Introduktion

Persondatorer (PC) blir mer och mer integrerade i våra liv och tar inte den sista platsen i det. Om de för cirka 15 år sedan bara kunde ses i välrenommerade organisationer, finns idag en PC i varje butik, kontor, kafé, bibliotek eller lägenhet.

Idag används datorer i mänskliga aktiviteter på många områden – för att redovisa och skapa komplexa vetenskapliga modeller, designa och skapa musik, lagra och söka information i databaser, lära sig, spela spel och lyssna på musik. Du måste känna till datorn, kunna använda den. Inte varje person som arbetar på en dator föreställer sig en helt korrekt sammansättning av en PC.

Proffs som arbetar utanför datorsfären anser att kunskap om en persondators hårdvara, åtminstone dess grundläggande tekniska egenskaper, är en oumbärlig del av deras kompetens. Särskilt stort är intresset för datorer bland unga, som ofta använder dem för sina egna syften.

Relevansen av det valda ämnet beror på det faktum att den moderna datorteknikmarknaden är så mångsidig att det inte är lätt att bestämma konfigurationen av en PC med de nödvändiga egenskaperna. Det är nästan omöjligt att göra utan specialkunskaper.

I detta avseende är syftet med kursarbetet att studera huvudenheterna i en modern PC. I enlighet med målet sattes följande uppgifter:

Lär dig om datorernas historia

Lär dig de grundläggande komponenterna i en PC

Att behärska deras huvudsakliga egenskaper och egenskaper

Datorns historia

Ordet "dator" betyder "dator", det vill säga en anordning för datoranvändning. Behovet av automatisering av beräkningar uppstod för mycket länge sedan. För många tusen år sedan användes småsten, räknestavar och liknande anordningar. För mer än 1500 år sedan uppfanns de så kallade räknebrädorna, deras ättling är den välkända kulramen.

År 1642 uppfann den franske vetenskapsmannen, fysikern och filosofen Blaise Pascal adderingsmaskinen - en mekanisk anordning för att addera siffror. Pascals räknemaskin skapades av honom redan 1640. Arbetet med räknemaskinen varade i cirka fem år, ett femtiotal olika modeller tillverkades, och stod klart 1645. 1649 fick Pascal ett "kungligt privilegium" (patent), vilket gav rätt att tillverka och sälja maskinen.

Ett antal sådana maskiner tillverkades och såldes verkligen av honom. Därefter föreslogs många olika konstruktioner av mekaniska beräkningsmaskiner, men de användes i stor utsträckning först 200 år senare, på 1800-talet, när deras industriella produktion blev möjlig. Sådana maskiner började kallas adderingsmaskiner - de mekaniserade alla fyra aritmetikens operationer: addition, subtraktion, multiplikation och division. Aritmometrar och deras utveckling - elektromekaniska tangentbordsberäkningsmaskiner användes fram till 60-talet av förra seklet, då de ersattes av elektroniska mikroräknare.

De mekaniska datorerna som diskuterades ovan var manuella, det vill säga de krävde en operatörs deltagande i beräkningsprocessen. För varje operation var det nödvändigt att mata in de initiala uppgifterna i maskinen och sätta maskinens räkneelement i rörelse för att slutföra operationen. Då och då var det nödvändigt att läsa och skriva de erhållna resultaten och kontrollera att beräkningarna var korrekta.

Är det möjligt att skapa en automatisk dator som kan utföra de beräkningar som krävs utan mänsklig inblandning? Den första som tog upp en sådan fråga och tog allvarliga steg för att underbygga ett positivt svar på den var den märkliga engelske vetenskapsmannen, ingenjören och uppfinnaren Charles Babbage, som försökte bygga en automatisk datorenhet (han kallade den en analytisk maskin) som fungerar utan människor intervention - under kontroll av hålkort.

Den analytiska motorn byggdes inte, men Babbage gjorde mer än 200 ritningar av dess olika komponenter, cirka 30 varianter av maskinens allmänna layout, och gjorde några enheter på egen bekostnad.

