حاسوب دقيق

كان Commodore 64 أحد أكثر الحواسيب الصغيرة شهرة في عصره ، وهو الطراز الأكثر مبيعًا لأجهزة الكمبيوتر المنزلية على الإطلاق. ^[1]

Raspberry Pi ، حاسوب دقيق حديث شعبي

الحاسوب الصغير هو كمبيوتر صغير وغير مكلف نسبيًا يحتوي على وحدة معالجة مركزية (CPU) مصنوعة من معالج دقيق . ^[2] يشتمل الكمبيوتر أيضًا على دوائر ذاكرة وإدخال / إخراج (I / O) معًا مثبتة على لوحة دائرة مطبوعة (PCB) ^[3] أصبحت الحواسيب الصغيرة شائعة في السبعينيات والثمانينيات مع ظهور المعالجات الدقيقة المتزايدة القوة. كانت أسلاف هذه الحواسيب ، الحواسيب المركزية والحواسيب الصغيرة ، أكبر نسبيًا وأكثر تكلفة (على الرغم من أن الحواسيب المركزية الحالية مثل نظام IBM zتستخدم الأجهزة معالجًا دقيقًا مخصصًا أو أكثر كوحدات المعالجة المركزية الخاصة بها). العديد من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة (عندما تكون مجهزة بلوحة مفاتيح وشاشة للإدخال والإخراج) هي أيضًا أجهزة كمبيوتر شخصية (بالمعنى العام). كان الاستخدام المبكر لمصطلح الكمبيوتر الشخصي في عام 1962 يسبق التصميمات القائمة على المعالجات الدقيقة. (راجع مرجع "الكمبيوتر الشخصي: أجهزة الكمبيوتر في الشركات" أدناه) . قد لا يحتوي الكمبيوتر الصغير المستخدم كنظام تحكم مضمن على أجهزة إدخال وإخراج يمكن قراءتها من قبل الإنسان. يمكن استخدام "الكمبيوتر الشخصي" بشكل عام أو قد يشير إلى جهاز متوافق مع أجهزة كمبيوتر IBM .

كان الاختصار الصغير شائعًا خلال السبعينيات والثمانينيات ، ^[4] ولكنه لم يعد من الاستخدام الشائع الآن.

الأصول

ظهر مصطلح الحواسيب الصغيرة في الاستخدام الشائع بعد إدخال الكمبيوتر المصغر ، على الرغم من أن إسحاق أسيموف استخدم المصطلح في قصته القصيرة " ليلة الموت " منذ عام 1956 (نُشرت في مجلة الخيال والخيال العلمي في يوليو من ذلك العام). ^[5] وعلى وجه الخصوص ، استبدلت الحواسيب الصغيرة العديد من المكونات المنفصلة التي تشكل وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر الصغير بشريحة معالج دقيق واحدة .

في عام 1973 ، كان المعهد الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية (INRA) يبحث عن جهاز كمبيوتر قادر على قياس الرطوبة الزراعية . للإجابة على هذا الطلب ، قام فريق من المهندسين الفرنسيين من شركة تكنولوجيا الكمبيوتر R2E ، بقيادة رئيس التطوير ، فرانسوا جيرنيل ، بإنشاء أول كمبيوتر صغير قائم على المعالجات الدقيقة ، وهو Micral N. في نفس العام ، قدمت الشركة براءات اختراعها إلى المصطلح "Micro-ordinateur" ، المعادل الحرفي لـ "Microcomputer" ، لتعيين آلة الحالة الصلبة المصممة بمعالج دقيق.

في الولايات المتحدة ، غالبًا ما تم بيع النماذج الأولى مثل Altair 8800 كمجموعات ليتم تجميعها من قبل المستخدم ، وتأتي مع ما لا يقل عن 256 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولا توجد أجهزة إدخال / إخراج بخلاف مصابيح المؤشر والمفاتيح ، وهي مفيدة باعتبارها إثبات المفهوم لتوضيح ما يمكن أن يفعله مثل هذا الجهاز البسيط. ^[6] نظرًا لأن المعالجات الدقيقة وذاكرة أشباه الموصلات أصبحت أقل تكلفة ، أصبحت الحواسيب الصغيرة أرخص وأسهل في الاستخدام.

