8, podobný designem i výkonem, stál ve stejné době 10 tisíc. Původní plán designérů Altairu, prodat tisícovku počítačů, byl i díky tomuto propastnému rozdílu překonán během prvního měsíce. Napůl amatérskou skládačku, dostupnou široké vrstvě uživatelů, nakonec koupilo několik desítek tisíc lidí.

Altair

Altair 8800, první úspěšný domácí mikropočítač…


  …a jeho vnitřnosti. Nápadně podobné vnitřnostem současných počítačů.

Disketa na A4

Rozvoj osobních počítačů by nebyl možný bez současného rozvoje pamětí. V průběhu sedmdesátých a osmdesátých let našly oba hlavní typy pamětí svého nástupce: místo bubnové paměti se začal prosazovat pevný disk, děrnou pásku nahradila magnetická páska. Tím získala obrysy budoucí podoba vnitřní i vnější paměti.

Hned v roce 1971 se objevil další typ paměti, disketa. První model, vyvinutý v IBM, měřil 8 krát 8 palců (20 cm) a udržel 80 kB informací. I přes svůj gigantický formát se stala velmi populární; na vývoji dalších prototypů se podílelo několik dalších firem a její kapacita postupně dosáhla až 1,2 MB. Ve stejné době (rok 1976) už ale fungovala i 5¼ palcová disketa, v roce 1982 dokonce 3½ disketa. Používaly se i dvoupalcové, třípalcové, a další diskety. Shodou okolností a obchodních tlaků vyhrál rozměr 3½ palce. Jen pro zajímavost – 3½ palcové diskety z roku 1997 mají kapacitu 1,44 MB, dnešní paměťové karty o velikosti nehtu až 64 GB.

Pevné disky začaly hýbat trhem v roce 1979. Ne že by neexistovaly dříve, ale většinou šlo o osmipalcové platformy, které ke svému provozu potřebovaly příliš mnoho prostoru, třífázovou zásuvku a podobné speciality. První rozumně použitelný pevný disk, vyvinutý společností Seagate, měl kapacitu 5 MB a používal slot pro 5½ palcovou mechaniku.

Magnetická páska jako záznamové médium se uplatňovala od roku 1984. Oproti disketě nebo pevnému disku má dvě nevýhody: je pomalejší a používá sekvenční přístup – pokud se potřebujete dostat k určitým datům, musíte přetočit pásku až na místo určení. Naopak velkou výhodou je nízká cena za data a možnost použít klasickou audiokazetu.

Poslední velké médium, které vzniklo v devadesátých letech, je cédéčko. Pro hudební záznam byl kompaktní disk objeven v roce 1982, hned o rok později se na něj podařilo naroubovat i záznam dat. Kapacita 550 MB tehdy představovala závratné množství. Nevýhodou bylo malé množství schopných čteček a také nemožnost opakovaného zápisu. Přepisovatelný disk se objevil až mnohem později.

8inch floppy

První diskety měly na šířku dvacet centimetrů. Úměrně tomu vypadala mechanika

Osmibity, hry a IBM PC

Gotta? Raději hry!

Úspěch Altairu z poloviny sedmdesátých let inspiroval mnoho ziskuchtivých firem a rozvoj nových značek počítačů nebral konce. Od roku 1976 do poloviny osmdesátých let přišel na svět Apple, Atari, IBM PC, Sinclair, Commodore, u nás IQ 151, PMD 85 a Didaktik Gama.

Období osmdesátých let bylo pro počítače klíčové. Zaznamenaly obrovský boom – dostaly se do kanceláří i domácností. Začaly se používat pro práci i pro zábavu stejným způsobem jako dnes.

Osmdesátá léta byla také svědkem politického usmiřování Západu a Východu. Díky tomu se konečně začaly stejné trendy projevovat v obou mocenských blocích, i když na východě s určitým zpožděním a menší intenzitou. K usmíření obou bloků přispěly i herní konzole: americké Atari a Commodore i britské ZX Spektrum sjednotily první herní fanoušky napříč politikou. V Československu byly k dostání jen v Tuzexu; na spoustu z nich si jejich budoucí majitelé dlouho šetřili drahocenné západoněmecké marky. Jednoduší bylo sehnat jejich české klony, jako Didaktik Gama.

ZX Spectrum

Originální britský osmibitový počítač Sinclair ZX Spectrum

Zároveň s herními počítači začalo kvést herní pirátství. Většina her totiž byla nahrána na magnetických páskách, ne jednu devadesátku se vešla cca stovka her. Oficiální distribuční kanály byly, zejména na Východě, zcela nedostupné. Pirátské kopírování bylo navíc zpočátku výbornou reklamou pro herní průmysl. Jeho tvrdé potírání se objevilo až později, v souvislosti s nasyceným herním trhem.

Většina herních konzolí byla v této době vybavena některou variantou jednoduchého programovacího jazyka Basic. Díky tomu se v této době rozšířilo i programování, začaly vznikat kluby programátorských nadšenců. Někteří programátoři podomácku vyvíjeli první amatérské (často textové) hry, jiní se okamžitě pustili do ladění programů pro vedení účetnictví nebo firemních databází. I u nás se na konci osmdesátých let objevili nadšenci, kteří nastartovali vývoj českých her, například „geniální dítě“ František Fuka.

Herní konzole používaly víceméně moderní architekturu – byly navrženy jako jednotlivé moduly, připojené k základní desce s čipsetem a sběrnicemi pro připojení dalších zařízení, jako je grafická nebo zvuková karta.

