Įvadas

Asmeniniai kompiuteriai (PC) tampa vis labiau neatsiejama mūsų gyvenimo dalimi ir jame užima ne paskutinę vietą. Jei prieš kokius 15 metų jų buvo galima pamatyti tik geros reputacijos organizacijose, tai šiandien kompiuteris yra kiekvienoje parduotuvėje, biure, kavinėje, bibliotekoje ar bute.

Šiandien kompiuteriai žmogaus veikloje naudojami daugelyje sričių – apskaitai ir sudėtingų mokslinių modelių kūrimui, muzikos projektavimui ir kūrimui, informacijos saugojimui ir paieškai duomenų bazėse, mokymuisi, žaidimams ir muzikos klausymui. Reikia išmanyti kompiuterį, mokėti juo naudotis. Ne kiekvienas žmogus, dirbantis kompiuteriu, įsivaizduoja visiškai tikslią kompiuterio sudėtį.

Profesionalai, dirbantys už kompiuterių sferos ribų, mano, kad žinios apie asmeninio kompiuterio aparatinę įrangą, bent jau pagrindines technines charakteristikas yra nepakeičiama savo kompetencijos dalis. Ypač didelį susidomėjimą kompiuteriais jaučia jaunimas, kuris juos plačiai naudoja savo reikmėms.

Pasirinktos temos aktualumą lemia tai, kad šiuolaikinė kompiuterinių technologijų rinka yra tokia įvairi, kad nustatyti reikiamų charakteristikų PC konfigūraciją nėra lengva. Tai beveik neįmanoma padaryti be specialių žinių.

Šiuo atžvilgiu kursinio darbo tikslas – ištirti pagrindinius šiuolaikinio kompiuterio įrenginius. Pagal tikslą buvo iškeltos šios užduotys:

Sužinokite apie kompiuterių istoriją

Sužinokite pagrindinius kompiuterio komponentus

Įvaldyti pagrindines jų savybes ir charakteristikas

Kompiuterio istorija

Žodis „kompiuteris“ reiškia „kompiuteris“, tai yra, skaičiavimo įrenginys. Skaičiavimų automatizavimo poreikis atsirado labai seniai. Prieš daugelį tūkstančių metų buvo naudojami akmenukai, skaičiavimo pagaliukai ir panašūs prietaisai. Daugiau nei prieš 1500 metų buvo išrastos vadinamosios skaičiavimo lentos, jų palikuonis – visiems gerai žinomas abakas.

1642 metais prancūzų mokslininkas, fizikas ir filosofas Blaise'as Pascalis išrado sudavimo mašiną – mechaninį įtaisą skaičiams sudėti. Paskalio skaičiavimo mašiną jis sugalvojo dar 1640 m. Darbas prie skaičiavimo mašinos truko apie penkerius metus, buvo pagaminta apie penkiasdešimt skirtingų modelių ir baigta 1645 m. 1649 m. Paskalis gavo „karališką privilegiją“ (patentą), suteikiančią teisę gaminti ir parduoti mašiną.

Nemažai tokių mašinų jis tikrai pagamino ir pardavė. Vėliau buvo pasiūlyta daug įvairių mechaninių skaičiavimo mašinų konstrukcijų, tačiau jos buvo plačiai naudojamos tik po 200 metų, XIX amžiuje, kai tapo įmanoma jų pramoninė gamyba. Tokios mašinos pradėtos vadinti sumavimo mašinomis – jos mechanizavo visas keturias aritmetikos operacijas: sudėtį, atimtį, daugybą ir dalybą. Aritmometrai ir jų tobulinimas – elektromechaninės klaviatūros skaičiavimo mašinos buvo naudojamos iki praėjusio amžiaus 60-ųjų, kai juos pakeitė elektroniniai mikroskaičiuotuvai.

Pirmiau aptarti mechaniniai kompiuteriai buvo rankiniai, tai yra, skaičiavimo procese turėjo dalyvauti operatorius. Kiekvienai operacijai reikėjo įvesti pradinius duomenis į mašiną ir paleisti mašinos skaičiavimo elementus, kad operacija būtų baigta. Kartkartėmis reikėdavo perskaityti ir parašyti gautus rezultatus bei kontroliuoti skaičiavimų teisingumą.

Ar įmanoma sukurti automatinę skaičiavimo mašiną, kuri atliktų reikiamus skaičiavimus be žmogaus įsikišimo? Pirmasis tokį klausimą iškėlė ir rimtų žingsnių, kad pagrįstų teigiamą atsakymą į jį, buvo puikus anglų mokslininkas, inžinierius ir išradėjas Charlesas Babbage'as, kuris bandė sukurti automatinį skaičiavimo įrenginį (jis pavadino jį analitine mašina), kuris veiktų be žmogaus. intervencija – perforuotų kortelių valdymas.

Analitinis variklis nebuvo pastatytas, bet Babbage'as savo lėšomis padarė daugiau nei 200 įvairių jo komponentų brėžinių, apie 30 bendrojo mašinos išdėstymo variantų, o kai kuriuos įrenginius pagamino.

XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje plačiai paplito vadinamosios skaičiavimo ir analizės mašinos, sukurtos remiantis Paskalio ir Babbage’o idėjomis. Perfokortoms skaityti imta naudoti elektrokontaktinius prietaisus, o skaičiavimo ratų sukimuisi varyti buvo naudojamas elektros variklis. Vėliau buvo sukonstruotos mašinos, kuriose skaičiai buvo saugomi dvejetainiu pavidalu, naudojant elektrinių relių grupes. Aikenas JAV, Zuse Vokietijoje ir kiti sukūrė vadinamąsias relių mašinas, kurios buvo naudojamos iki šeštojo dešimtmečio pradžios, konkuruojančias su tuo metu jau pasirodžiusiais elektroniniais kompiuteriais.

Pirmasis tikras elektroninis pagrindinis kompiuteris buvo pastatytas 1945 m. pabaigoje; mašina buvo pavadinta ENIAC (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer, electronic digital integrator and calculator). Šioje konstrukcijoje buvo daugiau nei 18 000 vakuuminių vamzdžių ir sunaudojo apie 150 kW galios.