• سمحت الرقائق المنطقية غير المكلفة بشكل متزايد مثل سلسلة 7400 بدوائر مخصصة رخيصة لتحسين واجهات المستخدم مثل إدخال لوحة المفاتيح ، بدلاً من مجرد صف من المفاتيح لتبديل البتات واحدة تلو الأخرى.
• أدى استخدام الكاسيتات الصوتية لتخزين البيانات غير المكلفة إلى استبدال إعادة الإدخال اليدوي للبرنامج في كل مرة يتم فيها تشغيل الجهاز.
• سمحت مصفوفات كبيرة رخيصة من بوابات منطقية من السيليكون في شكل ذاكرة للقراءة فقط و EPROMs بتخزين برامج المرافق ونواة التشغيل الذاتي داخل الحواسيب الصغيرة. يمكن لهذه البرامج المخزنة تحميل المزيد من البرامج المعقدة تلقائيًا من أجهزة التخزين الخارجية دون تدخل المستخدم ، لتشكيل نظام تسليم مفتاح غير مكلف لا يتطلب خبير كمبيوتر لفهم الجهاز أو استخدامه.
• أصبحت ذاكرة الوصول العشوائي رخيصة بما يكفي لتحمل تكريس ما يقرب من 1-2 كيلو بايت من الذاكرة لمخزن مؤقت لإطار وحدة تحكم عرض الفيديو ، لعرض نص 40 × 25 أو 80 × 25 أو رسومات ملونة ممتلئة على تلفزيون منزلي مشترك . حل هذا محل آلة الطباعة عن بعد البطيئة والمعقدة والمكلفة التي كانت شائعة سابقًا كواجهة لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة والإطارات الرئيسية.

أدت كل هذه التحسينات في التكلفة وسهولة الاستخدام إلى انفجار شعبيتها خلال أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات. قام عدد كبير من صانعي الكمبيوتر بتعبئة الحواسيب الصغيرة لاستخدامها في تطبيقات الأعمال الصغيرة. بحلول عام 1979 ، أصبحت العديد من الشركات مثل Cromemco و Processor Technology و IMSAI و North Star Computers و Southwest Technical Products Corporation و Ohio Scientific و Altos Computer Systems و Morrow Designsوأنتج آخرون أنظمة مصممة للمستخدمين النهائيين أو الشركات الاستشارية لتقديم أنظمة الأعمال مثل المحاسبة وإدارة قواعد البيانات ومعالجة الكلمات للشركات الصغيرة. سمح ذلك للشركات غير القادرة على تحمل تكاليف استئجار جهاز كمبيوتر صغير أو خدمة مشاركة الوقت بفرصة أتمتة وظائف الأعمال ، دون (عادةً) تعيين موظفين بدوام كامل لتشغيل أجهزة الكمبيوتر. كان النظام التمثيلي لهذا العصر يستخدم ناقل S100 ، ومعالج 8 بت مثل Intel 8080 أو Zilog Z80 ، ونظام التشغيل CP / M أو MP / M. زيادة توافر وقوة أجهزة الكمبيوتر المكتبيةللاستخدام الشخصي ، جذب انتباه المزيد من مطوري البرامج. مع نضوج الصناعة ، تم توحيد سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية حول أجهزة الكمبيوتر الشخصية المتوافقة مع IBM والتي تعمل بنظام DOS ، والإصدارات الأحدث من Windows . يمكن اعتبار أجهزة الكمبيوتر المكتبية الحديثة وأجهزة ألعاب الفيديو وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر اللوحية وأنواع كثيرة من الأجهزة المحمولة ، بما في ذلك الهواتف المحمولة وحاسبات الجيب والأنظمة الصناعية المدمجة ، كلها أمثلة على أجهزة الكمبيوتر الصغيرة وفقًا للتعريف الوارد أعلاه.

