Mikrocomputer

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Raspberry Pi , ein beliebter Mikrocomputer

Ein Mikrocomputer ist ein kleiner, relativ kostengünstiger Computer mit einem Mikroprozessor als Zentraleinheit (CPU). ^[1] Es enthält einen Mikroprozessor, einen Speicher und eine E / A-Schaltung ( Minimal Input / Output ), die auf einer einzelnen Leiterplatte (PCB) montiert ist . ^[2] Mikrocomputer wurden in den 1970er und 1980er Jahren mit dem Aufkommen immer leistungsfähigerer Mikroprozessoren populär. Die Vorgänger dieser Computer, Mainframes und Minicomputer , waren vergleichsweise viel größer und teurer (obwohl heutige Mainframes wie das IBM System zMaschinen verwenden einen oder mehrere benutzerdefinierte Mikroprozessoren als CPUs. Viele Mikrocomputer (wenn sie mit einer Tastatur und einem Bildschirm für die Ein- und Ausgabe ausgestattet sind) sind auch PCs (im allgemeinen Sinne). ^[3]

Die Abkürzung micro war in den 1970er und 1980er Jahren üblich ^[5] , ist jedoch inzwischen nicht mehr gebräuchlich.

Herkunft [ Bearbeiten ]

Der Begriff Mikrocomputer wurde nach der Einführung des Minicomputers allgemein verwendet , obwohl Isaac Asimov den Begriff bereits 1956 in seiner Kurzgeschichte " Die sterbende Nacht " verwendete (veröffentlicht im Juli dieses Jahres im Magazin für Fantasy und Science Fiction ). ^[6] Am bemerkenswertesten, ersetzt der Mikrocomputer die vielen einzelnen Komponenten, die die Minicomputer der CPU mit einem integrierten Mikroprozessor aus Chip .

Die französischen Entwickler des Micral N (1973) meldeten ihre Patente mit dem Begriff "Micro-ordinateur" an, einem wörtlichen Äquivalent von "Microcomputer", um eine mit einem Mikroprozessor entworfene Festkörpermaschine zu bezeichnen. In den USA die ersten Modelle wie die Altair 8800 wurden oft als Bausätze verkauft durch den Benutzer zusammengebaut werden, und kamen mit so wenig wie 256 Bytes von RAM und keine Eingabe / Ausgabe - Geräten andere als Anzeigelampen und Schalter, die als eine Proof of Concept , um zu demonstrieren, was ein so einfaches Gerät leisten kann. ^[7] Als Mikroprozessoren und Halbleiterspeicher billiger wurden, wurden Mikrocomputer billiger und benutzerfreundlicher.

• Zunehmend kostengünstige Logikchips wie die 7400-Serie ermöglichten billige dedizierte Schaltkreise für verbesserte Benutzeroberflächen wie Tastatureingaben , anstatt einfach eine Reihe von Schaltern, um die Bits einzeln umzuschalten.
• Die Verwendung von Audiokassetten zur kostengünstigen Datenspeicherung ersetzte die manuelle erneute Eingabe eines Programms bei jedem Einschalten des Geräts.
• Große billige Arrays von Silizium- Logikgattern in Form von Nur-Lese-Speicher und EPROMs ermöglichten das Speichern von Hilfsprogrammen und selbststartenden Kerneln in Mikrocomputern. Diese gespeicherten Programme könnten ohne Benutzereingriff automatisch weitere komplexere Software von externen Speichergeräten laden, um ein kostengünstiges schlüsselfertiges System zu bilden , für das kein Computerexperte erforderlich ist, um das Gerät zu verstehen oder zu verwenden.
• Random-Access Memory widmet ca. 1-2 Kilobyte Speicher zu einem worden billig genug zu leisten Video - Display - Controller Frame - Buffer für eine 40x25 oder 80x25 Textanzeige oder blockartig Farbgrafiken auf einem gemeinsamen Haushalt, Fernsehen . Dies ersetzte die langsame, komplexe und teure Teletypewriter , die früher als Schnittstelle zu Minicomputern und Mainframes üblich war.