Nuo 1944 m. vienas didžiausių Amerikos matematikų Johnas Von Neumannas dalyvavo kuriant elektroninius kompiuterius. Jis 1946 m. ​​kartu su G. Goldsteinu ir A. Burksu publikuotame straipsnyje „Preliminarus elektroninio skaičiavimo įrenginio loginio dizaino svarstymas“ išsakė dvi idėjas, kurios iki šiol naudojamos visuose elektroniniuose kompiuteriuose: dvejetainių skaičių sistema ir saugomos programos principas . Programos saugojimas mašinos atmintyje leidžia transformuoti instrukcijas mašinos veikimo metu, todėl skaičiavimo procesas tampa lankstus.

1940-ųjų ir 1950-ųjų kompiuteriai buvo labai dideli įrenginiai ir labai brangūs. Tačiau, kovodamos dėl pirkėjų, kompiuterius gaminančios firmos siekė, kad jų gaminiai būtų mažesni ir pigesni. 1965 m. „Digital Equipment“ išleido pirmąjį 20 000 USD vertės šaldytuvo dydžio PDP-8 mini kompiuterį. Vėliau, išradus integrinius grandynus – lustus – atsirado galimybė dar labiau sumažinti kompiuterių dydį ir sumažinti jų savikainą. 1975 metais buvo išleistas pirmasis komerciškai platinamas kompiuteris Altair-8800, pagamintas Intel-8080 mikroprocesoriaus pagrindu. Tai kainavo 500 USD. Pradėjo augti asmeninių kompiuterių gamyba.

1979 metais IBM, pasaulinė didelių kompiuterių projektavimo ir gamybos lyderė, nusprendė išbandyti savo jėgas asmeninių kompiuterių rinkoje. 1981 m. visuomenei buvo pristatytas naujas kompiuteris, pavadintas IBM PC.

Po kelerių metų IBM asmeniniai kompiuteriai tapo rinkos lyderiais. Tiesą sakant, IBM kompiuteris tapo asmeninio kompiuterio standartu. Dabar tokie kompiuteriai (suderinami su IBM PC) sudaro apie 90% visų pasaulyje pagamintų asmeninių kompiuterių.

Pagrindinis IBM kompiuterių privalumas yra vadinamasis atviros architektūros principas, tai yra galimybė surinkti kompiuterį iš įvairių blokų, prijungiant juos prie pagrindinės plokštės naudojant standartines jungtis – lizdus. Tai leidžia padidinti atminties kiekį, įdiegti naujus vaizdo apdorojimo įrenginius ir kt.

Šiuolaikinis asmeninis kompiuteris savo galimybėmis pranoksta pirmąjį, kaip ir pirmasis elektroninis kompiuteris pranoko Paskalio skaičiavimo mašiną. Tačiau yra žmogaus veiklos sričių, kur jų galios neužtenka. Tai taikoma apdorojant labai didelius informacijos kiekius atliekant mokslinius tyrimus, atliekant inžinerinius skaičiavimus, kuriant vaizdo filmus. Tokiais atvejais galima saugoti ir apdoroti absoliučiai neįsivaizduojamus informacijos kiekius. Jei asmeniniame kompiuteryje saugoma šimtai GB informacijos ir jo greitis siekia šimtus milijonų operacijų per sekundę, tai superkompiuteris gali saugoti iki tūkstančių GB informacijos ir ją apdoroti kelių trilijonų operacijų per sekundę greičiu.

Norint sėkmingai dirbti asmeniniu kompiuteriu, nebūtina žinoti jo įrenginio. Tačiau geriau žinoti, kokie įrenginiai yra įtraukti į kompiuterį, pagrindinius jų veikimo principus ir charakteristikas. Tai leis sąmoningai išnaudoti visas technines kompiuterio galimybes, jį tobulinti.

Trumpa kompiuterių istorija

Šiandien šiuolaikiniam žmogui sunku įsivaizduoti savo gyvenimą be elektroninių kompiuterių (kompiuterių). Šiuo metu kiekvienas, pagal savo pageidavimus, savo darbalaukyje gali susikomplektuoti pilnavertį kompiuterių centrą. Ne visada taip buvo, žinoma. Žmonijos kelias iki šio laimėjimo buvo sunkus ir spygliuotas. Prieš daugelį amžių žmonės norėjo turėti prietaisus, kurie padėtų išspręsti įvairias problemas. Daugelis šių užduočių buvo išspręstos nuosekliai atliekant kai kuriuos įprastus veiksmus arba, kaip dabar sakoma, vykdant algoritmą. Bandant išrasti įrenginį, galintį įgyvendinti paprasčiausią iš šių algoritmų (skaičių sudėjimo ir atėmimo), viskas prasidėjo ...

Atspirties tašku galima laikyti XVII amžiaus pradžią (1623 m.), kai mokslininkas V. Šikardas sukūrė mašiną, galinčią sudėti ir atimti skaičius. Tačiau pirmoji sudėjimo mašina, galinti atlikti keturias pagrindines aritmetines operacijas, buvo garsaus prancūzų mokslininko ir filosofo Blaise'o Pascalio sudėjimo mašina. Pagrindinis jo elementas buvo krumpliaratis, kurio išradimas pats savaime tapo pagrindiniu įvykiu kompiuterių technologijų istorijoje. Noriu pastebėti, kad evoliucija kompiuterinių technologijų srityje yra netolygi, spazminio pobūdžio: jėgų kaupimosi periodus keičia vystymosi proveržiai, po kurių ateina stabilizavimosi laikotarpis, kurio metu pasiekti rezultatai praktiškai panaudojami. o kartu kaupiamos žinios ir jėgos kitam šuoliui į priekį. Po kiekvieno posūkio evoliucijos procesas pereina į naują aukštesnį lygį.

1671 metais vokiečių filosofas ir matematikas Gustavas Leibnicas taip pat sukūrė sudėjimo mašiną, paremtą ypatingos konstrukcijos krumpliaračiu – Leibnizo krumpliaračiu. Leibnizo aritmometras, kaip ir jo pirmtakų aritmometrai, atliko keturias pagrindines aritmetines operacijas. Tuo šis laikotarpis baigėsi ir beveik pusantro šimtmečio žmonija kaupė jėgas ir žinias kitam kompiuterinių technologijų evoliucijos etapui. XVIII ir XIX amžiai buvo laikas, kai sparčiai vystėsi įvairūs mokslai, įskaitant matematiką ir astronomiją. Jie dažnai susidurdavo su problemomis, reikalaujančiomis ilgų ir daug pastangų reikalaujančių skaičiavimų.