عامية استخدام المصطلح

ترتبط ثلاثة أنظمة كمبيوتر صغيرة بشكل متكرر بالموجة الأولى من أجهزة الكمبيوتر المنزلية الناجحة تجاريًا ذات 8 بتات: Commodore PET 2001 و Apple II و TRS-80 Model 1

بحلول أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، انخفض الاستخدام اليومي لتعبير "الحواسيب الصغيرة" (وخاصة "المصغر") بشكل ملحوظ من ذروته في منتصف الثمانينيات. ^[7] يرتبط المصطلح بشكل شائع بأكثر أجهزة الكمبيوتر المنزلية شيوعًا ذات 8 بتات (مثل Apple II و ZX Spectrum و Commodore 64 و BBC Micro و TRS-80 ) و CP / للشركات الصغيرة الحواسيب الصغيرة المستندة إلى M. نظرًا لأن مجموعة متنوعة بشكل متزايد من الأجهزة القائمة على المعالجات الدقيقة الحديثة تفتقر إلى السمة الأكثر شيوعًا "للحواسيب الصغيرة" ، التي تحتوي على ناقل بيانات 8 بت ، فلا يُشار إليها على هذا النحو في الكلام اليومي.

في الاستخدام العامي ، تم استبدال "الحواسيب الصغيرة" إلى حد كبير بمصطلح " الكمبيوتر الشخصي " أو "الكمبيوتر الشخصي" ، والذي يحدد الكمبيوتر الذي تم تصميمه ليتم استخدامه بواسطة فرد واحد في كل مرة ، وهو مصطلح تمت صياغته لأول مرة في عام 1959. ^{[8 قامت شركة IBM في البداية بالترويج لمصطلح "} الكمبيوتر الشخصي" لتمييز أجهزة الكمبيوتر الشخصية IBM عن أجهزة الكمبيوتر الصغيرة القائمة على CP / M والتي تستهدف بالمثل سوق الأعمال الصغيرة ، وكذلك أجهزة الكمبيوتر الرئيسية والحواسيب الصغيرة الخاصة بشركة IBM. ^{[ بحاجة لمصدر ]} ومع ذلك ، بعد إصداره ، تم تقليد كمبيوتر IBM الشخصي على نطاق واسع ، بالإضافة إلى المصطلح.تم إجراء هندسة عكسية لـ BIOS من خلال تقنيات تصميم غرف الأبحاث . أصبحت "النسخ" المتوافقة مع أجهزة كمبيوتر IBM شائعة ، وظلت مصطلحات "الكمبيوتر الشخصي" ، وخاصة "الكمبيوتر الشخصي" ، عالقة لدى عامة الناس ، وغالبًا ما تكون على وجه التحديد لجهاز كمبيوتر متوافق مع DOS (أو نظام التشغيل Windows في الوقت الحاضر).

الوصف

قد تكون الشاشات ولوحات المفاتيح والأجهزة الأخرى الخاصة بالإدخال والإخراج متكاملة أو منفصلة. عادةً ما يتم دمج ذاكرة الكمبيوتر في شكل ذاكرة وصول عشوائي ( RAM ) وجهاز تخزين ذاكرة آخر أقل تقلبًا مع وحدة المعالجة المركزية في ناقل النظام في وحدة واحدة. تشتمل الأجهزة الأخرى التي تشكل نظام كمبيوتر صغير كامل على البطاريات ووحدة إمداد الطاقة ولوحة المفاتيح وأجهزة الإدخال / الإخراج المتنوعة المستخدمة لنقل المعلومات من وإلى المشغل البشري ( الطابعات والشاشات وأجهزة الواجهة البشرية). صُممت الحواسيب الصغيرة لتخدم مستخدمًا واحدًا فقط في كل مرة ، على الرغم من أنه يمكن تعديلها غالبًا ببرامج أو أجهزة لتخدم في نفس الوقت أكثر من مستخدم واحد. تتلاءم أجهزة الكمبيوتر الصغيرة بشكل جيد مع المكاتب أو الطاولات أو تحتها ، بحيث يسهل وصول المستخدمين إليها. تستوعب أجهزة الكمبيوتر الأكبر حجمًا ، مثل أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، والحواسيب الكبيرة ، وأجهزة الكمبيوتر العملاقة خزانات كبيرة أو حتى غرفًا مخصصة.