I slutet av 1800-talet och början av 1900-talet blev de så kallade beräknings- och analysmaskinerna, byggda på utvecklingen av Pascals och Babbages idéer, utbredda. För att läsa hålkort började de använda elektrokontaktanordningar, och en elektrisk motor användes för att driva räknehjulens rotation. Senare konstruerades maskiner där siffror lagrades i binär form med hjälp av grupper av elektriska reläer. Aiken i USA, Zuse i Tyskland med flera designade de så kallade relämaskinerna, som användes fram till början av 60-talet, och konkurrerade med de elektroniska datorer som redan hade dykt upp då.

Den första riktiga elektroniska stordatorn byggdes i slutet av 1945; maskinen fick namnet ENIAC (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer, electronic digital integrator and calculator). Denna struktur innehöll över 18 000 vakuumrör och förbrukade cirka 150 kW effekt.

Med början 1944 deltog en av de största amerikanska matematikerna, John Von Neumann, i skapandet av elektroniska datorer. Han uttryckte i artikeln "Preliminary consideration of the logical design of an electronic computing device", publicerad 1946 tillsammans med G. Goldstein och A. Burks, två idéer som används i alla elektroniska datorer till denna dag: användningen av en binärt talsystem och principen för ett lagrat program. Att lagra programmet i maskinens minne möjliggör transformering av instruktioner under driften av maskinen, vilket gör beräkningsprocessen flexibel.

Datorerna på 1940- och 1950-talen var mycket stora enheter och mycket dyra. Men i kampen om köparna försökte företag som tillverkade datorer göra sina produkter mindre och billigare. 1965 släppte Digital Equipment den första PDP-8 minidatorn i kylskåpsstorlek på 20 000 USD. Senare, med uppfinningen av integrerade kretsar - chips - blev det möjligt att ytterligare minska storleken och minska kostnaderna för datorer. 1975 släpptes den första kommersiellt distribuerade datorn Altair-8800, byggd på Intel-8080-mikroprocessorn. Det kostade 500 dollar. Produktionen av persondatorer började växa.

1979 beslutade IBM, världsledande inom design och tillverkning av stora datorer, att prova sig fram på persondatormarknaden. 1981 introducerades en ny dator kallad IBM PC för allmänheten.

Några år senare blev IBMs persondatorer marknadsledande. Faktum är att IBM PC har blivit standarden för persondatorn. Nu utgör sådana datorer (kompatibla med IBM PC) cirka 90 % av alla persondatorer som tillverkas i världen.

Den största fördelen med IBM-datorer är den så kallade öppna arkitekturprincipen, det vill säga möjligheten att sätta ihop en dator från olika block genom att fästa dem på moderkortet med standardkontakter - kortplatser. Detta gör att du kan öka mängden minne, installera nya enheter för bildbehandling, etc.

Den moderna persondatorn överträffar den första i sina förmågor, precis som den första elektroniska datorn överträffade Pascals räknemaskin. Det finns dock områden av mänsklig verksamhet där deras kraft inte räcker till. Det gäller bearbetning av mycket stora mängder information i vetenskaplig forskning, tekniska beräkningar och skapande av videofilmer. I dessa fall är det möjligt att lagra och bearbeta helt ofattbara mängder information. Om en persondator lagrar hundratals GB information och har en hastighet på hundratals miljoner operationer per sekund, då kan en superdator lagra upp till tusentals GB information och bearbeta den med en hastighet av flera biljoner operationer per sekund.

För att framgångsrikt arbeta på en persondator är det inte nödvändigt att känna till dess enhet. Det är dock bättre att veta vilka enheter som ingår i datorn, de grundläggande principerna för deras funktion och egenskaper. Detta gör att du medvetet kan använda datorns alla tekniska funktioner, förbättra den.

Kort historia av datorer

Idag är det svårt för den moderna människan att föreställa sig sitt liv utan elektroniska datorer (datorer). För närvarande kan vem som helst, i enlighet med sina önskemål, montera ett fullfjädrat datorcenter på sitt skrivbord. Det var inte alltid så, förstås. Mänsklighetens väg till denna prestation var svår och svår. För många århundraden sedan ville människor ha enheter som skulle hjälpa dem att lösa olika problem. Många av dessa uppgifter löstes genom sekventiell exekvering av vissa rutinåtgärder, eller, som de säger nu, genom exekvering av en algoritm. Med ett försök att uppfinna en enhet som kan implementera den enklaste av dessa algoritmer (addition och subtraktion av tal), började allt ...