Kitas žinomas asmuo skaičiavimo istorijoje buvo anglų matematikas Charlesas Babbage'as. 1823 m. Babbage'as pradėjo dirbti su daugianarių skaičiavimo mašina, tačiau, kas įdomiau, ši mašina, be tiesioginių skaičiavimų, turėjo duoti rezultatus – atspausdinti juos ant neigiamos plokštelės spausdinimui. Buvo planuota, kad mašina bus varoma garo mašina. Dėl techninių sunkumų Babbage'as negalėjo užbaigti savo projekto. Čia pirmą kartą kilo mintis panaudoti kokį nors išorinį (periferinį) įrenginį skaičiavimų rezultatams atvaizduoti. Atkreipkite dėmesį, kad kitas mokslininkas Scheutzas 1853 m. vis dėlto suprato Babbage'o sukurtą mašiną (pasirodė, kad ji buvo dar mažesnė nei planuota). Galbūt Babbage'ui labiau patiko kūrybinis procesas ieškant naujų idėjų nei paversti jas kažkuo materialiu. 1834 m. jis išdėstė kitos mašinos, kurią pavadino „analitine“, principus. Techniniai sunkumai vėl neleido jam iki galo įgyvendinti savo idėjų. Babbage'as sugebėjo atnešti mašiną tik į eksperimentinę stadiją. Tačiau būtent idėja yra mokslo ir technologijų pažangos variklis. Kitas Charleso Babbage'o automobilis buvo šių idėjų įkūnijimas:

Gamybos proceso valdymas. Staklės valdydavo staklių darbą, keisdamos sukurto audinio raštą priklausomai nuo skylučių derinio ant specialios popierinės juostos. Ši juosta tapo tokių mums visiems žinomų laikmenų, kaip perfokortos ir perfojuostos, pirmtake.

Programuojamumas. Mašinos veikimas buvo valdomas ir specialia popierine juostele su skylutėmis. Jame esančių skylių tvarka lėmė komandas ir šiomis komandomis apdorojamus duomenis. Mašina turėjo aritmetinį vienetą ir atmintį. Mašinos instrukcijose netgi buvo sąlyginio šuolio nurodymas, kuris pakeitė skaičiavimų eigą, priklausomai nuo kai kurių tarpinių rezultatų.

Kuriant šią mašiną dalyvavo grafienė Ada Augusta Lovelace, kuri laikoma pirmąja pasaulyje programuotoja.

Charleso Babbage'o idėjas sukūrė ir naudojo kiti mokslininkai. Taigi, 1890 m., XX amžiaus sandūroje, amerikietis Hermanas Hollerithas sukūrė mašiną, kuri dirbo su duomenų lentelėmis (pirmoji Excel?). Aparatas buvo valdomas perfokortelių programa. Jis buvo naudojamas 1890 m. JAV surašyme. 1896 m. Hollerithas įkūrė įmonę, kuri buvo IBM korporacijos pirmtakas. Mirus Babbage'ui, kompiuterinių technologijų raidoje iki 1930-ųjų įvyko dar vienas lūžis. Ateityje visa žmonijos raida tapo neįsivaizduojama be kompiuterių.

1938 metais kūrimo centras trumpam iš Amerikos persikėlė į Vokietiją, kur Konradas Zuse sukūrė mašiną, kuri, skirtingai nei jo pirmtakai, veikė ne dešimtainiais, o dvejetainiais skaičiais. Ši mašina taip pat vis dar buvo mechaninė, tačiau jos neabejotinas pranašumas buvo tai, kad ji įgyvendino idėją apdoroti duomenis dvejetainiu kodu. Tęsdamas savo darbą, Zuse 1941 metais sukūrė elektromechaninę mašiną, kurios aritmetinis mazgas buvo pagamintas relės pagrindu. Mašina galėjo atlikti slankiojo kablelio operacijas.

Užsienyje, Amerikoje, šiuo laikotarpiu taip pat buvo dirbama kuriant panašias elektromechanines mašinas. 1944 m. Howardas Aikenas sukūrė mašiną, kurią jie pavadino Mark-1. Ji, kaip ir Zuse mašina, dirbo su rele. Tačiau kadangi šią mašiną aiškiai paveikė Babbage'o darbas, ji veikė duomenis dešimtaine forma.

Natūralu, kad dėl didelės mechaninių dalių dalies šios mašinos buvo pasmerktos. Reikėjo ieškoti naujos, technologiškai pažangesnės elementų bazės. Ir tada jie prisiminė Miško išradimą, kuris 1906 m. sukūrė trijų elektrodų vakuuminį vamzdį, vadinamą triodu. Dėl savo funkcinių savybių ji tapo natūraliausiu relės pakaitalu. 1946 metais JAV, Pensilvanijos universitete, buvo sukurtas pirmasis universalus kompiuteris – ENIAC. ENIAC kompiuteryje buvo 18 tūkstančių lempų, jis svėrė 30 tonų, užėmė apie 200 kvadratinių metrų plotą ir sunaudojo milžinišką galią. Jame vis dar buvo naudojamos dešimtainės operacijos, o ašis buvo programuojama perjungiant jungtis ir nustatant jungiklius. Natūralu, kad toks „programavimas“ sukėlė daug problemų, kurias pirmiausia sukėlė neteisingas jungiklių montavimas. Su ENIAC projektu siejamas dar vienos pagrindinės kompiuterinių technologijų istorijos figūros – matematiko Johno von Neumanno – vardas. Būtent jis pirmasis pasiūlė įrašyti programą ir jos duomenis į mašinos atmintį, kad prireikus būtų galima juos modifikuoti darbo metu. Šis pagrindinis principas vėliau buvo panaudotas kuriant iš esmės naują kompiuterį EDVAC (1951). Šis įrenginys jau naudoja dvejetainę aritmetiką ir naudoja RAM, sukurtą ant ultragarso gyvsidabrio delsos linijų. Atmintis gali saugoti 1024 žodžius. Kiekvienas žodis susideda iš 44 dvejetainių skaitmenų.