يأتي الكمبيوتر الصغير مزودًا بنوع واحد على الأقل من تخزين البيانات ، وعادةً ما يكون ذاكرة الوصول العشوائي . على الرغم من أن بعض أجهزة الكمبيوتر الصغيرة (خاصة أجهزة الميكرو المنزلية ذات 8 بتات المبكرة) تؤدي مهامًا باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي وحدها ، إلا أن بعض أشكال التخزين الثانوي أمر مرغوب فيه عادةً. في الأيام الأولى للميكرو المنزلي ، كان هذا غالبًا عبارة عن سطح شريط بيانات (في كثير من الحالات كوحدة خارجية). في وقت لاحق ، تم دمج التخزين الثانوي (خاصة في شكل قرص مرن ومحركات أقراص ثابتة ) في علبة الكمبيوتر الصغير.

التاريخ

مجموعة من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة المبكرة ، بما في ذلك Processor Technology SOL-20 (الرف العلوي ، الأيمن) ، MITS Altair 8800 (الرف الثاني ، اليسار) ، آلة كاتبة التلفاز (الرف الثالث ، الوسط) ، و Apple I في العلبة البعيدة الصحيح

سلائف TTL

على الرغم من أنها لا تحتوي على أي معالجات دقيقة ، ولكن تم بناؤها حول منطق الترانزستور والترانزستور (TTL) ، إلا أن حاسبات Hewlett-Packard التي تعود إلى عام 1968 كانت تتمتع بمستويات مختلفة من البرمجة يمكن مقارنتها بأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. كان لدى HP 9100B (1968) عبارات شرطية أولية (if) وأرقام أسطر بيان وعبارات قفزة ( انتقل إلى ) وسجلات يمكن استخدامها كمتغيرات وإجراءات فرعية بدائية. تشبه لغة البرمجة لغة التجميع في نواح كثيرة. أضافت النماذج اللاحقة المزيد من الميزات بشكل تدريجي ، بما في ذلك لغة البرمجة الأساسية (HP 9830A في عام 1971). تحتوي بعض الطرز على شريط تخزين وطابعات صغيرة. ومع ذلك ، كانت العروض مقصورة على سطر واحد في كل مرة. ^[9]تمت الإشارة إلى HP 9100A على أنها كمبيوتر شخصي في إعلان نشر في مجلة Science عام 1968 ، ^[10] ولكن هذا الإعلان سرعان ما تم إسقاطه. ^[11] كانت HP مترددة في بيعها على أنها "أجهزة كمبيوتر" لأن التصور في ذلك الوقت كان أن الكمبيوتر يجب أن يكون كبيرًا في الحجم ليكون قويًا ، وبالتالي قررت تسويقها كآلات حاسبة. بالإضافة إلى ذلك ، في ذلك الوقت ، كان من المرجح أن يشتري الأشخاص آلات حاسبة أكثر من أجهزة الكمبيوتر ، وفضل وكلاء الشراء أيضًا مصطلح "آلة حاسبة" لأن شراء "كمبيوتر" يتطلب طبقات إضافية من موافقات سلطة الشراء. ^[12]