Utgångspunkten kan betraktas som början av 1600-talet (1623), då vetenskapsmannen V. Shikard skapade en maskin som kunde addera och subtrahera tal. Men den första adderingsmaskinen som kunde utföra fyra grundläggande aritmetiska operationer var den berömda franska vetenskapsmannen och filosofen Blaise Pascals adderingsmaskin. Huvudelementet i den var ett kugghjul, vars uppfinning i sig blev en nyckelhändelse i datorteknikens historia. Jag skulle vilja notera att utvecklingen inom datateknikområdet är ojämn, krampaktig till sin natur: perioder av kraftackumulering ersätts av genombrott i utvecklingen, varefter det kommer en period av stabilisering, under vilken de uppnådda resultaten används praktiskt. och samtidigt samlas kunskap och krafter för nästa steg framåt. Efter varje varv går evolutionsprocessen in på en ny, högre nivå.

1671 skapade den tyske filosofen och matematikern Gustav Leibniz också en adderingsmaskin baserad på ett kugghjul av en speciell design - Leibniz kugghjul. Leibniz aritmometer utförde, precis som hans föregångares aritmometer, fyra grundläggande aritmetiska operationer. På detta slutade denna period, och i nästan ett och ett halvt sekel har mänskligheten samlat på sig styrka och kunskap för nästa omgång av utvecklingen av datorteknik. 1700- och 1800-talen var en tid då olika vetenskaper utvecklades snabbt, inklusive matematik och astronomi. De stötte ofta på problem som krävde långa och mödosamma beräkningar.

En annan känd person i datorns historia var den engelske matematikern Charles Babbage. År 1823 började Babbage arbeta på en maskin för att beräkna polynom, men mer intressant var att denna maskin, förutom direkta beräkningar, skulle producera resultat - att skriva ut dem på en negativ platta för utskrift. Det var planerat att maskinen skulle drivas av en ångmaskin. På grund av tekniska svårigheter kunde Babbage inte slutföra sitt projekt. Här uppstod för första gången idén att använda någon extern (perifer) enhet för att visa resultaten av beräkningar. Observera att en annan vetenskapsman, Scheutz, 1853 ändå insåg maskinen som Babbage skapade (den visade sig vara ännu mindre än planerat). Kanske gillade Babbage den kreativa processen att hitta nya idéer mer än att översätta dem till något materiellt. 1834 beskrev han principerna för en annan maskin, som han kallade "Analytisk". Tekniska svårigheter återigen tillät honom inte att fullt ut förverkliga sina idéer. Babbage kunde bara föra maskinen till experimentstadiet. Men det är idén som är motorn för vetenskapliga och tekniska framsteg. Nästa bil av Charles Babbage var förkroppsligandet av följande idéer:

Ledning av produktionsprocesser. Maskinen styrde vävstolens arbete och ändrade mönstret på det skapade tyget beroende på kombinationen av hål på en speciell papperstejp. Detta band blev föregångaren till sådana medier som vi alla känner till som hålkort och hålband.

Programmerbarhet. Maskinens funktion styrdes också av en speciell papperstejp med hål. Ordningen på hålen på den bestämde kommandona och de data som bearbetades av dessa kommandon. Maskinen hade en aritmetisk enhet och minne. Maskinens instruktioner innehöll till och med en villkorlig hoppinstruktion som ändrade beräkningsförloppet beroende på några mellanresultat.

Grevinnan Ada Augusta Lovelace, som anses vara världens första programmerare, deltog i utvecklingen av denna maskin.

Charles Babbages idéer utvecklades och användes av andra forskare. Så 1890, vid 1900-talets början, utvecklade amerikanen Herman Hollerith en maskin som arbetade med datatabeller (den första Excel?). Maskinen styrdes av ett program på hålkort. Det användes i 1890 års amerikanska folkräkning. 1896 grundade Hollerith företaget som var föregångaren till IBM Corporation. Med Babbages död kom ytterligare ett avbrott i utvecklingen av datorteknik fram till 1930-talet. I framtiden blev hela mänsklighetens utveckling otänkbar utan datorer.