Sukūrus EDVAC, žmonija suprato, kokias mokslo ir technologijų aukštumas gali pasiekti žmogaus ir kompiuterio tandemas. Ši pramonė pradėjo vystytis labai greitai ir dinamiškai, nors taip pat buvo tam tikras periodiškumas, susijęs su poreikiu sukaupti tam tikrą žinių kiekį kitam proveržiui. Iki devintojo dešimtmečio vidurio kompiuterinių technologijų evoliucijos procesas dažniausiai buvo skirstomas į kartas. Siekiant išsamumo, pateikiame trumpas šių kartų kokybines charakteristikas:

Pirmoji kompiuterių karta (1945-1954) Per šį laikotarpį susidaro tipiškas konstrukcinių elementų, kurie yra kompiuterio dalis, rinkinys. Iki to laiko kūrėjai jau buvo sukūrę maždaug tą pačią idėją, iš kokių elementų turėtų sudaryti įprastas kompiuteris. Tai centrinis procesorius (CPU), laisvosios kreipties atmintis (arba laisvosios kreipties atmintis – RAM) ir įvesties-išvesties įrenginiai (I/O). CPU savo ruožtu turi sudaryti aritmetinis loginis blokas (ALU) ir valdymo blokas (CU). Šios kartos mašinos dirbo ant lempos elementų pagrindo, dėl to sugerdavo didžiulį energijos kiekį ir buvo labai nepatikimos. Jų pagalba iš esmės buvo išspręstos mokslinės problemos. Šių mašinų programas buvo galima rašyti nebe mašinine kalba, o asamblėjos kalba.

Antroji kompiuterių karta (1955-1964). Kartų kaitą lėmė naujos elementų bazės atsiradimas: vietoj tūrinės lempos kompiuteriuose pradėti naudoti miniatiūriniai tranzistoriai, delsos linijas kaip laisvosios kreipties atminties elementus pakeitė magnetinės šerdies atmintis. Dėl to galiausiai sumažėjo kompiuterių dydis, padidėjo jų patikimumas ir našumas. Kompiuterių architektūroje atsirado indeksų registrai ir aparatinė įranga slankaus kablelio operacijoms atlikti. Sukurtos komandos paprogramėms iškviesti.

Atsirado aukšto lygio programavimo kalbos - Algol, FORTRAN, COBOL - kurios sukūrė prielaidas nešiojamai programinei įrangai, kuri nepriklauso nuo kompiuterio tipo, atsirasti. Atsiradus aukšto lygio kalboms, atsirado joms skirti kompiliatoriai, standartinių paprogramių bibliotekos ir kiti mums dabar žinomi dalykai.

Svarbi naujovė, kurią norėčiau pažymėti, yra vadinamųjų įvesties-išvesties procesorių išvaizda. Šie specializuoti procesoriai leido atlaisvinti centrinį procesorių nuo įvesties-išvesties valdymo ir atlikti įvestį-išvestį naudojant specializuotą įrenginį kartu su skaičiavimo procesu. Šiame etape smarkiai išsiplėtė kompiuterių vartotojų ratas ir išaugo sprendžiamų užduočių spektras. Siekiant efektyviai valdyti mašinų išteklius, pradėtos naudoti operacinės sistemos (OS).

Trečioji kompiuterių karta (1965-1970).). Kartų kaitą vėl lėmė elementų bazės atnaujinimas: vietoje tranzistorių įvairiuose kompiuterių mazguose imta naudoti įvairaus integravimo laipsnio integrinius grandynus. Mikroschemos leido ant kelių centimetrų dydžio plokštelės sudėti dešimtis elementų. Tai savo ruožtu ne tik padidino kompiuterių našumą, bet ir sumažino jų dydį bei kainą. Atsirado palyginti nebrangios ir mažo dydžio mašinos – mini kompiuteriai. Jie buvo aktyviai naudojami įvairių technologinių gamybos procesų valdymui informacijos rinkimo ir apdorojimo sistemose.

Padidėjus kompiuterio galiai, viename kompiuteryje buvo galima vienu metu vykdyti kelias programas. Tam reikėjo išmokti derinti tarpusavyje vienu metu atliekamus veiksmus, kuriems buvo išplėstos operacinės sistemos funkcijos.

Kartu su aktyviais tobulėjimais techninės įrangos ir architektūrinių sprendimų srityje auga ir programavimo technologijų srities pokyčių dalis. Šiuo metu buvo aktyviai kuriami teoriniai programavimo metodų pagrindai, kompiliavimas, duomenų bazės, operacinės sistemos ir kt.. Buvo kuriami taikomųjų programų paketai įvairioms žmogaus gyvenimo sritims.

Dabar, atsiradus kiekvienam naujam kompiuterio tipui, perrašyti visas programas tampa neįperkama prabanga. Yra tendencija kurti kompiuterių šeimas, tai yra, mašinos tampa suderinamos iš apačios į viršų techninės ir programinės įrangos lygiu. Pirmoji iš šių šeimų buvo IBM System / 360 serija ir mūsų vietinis šio kompiuterio analogas – EC kompiuteris.

Ketvirtoji kompiuterių karta (1970-1984). Kitas elementų bazės pasikeitimas paskatino kartų kaitą. Aštuntajame dešimtmetyje buvo aktyviai dirbama kuriant didelius ir ypač didelius integrinius grandynus (LSI ir VLSI), kurie leido į vieną lustą sudėti dešimtis tūkstančių elementų. Dėl to dar labiau sumažėjo kompiuterių dydis ir kaina. Darbas su programine įranga tapo draugiškesnis, todėl išaugo vartotojų skaičius.

Iš esmės su tokiu elementų integravimo laipsniu tapo įmanoma pabandyti sukurti funkciškai pilną kompiuterį viename luste. Buvo imtasi atitinkamų bandymų, nors dažniausiai jie buvo sutikti su netikusia šypsena. Ko gero, šių šypsenų sumažėtų, jei būtų galima numatyti, kad būtent ši idėja po kokių penkiolikos metų taps didelių kompiuterių išnykimo priežastimi.