كان Datapoint 2200 ، الذي صنعته شركة CTC في عام 1970 ، مشابهًا أيضًا لأجهزة الكمبيوتر الدقيقة. على الرغم من عدم احتوائه على معالج دقيق ، فإن مجموعة التعليمات الخاصة بمعالج TTL المخصص الخاص به كان أساس مجموعة التعليمات الخاصة بـ Intel 8008 ، وللأغراض العملية ، يتصرف النظام تقريبًا كما لو كان يحتوي على 8008. وذلك لأن Intel كانت المقاول المسؤول لتطوير وحدة المعالجة المركزية Datapoint ، ولكن في النهاية رفضت CTC تصميم 8008 لأنها احتاجت إلى 20 شريحة دعم. ^[13]

تم إطلاق نظام آخر مبكر ، وهو Kenbak-1 ، في عام 1971. مثل Datapoint 2200 ، استخدم منطق ترانزستور-ترانزستور متكامل صغير الحجم بدلاً من المعالج الدقيق. تم تسويقه كأداة تعليمية وهواة ، لكنه لم يكن نجاحًا تجاريًا ؛ توقف الإنتاج بعد وقت قصير من الإدخال. ^[14]

الحواسيب الدقيقة المبكرة

في أواخر عام 1972 ، طور فريق فرنسي برئاسة فرانسوا جيرنيل داخل شركة صغيرة ، Réalisations & Etudes Electroniques (R2E) ، وحصل على براءة اختراع جهاز كمبيوتر يعتمد على معالج دقيق - معالج Intel 8008 8 بت. تم تسويق هذا Micral-N في أوائل عام 1973 باعتباره "Micro-ordinateur" أو كمبيوتر صغير ، بشكل أساسي للتطبيقات العلمية وتطبيقات التحكم في العمليات. حوالي مائة ميكرال- Nتم تركيبه في العامين التاليين ، تلاه إصدار جديد يعتمد على Intel 8080. وفي الوقت نفسه ، طور فريق فرنسي آخر Alvan ، وهو كمبيوتر صغير لأتمتة المكاتب والذي وجد عملاء في البنوك والقطاعات الأخرى. اعتمد الإصدار الأول على شرائح LSI مع Intel 8008 كوحدة تحكم طرفي (لوحة مفاتيح وشاشة وطابعة) ، قبل اعتماد Zilog Z80 كمعالج رئيسي.

في أواخر عام 1972 ، قام فريق من جامعة ولاية ساكرامنتو بقيادة بيل بنتز ببناء جهاز كمبيوتر Sac State 8008 ، القادر على التعامل مع السجلات الطبية لآلاف المرضى. تم تصميم Sac State 8008 باستخدام Intel 8008. كان يحتوي على مجموعة كاملة من مكونات الأجهزة والبرامج : نظام تشغيل قرص مدرج في سلسلة من رقائق ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة (PROMs) ؛ 8 كيلو بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ؛ لغة التجميع الأساسية لشركة IBM (BAL) ؛ قرص صلب شاشة ملونة إخراج الطابعة واجهة تسلسلية 150 بت / ثانية للاتصال بجهاز حاسب مركزي ؛ وحتى أول لوحة أمامية للكمبيوتر الصغير في العالم. ^{[15] [16]}

في أوائل عام 1973 ، أكملت شركة Sord Computer Corporation (الآن شركة Toshiba Personal Computer System Corporation ) SMP80 / 08 ، والتي تستخدم المعالج الدقيق Intel 8008 . ومع ذلك ، لم يكن لدى SMP80 / 08 إصدار تجاري. بعد الإعلان عن أول معالج دقيق متعدد الأغراض ، Intel 8080 ، في أبريل 1974 ، أعلن Sord عن SMP80 / x ، وهو أول كمبيوتر صغير يستخدم 8080 ، في مايو 1974. ^[17]