1938 flyttade utvecklingscentret en kort stund från Amerika till Tyskland, där Konrad Zuse skapade en maskin som, till skillnad från sina föregångare, inte fungerade med decimaltal utan med binära. Denna maskin var också fortfarande mekanisk, men dess otvivelaktiga fördel var att den implementerade idén att bearbeta data i binär kod. För att fortsätta sitt arbete skapade Zuse 1941 en elektromekanisk maskin, vars aritmetiska enhet gjordes på basis av ett relä. Maskinen kunde utföra flyttalsoperationer.

Utomlands, i Amerika, pågick under denna period också arbete för att skapa liknande elektromekaniska maskiner. 1944 designade Howard Aiken maskinen, som de kallade Mark-1. Hon, precis som Zuse-maskinen, arbetade på ett stafett. Men eftersom denna maskin var tydligt influerad av Babbages arbete, arbetade den på data i decimalform.

Naturligtvis, på grund av den stora andelen mekaniska delar, var dessa maskiner dömda. Det var nödvändigt att leta efter en ny, mer tekniskt avancerad elementbas. Och sedan kom de ihåg uppfinningen av Forest, som 1906 skapade ett vakuumrör med tre elektroder som kallas en triod. På grund av dess funktionella egenskaper har det blivit den mest naturliga ersättningen för reläet. 1946, i USA, vid University of Pennsylvania, skapades den första universella datorn - ENIAC. ENIAC-datorn innehöll 18 tusen lampor, vägde 30 ton, upptog en yta på cirka 200 kvadratmeter och förbrukade enorm kraft. Den använde fortfarande decimaloperationer, och axeln programmerades genom att byta kontakter och ställa omkopplare. Naturligtvis innebar sådan "programmering" uppkomsten av många problem, först och främst orsakade av felaktig installation av omkopplare. Namnet på en annan nyckelperson i datateknikens historia associeras med ENIAC-projektet - matematikern John von Neumann. Det var han som först föreslog att skriva programmet och dess data i maskinens minne så att de kunde modifieras, om nödvändigt, under arbetets gång. Denna nyckelprincip användes senare för att skapa en helt ny dator EDVAC (1951). Denna maskin använder redan binär aritmetik och använder ett RAM byggt på ultraljudskvicksilverfördröjningslinjer. Minnet kunde lagra 1024 ord. Varje ord bestod av 44 binära siffror.

Efter skapandet av EDVAC insåg mänskligheten vilka höjder av vetenskap och teknik som kan uppnås med en tandem mellan människa och dator. Denna industri började utvecklas mycket snabbt och dynamiskt, även om det också fanns en viss periodicitet förknippad med behovet av att samla en viss mängd kunskap för nästa genombrott. Fram till mitten av 1980-talet var utvecklingsprocessen för datorteknik vanligtvis uppdelad i generationer. För fullständighetens skull ger vi dessa generationer korta kvalitativa egenskaper:

Den första generationen datorer (1945-1954) Under denna period bildas en typisk uppsättning strukturella element som är en del av datorn. Vid det här laget hade utvecklarna redan bildat ungefär samma idé om vilka element en typisk dator skulle bestå av. Dessa är den centrala processorenheten (CPU), random access memory (eller random access memory - RAM) och input-out-enheter (I/O). CPU:n måste i sin tur bestå av en aritmetisk logisk enhet (ALU) och en styrenhet (CU). Maskinerna i denna generation arbetade på en lampelementbas, på grund av vilken de absorberade en enorm mängd energi och var mycket opålitliga. Med deras hjälp löstes i princip vetenskapliga problem. Program för dessa maskiner kunde inte längre skrivas på maskinspråk, utan på assemblerspråk.

