3.5.6. Оценки производительности

Из приведенного обзора при сравнении двух моделей ПЭВМ отнюдь не всегда ясно, какая из них является более производительной. В подразделе 3.1 мы рассматривали методику, принятую журналом BYTE для определения производительности ПЭВМ.

Оценки производительности IBM-совместимых ПЭВМ, выполненные по этой методике, пред­ставлены в табл. 3.12 и 3.13. Первая из них составлена для ПЭВМ, в которых установлен математический сопроцессор, а вторая — для компьютеров без него. Конечно, в эти таблицы включены не все выпускаемые модели ПЭВМ, в частности, вовсе не отражены компьютеры на базе МП 80486. Дело в том, что в таблицах фигурируют только те модели из рассмотренных в данном разделе, выпуск которых освоен не позднее 1989 г.

3.6. Пэвм фирмы Apple Computer

Как уже подчеркивалось в подразделе 1.2, фирма Apple стояла у истоков создания ПЭВМ. Она и сейчас вносит существенный вклад в структуру рынка ПЭВМ, уступая по объему сбыта компьютеров этого класса только корпорации IBM. Если учесть, что Apple производит несов­местимые с IBM изделия, то их качество должно быть превосходным, чтобы занимать одно из ведущих мест на рынке.

Более того, компания Apple оставляет IBM позади себя в таких секторах рынка, как учебные и бытовые ПЭВМ, а также настольные издательские системы.

Apple всегда превосходила и превосходит IBM по графическим возможностям (в том числе цветным) своих изделий.

Компьютеры фирмы Apple делятся на 2 семейства — собственно Apple и Macintosh (Mac).

Семейство Apple включает три серии ПЭВМ: Apple I, Apple II и Apple III. Наибольшей популярностью пользовались модели серии Apple II — такие, как собственно Apple II, Apple IIC, Apple НЕ и Apple IIGS. Они предназначены главным образом для бытовых приложений. Заметным недостатком семейства Apple является замкнутость архитектуры. Основная ОС для него — Apple DOS.

ПЭВМ семейства Маc обладают существенно большей вычислительной мощностью и постро­ены на 32-разрядных МП фирмы Motorola. Основные технические характеристики моделей этого семейства представлены в табл. 3.14.

Семейство Mac несовместимо с Apple и также включает 2 серии — собственно Маc и Маc II. Серия Маc, как и семейство Apple, характеризуется замкнутостью архитектуры, что ограничивает возможности расширения ресурсов. Серия Маc II объявлена в 1987 г. и предполагает открытую архитектуру (как в IBM), несовместимую с серией Маc. Представители серии Маc предназначены для конторских приложений, использования в качестве настольных издательских систем, а также для производства научных и инженерных расчетов. Таким образом, это ППЭВМ. На машинах серии Маc используется ОС Macintosh OS с графическим интерфейсом, а на изделиях серии Маc II применяется UNIX-подобная система A/UX фирмы Apple,

Кратко охарактеризуем перечисленные в табл. 3.14 модели. ПЭВМ Macintosh была первой в семействе Mac. Macintosh Portable — это единственная переносная модель в данном семействе. Она имеет моно­хромный жидкокристаллический дисплей, весит 6,3 кг и способна работать в автономном режиме (с питанием от аккумуляторных батарей) в течение 10 час. Ее габариты составляют 387x354x101 мм. Компьютеры Mac Plus и Mac SE являются развитием модели Macintosh. Существенных различий между Mac Plus и Mac SE нет, за исключением объемов ПЗУ (128 Кбайт в Mac Plus и 256 Кбайт в Mac SE). Модель же Mac SE/30 внешне выглядит, как и другие представители семейства Маc, но представляет собой по сути аналог ПЭВМ Маc IIх Машина Маc IIсх является более компактным вариантом изделия Маc IIх. Новинка в серии Маc II — компьютер Mac IIci.

Опенки производительности большинства моделей семейства Маc представлены и табл. 3.15.

В настоящее время фирма Apple предлагает для выпускаемых ею ПЭВМ платы, обеспечивающие выполнение большинства программ, разработанных для функционирования в среде ОС MS-DOS. Таким образом, с определенной натяжкой можно говорить, что изделия фирм Apple и IBM совместимы по исполнению.

Насколько нам известно, в настоящее время аналоги машин фирмы Apple отсутствуют.

3.7. ПЭВМ независимых производителей

К этому классу ПЭВМ будем относить изделия, несовместимые с продукцией фирм ЮМ и Apple Computer.

