Микро компьютер

1971 онд АНУ-ын Intel компани Intel-4004 гэсэн анхны микропроцессорыг үйлдвэрлэснээр компьютерын шинжлэх ухаанд нэгэн шинэ үеийг эхлүүлсэн. Микропроцессор (microprocessor) бол овор хэмжээний хувьд тун бага боловч асар өндөр түвшинд интегралчлагдсан логик электрон схем юм. Ийм схемийг микросхем буюу чип (chip) гэдэг. Физик бүтцийн хувьд микропроцессорын чип нь өөртөө асар олон тооны транзистор (transistor) хэмээх хагас дамжуулагч элементийг агуулсан хэдхэн см² талбай бүхий цахиурын (silicon) талст байдаг. Микропроцессор бүхий компьютерыг микрокомпьютер (microcomputer) гэдэг. Өнөөдөр хамгийн түгээмэл хэрэглэгдэж буй микрокомпьютер бол персонал компьютер (personal computer - PC) юм. Персонал компьютерын микропроцессорын чипийг төв үйлдлийн нэгж буюу central processing unit (CPU) гэдэг. PC-ийн үйлдэл гүйцэтгэх хурд, мэдээлэл хадгалах багтаамж зэрэг нь өнөөдөр байнга л өсөн нэмэгдэж байна. Тиймээс түүний хэрэглээ ч гэсэн улам ихээр нэмэгдэж байгаа. PC-д зориулсан олон төрлийн үйлдлийн системүүд байна. Олон төрөл зориулалтын програм хангамжууд PC дээр ашиглагдаж байна.

Микрокомпьютер бол овор хэмжээний хувьд жижиг, харьцангуй хямд, төв удирдах төхөөрөмж бүхий микропроцессыг агуулсан компьютер юм. Энэ нь микропроцессор, санах ой болон дан чипэнд холбогдсон хамгийн бага хэмжээтэй орох/гарах цахилгаан хэлхээнүүдээс бүрдэнэ. Микрокомпьютер нь 1970-аас 1980-аад онд микропроцессорууд улам хүчирхэгжиж байх үед гарч ирсэн. Эдгээр компьютерын гарал үүсэл болох майнфрейм болон миникомпьютерууд нь харьцангуй том хэмжээтэй, үнийн хувьд илүү өндөр байсан. Гэсэн ч одоогийн IBM Z системт төхөөрөмж зэрэг майнфреймүүд төв удирдах төхөөрөмжөө өөрчлөн нэг эсвэл хэд хэдэн микропроцессоруудыг ашигладаг. Олон микрокомпьютерууд (товчлуурт гар болон дэлгэц зэрэг орох гарах төхөөрөмжтэй) бол ерөнхий ойлголтоороо персонал компьютерын жишээ юм. Микро гэдэг товчлол 1970-аасс 1980-аад онд нийтлэг байсан. Гэхдээ өнөө үед энэ нь тийм ч нийтлэг хэрэглээ биш.

