23 декабря 2012
Компания IBM сегодня известна многим. Она оставила огромный отпечаток в компьютерной истории и даже сегодня ее темпы в этом тяжелом деле не снизились. Самое интересное, что далеко не все знают чем так знаменита IBM. Да, все слышали про IBM PC, про то, что она делала ноутбуки, что когда-то она серьезно конкурировала с Apple. Однако в числе заслуг голубого гиганта имеется огромное количество научных открытий, а также внедрение в повседневную жизнь различных изобретений. Порой многие удивляются, откуда пришла та или иная технология. А все оттуда — из IBM. Пять нобелевских лауреатов по физике получили свои премии за изобретения, сделанные в стенах этой компании. Этот материал призван пролить свет на историю становления и развития IBM. Заодно мы расскажем об ее ключевых изобретениях, а также будущих разработках. Время становления Своими истоками IBM уходит в далекий 1896 год, когда за десятилетия до появления первых электронных компьютеров выдающийся инженер и статистик Герман Холлерит (Herman Hollerith) основал компанию по производству счетно-аналитических машин, окрещенную TMC (Tabulating Machine Company). На это господина Холлерита, потомка германских эмигрантов, открыто гордившегося своими корнями, побудил успех его первых счетно-аналитических машин собственного производства. Суть изобретения дедушки "голубого гиганта" заключалась в том, что он разработал электрический переключатель, позволяющий кодировать данные цифрами. Носителями информации в этом случае служили карты, в которых в особом порядке пробивались отверстия, после чего, перфокарты можно было сортировать механически. Эта разработка, запатентованная Германом Холлеритом в 1889 году, произвела настоящий фурор, что позволило 39-летнему изобретателю получить заказ на поставку его уникальных машин для Министерства статистики США, которое готовилось к переписи населения 1890 года. Успех был ошеломляющим: обработка собранных данных заняла лишь один год, в отличие от восьми лет, которые потребовались статистикам из Бюро переписи населения США на получение итогов переписи 1880 года. Именно тогда на практике было продемонстрировано преимущество вычислительных механизмов в решении подобных задач, что во многом и предопределило будущий "цифровой бум". Заработанные средства и установленные контакты помогли господину Холлериту в 1896 году создать компанию TMC. Первое время компания пыталась выпускать коммерческие машины, но в преддверии переписи населения 1900 года, она перепрофилировалась на производство счетно-аналитических машин для Бюро переписи населения США. Впрочем, спустя три года, когда государственная "кормушка" была прикрыта, Герман Холлерит вновь обратил свой взор на коммерческое применение его разработок. Хотя компания переживала период бурного роста, здоровье ее создателя и вдохновителя неуклонно ухудшалось. Это и заставило его в 1911 году принять предложение миллионера Чарльза Флинта (Charles Flint) по покупке TMC. Сумма сделки была оценена в $2.3 миллиона, из которых Холлерит получил $1.2 миллиона. По сути речь шла не о простой покупке акций, а о слиянии TMC с компаниями ITRC (International Time Recording Company) и CSC (Computing Scale Corporation), в результате которого на свет появилась корпорация CTR (Computing Tabulating Recording). Она и стала прообразом современной IBM. И если Германа Холлерита многие называют дедушкой "голубого гиганта", то именно Чарльза Флинта принято считать его отцом. Господин Флинт, бесспорно, был финансовым гением, обладавшим умением предвидеть крепкие корпоративные союзы, многие из которых пережили своего создателя и продолжают играть определяющую роль в своих областях. Он принимал активное участие в создании панамериканского производителя резины U. S. Rubber, одного из некогда ведущих мировых производителей жевательной резинки American Chicle (с 2002 года, называясь уже Adams, входит в Cadbury Schweppes). За его успехи в консолидации корпоративной мощи США его называли "отцом трестов". Впрочем, по этой же причине оценка его роли, с точки зрения положительного или негативного воздействия, но никогда с точки зрения значимости, весьма не однозначна. Как парадоксально организаторские способности Чарльза Флинта очень ценили в государственных ведомствах, и он всегда оказывался