Класс ПЭВМ независимых производителей сейчас непредставителен Действительно, на рынке ППЭВМ фигурируют, в основном, IBM-совместимые изделия и, конечно же, продукция самой корпорации IBM. Лишь только компания Apple пытается отвоевать его часть, поставляя машины серии Маc II, и эти попытки небезуспешны. На рынке же бытовых и учебных ПЭВМ выделяется, главным образом, про­дукция фирмы Apple.

Чтобы изменить сложившуюся структуру рынка, независимым производителям отнюдь не достаточно предложить более хорошую модель ПЭВМ, чем имеющиеся: им нужно еще и убедить покупателей в том, что фирма в обозримом будущем не уступит лидерства и ее продукция будет играть роль стандарта, на который будут ориентироваться разработчики аппаратных и програм­мных средств. Это связано с большим объемом накопленного ПО, консерватизмом пользователей, сложностью их адаптации к новым машинам и ОС, а также хорошей репутацией фирмы IBM. Реализовать сказанное в настоящее время представляется весьма проблематичным.

Тем не менее на рынках бытовых и учебных ПЭВМ заметны и другие производители.

В качестве бытовых определенной популярностью пользуются настольные ПЭВМ, выпуска­емые фирмами Commodore International и Atari. Первая предлагает модели семейства Amiga (Amiga, Amiga 1000, Amiga 2000), а также Commodore 64, а вторая — машины Atari 520ST, Atari 1040ST, Mega ST2 и Mega ST4. Несмотря на то, что некоторые из них имеют значительную вычислительную мощность (в том числе МП 68000, ОЗУ до 4 Мбайт и хорошие графические возможности), в качестве профессиональных машин они практически не используются.

В начале 1988 г. фирма Atari объявила о своей новой модели Atari ABAQ. Эта ПЭВМ, по своим возможностям соответствующая хорошей графической рабочей станции, построена на базе транспьютера Т800 (Inmos), работающего на частоте 20 МГц, Емкость ОЗУ составляет 5 Мбайт, из которых 1 Мбайт используется в качестве видеопамяти. Этот компьютер оснащен 89-мм НГМД и 80-Мбайт НЖМД Дисплейный адаптер обеспечивает разрешение 1280x960 точек при 16 цветах в рабочей палитре (базовая палитра включает 4096 цветов), либо 1024x768 точек при 256 цветах в рабочей Палитре (базовую палитру в этом случае составляют 16 млн. цветов), либо 512x480 точек при 2 цветах. Предусмотрена возможность установки дополнительно до 12 транспьютеров и стыковки с четырьмя такими же ПЭВМ. Используется ОС Helios, имеющая черты системы UNIX

Особую популярность снискал дешевый бытовой компьютер ZX Spectrum + фирмы Sinclair Research (Великобритания), выполненный на базе 8-разрядного МП Z80A фирмы Zilog, работающего на тактовой частоте 1МГц. Емкость ОЗУ составляет всего 48 Кбайт, а в качестве внешней памяти используется НМЛ. Дисплейный адаптер обеспечивает разрешение 256x176 точек при восьми цветах, а роль дисплея может играть бытовой телевизор. В среде отечественных радиолюбителей и пользователей компьютеров вокруг этой ПЭВМ сейчас наблюдается настоящий бум: ZX Spectrum + производится в больших количествах кустарным способом и пользуется громадным спросом.

В 1988 г. С.Джобс (один из разработчиков первых моделей семейства Apple), руководя созданной им компанией, разработал настольную ПЭВМ NeXT, которая сразу привлекла внимание специалистов благодаря известности автора и ряду новых технических решений, в ней воплощенных. Эта машина построена на основе 25-МГц МП 68030 и 25-МГц математического сопроцессора 68882 (Motorola). Емкость ОЗУ может составлять от 8 до 16 Мбайт, ПЗУ же невелико — всего 64 Кбайт. ПЭВМ может комплектоваться НЖМД емкостью 256 — 926 Мбайт. Вместо НГМД используются НОД с дисками на 256 Мбайт, обеспечивающие чтение, запись и стирание. В их основе лежит магни­тооптический принцип записи. Это наиболее новаторское решение, воплощенное в ПЭВМ. Диаметр ОД составляет всего 133 мм; среднее время доступа равно 92 мс. Дисплейный адаптер обеспечивает разрешение 1120x832 точки при 4 градациях яркости. Эту модель отличает также наличие средств высококачественного воспроизведения звука. Данная ПЭВМ имеет быстродействие около 4 млн. команда/с, великолепный дизайн и базовую цену 6500 долл. За дополнительную плату (2000 долл.) поставляется лазерный принтер. В качестве ОС используется UNIX-подобная система Mach, раз­работанная в университете Карнеги-Мелона. По мнению автора компьютера, его детище предназ­начено пока только для системы высшего образования.