Nepaisant to, aštuntojo dešimtmečio pradžioje „Intel“ išleido mikroprocesorių (MP) 4004. Ir jei anksčiau kompiuterijos pasaulyje tebuvo trys kryptys (superkompiuteriai, dideli kompiuteriai (pagrindiniai kompiuteriai) ir minikompiuteriai), tai dabar prie jų buvo pridėta dar viena - mikroprocesorius. . Apskritai procesorius suprantamas kaip kompiuterio funkcinis vienetas, skirtas loginiam ir aritmetiniam informacijos apdorojimui mikroprogramų valdymo principu. Pagal techninę įrangą procesoriai gali būti skirstomi į mikroprocesorius (visos procesoriaus funkcijos yra visiškai integruotos) ir procesorius su žema ir vidutine integracija. Struktūriškai tai išreiškiama tuo, kad mikroprocesoriai visas procesoriaus funkcijas įgyvendina viename luste, o kitų tipų procesoriai jas įgyvendina sujungdami daugybę mikroschemų.

Taigi pirmąjį mikroprocesorių 4004 sukūrė „Intel“ 70-ųjų sandūroje. Tai buvo 4 bitų lygiagretus skaičiavimo įrenginys, o jo galimybės buvo labai ribotos. 4004 galėjo atlikti keturias pagrindines aritmetines operacijas ir iš pradžių buvo naudojamas tik kišeniniuose skaičiuotuvuose. Vėliau jo taikymo sritis buvo išplėsta naudojant įvairiose valdymo sistemose (pavyzdžiui, šviesoforams valdyti). „Intel“, teisingai numatęs mikroprocesorių pažadą, tęsė intensyvią plėtrą, o vienas iš jos projektų galiausiai atvedė į didelę sėkmę, nulėmusią tolesnį kompiuterinių technologijų plėtros kelią.

Jie tapo 8 bitų 8080 procesoriaus kūrimo projektu (1974 m.). Šis mikroprocesorius turėjo gana pažangią instrukcijų sistemą ir sugebėjo dalyti skaičius. Būtent jis buvo naudojamas kuriant asmeninį kompiuterį „Altair“, kuriam jaunasis Billas Gatesas parašė vieną pirmųjų savo BASIC vertėjų. Tikriausiai nuo šio momento reikėtų skaičiuoti 5-ąją kartą.

Penktoji kompiuterių karta (1984 m. – šiandien) gali būti vadinamas mikroprocesoriumi. Atkreipkite dėmesį, kad ketvirtoji karta baigėsi tik 80-ųjų pradžioje, tai yra, tėvai susidūrė su didelėmis mašinomis ir jų sparčiai bręstančiu ir stiprėjančiu „vaiku“ Beveik 10 metų jie gana taikiai egzistavo kartu. Abiem šis laikas išėjo tik į gera. Didelių kompiuterių dizaineriai sukaupė didžiulę teorinę ir praktinę patirtį, o mikroprocesorių programuotojai sugebėjo rasti savo, nors iš pradžių labai siaurą, nišą rinkoje.

1976 metais „Intel“ baigė kurti 16 bitų procesorių 8086. Jis turėjo pakankamai didelę registro talpą (16 bitų) ir adresų sistemos magistralę (20 bitų), dėl kurių galėjo adresuoti iki 1 MB RAM.

80286 buvo sukurtas 1982 m. Šis procesorius buvo patobulinta 8086 versija. Jis jau palaikė kelis veikimo režimus: realų, kai adresas buvo suformuotas pagal i8086 taisykles, ir apsaugotą, kuris įdiegė daugiafunkcinį ir virtualios atminties valdymą aparatinėje įrangoje. . 80286 taip pat turėjo didelį adresų magistralės plotį – 24 bitai, o 8086 – 20, todėl jis galėjo skirti iki 16 MB RAM. Pirmieji kompiuteriai, pagrįsti šiuo procesoriumi, pasirodė 1984 m. Pagal savo skaičiavimo galimybes šis kompiuteris tapo panašus į IBM System / 370. Todėl galime manyti, kad tai ketvirtos kartos kompiuterių kūrimo pabaiga.

1985 m. „Intel“ pristatė pirmąjį 32 bitų mikroprocesorių 80386, kuris iš apačios į viršų buvo suderinamas su visais ankstesniais „Intel“ procesoriais. Jis buvo daug galingesnis nei jo pirmtakai, turėjo 32 bitų architektūrą ir galėjo tiesiogiai valdyti iki 4 GB RAM. 386 procesorius pradėjo palaikyti naują veikimo režimą – virtualų 8086 režimą, kuris ne tik suteikė didesnį 8086 kuriamų programų efektyvumą, bet ir leido kelioms tokioms programoms veikti lygiagrečiai. Kita svarbi naujovė – RAM puslapių palaikymas – leido turėti iki 4 TB dydžio virtualią atmintį.

386 procesorius buvo pirmasis mikroprocesorius, naudojęs lygiagretų apdorojimą. Taigi tuo pačiu metu buvo atlikta: prieiga prie atminties ir įvesties-išvesties įrenginių, komandų įdėjimas į vykdymo eilę, jų dekodavimas, linijinio adreso konvertavimas į fizinį, taip pat adreso puslapių siuntimas (informacija apie 32 dažniausiai naudojamus puslapius buvo patalpinti į specialią talpyklą).

Netrukus po procesoriaus 386 pasirodė 486. Jo architektūroje buvo toliau plėtojamos lygiagretaus apdorojimo idėjos. Komandų dekodavimo ir vykdymo įrenginys buvo organizuotas penkių pakopų vamzdyno pavidalu, antrajame įvairiuose vykdymo etapuose galėjo būti iki 5 komandų. Luste buvo patalpinta pirmojo lygio talpykla, kurioje buvo dažnai naudojamas kodas ir duomenys. Be to, buvo antrojo lygio talpykla, kurios talpa iki 512 KB. Dabar galite sukurti kelių procesorių konfigūracijas. Į procesoriaus instrukcijų rinkinį buvo įtrauktos naujos instrukcijos. Visos šios naujovės kartu su reikšmingu (iki 133 MHz) padidintu mikroprocesoriaus laikrodžio dažniu žymiai padidino programos vykdymo greitį.