там, где простые чиновники не могли действовать открыто или их работа была менее эффективна. В частности ему приписывают участие в секретном проекте по скупке кораблей по всему миру и переоборудование их в военные суда в период Испано-американской войны 1898 года. Созданная Чарльзом Флинтом корпорация CTR в 1911 году выпускала широкий спектр уникального оборудования, включающего системы учета рабочего времени, весы, автоматические резчики мяса и, что оказалось особенно важно для создания компьютера, перфокартное оборудование. В 1914 году пост генерального директора занимает Томас Уотсон (Thomas J. Watson Sr.), а в 1915 он становится президентом CTR. Следующим серьезным событием в истории CTR стало смена названия на International Business Machines Co., Limited или сокращенно IBM. Произошло это в два этапа. Сначала в 1917 году компания вышла под таким брендом на канадский рынок. Видно, этим она хотела подчеркнуть тот факт, что она теперь настоящая международная корпорация. В 1924 году IBM стало называться и американское подразделение. Время Великой Депрессии и Второй Мировой войны Следующие 25 лет в истории IBM прошли более-менее стабильно. Даже во время Великой Депрессии в США компания продолжила свою деятельность в прежнем темпе, практически не увольняя сотрудников, чего нельзя было сказать о других фирмах. В этом периоде можно отметить несколько важных событий для IBM. В 1928 году компания новый тип перфокарты с 80 столбцами. Она получила название IBM Card и в течение нескольких последних десятилетий использовалась счетными машинами компании, а после и ее компьютерами. Еще одно значимое событие для IBM в это время стал крупный заказ правительства на систематизацию данных о рабочих местах для 26 миллионов людей. Сама компания вспоминает о нем как о "самой большой расчетной операции за все время". Кроме того это открыло двери голубому гиганту к другим правительственным заказам, прямо как в самом начале деятельности TMC. Есть несколько упоминаний о сотрудничестве IBM с фашистким режимом в Германии. Источником данных здесь служит книга Эдвина Блэка (Edwin Black) "IBM and the Holocaust" ("IBM и Холокост"). Ее название недвусмысленно говорит с какой целью применялись счетные машины голубого гиганта. Они вели статистику по заключенным евреям. Даже приводятся коды, которые использовались для систематизации данных: Code 8 – евреи, Code 11 – цыгане, Code 001 – Освенцим, Code 001 – Бухенвальд и так далее. Впрочем, по заявлению руководства IBM, компания лишь продавала Третьему Рейху оборудование, а как оно применялось дальше это их не касается. Так, кстати, поступали многие американские компании. IBM даже открыла завод в Берлине в 1933 году, то есть когда Гитлер пришел к власти. Впрочем, есть и обратная сторона в использовании оборудования IBM нацистами. После поражения Германии благодаря машинам голубого гиганта удалось отследить судьбы многих людей. Хотя и это не помешало различным группам людей, пострадавших от войны и Холокоста в частности, требовать у IBM официальных извинений. Компания приносить их отказывалась. Даже несмотря на то, что во время войны ее сотрудники, оставшиеся в Германии, продолжили свою работу, даже общаясь с руководством фирмы через Женеву. Однако сама IBM сняла с себя всякую ответственность за деятельность ее предприятий на территории Германии за период войны с 1941 по 1945 года. В США в течение военного периода IBM работала на правительство и далеко не всегда по своему прямому виду деятельности. Ее производственные мощности и рабочие были заняты выпуском винтовок (в частности Browning Automatic Rifle и M1 Carbine), прицелов для бомбометания, запчастей для моторов и т.