All diese Verbesserungen bei Kosten und Benutzerfreundlichkeit führten in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren zu einer Explosion ihrer Beliebtheit. Eine große Anzahl von Computerherstellern verpackte Mikrocomputer zur Verwendung in Anwendungen für kleine Unternehmen. Bis 1979 viele Unternehmen wie Cromemco , Prozessortechnologie , IMSAI , North Star Computers , Southwest Technical Products Corporation , Ohio Scientific , Altos Computersysteme , Morrow Designsund andere produzierten Systeme, die für einfallsreiche Endbenutzer oder Beratungsunternehmen entwickelt wurden, um Geschäftssysteme wie Buchhaltung, Datenbankverwaltung und Textverarbeitung für kleine Unternehmen bereitzustellen. Dies ermöglichte Unternehmen, die sich das Leasing eines Minicomputers oder eines Time-Sharing- Dienstes nicht leisten konnten, die Möglichkeit, Geschäftsfunktionen zu automatisieren, ohne (normalerweise) Vollzeitmitarbeiter für den Betrieb der Computer einzustellen. Ein repräsentatives System dieser Ära hätte einen S100-Bus , einen 8-Bit-Prozessor wie Intel 8080 oder Zilog Z80 und entweder ein CP / M- oder ein MP / M- Betriebssystem verwendet. Die zunehmende Verfügbarkeit und Leistung von Desktop-Computernfür den persönlichen Gebrauch erregte die Aufmerksamkeit von mehr Softwareentwicklern. Mit zunehmender Reife der Branche standardisierte sich der Markt für PCs um IBM PC-kompatible Geräte unter DOS und später unter Windows . Moderne Desktop - Computer, Videospielkonsolen , Laptops , Tablet - PCs , und viele Arten von Handheld - Geräten , darunter Mobiltelefone , Taschenrechner und industrielle Embedded - Systeme , können alle oben genannten Beispiele von Mikrocomputern gemäß der Definition in Betracht gezogen werden.

Umgangssprachliche Verwendung des Begriffs [ Bearbeiten ]

In den frühen 2000er Jahren nahm die alltägliche Verwendung des Ausdrucks "Mikrocomputer" (und insbesondere "Mikro") von seinem Höhepunkt Mitte der 1980er Jahre erheblich ab. ^[8] Der Begriff wird am häufigsten mit den beliebtesten All-in-One- 8-Bit -Heimcomputern (wie Apple II , ZX Spectrum , Commodore 64 , BBC Micro und TRS-80 ) und CP / für kleine Unternehmen in Verbindung gebracht . Mikrocomputer auf M- Basis. Da einer immer vielfältigeren Palette von Geräten, die auf modernen Mikroprozessoren basieren, die häufigste Eigenschaft von "Mikrocomputern" mit einem 8-Bit- Datenbus fehlt , werden sie in der Alltagssprache nicht als solche bezeichnet.

Im umgangssprachlichen Sprachgebrauch wurde "Mikrocomputer" weitgehend durch den Begriff " Personal Computer " oder "PC" ersetzt, der einen Computer angibt, der für die Verwendung durch jeweils eine Person konzipiert wurde. Dieser Begriff wurde erstmals 1959 geprägt. ^{[9] ]} IBM hat zuerst den Begriff "Personal Computer" beworben, um den IBM PC von CP / M- basierten Mikrocomputern zu unterscheiden, die ebenfalls für den Kleinunternehmensmarkt bestimmt sind, sowie von IBMs eigenen Mainframes und Minicomputern. ^{[ Zitieren erforderlich ]} Nach seiner Veröffentlichung wurde jedoch der IBM-PC selbst sowie der Begriff weitgehend nachgeahmt. ^{[ Zitat benötigt ]}Die Bestandteile waren allgemein verfügbar zu Hersteller und das BIOS wurde Reverse Engineering durch Reinraum- Design - Techniken. IBM PC-kompatible "Klone" wurden alltäglich, und die Begriffe "Personal Computer" und insbesondere "PC" hielten sich an die breite Öffentlichkeit, häufig speziell für einen Computer, der mit DOS (oder heutzutage Windows) kompatibel ist.

Beschreibung [ bearbeiten ]

Monitore, Tastaturen und andere Geräte für die Ein- und Ausgabe können integriert oder getrennt sein. Computerspeicher in Form von RAM und mindestens ein anderes weniger flüchtiges Speicherspeichergerät werden normalerweise mit der CPU auf einem Systembus in einer Einheit kombiniert . Andere Geräte, die ein komplettes Mikrocomputersystem bilden, umfassen Batterien, ein Netzteil , eine Tastatur und verschiedene Eingabe- / Ausgabegeräte, die zum Übertragen von Informationen zu und von einem menschlichen Bediener ( Drucker , Monitore , menschliche Schnittstellengeräte) verwendet werden). Mikrocomputer sind so konzipiert, dass sie jeweils nur einen Benutzer bedienen, obwohl sie häufig mit Software oder Hardware modifiziert werden können, um gleichzeitig mehr als einen Benutzer zu bedienen. Mikrocomputer passen gut auf oder unter Schreibtische oder Tische, so dass sie für Benutzer leicht zugänglich sind. Größere Computer wie Minicomputer , Großrechner und Supercomputer belegen große Schränke oder sogar dedizierte Räume.