Andra generationens datorer (1955-1964). Generationsförändringen bestämdes av uppkomsten av en ny elementbas: istället för en skrymmande lampa började miniatyrtransistorer användas i datorer, fördröjningslinjer som element i direktminnet ersattes av magnetiskt kärnminne. Detta ledde i slutändan till en minskning av storleken, en ökning av datorernas tillförlitlighet och prestanda. I datorarkitekturen dök indexregister och hårdvara för att utföra flyttalsoperationer upp. Kommandon har utvecklats för att anropa subrutiner.

Programmeringsspråk på hög nivå dök upp - Algol, FORTRAN, COBOL - vilket skapade förutsättningarna för uppkomsten av bärbar programvara som inte beror på typen av dator. Med tillkomsten av högnivåspråk har det dykt upp kompilatorer för dem, bibliotek med standardsubrutiner och andra saker som är bekanta för oss nu.

En viktig innovation som jag skulle vilja notera är utseendet på de så kallade input-output-processorerna. Dessa specialiserade processorer gjorde det möjligt att frigöra den centrala processorn från ingångs-utgångsstyrning och att utföra in- och utmatning med hjälp av en specialiserad anordning samtidigt med beräkningsprocessen. I detta skede utökades kretsen av datoranvändare kraftigt och utbudet av uppgifter som skulle lösas ökade. Operativsystem (OS) började användas för att effektivt hantera maskinresurser.

Den tredje generationens datorer (1965-1970).). Generationsförändringen berodde återigen på förnyelsen av elementbasen: istället för transistorer i olika datornoder började integrerade kretsar av olika grader av integration användas. Mikrokretsar gjorde det möjligt att placera dussintals element på en platta med flera centimeters storlek. Detta i sin tur ökade inte bara datorernas prestanda utan minskade också deras storlek och kostnad. Jämförelsevis billiga och små maskiner dök upp - minidatorer. De användes aktivt för att styra olika tekniska produktionsprocesser i system för insamling och bearbetning av information.

Ökningen av datorkraft gjorde det möjligt att köra flera program samtidigt på en dator. För att göra detta var det nödvändigt att lära sig hur man koordinerar med varandra samtidigt utförda åtgärder, för vilka funktionerna i operativsystemet utökades.

Samtidigt med en aktiv utveckling inom området hårdvara och arkitektoniska lösningar växer andelen utveckling inom området programmeringsteknologi. Vid denna tidpunkt utvecklades aktivt de teoretiska grunderna för programmeringsmetoder, kompilering, databaser, operativsystem etc. Programvarupaket skapades för olika områden av mänskligt liv.

Nu blir det en oöverkomlig lyx att skriva om alla program med tillkomsten av varje ny typ av dator. Det finns en tendens att skapa familjer av datorer, det vill säga maskiner blir kompatibla nerifrån och upp på hård- och mjukvarunivå. Den första av dessa familjer var IBM System / 360-serien och vår inhemska analog till denna dator - EC-datorn.

Fjärde generationens datorer (1970-1984). Ytterligare en förändring av grundämnesbasen ledde till generationsskifte. På 1970-talet arbetade man aktivt med att skapa stora och superstora integrerade kretsar (LSI och VLSI), vilket gjorde det möjligt att placera tiotusentals element på ett enda chip. Detta ledde till en ytterligare betydande minskning av storleken och kostnaden för datorer. Arbetet med programvaran har blivit mer vänligt, vilket har lett till att antalet användare har ökat.

I princip, med en sådan grad av integration av element, blev det möjligt att försöka skapa en funktionellt komplett dator på ett enda chip. Lämpliga försök gjordes, även om de mest möttes av ett vantroende leende. Förmodligen skulle dessa leenden bli mindre om det var möjligt att förutse att just denna idé skulle bli orsaken till att stora datorer skulle utrotas om cirka femton år.

Icke desto mindre, i början av 70-talet, släppte Intel en mikroprocessor (MP) 4004. Och om det innan dess bara fanns tre riktningar i datorvärlden (superdatorer, stora datorer (stordatorer) och minidatorer), lade nu till dem en till - mikroprocessor . I allmänhet förstås en processor som en funktionell enhet av en dator utformad för logisk och aritmetisk bearbetning av information baserad på principen om mikroprogramstyrning. Genom hårdvaruimplementering kan processorer delas in i mikroprocessorer (alla processorfunktioner är helt integrerade) och processorer med låg och medelhög integration. Strukturellt uttrycks detta i det faktum att mikroprocessorer implementerar alla funktioner hos processorn på ett enda chip, medan andra typer av processorer implementerar dem genom att ansluta ett stort antal mikrokretsar.