IBM válcuje

Vedle herních konzolí se od počátku osmdesátých let vyvíjela druhá linie, určená spíš pro kancelářskou práci. V roce 1981 představila firma IBM svůj osobní počítač PC s operačním systémem MS-DOS. Procesor 8088 běžel na frekvenci 4,77 MHz.

IBM PC

Slavný pradědeček současných počítačů: IBM PC.

V té době vládlo na Západě Atari, Commodore a Apple II. Firmě IBM se v segmentu domácích počítačů příliš nedařilo, zaspala vývoj a nabízela dosud pouze drahé stroje, určené větším firmám a vědeckým institucím. Rozhodla se proto dát dohromady model IBM PC velmi spěšně: většina dílů nepocházela z jejich vlastního vývoje, šlo o směs všeho dobrého, co zrovna bylo na trhu.

Počítač IBM PC ovšem zaznamenal obrovský komerční úspěch. Byl způsoben dvěma faktory: zpočátku otevřenou specifikací, která umožňovala zkopírovat IBM prakticky libovolné firmě, která měla co do činění s hardwarem, a relativně nízká cena. Nejlevnější konfigurace byla k dostání za 1 500 dolarů, méně než desetinu ceny předchozího modelu.

Firma IBM později otevřenost architektury omezila. Cesta k dominanci IBM PC ale už v tomto bodě byla zřejmá. Potvrdily ji i následující modely, IBM XT (1982) a IBM AT (1984) s procesorem 80286. V roce 1985 dominanci této architektury ještě potvrdila firma Microsoft, která pro operační systém MS-DOS vyvinula grafické rozhraní Windows.

Jak souboj IBM PC s ostatními značkami dopadl, můžete vidět dnes. Architektura x86 má dominantní postavení na trhu, nesměle jí sekunduje pouze Apple.

Windows 1.0

Windows 1.0 z roku 1985.

Co dál?

Na počátku devadesátých let historie toho podstatného, co se stalo ve sféře hardwaru, v podstatě končí. Dál už bychom pouze sledovali inovace jedné architektury, vycházející většinou od jedné firmy. Také karty v bitvě o softwarový základ, tedy operační systém, jsou v této době už rozdané.

Od poloviny devadesátých let se v počítačovém světě soupeří ještě na dalším poli – mezi internetovými službami. Boj se tak od fyzické oblasti, tedy hardwaru, přesunul do zcela virtuální sféry. Krabice a záznamová média jsou stále méně podstatným článkem. Dnes představují jakési nutné „podhoubí“ pro běžnou komunikaci.

Mezníky na poli hardwaru se zatím zdají být v nedohlednu. Podařilo se sice vyvinout některé základní součástky pro optické počítače, jejich nástup ale nelze očekávat před rokem 2020. Výzkum kvantových počítačů je ještě o stupeň opožděný. Zajímavá je i technologie biologických počítačů, postavená na práci s DNA. O těch už bude náš nový seriál, Budoucnost počítačů.

První notebook

Úplně první přenosný počítač se na trhu objevil v roce 1981. Po designérovi Adamu Osbornovi nesl název Osborne I. Neměl ještě tvar aktovky, šlo o pouzdro ve tvaru kvádru o hmotnosti 12 kg. Displej měl pět palců, ve vnitřnostech se ukrývalo 64 kB paměti a dvě mechaniky pro 5½ palcový disk. K počítači patřil i modem. Celý komplet byl k dostání za příjemných 1 800 dolarů.

 

Časová osa:

1970 – nezávisle na sobě třikrát vynalezen mikročip (AiResearch, Texas Instruments, Intel, USA)

1971 – Vynalezena disketa (IBM, USA)

197 5- úspěšný mikropočítač Altair 8800 (MITS, USA)

1976 – První Apple (Steve Wozniak, USA)

1979 – V síti Xeroxu objeven první „červ“ (USA)

1979 – První herní mikropočítače, Atari 400 a 800 (USA)

1980 – První pevný disk, určený pro mikropočítače (Seagate, USA)

1981 – Počátek moderní architektury, počítač IBM PC (USA)

1981 – První přenosný počítač, Osborne I (Adam Osborne, USA)

1982 – Časopis Time zvolil osobností roku počítač (USA)

1983 – Z hudebního CD vzniklo datové CD

1984 – V novele Neuromancer vize kybernetické budoucnosti – cyberspace (William Gibson, USA)

1984 – Magnetická páska jako externí datové medium (IBM, USA)

1985 – Windows 1.0 pro platformu IBM (Microsoft, USA)

1986 – Vzniká animační studio Pixar (USA)

1990 – Vzniká služba internetu WWW (Tim Berners-Lee, USA)

1990 – Windows 3.0, první úspěšná verze (Microsoft, USA)

1993 – První použitelný grafický prohlížeč webu Mosaic (Andressen, Bina, USA)

Článek vyšel v časopisu Extra PC 3/09, v němž jste mohli počítačovou historii pravidelně sledovat s „časovým předstihem“

Extra PC

Na serveru ExtraHardware dříve vyšly tyto články o historii počítačů:

Historie počítačů I. – počítačový pravěk
Historie počítačů II. – železní hrdinové doby
Historie počítačů III. – spojení křížovkáři
Historie počítačů IV. poválečná generace
Historie počítačů V. – nenápadný půvad tranzistoru
Historie počítačů VI. – Roboti za Kennedyho
Historie počítačů VII. – Integrovaná generace
Historie počítačů VIII. – Na Východě klid

Historie počítačů IX. – konec hardwaru

Ohodnoťte tento článek!