Үүсэл

Микрокомпьютер гэх нэр томьёо миникомпьютер гэх ойлголтын дараагаар олонд танигдаж эхэлсэн хэдий ч Исаак Асимов анх 1956 онд  “Dying night” (The Magazine of Fantasy and Science Fiction) гэх богино нийтлэлдээ микрокомпьютер гэсэн нэр томьёог хэрэглэж байсан. Тухайлбал, микрокомпьютер нь маш олон салангид миникомпьютерын Төв удирдах системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэг бүхэл микропроцессорын чип болгож өгсөн юм. Эхний микрокомпьютер нь Японы Sord Computer Corporation-ийн SMP80 / 08 (1972),дараагийнх нь SMP80 / х (1974). Францын хөгжүүлэгчид (Micral N (1973)-г) микропроцессортой анхны хагас дамжуулагчийн төхөөрөмжийг тодорхойлохын тулд микрокомпьютерын яг ижил "Micro-ordinateur" гэх нэр томьёог боловсруулсан, АНУ-д RAM нь 256 бит шиг жижиг, гэрэл болон асаагуураас өөр орох гарах төхөөхөмжгүй, энгийн төхөөрөмжийн хийж чадах зүйлийг хийх Altair 8800 зэрэг эрт үеийн загварууд хэрэглэгчдийн өөрсдөөр нь угсруулдаг бүрэлдэхүүн хэсгээр зарагддаг байсан. Гэсэн хэдий ч микропроцессорууд болон хагас дамжуулагчийн санах ой нь илүү хямд болсон учраас микрокомпьютерууд илүү хямд бас ашиглахад амар хялбар болж байсан юм. 7400 series зэрэг улам хямд логик чипнүүд нь товчлуурт гар зэрэг хямд сайжруулсан хэрэглэгчийн интерфейсийн тусгай цахилгаан хэлхээг бий болгосон. Хямд өгөгдлийн сангийн аудио кассетний хэрэглээ нь төхөөрөмжийг асах бүрд гар ажиллагаатай програмын re entry-г орлуулах болсон. Read-only memory and EPROMs-н хэлбэрт буй cиликон logic gates-н том, хямд өгөгдлийн цуваа нь хэрэглээний программ болон self-booting kernels-г микрокомпьютерын дотор суурилуулж өгсөн. Төхөөрөмжийг ашиглахад ямар нэгэн мэргэжилтний шаардлагагүй, хямд өртөгтэй turnkey system-г бий болгохын тулд тэдгээр суурилуулагдсан программууд нь хэрэглэгчдийн хөндлөнгийн оролцоогүйгээр гаднын хадгалах төхөөрөмжүүдийн илүү төвөгтэй программ хангамжуудыг автоматаар унших боломжтой болсон. Шуурхай санах ой нь 40x25 эсвэл 80x25 текстэн дэлгэц болон том хэмжээний өнгө өнгийн графикуудтай нийтлэг гэр ахуйн телевизорт зориулж video display controller frame buffer ойролцоогоор санах ойн 1-2 килобайтыг эзэлсэн хангалттай хямд үнэтэй болсон. Энэ нь миникомпьютер болон майнфреимүүдийн интерфеисээр урьд нь нийтлэг танигдсан удаан, төвөгтэй, өндөр үнэтэй teletypewriter-г орлох болсон.

Эдгээр үнэ өртгийн болон хэрэглээний төрлийн хөгжүүлэлтүүд нь 1970-аад оны сүүл, 1980-аад эхэн үеэр түүнийг нийтэд илүүтэй таниулж өгсөн. Их хэмжээний компьютер үйлдвэрлэгчид жижиг бизнесийн хэрэглээний програмуудыг микрокомпьютерт суулгаж өгсөн. 1979 он гэхэд Cromemco, Processor Technology, IMSAI, North Star Computers, Southwest Technical Products Corporation, Ohio Scientific, Altos Computer Systems, Morrow Designs болон өөр бусад маш олон компаниуд идэвхтэй эцсийн хэрэглэгчид болон зөвлөх компаниудад нягтлан бодох бүртгэлийн, өгөгдлийн сангийн удирдлага гэх зэрэг бизнесийн системүүдийг хүргэх болон жижиг бизнесийн үг боловсруулахад зориулагдан загварлагдсан системүүдийг боловсруулах болсон. Энэ нь компьютерыг ажиллуулахын тулд бүтэн цагийн ажилтан хөлслөхгүйгээр, миникомпьютерын лизингийн үйлчилгээ үзүүлэх боломжгүй бизнесүүд эсвэл бизнесийн томъёонуудыг автоматчилах боломжтой time-sharing үйлчилгээг бий болгосон. Энэ үеийн төлөөлөгч нь S100 bus, 8 битийн процессор  Intel 8080 or Zilog Z80 болон CP/M, MP/M  гэх үйлдлийн системүүдийг ашигладаг байсан. Хувийн хэрэгцээндээ зориулсан десктоп компьютерийн хүчин чадал болон өсөн нэмэгдэж буй боломжууд нь програм хангамж хөгжүүлэгчдийн анхаарлыг татах болсон. Үйлдвэрлэл өсөхийн хэрээр персонал компьютерын зах зээл DOS болон дараагаар нь Windows –г ажиллуулж буй IBM C-н нийцтэй байдлыг стандартчилсан. Орчин үеийн десктоп компьютер, видео тоглоомын удирдах хэрэгсэл, зөөврийн компьютер, таблет компьютер болон, гар утас, тооны машин, үйлдвэрлэлд суулгагдсан систем зэрэг олон төрлийн гар төхөөрөмжүүдийг дээрх тодорхойлолтын дагуу микрокомпьютерын жишээ гэж үзэж болно.