Så den första mikroprocessorn 4004 skapades av Intel i början av 70-talet. Det var en 4-bitars parallell datorenhet, och dess kapacitet var kraftigt begränsad. 4004 kunde utföra fyra grundläggande aritmetiska operationer och användes initialt endast i fickräknare. Senare utökades dess räckvidd genom användning i olika styrsystem (till exempel för att styra trafikljus). Intel, som korrekt hade förutsett löftet om mikroprocessorer, fortsatte intensiv utveckling, och ett av dess projekt ledde så småningom till en stor framgång som förutbestämde den framtida utvecklingen av datorteknik.

De blev ett projekt för att utveckla en 8-bitars 8080-processor (1974). Denna mikroprocessor hade ett ganska avancerat instruktionssystem och kunde dividera tal. Det var han som användes för att skapa Altairs persondator, för vilken den unge Bill Gates skrev en av sina första BASIC-tolkar. Förmodligen är det från detta ögonblick som den 5:e generationen ska räknas.

Femte generationens datorer (1984 - idag) kan kallas en mikroprocessor. Observera att den fjärde generationen slutade först i början av 80-talet, det vill säga föräldrar inför stora maskiner och deras snabbt mogna och växande "barn" I nästan 10 år existerade de relativt fredligt tillsammans. För dem båda har den här tiden bara gått för gott. Designers av stora datorer har samlat på sig enorma teoretiska och praktiska erfarenheter, och mikroprocessorprogrammerare har lyckats hitta sin egen, om än väldigt smal till en början, nisch på marknaden.

1976 slutförde Intel utvecklingen av 16-bitars 8086-processorn. Den hade en tillräckligt stor registerkapacitet (16 bitar) och en adresssystembuss (20 bitar), på grund av vilken den kunde adressera upp till 1 MB RAM.

80286 skapades 1982. Denna processor var en förbättrad version av 8086. Den stödde redan flera driftsätt: real, när adressen bildades enligt i8086-reglerna, och skyddad, som implementerade multitasking och virtuell minneshantering i hårdvara . 80286 hade också en stor adressbussbredd - 24 bitar mot 20 för 8086, och därför kunde den adressera upp till 16 MB RAM. De första datorerna baserade på denna processor dök upp 1984. När det gäller dess beräkningsmöjligheter blev den här datorn jämförbar med IBM System / 370. Därför kan vi anta att detta är slutet på den fjärde generationens datorutveckling.

1985 introducerade Intel den första 32-bitars mikroprocessorn, 80386, som var hårdvarukompatibel från botten och upp med alla tidigare Intel-processorer. Den var mycket kraftfullare än sina föregångare, hade en 32-bitars arkitektur och kunde direkt adressera upp till 4 GB RAM. 386-processorn började stödja ett nytt driftläge - det virtuella 8086-läget, som inte bara gav större effektivitet för programmen som utvecklats för 8086, utan också tillät flera sådana program att arbeta parallellt. En annan viktig innovation - stöd för personsökning av RAM - gjorde det möjligt att ha ett virtuellt minnesutrymme på upp till 4 TB i storlek.

386-processorn var den första mikroprocessorn som använde parallell bearbetning. Så samtidigt utfördes följande: åtkomst till minne och inmatningsenheter, placera kommandon i en kö för exekvering, avkodning av dem, omvandling av en linjär adress till en fysisk, samt sökning av adressen (information ungefär de 32 mest använda sidorna placerades i ett speciellt cacheminne).