д. Томас Уотсон, все еще возглавлявший тогда компанию, установил номинальную прибыль на данную продукцию размером 1%. И даже этот мизер отправлялся не в копилку голубого гиганта, но на основание фонда помощи вдовам и сиротам, потерявшим в войне своих близких. Нашлось применение и для счетных машин, расположенных в Штатах. Они использовались для различных математических расчетов, логистики и других нужд войны. Не менее активно ими пользовались и при работе над проектом Манхэттен, в рамках которого создавалась атомная бомба. Начало второй половины прошлого века имело огромное значение для современного мира. Тогда начали появляться первые цифровые компьютеры. И IBM приняла в их создании самое активное участие. Самым первым американским программируемым компьютером стал Mark I (полное название Aiken-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator Mark I). Самое удивительное, что в его основу легли идеи Чарльза Бэббиджа, изобретателя первой вычислительной машины. Он ее кстати так и не достроил. Но в XIX веке это было сложно сделать. IBM воспользовалась его расчетами, переложила их на технологии того времени и свет увидел Mark I. Построен он был в 1943 году, а год спустя официально введен в эксплуатацию. История "Марков" продлилась недолго. Всего их было выпущен четыре модификации, последнюю из которых, Mark IV, представили в 1952 году. В 50-х годах IBM получила очередной крупный заказ от правительства на разработку компьютеров для системы SAGE (Semi Automatic Ground Environment). Это военная система, предназначенная для отслеживания и перехвата бомбардировщиков вероятного противника. Данный проект позволил голубому гиганту получить доступ к исследованиям Массачусетсткого технологического института. Тогда он работал над первым компьютером, который запросто мог послужить прообразам современных систем. Так он включал встроенный экран, магнитный массив памяти, поддерживал цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования, имел некий вариант компьютерной сети, мог передавать цифровые данные по телефонной линии, поддерживал многопроцессорность. Кроме того к нему можно было подключать так называемые "световые пистолеты", ранее широко применявшиеся как альтернатива джойстику у приставок и игровых автоматов. Даже имелась поддержка первого алгебраического компьютерного языка. IBM соорудила 56 компьютеров для проекта SAGE. Стоимость каждого составляла $30 миллионов по ценам 50-х годов. Работали над ними 7000 сотрудников компании, что на то время составляло 20% от всего штата компании. Кроме большой прибыли голубой гигант смог получить бесценный опыт, а также доступ к военным разработкам. Позже все это было применено в создании компьютеров следующих поколений. Следующим важнейшим событием для IBM стал выпуск компьютера System/360. Его связывают чуть ли не сменой целой эпохи. До него голубой гигант выпускал системы на основе вакуумных ламп. К примеру, после вышеупомянутого Mark I в 1948 году был представлен Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC), состоящий из 21400 реле и 12500 вакуумных ламп, способный выполнять несколько тысяч операций в секунду. Кроме компьютеров SAGE IBM работала и над другими проектами для военных. Так Корейская война потребовала использования более скоростных средств вычисления, чем большой программируемый калькулятор. Так был разработан уже полностью электронный компьютер (не из реле, но из ламп) IBM 701, работавший в 25 раз быстрее SSEC, а заодно занимавший вчетверо меньше места. В течение последующих нескольких лет продолжалась модернизация ламповых компьютеров. К примеру, известным стала машина IBM 650, которой произвели около 2000 единиц. Не менее значимым для сегодняшней компьютерной техники было изобретение в 1956 году устройства, получившего название RAMAC 305. Он стал прообразом того, что сегодня носит аббревиатуру HDD или просто жесткий диск. Весил первый винчестер около 900 килограмм, а его емкость составляла всего 5 Мбайт. Главная инновация заключалась в использовании 50 алюминиевых круглых постоянно вращающихся пластин, на которых носителями информации являлись намагниченные элементы. Это позволило обеспечить произвольный доступ к файлам, что одновременно и значительно повышало скорость обработки данных. Но удовольствие это было не из дешевых — обходилось оно в сумму $50000 по ценам того времени. За 50 лет прогресс снизил стоимость одного мегабайта данных на HDD с $10000 до $0.00013, если брать среднюю стоимость жесткого диска емкостью 1 Тбайт. Середина прошлого века еще отметилась и приходом транзисторов на смену лампам. Первые попытки использовать эти элементы голубой гигант начал в 1958 году с анонса системы IBM 7070. Несколько позднее появились компьютеры моделей 1401 и 1620. Первый предназначался для выполнения различных бизнес-задач, а второй был небольшим научным компьютером, применявшимся для разработки