Интерес также представляет карманная ПЭВМ Agenda английской фирмы Microwriter Systems. Она появилась на рынке в 1989 г. и построена на базе МП 6303 фирмы Hitachi. Емкость ОЗУ составляет 320 Кбайт, а ПЗУ — 32 Кбайт, причем первое снабжено батарейным питанием, а потому может играть роль долговременной памяти. Габариты компьютера составляют всего 175x85x18 мм. Клавиатура занимает площадь 89x102 мм и отличается новизной: она насчитывает пять расположенных по дуге клавиш — по одной на каждый палец руки; код символа при этом формируется нажатием определенной комбинации клавиш. Имеется также и обычная, но очень миниатюрная клавиатура Жидкокристал­лический экран позволяет воспроизводить 20x4 символов. Машина может автономно питаться от никелькадмиевых аккумуляторов. Она также снабжена адаптерами последовательного и параллельного интерфейсов для связи со стационарной ПЭВМ и принтером. Цена ее составляет 250 долл.

В Японии фирма NEC прилагает все усилия к внедрению ПЭВМ собственной оригинальной разработки и добилась на этом поприще заметных успехов. Самым популярным в Японии ее изделием является 26-разрядный компьютер РС-9801, несовместимый с продукцией IBM.

3.8. ПЭВМ, выпускаемые в восточноевропейских странах

В восточноевропейских странах (в том числе СНГ) выпускаются главным образом настольные ПЭВМ различного функционального назначения: бытовые, учебные и профессиональные. Мы ограничимся рассмотрением только последних, так как другие пока имеют весьма ограниченные возможности, представляя собой в подавляющем большинстве лишь занимательные игрушки.

Выпускаемые в настоящее время в Восточной Европе ППЭВМ обладают отнюдь не выдаю­щимися техническими характеристиками, хотя имеются и интересные перспективные разработки. В рассматриваемом регионе делается ставка на производство IBM-совместимых ППЭВМ. Это позволяет, с одной стороны, использовать уже разработанное ПО, а с другой, — создавать конкурентоспособные на западном рынке новые программные продукты.

Вместе с тем не отсекаются и другие линии ПЭВМ. Так, в СНГ с 1986 г. выпускается ППЭВМ «Электроника 85» (МС 0585), программно совместимая с миниЭВМ СМ, прототипом которых послужили компьютеры фирмы DEC Она базируется на 16-разрядном МП, имеет ОЗУ емкостью до 4 Мбайт, два 133-мм НГМД на 360 Кбайт и НЖМД емкостью 5—10 Мбайт. Дисплейный адаптер обеспечивает разрешение 960x420 точек. Возможно подключение как монохромного, так и цветного дисплея.

Основные технические характеристики IBM-совместимых стационарных (точнее — настоль­ных) ПЭВМ, производимых в странах Восточной Европы, представлены в табл. 3.16. К сожалению, за неимением информации в ней не нашли отражение сведения о ПЭВМ, выпускаемых в Югославии. А сожаление вызывает тот факт, что они производятся по лицензиям западных фирм и имеют хорошие характеристики.

Более подробно охарактеризуем отечественные ПЭВМ, в частности, изделия ЕС. Все вы­пускаемые в настоящее время модели, за исключением ЕС 1842, совместимы с IBM PC XT. ЕС1842 построена на базе МП К1810ВМ86М, который способен программно эмулировать прибор 80286 (но при этом снижается производительность ПЭВМ). Следовательно, модель ЕС1842. совместима с IBM PC AT. Наибольшее распространение получила пока только модель ЕС1840, ресурсы которой по нынешним меркам весьма ограниченны. В частности, в ней не

предусмотрена возможность подключения математического сопроцессора и манипулятора типа «мышь». Отсутствует также контроллер НЖМД. ЕС1840 снабжена одним адаптером парал­лельного и двумя адаптерами последовательного интерфейсов. Базовая цена этой модели составляет 6 тыс. руб. (по ценам 1990 г.). ПЭВМ ЕС1841 обладает более богатым набором аппаратных средств. Так, обеспечивается возможность расширения ОЗУ до 2 Мбайт (о чем мы еще скажем особо), подключения математического сопроцессора и «мыши», а также имеется контроллер НЖМД (дополнительными сведениями о модели ЕС1845 мы не распо­лагаем). В настоящее время разрабатывается ПЭВМ ЕС1851 на базе МП 80386 с тактовой частотой 16 — 20МГц.