Strax efter processorn 386 dök 486:an upp. I dess arkitektur utvecklades idéerna om parallell bearbetning ytterligare. Enheten för avkodning och exekvering av kommandon var organiserad i form av en femstegs pipeline, på den andra kunde upp till 5 kommandon vara i olika stadier av exekvering. En cache på första nivån placerades på chipet, som innehöll ofta använd kod och data. Dessutom fanns det ett cacheminne av den andra nivån med en kapacitet på upp till 512 KB. Nu kan du bygga flerprocessorkonfigurationer. Nya instruktioner har lagts till i processorinstruktionsuppsättningen. Alla dessa innovationer, tillsammans med en betydande (upp till 133 MHz) ökning av mikroprocessorns klockfrekvens, ökade avsevärt hastigheten på programexekveringen.

Sedan 1993 har Intel Pentium-mikroprocessorer producerats. Deras utseende, i början, överskuggades av ett fel i blocket av flyttalsoperationer. Detta fel eliminerades snabbt, men misstroendet mot dessa mikroprocessorer kvarstod under en tid.

Pentium fortsatte att utveckla idéerna om parallell bearbetning. En andra pipeline har lagts till enheten för avkodning och exekvering av kommandon. Nu kunde de två pipelines (kallade u och v) tillsammans utföra två instruktioner per klocka. Den interna cachen har fördubblats till 8 KB för kod och 8 KB för data. Processorn har blivit mer intelligent. Möjligheten till förutsägelse av gren lades till, i samband med vilken effektiviteten av exekvering av olinjära algoritmer ökade avsevärt. Trots att systemarkitekturen fortfarande var 32-bitars började 128- och 256-bitars databussar användas inuti mikroprocessorn. Den externa databussen har utökats till 64 bitar. Teknikerna kopplade till multfortsatte sin utveckling.

Tillkomsten av Pentium Pro-mikroprocessorn delade upp marknaden i två sektorer - högpresterande arbetsstationer och billiga hemdatorer. De mest avancerade teknikerna implementerades i Pentium Pro-processorn. I synnerhet lades ytterligare en pipeline till de befintliga två för Pentium-processorn. Sålunda, i en arbetscykel, började mikroprocessorn att exekvera upp till tre instruktioner.

Dessutom tillät Pentium Pro-processorn dynamisk exekvering av kommandon (Dynamic Execution). Dess kärna är att tre kommandoavkodningsenheter, som arbetar parallellt, delar in kommandon i mindre delar som kallas mikrooperationer. Vidare kan dessa mikrooperationer exekveras parallellt av fem enheter (två heltal, två flyttals- och en minnesgränssnittsenhet). Vid utgången är dessa instruktioner återigen sammansatta i sin ursprungliga form och ordning. Kraften hos Pentium Pro kompletteras av den förbättrade organisationen av dess cacheminne. Liksom Pentium-processorn har den 8 KB L1-cache och 256 KB L2-cache. Men på grund av kretslösningar (med en dubbel oberoende bussarkitektur) var den andra nivåns cache placerad på samma chip som mikroprocessorn, vilket avsevärt ökade prestandan. Pentium Pro implementerade en 36-bitars adressbuss, som gjorde det möjligt att adressera upp till 64 GB RAM.

Processen för utveckling av familjen av konventionella Pentium-processorer stod inte heller stilla. Om beräkningarnas parallellitet implementerades i Pentium Pro-processorer på grund av arkitektoniska och kretslösningar, tog de en annan väg när de skapade modeller av Pentium-processorn. De inkluderade nya kommandon, för att stödja vilken mjukvarumodellen för mikroprocessorer ändrades något. Dessa kommandon, kallade MMX-kommandon (MultiMedia eXtention - en multimediatillägg av kommandosystemet), gjorde det möjligt att samtidigt bearbeta flera enheter av samma typ av data.

Nästa släppta processor, kallad Pentium II, kombinerade alla tekniska landvinningar från båda riktningarna i utvecklingen av Pentium-arkitekturen. Dessutom hade han nya designfunktioner, i synnerhet gjordes hans fodral i enlighet med den nya tekniken för tillverkning av fodral. Marknaden för bärbara datorer har inte heller glömts bort, i samband med att processorn stödjer flera energisparlägen.

Pentium III-processor. Traditionellt stöder den alla prestationer från sina föregångare, dess främsta (och kanske den enda?!) fördelen är närvaron av nya 70 kommandon. Dessa kommandon kompletterar gruppen av MMX-kommandon, men för flyttal. För att stödja dessa instruktioner inkluderades ett speciellt block i processorarkitekturen.

