Чтобы показать, что это так, позвольте мне привести пример из личного опыта. В 1981 г. я поступил в Мичиганский университет и, будучи студентом-первокурсником, планировал изучать компьютерную технику. Тогда это была новая дисциплина, только что введенная в Мичиганском и нескольких других университетах. В то время еще никто не мог сказать наверняка, будут ли компьютеры настолько важны в нашей жизни, чтобы занять свою нишу в сфере технологий.
Мичиганский университет был одним из самых передовых вычислительных центров в стране. Компьютер, используемый тогда, представлял собой большую универсальную ЭВМ, изготовленную компанией Amdahl Corporation. На первом курсе компьютерного программирования нам поставили задачу написания и запуска программы с использованием компьютерных перфокарт[16].
Для этого сначала нужно было сходить в университетский книжный магазин и купить большую коробку чистых перфокарт. Немного отличаясь по длине, они были похожи на стандартные индексные карты.
Затем при помощи карандаша и бумаги писалась программа, а чистые карты относились в вычислительный центр. Карта вставлялась в перфокарточную машину, и с клавиатуры вводилась одна строка из нашей программы. В результате устройство пробивало соответствующие отверстия в карте. Такая процедура проводилась для каждой строки в программе. При наличии ошибки нужно было выбросить заполненную карту и начать все заново. Для создания сложной программы приходилось пробивать сотни карт.
Далее стопки карт аккуратно переносили к устройству считывания с перфокарт, куда их затем устанавливали и с нетерпением ждали, когда компьютер обработает данные.
Спустя какое-то время, а в некоторых случаях даже через несколько часов, в принт-центре выдавалась печатная версия результатов. Так как практически невозможно написать безупречную программу с первого (или даже со второго) раза, нужно было пройти через эту процедуру неоднократно до нахождения и исправления ошибок.
Разумеется, принцип нашего взаимодействия с компьютерами сильно изменился. Выше мне пришлось включить описание перфокарт в интересах юных читателей, которые, вероятно, не знакомы с ними. А как насчет самого компьютера?
В то время в Мичиганском университете использовался Amdahl 470/V8. Такая машина стоимостью приблизительно в 2 млн долл. наверняка занимала значительную площадь помещения.
Для того чтобы сопоставить относительные скорости различных компьютеров, инженеры разработали единицу измерения, известную как миллион операций в секунду, или MIPS. Показатель MIPS компьютера немного схож с номинальной мощностью двигателя. Наряду с тем что каждый компьютер имеет свой уникальный дизайн, показатель MIPS позволяет нам проводить приблизительные сравнения.
Если представить, что компьютерная программа в процессе работы подобна пианисту, играющему мелодию на фортепиано, то каждая команда соответствовала бы одному нажатию клавиши. Показатель ЭВМ Amdahl в Мичиганском университете составлял около семи MIPS[17]. Следовательно, можно представить себе, как наш пианист совершает 7 миллионов ударов по клавишам в секунду. Очевидно, такая скорость невероятно велика для пианиста и в то же время достаточно неплоха для компьютера.
К тому времени как я окончил Мичиганский университет в 1985 г., многое кардинально изменилось. За год до этого компания Apple Computer выпустила Macintosh, который, как и его предшественник Apple Lisa, был первым коммерчески доступным персональным компьютером, имеющим графический интерфейс и мышь.
Университет приобрел десятки таких компьютеров, и теперь вместо старых ЭВМ в процессе обучения студенты пользовались ими.
Первая версия Macintosh работала со скоростью около 1 MIPS[18]. Другими словами, соотношение скорости Macintosh и ЭВМ от Amdahl было приблизительно 1:7, что казалось весьма впечатляющим. К тому же компактный размер Macintosh позволял размещать его на столе, в то время как громоздкий Amdahl стоимостью в 2 млн долл. занимал всю комнату.
Теперь посмотрим, как все развивалось после моего окончания университета…
• К 1988 г. процессор Intel 386DX работал со скоростью 8,5 MIPS. Этот микропроцессор использовали в первых персональных компьютерах фирмы IBM, которые могли поддерживать ранние версии Microsoft Windows. Таким образом, настольный компьютер теперь превышал скорость ЭВМ от Amdahl.
• К 1992 г. Intel 486DX работал со скоростью около 54 MIPS, что почти в восемь раз больше скорости ЭВМ Amdahl. ПК на базе 486-го процессора были первыми компьютерами, обеспечившими подходящую платформу для Microsoft Windows. Windows 3.1, также представленный в 1992 г., имел огромный коммерческий успех для Microsoft.
16
Перфокарты в Мичиганском университете: к тому времени в университете работала очень современная интерактивная система разделения времени под названием Michigan Terminal System, или MTS. Большинство студентов использовали интерактивные терминалы. Однако интерактивное время компьютера стоило очень дорого, поэтому на вводных курсах зачастую использовались перфокарты.
17
Производительность компьютеров Amdahl в MIPS: Roy Longbottom’s PC Benchmark Collection. Ссылка: www.roylongbottom.org.uk/mips.htm#anchorAmdahl
18
Все данные по производительности в единицах измерения MIPS взяты из Википедии: www.en.wikipedia.org/wiki/Instructions_per_second. Компьютеры на ОС Macintosh и Lisa использовали микропроцессор Motorola 68000 с производительностью 1 MIPS.