Nuo 1993 metų gaminami Intel Pentium mikroprocesoriai. Jų atsiradimą pradžioje nustelbė klaida slankiojo kablelio operacijų bloke. Ši klaida buvo greitai pašalinta, tačiau nepasitikėjimas šiais mikroprocesoriais kurį laiką išliko.

Pentium toliau plėtojo lygiagretaus apdorojimo idėjas. Prie įrenginio buvo pridėtas antrasis konvejeris, skirtas komandoms dekoduoti ir vykdyti. Dabar du konvejeriai (vadinami u ir v) kartu gali vykdyti dvi komandas per laikrodį. Vidinė talpykla padvigubinta iki 8 KB kodui ir 8 KB duomenims. Procesorius tapo protingesnis. Prie jo buvo pridėta šakų numatymo galimybė, dėl kurios labai padidėjo netiesinių algoritmų vykdymo efektyvumas. Nepaisant to, kad sistemos architektūra vis dar buvo 32 bitų, mikroprocesoriaus viduje buvo pradėtos naudoti 128 ir 256 bitų duomenų magistralės. Išorinė duomenų magistralė padidinta iki 64 bitų. Su kelių procesorių informacijos apdorojimu susijusios technologijos toliau vystėsi.

Mikroprocesoriaus Pentium Pro atsiradimas padalijo rinką į du sektorius – didelio našumo darbo vietas ir pigius namų kompiuterius. Pentium Pro procesoriuje buvo įdiegtos pažangiausios technologijos. Visų pirma, prie esamų dviejų buvo pridėtas dar vienas „Pentium“ procesorius. Taigi per vieną veikimo ciklą mikroprocesorius pradėjo vykdyti iki trijų instrukcijų.

Be to, Pentium Pro procesorius leido dinamiškai vykdyti komandas (Dynamic Execution). Jo esmė ta, kad trys komandų dekodavimo įrenginiai, veikiantys lygiagrečiai, padalina komandas į mažesnes dalis, vadinamas mikrooperacijomis. Be to, šias mikrooperacijas lygiagrečiai gali vykdyti penki įrenginiai (du sveikųjų skaičių, du slankiojo kablelio ir vienas atminties sąsajos įrenginys). Išvestyje šios instrukcijos vėl surenkamos originalia forma ir tvarka. „Pentium Pro“ galią papildo patobulinta talpyklos atminties struktūra. Kaip ir Pentium procesorius, jis turi 8 KB L1 talpyklą ir 256 KB L2 talpyklą. Tačiau dėl grandinės sprendimų (naudojant dvigubą nepriklausomą magistralės architektūrą) antrojo lygio talpykla buvo toje pačioje lustoje kaip ir mikroprocesorius, o tai žymiai padidino našumą. Pentium Pro įdiegė 36 bitų adresų magistralę, kuri leido adresuoti iki 64 GB RAM.

Įprastų Pentium procesorių šeimos kūrimo procesas taip pat nestovėjo vietoje. Jei Pentium Pro procesoriuose skaičiavimų lygiagretumas buvo įgyvendintas dėl architektūrinių ir schemų sprendimų, tai kuriant Pentium procesoriaus modelius jie pasuko kitu keliu. Jose buvo naujos komandos, kurioms palaikyti buvo šiek tiek pakeistas mikroprocesoriaus programinės įrangos modelis. Šios komandos, vadinamos MMX komandomis (MultiMedia eXtention – daugialypės terpės komandų sistemos plėtinys), leido vienu metu apdoroti kelis to paties tipo duomenų vienetus.

Kitas išleistas procesorius, pavadintas Pentium II, sujungė visus abiejų krypčių technologinius pasiekimus kuriant Pentium architektūrą. Be to, jis turėjo naujų dizaino ypatybių, visų pirma, jo korpusas buvo pagamintas pagal naują dėklų gamybos technologiją. Nebuvo pamiršta ir nešiojamųjų kompiuterių rinka, dėl kurios procesorius palaiko kelis energijos taupymo režimus.

Pentium III procesorius. Tradiciškai palaiko visus savo pirmtakų pasiekimus, pagrindinis (o gal vienintelis?!) privalumas yra naujų komandų buvimas 70. Šios komandos papildo MMX komandų grupę, tačiau skirtos slankiojo kablelio skaičiams. Siekiant palaikyti šias instrukcijas, į procesoriaus architektūrą buvo įtrauktas specialus blokas.

4,7 (93,53%) 337 balsai

Kartą sėdėjau prie kompiuterio, ramiai dirbau sau, o tada staiga kilo mintis, kaip viskas prasidėjo ir koks buvo pats pirmasis kompiuteris pasaulyje? Žinoma, nusprendžiau rasti atsakymą į šį klausimą, jis mane tikrai užkabino. Ir atsakymas buvo rastas! Natūralu, kad jis tapo kito tinklaraščio įrašo tema apie visus įdomiausius dalykus pasaulyje, kurie nepalieka abejingų. Kaip visada, apibrėžiant pranašumą, viskas pasirodė nelengva, bet prie to jau galima priprasti ...

Pats pirmasis kompiuteris pasaulyje buvo sukurtas ir pastatytas JAV Harvardo universiteto matematiko Howardo Aiksno dar 1941 m. Kartu su keturiais jį užsakiusios bendrovės IBM specialistais Charleso Babbage'o idėjomis jie sukūrė kompiuterį. Po visų bandymų jis buvo paleistas 1944 m. rugpjūčio 7 d. Jis gavo pavadinimą „Mark 1“ iš savo kūrėjų ir jis buvo pradėtas dirbti Harvarde.

Tada šis kompiuteris kainavo penkis šimtus tūkstančių dolerių – pasakiška suma tiems laikams. Jis buvo surinktas specialiame korpuse, kuris buvo pagamintas iš stiklo ir plieno, neatsparus korozijai. Pats kėbulas buvo mažiausiai septyniolikos metrų ilgio, daugiau nei 2,5 m aukščio, jo masė siekė apie 5 tonas ir užėmė keliasdešimt kubinių metrų erdvę.
„Mark 1“ susidėjo iš daugybės jungiklių ir kitų mechanizmų, kurių bendras skaičius siekė 765 tūkst.
Jo laidų bendras ilgis siekė apie aštuonis šimtus kilometrų!