дизайна автострад и мостов. То есть были созданы как более компактные специализированные вычислительные машины, так и более громоздкие, но с куда большим быстродействием системы. Примером первых может послужить модель 1440, разработанная в 1962 года для ведения малого и среднего бизнеса, а примером вторых — 7094 — фактически суперкомпьютер начала 60-х, применявшийся в аэрокосмической промышленности. Еще одним кирпичиком на пути создания System/360 было создание терминальных систем. Пользователям выделялись отдельный монитор и клавиатура, которые были подключены к одному центральному компьютеру. Вот вам и прообраз архитектуры клиент/сервер на пару с многопользовательской операционной системой. Как это часто бывает для максимально эффективного использования инноваций приходится взять все предыдущие разработки, найти их точки соприкосновения, а после чего спроектировать новую систему, использующую наилучшие стороны новых технологий. Именно таким компьютером и стал IBM System/360, представленный в 1964 году. Он чем-то напоминает современные компьютеры, которые при необходимости можно обновлять и к которым можно подключать различные внешние устройства. Для System/360 был разработан новый ассортимент периферийных устройств в количестве 40 штук. В их число входили жесткие диски IBM 2311 и IBM 2314, накопители на магнитных лентах IBM 2401 и 2405, оборудование для работы с перфокартами, устройства распознания текстов, а также различные коммуникационные интерфейсы. Еще одно важное нововведение — неограниченное виртуальное пространство. До System/360 подобные вещи обходились в кругленькую сумму. Конечно, для данной инновации пришлось кое-что перепрограммировать, но результат того стоил. Выше мы писали о специализированных компьютерах для науки, для бизнеса. Согласитесь, это несколько неудобно как для пользователя, так и для разработчика. System/360 стал универсальной системой, которую можно было применять для большинства задач. Причем применять ее теперь могло куда большее число людей — поддерживалось одновременное подключение до 248 терминалов. Создание IBM System/360 было вовсе не таким уж дешевым мероприятием. Компьютер только проектировался три квартала, на что было потрачено около миллиарда долларов. Еще $4.5 миллиардов ушло на инвестирование в заводы, нового оборудования для них. Всего было открыто пять фабрик и нанято 60 тысяч сотрудников. Томас Уотсон младший, сменивший своего отца на посту президента в 1956 году, назвал этот проект "самым дорогим частным коммерческим проектом в истории". Следующее десятилетие в истории IBM было не столь революционным, однако несколько важных событий имели место. Открылись 70-е годы выходом System/370. После нескольких модификаций System/360 эта система стала более сложной и серьезной переработкой оригинального мэинфрейма. Самое главное нововведение System/370 — это поддержка виртуальной памяти, то есть фактически это расширение оперативной памяти за счет постоянной. Сегодня этот принцип активно применяется в современных операционных системах семейств Windows и Unix. Впрочем, в первых версиях System/370 ее поддержка не была включена. Широкодоступной виртуальную память IBM сделала в 1972 году с представлением System/370 Advanced Function. Конечно, на этом список нововведений не заканчивается. Серия мэинфреймов System/370 поддерживала 31-битную адресацию вместо 24-битной. По умолчанию поддерживалась двухпроцессорность, а также имелась совместимость и с 128-битной дробной арифметикой. Еще одна важная "фича" System/370 – это полная обратная совместимость с System/360. Программная конечно. Следующим мэинфреймом компании стал System/390 (или S/390), представленный в 1990 году. Это была 32-разрядная система, хотя она сохранила совместимость с 24-битной адресацией System/360 и 31-битной System/370. В 1994 году появилась возможность объединять несколько мэинфреймов System/390 в один кластер. Данная технология получила название Parallel Sysplex. После System/390 IBM представила архитектуру z/Architecture. Ее главная инновация - поддержка 64-битного адресного пространства. Вместе с тем были выпущены новые мэинфреймы с большим количеством процессоров (сначала 32, потом 54). Появление z/Architecture приходится на 2000 год, то есть эта разработка совсем