Ein Mikrocomputer ist mit mindestens einer Art von Datenspeicher ausgestattet, normalerweise RAM . Obwohl einige Mikrocomputer (insbesondere frühe 8-Bit-Heimmikros) Aufgaben nur mit RAM ausführen, ist normalerweise eine Form von Sekundärspeicher wünschenswert. In den frühen Tagen von zu Hause Mikros, war dies oft ein Datenkassettendeck (in vielen Fällen als externe Einheit). Später wurde ein Sekundärspeicher (insbesondere in Form von Disketten- und Festplattenlaufwerken ) in das Mikrocomputergehäuse eingebaut.

Geschichte [ bearbeiten ]

TTL-Vorläufer [ Bearbeiten ]

Obwohl sie keine Mikroprozessoren enthielten, sondern auf Transistor-Transistor-Logik (TTL) basierten , hatten Hewlett-Packard- Rechner bereits 1968 verschiedene Programmierbarkeitsstufen, die mit Mikrocomputern vergleichbar waren. Der HP 9100B (1968) verfügte über rudimentäre bedingte (if) Anweisungen, Anweisungszeilennummern, Sprunganweisungen ( gehe zu ), Register, die als Variablen verwendet werden konnten, und primitive Unterprogramme. Die Programmiersprache ähnelte in vielerlei Hinsicht der Assemblersprache . Spätere Modelle fügten schrittweise weitere Funktionen hinzu, einschließlich der Programmiersprache BASIC (HP 9830A, 1971). Einige Modelle hatten Bandspeicher und kleine Drucker. Die Anzeigen waren jedoch jeweils auf eine Zeile beschränkt. ^[10]Der HP 9100A wurde als bezeichnet Personalcomputer in einer Anzeige in einem 1968 Wissenschaftsmagazin, ^[11] aber , dass Werbung wurde schnell fallen gelassen. ^[12] HP zögerte, sie als "Computer" zu verkaufen, da zu dieser Zeit die Auffassung bestand, dass ein Computer groß sein musste, um leistungsstark zu sein, und beschloss daher, sie als Taschenrechner zu vermarkten. Zu dieser Zeit kauften die Menschen eher Taschenrechner als Computer, und Einkäufer bevorzugten auch den Begriff "Taschenrechner", da für den Kauf eines "Computers" zusätzliche Ebenen von Genehmigungen der Einkaufsbehörden erforderlich waren. ^[13]

Der 1970 von CTC hergestellte Datapoint 2200 war auch mit Mikrocomputern vergleichbar. Obwohl es keinen Mikroprozessor enthält, war der Befehlssatz seines benutzerdefinierten TTL-Prozessors die Grundlage des Befehlssatzes für den Intel 8008 , und aus praktischen Gründen verhält sich das System ungefähr so, als ob es einen 8008 enthält. Dies liegt daran, dass Intel der verantwortliche Auftragnehmer war von der Entwicklung der CPU des Datapoint, aber letztendlich lehnte CTC das 8008-Design ab, weil es 20 Support-Chips benötigte. ^[14]

Ein weiteres frühes System, das Kenbak-1 , wurde 1971 veröffentlicht. Wie der Datapoint 2200 verwendete er anstelle eines Mikroprozessors eine kleine integrierte Transistor-Transistor-Logik . Es wurde als Lehr- und Bastelwerkzeug vermarktet, war aber kein kommerzieller Erfolg. Die Produktion wurde kurz nach der Einführung eingestellt. ^[fünfzehn]

Frühe Mikrocomputer [ Bearbeiten ]

Ende 1972 entwickelte und patentierte ein französisches Team unter der Leitung von François Gernelle in einem kleinen Unternehmen, Réalisations & Etudes Electroniques (R2E), einen Computer, der auf einem Mikroprozessor basiert - dem Intel 8008 8-Bit-Mikroprozessor. Dieser Micral-N wurde Anfang 1973 als "Mikro-Ordinateur" oder Mikrocomputer hauptsächlich für wissenschaftliche und prozessgesteuerte Anwendungen vermarktet . Ungefähr hundert Micral-Nwurden in den nächsten zwei Jahren installiert, gefolgt von einer neuen Version auf Basis des Intel 8080. In der Zwischenzeit entwickelte ein anderes französisches Team den Alvan, einen kleinen Computer für die Büroautomatisierung, der Kunden in Banken und anderen Sektoren fand. Die erste Version basierte auf LSI-Chips mit einem Intel 8008 als Peripherie-Controller (Tastatur, Monitor und Drucker), bevor der Zilog Z80 als Hauptprozessor eingesetzt wurde.