Нэр томьёоны ярианы хэрэглээ

Микрокомпьютер гэх нэр томьёоны өдөр тутмын хэрэглээ (ялангуяа микро гэх товчлол) 1980-д оны дунд үеэс огцом буурсан бөгөөд 2000 оноос хойш ердийн хэрэглээ нь буурсан. Энэ нь 8 битийн гэрийн компьютерууд болон Apple II, Commodore 64, BBC Micro, TRS 80 зэрэг бизнесийн жижиг компьютеруудын эхэн үед хамгийн нийтлэг холбоотой байсан. Эсвэл магадгүй улам ихээр өсөж буй микропроцессорт суурилсан олон төрлийн төхөөрөмжүүд микрокомпьютер гэх нэр томьёонд багтах боловч өдөр тутмын ярианд тэр бүр ашиглагдахгүй. Микрокомпьютер нь анх 1959 онд гарч ирсэн бөгөөд тэр үедээ хувь хүний хэрэглээнд илүү зориулсан загвартай Персонал компьютер болон PC зэрэг нэр томьёонуудад шахагдан ердийн хэрэглээнээс гарсан. IBM нь анх Персонал компьютер гэх нэр томьёог бусад микрокомпьютеруудаас ялгахын тулд гаргаж ирсэн бөгөөд ихэвчлэн гэрийн компьютер гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч, энэхүү хувилбарын дараагаар нэр томьёо болон IBM PC нь өөрөө өргөн хүрээтэй хуулбарлагдсан байсан. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үйлдвэрлэгчдэд түгээмэл байсан бөгөөд BIOS нь хэв загварын аргуудаар урвуу инженерчлэгдсэн байсан. IBM PC-н төрлийн “Дууриамал”-ууд нийтлэг болж эхэлсэн бөгөөд “Персонал компьютер” буюу ялангуяа “PC” гэх нэр томьёо олон нийтэд илүүтэй танигдсан. Микро-удирдлагууд бий болсноор (бүх боломжит RAM, ROM болон CPU агуулсан цул нэгдмэл хэлхээ) микро гэх нэр томьёо тэрхүү утгыг илүүтэй илэрхийлэх болсон.

Тодорхойлолт

Монитор, гар болон орох гарах бусад төхөөрөмжүүд нэгдсэн буюу салангид байж болно. RAM хэлбэртэй компьютерын санах ой ба хадгалалтын төхөөрөмж нь ихэвчлэн нэг нэгжид системд CPU-тай нэгтсэн байдаг. Микрокомпьютерыг бүрдүүлэгч бусад төхөөрөмжүүд болох баттерей, эрчим хүчний хангамж, keyboard зэрэг олон төрлийн орох гарах төхөөрөмжүүд хэрэглэгчийн удирдлагаар (принтер, монитор, хэрэглэгчийн интерфейсийн төхөөрөмж) мэдээллийг зөөвөрлөхөд ашиглагддаг. Микрокомпьютер тухайн үед зөвхөн нэг хэрэглэгчид үйлчлэх боловч ихэвчлэн нэгэн зэрэг нэгээс олон хэрэглэгчдэд үйлчлэх программ хангамж, техник хангамжууд нь өөрчлөгдөж болдог. Микрокомпьютер нь ширээн дээр байрлуулахад тохиромжтой учраас хэрэглэгчдэд илүү хялбар. Миникомпьютер, мэйнфрейм, болон суперкомпьютер шиг том компьютерүүд овор хэмжээ ихтэйгээс гадна зориулалтын өрөө шаардаж байдаг. 

Микрокомпьютер нь хамгийн багадаа нэгэн төрлийн дата хадгалалтаар тоноглогдсон байдаг нь ихэвчлэн RAM юм. Гэсэн хэдий ч зарим микрокомпьютерууд (тэр тусмаа 8-bit гэрийн микро компьютерууд) дан ганц RAM-ыг ашиглан зорилтуудыг гүйцэтгэдэг, зарим төрлийн хоёрдогч хадгалалт ерөнхийдөө хүсэмжтэй. Дээр үеийн гэрийн микро компьютерүүдэд ихэвчлэн дата кассет тавцантай байсан байна. Дараагийн үед хоёрдогч хадгалалтууд (тэр тусмаа үрчгэр диск болон хатуу дискний төрөлд) компьютерт хийгддэг болсон.

Түүх

TTL дохио

Дээр үеийн комьютерын цуглуулганд, Процессор технологи SOL-20, (баруун гар талын дээд тавиур) MITS Altair 8800 (зүүн гар талын хоёрдох тавиур) дэлгэцний бичгийн машин (төвийн гуравдагч тавиур) Apple I-үүд багтдаг байсан байна.