Paties pirmojo pasaulyje kompiuterio galimybės dabar mums atrodo juokingos, tačiau tuo metu planetoje nebuvo nei vieno galingesnio skaičiavimo įrenginio.

Mašina galėtų:

• operuoti su septyniasdešimt dviem skaičiais, kurie savo ruožtu susideda iš dvidešimt trijų skaitmenų po kablelio
• kompiuteris galėjo atimti, sudėti ir kiekviena iš operacijų jam užtruko tris sekundes.
• be to, jis taip pat daugino ir dalino, šioms operacijoms skirdamas šešias ir penkiolika sekundžių.

Norint įvesti informaciją į šį aparatą, kuris iš esmės buvo tik greitesnis pridėjimo aparatas, buvo naudojama speciali perforuota popierinė juosta. Tai buvo pirmasis kompiuteris, kurio skaičiavimo procesams nereikėjo žmogaus įsikišimo.

Dar 1942 m. Johno Mauchli kūrimas buvo postūmis sukurti pirmąjį kompiuterį, tačiau tuo metu mažai žmonių į tai atkreipė dėmesį. Po to, kai 1943 m. Amerikos kariuomenės karo inžinieriai pažvelgė į jį, buvo bandoma sukurti aparatą, kuris tada gavo pavadinimą „ENIAC“. Kariškiai buvo atsakinga už finansus ir šiam projektui skyrė apie penkis šimtus tūkstančių dolerių, nes norėjo sukurti naujų ginklų tipų.
ENIAC sunaudojo tiek energijos, kad veikiant šalia esančiame mieste nuolat trūko elektros ir žmonės sėdėjo be elektros, kartais net kelias valandas.

Specifikacijos

Pažvelkite į kai kurias labai įdomias pirmojo pasaulyje kompiuterio charakteristikas pagal antrąją versiją. Įspūdinga ar ne?

• Jis svėrė 27 tonas.
• Jame buvo 18 000 lempų ir kitų detalių.
• Atmintis buvo 4 KB.
• Užėmė 135 kv. m ir visa buvo apipinta daugybe laidų.

Jis buvo programuojamas ranka, o operatoriai tiesiog pakeitė šimtus jungiklių ir kiekvieną kartą turėjo jį išjungti ir įjungti, nes neturėjo kietojo disko. Nebuvo nei klaviatūros, nei monitoriaus. Spintelių su lempomis buvo nemažai, mašina dažnai sugesdavo, nes dažnai perkaisdavo. Tada jis buvo naudojamas vandenilio atominiams ginklams kurti. Ši mašina veikė daugiau nei dešimt metų, o 1950 m., kai buvo sukurtas tranzistorius, kompiuteriai tapo mažesni.

Kur ir kada buvo parduotas pirmasis kompiuteris?

Per du dešimtmečius kompiuterių samprata mažai pasikeitė. Dėl to, kad buvo įdiegtas mikroprocesorius, pats kompiuterio kūrimas vyko sparčiau. Dar 1974 metais IBM norėjo pateikti į rinką pirmąjį kompiuterį, tačiau pardavimų beveik nebuvo. IBM5100 naudojo kasetes, kuriose buvo saugoma informacija, o tuo metu tai buvo labai brangu – dešimt tūkstančių dolerių. Todėl mažai kas tuomet galėjo sau leisti įsigyti tokį įrenginį.
Jis pats galėjo vykdyti programas, parašytas BASIC ir APL, sukurtas IBM viduje. Monitorius galėjo rodyti šešiolika šešiasdešimt keturių simbolių eilučių, jo atmintis buvo šešiasdešimt keturi KB. Pačios kasetės buvo labai panašios į įprastas garso kasetes. Išpardavimas beveik nebuvo vykdomas dėl didelės kainos ir dėl netinkamos sąsajos. Tačiau vis dėlto atsirado žmonių, kurie jį įsigijo ir pradėjo naują pasaulio rinkų istorijoje erą – kompiuterinę prekybą

Kaip manai, kokie jie bus po dešimties metų?

Ne taip seniai IBM parodė spaudai „Roadrunner“ superkompiuterį su 1 kvadrilijonu operacijų. Jis buvo surinktas JAV Energetikos departamentui. Jį sudaro 6480 dviejų branduolių procesorių ir 12 960 „Cell 8i“ procesorių. Jį sudaro 278 spintos, 88 kilometrai kabelio. Jis sveria 226 tonas, yra 1100 m² plote ir kainuoja 133 000 000 USD.

Kaip matote, superkompiuterių spintos vis dar madingos, viskas priklauso nuo dizaino...

Žiūrėkite apie patį pirmąjį pasaulyje kompiuterį vaizdo įrašo formatu:

Taip susiklostė kompiuterių istorija. Ar buvo įdomu, ar ne – rašykite komentaruose!

Atidarome kompiuterių klubą „Spausk“. Mūsų užsiėmimai vyks ketvirtadieniais. Ir tai yra pirmoji mūsų pamoka, kurioje sužinosite apie kompiuterio istoriją. Ko gero, šiandien nebeliko žmonių, kurie nesinaudotų kompiuteriu, išskyrus galbūt tolimąsias Afrikos gentis, tačiau kompiuterio istorija, kol pasiekė šiuolaikinį lygį, perėjo kelis etapus.

Žmonės nuolat nori ką nors pasiekti: skristi, vairuoti, statyti dideles konstrukcijas, turėti kišeninius televizorius, o pabaigos, regis, nematyti.

Milijonai žmonių dešimtmečius dirbo kurdami kompiuterius, kurie iš pradžių užimdavo kelias patalpas, vėliau tilpdavo į metrų blokus, o dabar gali būti net kelių centimetrų storio.

Kompiuterių era į mūsų gyvenimą atėjo palyginti neseniai. Žodžiu, prieš 100 metų žmonės nežinojo, kas yra kompiuteris, nors tolimiausias jo pirmtakas, abakas, atsirado senovės Babilone 3000 m. pr. Kr., kuris vėliau gavo graikišką pavadinimą. abakas . Tai buvo lenta su grioveliais, kuriais judėjo akmenukai.

Abako palikuonis, paprastas abakas, ne taip seniai naudotas parduotuvėse: medinis karkasas su mezgimo virbalais viduje, ant kiekvieno virbalo suverti piršteliai.