новая. Сегодня в ее рамках доступны System z9 и System z10, которые продолжают пользоваться устойчивой популярностью. И более того, они продолжают сохранять обратную совместимость с System/360 и более поздними мэинфреймами, что является в своем роде рекордом. На этом мы закрываем тему больших мэинфреймов, для чего и рассказали об их истории вплоть до сегодняшних дней. Тем временем у IBM назрел конфликт с властями. Ему предшествовал уход основных конкурентов голубого гиганта с рынка больших компьютерных систем. В частности компании NCR и Honeywall решили сосредоточиться на более прибыльных нишевых сегментах рынка. А System/360 оказалась на столько успешной, что конкурировать с ней никто не мог. В итоге IBM фактически стала монополистом на рынке мэинфреймов. Все это 19 января 1969 года перетекло в судебное разбирательство. Вполне ожидаемо IBM обвинялась в нарушении секции 2 акта Шермана, которая предусматривает ответственность за монополизацию, либо попытку монополизации рынка электронных компьютерных систем, особенно систем, предназначенных для применения в бизнесе. Разбирательство продлилось до 1983 года и завершилось для IBM тем, что она серьезно пересмотрела свой взгляд на ведение бизнеса. Не исключено, что антимонопольное разбирательство повлияло на проект "Future Systems project", в рамках которого предполагалось еще раз объединить все знания и опыт по прошлым проектам (прямо как во времена System/360) и создать компьютер нового типа, который еще раз превзойдет все ранее сделанные системы. Работа над ним велась между 1971 и 1975 годами. В качестве причин его закрытия называется экономическая нецелесообразность — по мнению аналитиков он бы не отбился так, как произошло с System/360. А может действительно IBM решила немного попридержать коней из-за ведущегося судебного разбирательства. Этому же десятилетию приписывают еще одно очень важное событие в компьютерном мире, хотя оно произошло в 1969 году. IBM стала продавать услуги по изготовлению программного обеспечения и само ПО отдельно от аппаратной составляющей. Сегодня это мало кого удивляет — даже современное поколение отечественных пользователей пиратского софта, привыкло, что за программы надо платить. Но тогда на головы голубого гиганта стали сыпаться множественные жалобы, критика прессы, а заодно и судебные иски. В итоге IBM стала отдельно продавать только прикладные приложения, тогда как ПО для контроля за работой компьютера (System Control Programming), фактически операционная система, обходилось бесплатно. А в самом начале 80-х годов некий Билл Гейтс из Microsoft доказал, что и операционная система может быть платной. Время маленьких персональных компьютеров До 80-х годов IBM очень активно работала по крупным заказам. Несколько раз их делало правительство, несколько раз военные. Свои мэинфреймы она поставляла как правило образовательным и научным заведениям, а также большим корпорациям. Вряд ли кто-то покупал себе домой отдельный шкаф System/360 или 370 и с десяток тумбочек-накопителей на основе магнитных лент и уже уменьшенных в пару раз по сравнению с RAMAC 305 жестких дисков. Голубой гигант был выше нужд обычного потребителя, которому для полного счастья нужно куда меньше, чем NASA или очередному университету. Это дало шанс встать на ноги полуподвальной компании Apple с логотипом в виде Ньютона, держащего яблоко, вскоре замененного на просто надкушенное яблоко. А придумала Apple совсем простую вещь — компьютер каждому желающему. Эту идею не поддержали ни Hewlett-Packard, где ее изложил Стив Возняк, ни другие крупные ИТ-компании того времени. Когда IBM спохватилась было уже поздно. Мир уже восхищался Apple II – самым популярным и успешным компьютером Apple за всю ее историю (а не Macintosh, как многие полагают). Но ведь лучше поздно чем никогда. Не сложно было догадаться, что этот рынок находится в самом начале своего развития. В результате появился IBM PC (модель 5150). Случилось это 12 августа 1981 года. Самое поразительное, что это был не первый персональный компьютер IBM. Звание первого принадлежит модели 5100, выпущенной еще в 1975 году. Он был куда более компактным, чем мэинфреймы, имел отдельный монитор, хранилище данных и клавиатуру. Но он предназначался для решения научных задач. Для бизнесменов и просто любителей