Хэдийгээр микро процессор багтаадаггүй байсан хэдий ч тэд хүлээн авагчаас-хүлээн авагч логикоор бүтээгдсэн байна. (TTL), Hewlett-Packard тооцоологчид 1968 он хүртэл тал бүрийн түвшингийн микрокомпьютер гэж нэрлэж болох програмчлах боломжтой байсан байна. HP 9100B (1968) нь гүйцэт хөгжөөгүй нөхцөлтэй байсан (хэрвээ) гэсэн тооцоололууд, тооцоололоос тооцоололуудруу үсрэн (явах) гэсэн хувьсагч команд болгон ашиглаж болно. Программ зохиох хэв маяг нь assembly хэв мачгтай ижил төстэй байх нь олонтаа. Дараагын үеийн загварууд BASIC программын хэв маягыг (HP9830A 1971 оноос) нэмж оруулах нь ихэссэнэ. Зарим загварууд туузан хадгалалт болон жижиг хэвлэгчүүдийг эзэмшдэг. Гэсэн хэдий ч дэлгэцүүд нь нэг удаад нэг л шугам гаргахаар хязгаарлагдсан байдаг. HP 9100A нь 1968  онд сурталчилгаа дээрээ хувийн хэрэглээний компьютер байхаар Шинжлэх ухаан сэтгүүлд дурдагдсан боловч тэрхүү сурталчилгаа удалгүй татан буугдсан байна. HP өөрсдийгөө “компьютер” гэж зарахдаа дурамжхан байсан. Учир нь гэвэл тухайн үеийн ойлголт бол компьютер илүү хүчирхэг байхын тулд том хэмжээтэй байх ёстой иймд тэд өөрсдийгөө зах зээлд тооны машин гэж нэвтрүүлэхээр шийдсэн. Нэмж хэлэхэд тухайн үед хүмүүс компьютер худалдаж авахаасаа илүү тооны машин авахыг илүү үздэг байсан ба мөн худалдааны агентлаг ч мөн адил тооны машин нийлүүлэхийг эрмэлздэг байсан нь компьютерийн худалдаа хийхэд нэмэлт эрхийн зөвшөөрөл шаардагддаг байсан нь шууд хамааралтай юм.

Өгөгдлийн сан 2200 нь магадгүй 1970 онд нэр дэвшсэн хамгийн анхны микрокомпьютер юм. Энэ нь микро процесс агуулаагүй байхдаа TTL процессорын зааварчилгаа нь Intel 8008 – ийн үндсэн зааварчилгаа байсан ба 8008 агуулагддаг системийн зан чанарын бодит зорилго юм. Учир нь Intel бол өгөгдлийн сангийн CPU гэрээний дэвшил гэхдээ эцсийн эцэст CTC 8008 – аас татгалзсан учир нь 20 дэмжлэг чип хэрэгтэй байсан.

1971 онд гаргаж авсан эртний систем болох Kenbak 1 Datapoint шиг ижил төстэй бөгөөд энэ нь хүлээн авагчаас хүлээн авагчийн логикийн оронд салангид тусгаарлагдсан микро процессор. Одоо үед энэ нь яг л микро компьютер шиг функлагдсан байдаг. Зах зээлд гарахдаа боловсролын болох хувь хүний сонирхол дээр тулгуурлагдсан хэрэгсэл болсон. Гэхдээ зар суртчилгааны салбарт амжилт олоогүй; бүтээгдэхүүн танилцуулга хийснийхаа дараа түр зогсолт авсан.

Эртний микрокомпьютер

1972 онд Францын баг бүрэлдэхүүн François Gernelle – ээр удирдуулсан жижиг компани  болох Réalisation & Études Électroniques микро процесс дээр суурилсан компьютерийг сайжруулан патентийг авсан – Intel 8008 8–bit процессор. 1973 онд Micral-N нь “Micro-ordinateur” эсвэл микро компьютер ихэвчлэн шинжлэх ухааны болон процесс контролын программ хэмээн зах зээлд нэвтрүүлсэн байна. 100 орчим Micral-N дараагийн 2 жилд суулгагдсан, дараачийн загвар болох 8080 суурилсан. Энэ хооронд өөр нэгэн Франц баг бүрэлдэхүүн Alvan – ийг шинэчилсэн нь банк болон бусад салбарын үйлчлүүлэгчдээ олгох албан тасалгааны автоматжуулсан жижиг компьютер. Эхний загвар нь LSI суурилсан чип болох Intel 8008 өөрийн удирдлагат болгосон (keyboard, monitor, printer), Zilog Z80 үндсэн процессор болгон программыг шилжүүлэхээс өмнө.