ПЭВМ «Искра» и «Нейрон» по сравнению с ЕС имеют некоторые отличия в периферии. Так, в первой используются односторонние, а не двухсторонние, НГМД.

Число моделей ПЭВМ СМ в будущем будет увеличено с введением машины СМ 1820, выполненной на 32-разрядном МП типа 80386.

Новинкой отечественного парка ПЭВМ является машина «Истра 4816». Она имеет много­процессорную архитектуру и включает следующие МП:

1) системный процессор К1810ВМ86, ориентированный на выполнение программ и взаимо­действие с ПУ через второй процессор;

2) периферийный 8-разрядный процессор К580ИК80, обслуживающий ПУ;

3) системный процессор К580ИК80, позволяющий выполнять программы, составленные для 8-разрядных машин.

Имеются гнезда для подключения математического сопроцессора и специализированного Форт-процессора, обеспечивающего эффективное выполнение программ, составленных на этом языке. Поддерживается возможность расширения ОЗУ до 4 Мбайт.

Для специалистов полезной будет информация о степени совместимости ПЭВМ ЕС1840 и ЕС1841 с их прототипом — IBM PC XT.

Аппаратная совместимость ЕС1840/41 с ЮМ PC XT не обеспечивается из-за того, что платы ЕС1840/41 имеют другие размеры и разъемы. Поэтому ПЭВМ ЕС не могут быть расширены дополнительными платами, выпускаемыми для IBM PC во всем мире и в большом количестве. Правда, в ЕС1842 имеется один разъем, совместимый с разъемами IBM PC XT, но этого явно недостаточно.

Вместе с тем обеспечивается почти полная программная совместимость ЕС1840/41 с IBM PC XT. Различия же имеются в способах управления последовательным интерфейсом (стык С2, или RS232C), в некоторых тонкостях управления НГМД, в организации дополнительной памяти (только ЕС1841) и в способах управления манипулятором типа «мышь» (тоже только ЕС1841).

Адаптер последовательного интерфейса ЕС1840/41 реализован на микросхемах, отличных от применяемых в IBM PC XT, и программируется по-другому. В BIOS EC1840 вообще отсутствуют программы обеспечения работы последовательного интерфейса, из-за чего не работают многие программы, рассчитанные на использование RS232C в IBM PC XT. В BIOS EC1841 такие программы имеются, и аппаратные различия «упрятаны» почти полностью (в данном случае мы говорим о совместимости на уровне BIOS). Большинство Программ, использующих последова­тельный интерфейс, не замечают подмены аппаратуры.

Отличия в управлении НГМД связаны с тем, что в ЕС1840/41 дисководы позволяют ис­пользовать на диске 80 дорожек (720 Кбайт) в отличие от 40 дорожек (360 Кбайт), поддерживаемых НГМД IBM PC XT. BIOS нейтрализует это различие, передвигая головки НГМД через дорожку при использовании формата на 40 дорожек (360 Кбайт) для обеспечения совместимости по информации с IBM PC XT. Однако при этом возникают две проблемы.

Первая состоит в том, что во многих программных комплексах используются средства защиты от копирования, основанные на специальном формате дискеты. Если проверка этого формата при запуске программы осуществляется в обход BIOS, то санкционированность копии программы подтверждена не будет. В ЕС1842 и ЕС1845 моделируются 80-дорожечные НГМД IBM PC AT и указанной проблемы не возникает, так как «нормальные» программы работают с ними хорошо.

Вторая проблема заключается в том, что записанная в 80-дорожечном дисководе дорожка в два раза уже стандартной. Поэтому нет гарантии возможности считывания информации в 40-дорожечном НГМД после ее записи в 80-дорожечном.

Поддержка дополнительной памяти (сверх 640 Кбайт) в ЕС1841 полностью отлична от идеологии, принятой в моделях фирмы IBM. Вспомним, что МП К1810ВМ86 имеет 1-Мбайт адресное пространство. Адресация же 1-Мбайт избытка памяти реализуется специальными средствами ЕС1841. В дополнительной памяти можно хранить какую-либо информацию, ис­пользуемую выполняемыми программами. Выполнять же программы непосредственно в допол­нительной памяти не допускается. Можно организовать в этой области памяти и виртуальный диск, обладающий существенно большим быстродействием, чем реальный диск, однако он не будет способен сохранять информацию после отключения питания. Реализация поддержки до­полнительной памяти в машинах IBM будет рассматриваться ниже.