Bandymas sukurti mechanizmą, kuriuo būtų galima atlikti paprastus astronominius skaičiavimus, buvo Leonardo da Vinci XVII a. Tiesą sakant, tai buvo mechaninis skaičiuotuvas.

Po to iš karto atsirado kelios mechaninės skaičiavimo mašinos. Vienas iš jų yra Blaise'o Pascalio „Pascaline“. Įrenginys, kuris sudėjo ir atėmė aštuonių skaitmenų skaičius (1642). Tai pirmasis skaitmeninis kompiuteris. Nuo šio atradimo viskas prasidėjo...

Blezas Paskalis Prancūzų matematikas ir fizikas.

Žmonija siekė kompiuterių eros, kurdama vis daugiau kompiuterių, kurie atlikdavo vis sudėtingesnes funkcijas.

Ir vis dėlto pirmasis kompiuteris, panašus į šiuolaikinius kompiuterius, buvo britų matematiko analitinis variklis. Charlesas Babbage'as .

Nors mašina buvo įspūdingo dydžio, tačiau pagrindinė dalis primena įprasto šiuolaikinio kompiuterio komponentus. Yra ir procesorius, ir atmintis. Turite suprasti, kad terminai „procesorius“ ir „atmintis“ atsirado vėliau. Charlesas Babbage'as procesorių pavadino „malūnu“, o atmintį – „parduotuvė“. „Babbage“ aparatas turėjo spausdintuvo funkcijas, tai yra, galėjo „skaityti“ įrašą ir dėti rezultatus ant popieriaus.

Charlesas Babbage'as

Antrojo pasaulinio karo metais skaičiavimo prietaisai buvo kuriami daugiausia kariniams tikslams.

1946 m. ​​JAV armijos įsakymu buvo sukurtas ENIAC (tai reiškia „elektroninis skaitmeninis integratorius ir skaičiuotuvas“) – pirmasis elektroninis skaitmeninis kompiuteris, kurį buvo galima perprogramuoti daugeliui problemų išspręsti. Šis įrenginys svėrė 27 tonas ir užėmė keletą kambarių.

Pirmosios kartos kompiuteriams eksploatuoti reikėjo daug elektros energijos ir daugybės darbuotojų. Be to, jie buvo labai brangūs, juos galėjo įsigyti tik vyriausybės ir didelės mokslinių tyrimų organizacijos.

ENIAC įkūrėjai. Džonas Mauchlis ir J. Presperas Eckertas šalia ENIAC, 1966 m.

UNIVAC (universalus automatinis kompiuteris) gimė 1951 m. Tada kompiuteriai staiga nustojo būti tik vyriausybei ir tapo prieinami verslui.

1961 metais buvo sukurtas eksperimentinis kompiuteris su mikroschemomis, o po trejų metų IBM pradėjo šių IBM-360 kompiuterių gamybą.

Galimybė naudotis kompiuteriu namuose tais metais net nebuvo svarstoma. Tai buvo tolygu statyti elektrinę privačiam namui apšviesti. Aštuntojo dešimtmečio pradžioje mažiausias kompiuteris buvo šaldytuvo dydžio ir buvo labai brangus.

Ir staiga, 1976 m. Steve'as Wozniakas ir Steve'as Jobe'as, du jauni amerikietiški technikai, neturintys specialaus išsilavinimo, garaže įrengtose dirbtuvėse sukūrė nedidelį vaizdo žaidimams skirtą įrenginį su galimybe programuoti.

Savo išradimą jie pavadino „Apple“ („obuolys“). Jobe įkūrė Apple Computer ir masinės gamybos asmeninius kompiuterius.

Tai pirmasis Apple Macintosh 128K kompiuteris.

Jų paklausa viršijo visus lūkesčius. Per trumpą laiką Jobso įmonė išaugo į didelę, klestinčią įmonę. Tai privertė kitas firmas atkreipti dėmesį į asmeninių kompiuterių rinką.

1985 metais kompiuterių kompanija „Microsoft Windows“ nusprendė kurti ne naują kompiuterį, o kompiuteriui naudoti reikalingą operacinės sistemos programinę įrangą, „Microsoft“ įkūrėjai Billas Gatesas ir Paulas Allenas.

Jaunasis Billas Gatesas. Kitas žinomas asmuo tarp kompiuterių genijų. Ateityje jis taps turtingiausiu žmogumi pasaulyje.

Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje pasirodė internetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, skirti prieigai prie interneto, ir planšetiniai kompiuteriai su jutikliniu ekranu, leidžiančiu dirbti su rašikliu ar pirštais nenaudojant klaviatūros ir pelės.

Iš pradžių kompiuteriai buvo skirti tik skaičiavimui, vėliau jie turi kitų funkcijų. Visų pirma, kompiuteris yra informacinis įrenginys, nes galime dirbti su informacija: gauti naujienas, saugoti, įrašyti, siųsti, redaguoti ir pan.

Šiuolaikinis kompiuteris yra komunikacijos ir mokymosi įrenginys, taip pat pramogų įrankis, leidžiantis klausytis muzikos, žiūrėti vaizdo įrašus, žaisti įvairiausius žaidimus.

1991 m. gimė Blizzard Entertainment ir pradėjo kurti internetinius žaidimus.

1994 m. „Sony“ išleido garsiąją namų vaizdo žaidimų konsolę „PlayStation“.

2001 m. Vikipedijos projekto pradžia. Vikipedija save apibrėžia kaip „nemokamą daugiakalbės enciklopedijos projektą internete... jos 17 milijonų straipsnių... bendradarbiaudami parašė savanoriai visame pasaulyje, ir beveik visus straipsnius gali redaguoti bet kas, turintis prieigą prie svetainės.

Vikipedijos įkūrėjas Džimis Velsas.

Ir dar daugiau išradimų, dar daugiau naujovių, ir dar, ir dar daugiau…. Sunku pasakyti, prie ko gali lemti sparti ir vis spartėjanti kompiuterinių technologijų plėtra, tačiau kai kurie futurologai (tai mokslininkai, kurie prognozuoja ateitį) teigia, kad iki 2030 metų žmonija gali priartėti prie dirbtinio intelekto ir savaime atkuriančių mašinų kūrimo. kaip žmogaus ir kompiuterio integracija.