1972 онд Sacramento State University Bill Pentz үндэслэсэн баг Sac State 8008 компьютерыг бүтээсэн нь, 1000 өвчтөний өвчний түүхийг нь хадгалах боломжтой байсан. Sac State 8008 нь Intel 8008 загвараар бүтээгдсэн. Энэ нь программ хангамжийн бүрэн бүрэлдэхүүн болон хөтөлбөр хангамж зэргийг багтаасан: диск үйлдлийн системийн программаар зөвхөн санайх ойн чип оруулсан (PROMs) 8 Kilobytes of RAM; BAL хатуу диск, өнгөт дэлгэц, притер, 150 бит цуврал холбоос нь мөн дэлхийн хамгийн анхны микро компьютерын урд талын хавтан ердийн хэмжээтэй компьютер.

Бараг бүх эртний микро компьютер нь гэрэл унтраалга бүхий хайрцагтай байлаа: тэдний хэл яриаг ойлгох, хоёртын тооллын системийг ашиглаж унших болно (Datapoint 2200 нь хүмүүсийн төсөөллийг илүү чангатган орчин үеийн загварболох монитор дээр суурилсан загвар, компьютерийн гар бичмэл, тууз болон диск нь болох). Эртний ”box of swithes”-ийн төрөл микрокомпьютеруудад  MITS Altair 8800 (1975) маргаангүйгээр маш алдартай байсан юм. Эдгээрээс хамгийн энгийн эртний микро компьютерууд нь электрон иж бүрдэл болон зарагддаг байсан ба хайрцаг дүүрэн сул бүрэлдэхүүн ба худалдан авагчид системийг ашиглахаасаа өмнө нэгтгэн эвлүүлдэг байсан.

1971-1976 оны үеийг заримдаа эхэн үеийн компьютеруудын эрин үе гэж нэрлэдэг байсан. Маш олон компаниуд DEC National Semiconductor. Texas Instruments зэргүүд өөрсдийн микро компьютерын сүүлийн удирдлагын хэрэглээ, үйлдвэрлэлийн машины удирдлага хэмээн санал болгож байсан: Энэ нь инженерчлэлийн хөгжил, сонирхогчдын хувийн хэрэглээний машин байсан. 1975 онд Processor technology SOL-20 загварчлагдсны нэг нь компьютерын системийн бүх хэсгүүдийн оруулсан иж бүрдэл мөн. The SOL-20 бол EPROM техник хангамжаар бүтээгдсэн нь өөрчлөлт болон гэрэл эгнээ хэрэгцээг устгасан. The MITS Altair нь Microsoft болон apple computer зэрэг олон алдартай хувийн компьютерын техник хангамж болон программ хангамжийн компаниудад амжилтад хүрэх багажийн үүрэг гүйцэтгэсэн. Гэсэн хэдий Altair нь зар сурталчилгааны салбарын ачаар багагүй амжилт олсон. Энэ нь маш том аж үйлдвэрлэлийг гэрэлтүүлэхэд тусалсан.

Суурин компьютер

1977 оноос хойш компьютерын 2 дахь эрин бидний мэдэхээр гэрийн суурин компьютеруудын үе, микро компьютеруудыг гэр бүлийн хэрэгцээнд зориулан хэрэглэхэд нэлээд хялбар болгосон. Компьютерын монитор дэлгэц телевизорын систем рүү холбогдох чадвартай болсон. Үндсэн хэв маяг болох түүхий машины хэл улам стандартчлагдсан нь онцлог болсон байна. Энэ онцлог нь аль хэдийнээ мини компьютер түгээмэл болсон нь гэр бүлийн болон хувь хүний сонирхлын хэрэгцээг хангасан. 1979 онд VisiCalc spreadsheet нь (Apple II зориулсан анхны хувилбар) микро компьютер хувь хүний сонирхлоос бизнесийн хэрэгцээг хангах багаж болсон. 1981 оноос хойш IBM PС нь хувийн компьютер нь PC архитектурт микро компьютерт нийцсэн байна. 2012 онд Raspberry credit card хэмжээст ганц хавтант компьютер зарлагдсан 1981 оны мөн Acorn’s BBC дэмжлэг орсон байна.