Отличия в способах управления «мышью» практически незаметны.

По сравнению с IBM PC XT в ЕС1840/41 имеется ряд расширений. Среди них возможность загрузки знакогенератора дисплея, что позволяет программировать выводимые на экран символы (в IBM PC XT знакогенератор прошит в ПЗУ), а также большее количество клавиш на клавиатуре, целесообразность чего диктуется необходимостью работы с двумя алфавитами.

На уровне же BIOS различий между ЕС1840/41 еще меньше, чем на самом низком уровне. Вместе с тем в BIOS EC1840/41 имеются одна ошибка, одна недоработка и один существенный недостаток.

Ошибка заключается в том, что при загрузке ОС не инициализируется вектор прерывания 15Н, используемый для доступа к специальным функциям общего управления компьютером. В ЕС1840 они не реализованы. Однако в связи с тем, что некоторые программы вызывают прерывание 15Н, ПЭВМ может «зависать».

Недоработка просматривается в реализации одной из функций вывода на дисплей — после­довательного вывода (функция 0ЕН прерывания ЮН). В ранних вариантах IBM PC при вызове этой функции необходимо было явно указывать страницу видеопамяти, в которую должен происходить вывод. В более поздних моделях вывод по умолчанию производится всегда в нулевую страницу. В ЕС1840 реализован старый вариант, из-за чего последние версии ОС MS-DOS функционируют на них некорректно.

Недостатком же является отсутствие драйвера последовательного интерфейса, что уже описывалось.

В BIOS EC1841 указанные ошибка и недоработка устранены; кроме того, доработаны и другие драйверы.

Таким образом, говорить о программной совместимости между ЕС1840/41 и IBM PC XT без специальных оговорок можно только лишь на уровне ОС, если она запускается на тех и других ПЭВМ.

В конце 1990 г. минским НПО «Интеграл» создан первый в СНГ наколенный компьютер собственной разработки. Он получил название ПК-300 и базируется на 7,16/4,77-МГц МП 8086. Его габариты составляют 68x306x312 мм, а масса — 4,5 кг. ПК-300 содержит 640-Кбайт ОЗУ, два 89-мм НГМД и монохромный жидкокристаллический CGA-совместимый дисплей. Время автономной работы составляет 4 часа, а стоимость (по ценам 1990 г.) — 15 — 20 тыс. руб. Планируется установка жидкокристаллического монитора с задней подсветкой и НЖМД.

В момент написания данной книги минский завод «Электроника» объявил о завершении разработки карманной ПЭВМ «ЭЛЕКТРОНИКА МК-90» стоимостью 1500 руб. (по ценам 1990 г.). Она весит 700 г и может работать на языке Basic, используя прошитый в ПЗУ интерпретатор. Емкость ОЗУ составляет 16 Кбайт. В качестве внешней памяти используются сменные модули емкостью 10 Кбайт. Имеется миниатюрный графический жидкокристал­лический дисплей и адаптер последовательного интерфейса для сопряжения компьютера с другими устройствами.

3.9. Тенденции развития ПЭВМ

В настоящее время действуют и в будущем сохранятся три основные тенденции, определяющие облик перспективных ПЭВМ:

1) улучшение технических характеристик;

2) дальнейшая миниатюризация ПЭВМ;

3) удешевление персональных компьютеров.

Улучшение технических характеристик персональных машин основывается на:

— прогрессе в технологии производства электронных компонентов;

— использовании новых архитектурных решений (в том числе многопроцессорных структур);

— разработке более совершенных универсальных МП;

— расширении спектра и развитии специализированных процессоров для реализации тех или иных функций;

— использовании более совершенного периферийного оборудования.

Задачи же дальнейшей миниатюризации ПЭВМ решаются, в основном, благодаря новым технологиям производства их устройств и узлов. Однако при этом нельзя сбрасывать со счетов и использование новых физических принципов, в частности, хранения информации и ее визуа­лизации. Качественных сдвигов можно достичь именно на этом пути.

Что касается использования ПЭВМ, то ярко выражена тенденция их объединения в ЛВС, а это имеет неоспоримые преимущества перед автономным их использованием.

В ближайшие несколько лет на рынке будут доминировать ПЭВМ с МП 80386SX. В 1994 г. ожидается появление компьютеров с МП 80586.