Как появился микропроцессор
Раньше, когда таких сложных высокотехнологичных изделий, как микросхема, не было и в помине, электрические схемы работали на старых добрых транзисторах, резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности и проч. Если быть точным, то и сейчас основополагающие принципы работы электросхем не изменились, ведь те же микросхемы состоят из транзисторов, резисторов, емкостей - вот только имеют они очень маленький размер и помещаются внутрь корпуса микросхемы. Конкретная электросхема может решать только одну задачу. Такой метод решения называется аппаратной реализацией.
С развитием электроники разработчики пришли к выводу, что гораздо удобнее сделать некое универсальное электронное устройство, способное под воздействием управляющей программы решать разнообразные задачи. В этом случае электронная схема не требует изменения - требуется только изменить программу реализации (содержимое памяти). Такое электронное устройство получило название процессорный элемент, а способ решения задачи - программной реализацией.
Первые процессорные элементы занимали целую плату, затем несколько микросхем, и, наконец, появилась одна микросхема, в которую поместился полностью весь процессорный элемент - так появился микропроцессор.
Кто же стоял у истоков создания микропроцессора? Была в свое время такая себе научная кампания под названием Fairchild Semiconductor. В 1968 году от нее "отпочковались": глава исследовательского подразделения Гордон Мур, разработчик технологических процессов Эндрю Гроув, главный проектировщик Роберт Нойс (получил в 1961 году патент на технологию разработки интегральной схемы), которые организовали фирму INTEL (INTegrater ELectronics) - ныне ведущий флагман микропроцессорной промышленности.
Годом позже, Джерри Сандерс, занимавший пост директора по маркетингу в Fairchild Semiconductor, основал фирму AMD, являющуюся ныне основным конкурентом INTEL.
В 1969 году INTEL получила заказ на разработку микросхем для калькуляторов. В результате была спроектирована универсальная микросхема (процессор), которая заменила большое количество радиодеталей. Инженеры INTEL поняли, что при помощи процессора можно на принципиально новой основе решать многие задачи. Немного усовершенствовав разработанную микросхему, в 1971 году INTEL выпустила первый 4-х разрядный процессор под индексом 4004, который имел на кристалле 2300 транзисторов и мог совершать 60 тысяч операций в секунду. Несколько позже был выпущен 8-ми разрядный процессор 8008, производительность которого была намного выше.
В 1974 году был выпущен микропроцессор i8080 - первый микропроцессор, на котором был построен первый компьютер. Он имел 8-ми разрядную шину данных и 16-ти разрядную шину адреса. Под него была разработана специальная система команд на 256 операций. В "помощь" к i8080 был разработан целый ряд сопутствующих микросхем:
- i8224 - тактовый генератор;
- i8228 - системный контроллер;
- i8251 - программируемый последовательный интерфейс;
- i8253 - программируемый таймер-счетчик;
- i8255 - программируемый параллельный интерфейс;
- i8257 - программируемый контроллер прямого доступа к памяти;
- i8259 - программируемый контроллер прерываний;
- i8271 - программируемый контроллер накопителей на гибких магнитных дисках;
- i8275 - программируемый контроллер ЭЛТ;
- i8279 - программируемый контроллер клавиатуры;
- i8291, i8292, i8293 - программируемые контроллеры для приборного интерфейса.
Позже появился микропроцессор i8085, в который уже были интегрированы некоторые функции дополнительных микросхем (тактовый генератор и системный контроллер). МП i8085 имел всего одно питающее напряжение (вместо трех) и унаследовал ту же систему команд, хотя электрически не был совместим со своим предшественником.
В 1979 году вышел в свет i8086, имевший 16-разрядную внутреннюю и внешнюю шину данных, 20-разрядную адресную шину, была реализована новая система команд. Под i8086 были выпущены дополнительные микросхемы:
- i8284 - тактовый генератор;
- i8288 - контроллер шины;
- i8289 - арбитр шины;
- i8282/83 - 8-разрядные регистры;
- i8286/87 - 8-разрядные буферы;
- i8089 - программируемый процессор ввода-вывода;
- i8087 - математический процессор.
В 1980 году INTEL выпустила i8088 - микропроцессор, который был использован в первых прообразах современных персональных компьютеров - компьютерах IBM PC.