Ende 1972 baute ein Team der Sacramento State University unter der Leitung von Bill Pentz den Computer Sac State 8008, der Tausende von Patientenakten verarbeiten kann. Der Sac State 8008 wurde mit dem Intel 8008 entwickelt. Er verfügte über einen vollständigen Satz von Hardware- und Softwarekomponenten: ein Festplattenbetriebssystem, das in einer Reihe programmierbarer Nur-Lese-Speicherchips (PROMs) enthalten ist; 8 Kilobyte RAM; IBMs Basic Assembly Language (BAL); eine Festplatte; eine Farbanzeige; eine Druckerausgabe; eine serielle 150-Bit / s-Schnittstelle zum Anschließen an einen Mainframe; und sogar die weltweit erste Frontplatte für Mikrocomputer. ^{[16] [17]}

Anfang 1973 stellte die Sord Computer Corporation (jetzt Toshiba Personal Computer System Corporation ) den SMP80 / 08 fertig, der den Intel 8008- Mikroprozessor verwendete. Der SMP80 / 08 hatte jedoch keine kommerzielle Version. Nachdem im April 1974 der erste Allzweck-Mikroprozessor, der Intel 8080 , angekündigt worden war, kündigte Sord im Mai 1974 den SMP80 / x an, den ersten Mikrocomputer, der den 8080 verwendet. ^[18]

Praktisch alle frühen Mikrocomputer waren im Wesentlichen Boxen mit Lichtern und Schaltern; Man musste Binärzahlen und Maschinensprache lesen und verstehen, um sie zu programmieren und zu verwenden (der Datapoint 2200 war eine bemerkenswerte Ausnahme und trug ein modernes Design, das auf einem Monitor, einer Tastatur sowie Band- und Festplattenlaufwerken basierte). Von den frühen Mikrocomputern vom Typ "Box of Switches" war der MITS Altair 8800 (1975) wohl der bekannteste. Die meisten dieser einfachen, frühen Mikrocomputer wurden als elektronische Kits verkauft - Taschen voller loser Komponenten, die der Käufer zusammenlöten musste, bevor das System verwendet werden konnte.

Der Zeitraum von etwa 1971 bis 1976 wird manchmal als die erste Generation von Mikrocomputern bezeichnet. Viele Unternehmen wie DEC , ^[19] National Semiconductor , ^[20] Texas Instruments ^[21] boten ihre Mikrocomputer zur Verwendung in der Terminalsteuerung, der Steuerung von Peripheriegeräteschnittstellen und der industriellen Maschinensteuerung an. Es gab auch Maschinen für die technische Entwicklung und den persönlichen Gebrauch von Bastlern. ^[22] 1975 wurde die Prozessortechnologie SOL-20 entwickelt, die aus einer Karte bestand, die alle Teile des Computersystems enthielt. Der SOL-20hatte eine eingebaute EPROM-Software, die die Notwendigkeit von Reihen von Schaltern und Lichtern beseitigte. Das gerade erwähnte MITS Altair spielte eine wichtige Rolle bei der Erregung eines bedeutenden Interesses von Hobbyisten, was schließlich zur Gründung und zum Erfolg vieler bekannter Hardware- und Softwareunternehmen für Personal Computer wie Microsoft und Apple Computer führte . Obwohl der Altair selbst nur ein milder kommerzieller Erfolg war, trug er dazu bei, eine riesige Industrie zu entfachen.

Heimcomputer [ Bearbeiten ]

Bis 1977 machte die Einführung der zweiten Generation, die als Heimcomputer bekannt ist , die Verwendung von Mikrocomputern erheblich einfacher als die ihrer Vorgänger, da die Bedienung ihrer Vorgänger häufig eine gründliche Kenntnis der praktischen Elektronik erforderte. Die Möglichkeit, eine Verbindung zu einem Monitor (Bildschirm) oder einem Fernsehgerät herzustellen, ermöglichte die visuelle Bearbeitung von Text und Zahlen. Die BASIC- Sprache, die einfacher zu erlernen und zu verwenden war als die rohe Maschinensprache, wurde zur Standardfunktion. Diese Eigenschaften waren bereits bei Minicomputern üblich , mit denen viele Hobbyisten und frühe Produkte vertraut waren.

Mit der Einführung der VisiCalc- Tabelle (ursprünglich für Apple II ) wurde der Mikrocomputer 1979 von einem Hobby für Computerbegeisterte zu einem Business-Tool. Nach der Veröffentlichung des IBM-PCs durch IBM im Jahr 1981 wurde der Begriff Personal Computer allgemein für Mikrocomputer verwendet, die mit der IBM PC-Architektur kompatibel sind ( PC-kompatibel ).

Siehe auch [ Bearbeiten ]

• Geschichte der Computerhardware (1960er-heute)
• Listen von Mikrocomputern
• Hauptrechner
• Minicomputer
• Persönlicher Computer
• Supercomputer

Notizen und Referenzen [ Bearbeiten ]