техники он подходил плохо. И не в последнюю очередь из-за цены, которая составляла около $20000. IBM PC изменил не только мир, но и подход компании к созданию компьютеров. До этого IBM делала любую вычислительную машину от и до самостоятельно, не прибегая к помощи третьих фирм. С IBM 5150 вышло иначе. В то время рынок персональных компьютеров был разделен между Commodore PET, семейства Atari 8-битных систем, Apple II и TRS-80s производства Tandy Corporation. Поэтому IBM торопилась не упустить момент. Группе из 12 человек, работавшей во флоридском городе Бока Ратон под руководством Дона Эстриджа (Don Estrige), было поручено работать над Project Chess (дословно "Проект Шахматы"). Они справились с задачей примерно за год. Одним из их ключевых решений было использование разработок сторонних производителей. Это одновременно экономило множество средств и времени на собственных научных кадрах. Изначально Дон в качестве процессора выбрал IBM 801 и специально разработанную для него операционную систему. Но немногим ранее голубой гигант выпустил в широкую продажу микрокомпьютер Datamaster (полное название System/23 Datamaster или IBM 5322), в основе которого лежал процессор Intel 8085 (немного упрощенная модификация Intel 8088). Как раз это и послужило причиной выбора для первого ПК IBM процессора Intel 8088. У IBM PC даже слоты расширения совпадали с таковыми у Datamaster. Ну а Intel 8088 потребовал новую операционную систему DOS, очень вовремя предложенную маленькой компанией из Редмонда под названием Microsoft. Не стали делать новый дизайн для монитора и принтера. В качестве первого был выбран ранее созданный японским подразделением IBM монитор, ну а печатающим устройством стал принтер производства Epson. IBM PC продавался в различных конфигурациях. Самая дорогая стоила $3005. Она оснащалась процессором Intel 8088, работающим на частоте 4.77 МГц, который при желании мог быть дополнен сопроцессором Intel 8087, делавшим возможным вычисления с плавающей точкой. Объем ОЗУ составлял 64 Кбайта. В качестве устройства для постоянного хранения данных предполагалось использовать 5.25-дюймовые флоппи-дисководы. Их могло быть установлено одна или две штуки. Позже IBM начала поставлять модели, позволявшие подключение кассетных носителей данных. Жесткий диск в IBM 5150 установить было нельзя из-за недостаточной мощности блока питания. Однако компания так называемый "модуль расширения" или Expansion Unit (известный также как IBM 5161 Expansion Chassis) с винчестером на 10 Мбайт. Он требовал отдельного источника питания. Кроме того, в него можно было установить второй HDD. Также он имел 5 слотов расширения, тогда как сам компьютер имел еще 8. Но для подключения Expansion Unit требовалось использовать карты Extender Card и Receiver Card, что устанавливались в модуле и в корпусе соответственно. Другие слоты расширения компьютера обычно были заняты видеокартой, картами с портами ввода/вывода и т.д. Можно было и нарастить объем ОЗУ до 256 Кбайт. Самая дешевая конфигурация обходилась в сумму $1565. Вместе с ней покупатель получал тот же самый процессор, но оперативной памяти было всего 16 Кбайт. Не поставлялся с компьютером и флоппи-дисковод, а также не было и стандартного CGA-монитора. Зато имелся адаптер для кассетных накопителей и видеокарта, ориентированная на подключение к телевизору. Таким образом дорогая модификация IBM PC была создана для бизнеса (где, кстати, и получила довольно широкое распространение), а более дешевая — для дома. Но была и еще одна новинка в IBM PC – базовая система ввода/вывода или BIOS (Basic Input/Output System). Он до сих пор используется в современных компьютерах, хоть и в несколько измененном виде. Новейшие системные платы уже содержат новые прошивки EFI или даже упрощенные варианты Linux, однако до исчезновения BIOS определенно еще пройдет несколько лет. Архитектура IBM PC была сделана открытой и общедоступной. Любой производитель мог делать периферию и ПО для компьютера IBM без покупки какой-либо лицензии. Заодно голубой гигант продавал IBM PC Technical Reference Manual, где был размещен полный исходный код BIOS. В итоге год спустя мир увидел первые "IBM PC совместимые" компьютеры от Columbia Data Products. Далее последовала Compaq и другие компании. Лед тронулся.