كانت جميع أجهزة الكمبيوتر الدقيقة المبكرة تقريبًا عبارة عن صناديق بها أضواء ومفاتيح ؛ كان على المرء أن يقرأ ويفهم الأرقام الثنائية ولغة الآلة لبرمجتها واستخدامها (كان Datapoint 2200 استثناءً صارخًا ، يحمل تصميمًا حديثًا يعتمد على شاشة ولوحة مفاتيح وشريط ومحركات أقراص). كان MITS Altair 8800 (1975) من أشهر الحواسيب الصغيرة من نوع "صندوق المفاتيح". تم بيع معظم هذه الحواسيب الصغيرة المبكرة كأطقم إلكترونية - أكياس مليئة بمكونات مفكوكة كان على المشتري لحامها معًا قبل استخدام النظام.

وحدة الحواسيب الصغيرة LSI-11/2

تسمى الفترة من 1971 إلى 1976 أحيانًا الجيل الأول من الحواسيب الصغيرة. قدمت العديد من الشركات مثل DEC ، ^[18] National Semiconductor ، ^[19] Texas Instruments ^[20] حواسيبهم الدقيقة لاستخدامها في التحكم في الأطراف ، والتحكم في واجهة الجهاز المحيطي ، والتحكم في الآلة الصناعية. كانت هناك أيضًا آلات للتطوير الهندسي والاستخدام الشخصي للهواة. ^[21] في عام 1975 ، تم تصميم المعالج Technology SOL-20 ، والذي يتكون من لوحة واحدة تضم جميع أجزاء نظام الكمبيوتر. SOL- 20يحتوي على برنامج EPROM مدمج يلغي الحاجة إلى صفوف من المفاتيح والأضواء. لعب MITS Altair الذي تم ذكره للتو دورًا أساسيًا في إثارة اهتمام كبير للهواة ، والذي أدى في النهاية إلى تأسيس ونجاح العديد من شركات أجهزة وبرامج الكمبيوتر الشخصية المعروفة ، مثل Microsoft و Apple Computer . على الرغم من أن Altair نفسه كان مجرد نجاح تجاري معتدل ، إلا أنه ساعد في إطلاق صناعة ضخمة.

أجهزة الكمبيوتر المنزلية

بحلول عام 1977 ، أدى إدخال الجيل الثاني ، المعروف باسم أجهزة الكمبيوتر المنزلية ، إلى جعل استخدام أجهزة الكمبيوتر الدقيقة أسهل بكثير من سابقاتها لأن عمليات أسلافها تتطلب في كثير من الأحيان معرفة شاملة بالإلكترونيات العملية. سمحت القدرة على الاتصال بجهاز عرض (شاشة) أو جهاز تلفزيون بمعالجة مرئية للنصوص والأرقام. أصبحت اللغة الأساسية ، التي كانت أسهل في التعلم والاستخدام من لغة الآلة الخام ، ميزة قياسية. كانت هذه الميزات شائعة بالفعل في أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، والتي كان العديد من الهواة والمنتجين الأوائل مألوفين معها.

في عام 1979 ، أدى إطلاق جدول بيانات VisiCalc (مبدئيًا لـ Apple II ) إلى تحويل الكمبيوتر الصغير من هواية لعشاق الكمبيوتر إلى أداة تجارية. بعد إصدار شركة IBM عام 1981 لجهاز كمبيوتر IBM الشخصي ، أصبح مصطلح الكمبيوتر الشخصي مستخدمًا بشكل عام لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة المتوافقة مع بنية كمبيوتر IBM ( متوافقة مع الكمبيوتر الشخصي ).

انظر أيضا

• تاريخ أجهزة الحوسبة (الستينيات حتى الآن)
• قوائم الحواسيب الصغيرة
• كمبيوتر مركزي
• الحصة السوقية لبائعي أجهزة الكمبيوتر الشخصية
• كمبيوتر صغير
• كمبيوتر شخصي
• الكمبيوتر SFF
• كمبيوتر عملاق

ملاحظات ومراجع