4,7 (93,53%) 337 röster

En gång satt jag vid datorn och jobbade lugnt för mig själv, och så plötsligt kom tanken till mig, hur började allt och vad var den allra första datorn i världen? Naturligtvis bestämde jag mig för att hitta svaret på denna fråga, det fastnade verkligen för mig. Och svaret var hittat! Naturligtvis blev han ämnet för nästa blogginlägg om alla de mest intressanta sakerna i världen som inte lämnar dig likgiltig. Som alltid, med definitionen av överlägsenhet, visade sig allt inte vara lätt, men du kan redan vänja dig vid det ...

Den allra första datorn i världen skapades och byggdes i USA av Harvard University-matematikern Howard Aiksn redan 1941. Tillsammans med fyra specialister från företaget IBM, som beställde den till honom, skapade de en dator baserad på Charles Babbages idéer. Efter alla tester lanserades den den 7 augusti 1944. Den fick namnet "Mark 1" från dess skapare, och han sattes i arbete på Harvard.

Då kostade den här datorn femhundratusen dollar, en fantastisk summa för den tiden. Den monterades i en speciell låda, som var gjord av glas och stål, inte mottaglig för korrosion. Själva kroppen var minst sjutton meter lång, mer än 2,5 m hög, massan var cirka 5 ton och den upptog ett utrymme på flera tiotals kubikmeter.
"Mark 1" bestod av många omkopplare och andra mekanismer, vars totala antal var 765 tusen.
Hans ledningar var en total längd på cirka åttahundra kilometer!

Förmågan hos den allra första datorn i världen verkar nu löjliga för oss, men vid den tiden fanns det inte en enda datorenhet på planeten som var mer kraftfull.

Maskinen kunde:

• arbeta med sjuttiotvå tal, som i sin tur bestod av tjugotre decimaler
• datorn kunde subtrahera, addera, och varje operation tog honom tre sekunder.
• dessutom multiplicerade och dividerade han också och spenderade sex och femton sekunder på dessa operationer.

För att mata in information i denna apparat, som i huvudsak bara var en snabbare tillsatsmaskin, användes en speciell perforerad papperstejp. Det var den första datorn som inte behövde mänskligt ingripande för sina datorprocesser.

Redan 1942 fungerade utvecklingen av John Mauchli som en drivkraft för skapandet av den första datorn, men i det ögonblicket var det få som uppmärksammade den. Efter att den amerikanska arméns militäringenjörer tittat på den 1943 gjordes försök att skapa en apparat som då fick namnet "ENIAC". Militären hade hand om ekonomin och hon anslog cirka femhundratusen dollar för detta projekt, eftersom de ville designa nya typer av vapen.
ENIAC förbrukade så mycket energi att den närliggande staden upplevde brist på elektricitet hela tiden under sin drift och människor satt utan el, ibland i flera timmar.

Specifikationer

Titta på några mycket intressanta egenskaper hos den allra första datorn i världen, enligt den andra versionen. Imponerande är det inte?

• Han vägde 27 ton.
• Den innehöll 18 000 lampor och andra detaljer.
• Minnet var 4 KB.
• Upptog en yta på 135 kvm. m. och det hela var intrasslat med många trådar.

Den programmerades för hand och operatörerna bytte bara hundratals omkopplare och var tvungna att stänga av och på den varje gång eftersom den inte hade någon hårddisk. Det fanns inget tangentbord och ingen bildskärm heller. Det fanns ett antal dussintals skåp med lampor, maskinen gick ofta sönder, eftersom den ofta överhettades. Sedan användes den för design av väteatomvapen. Denna maskin fungerade i mer än tio år, och 1950, när transistorn skapades, blev datorer mindre i storlek.

Var och när såldes den allra första datorn?

Lite har förändrats i begreppet datorer på två decennier. På grund av att mikroprocessorn introducerades gick själva skapandet av datorn i en snabbare takt. Redan 1974 ville IBM ta ut den första datorn på marknaden, men det blev nästan ingen försäljning. IBM5100 använde kassetter där information lagrades, och på den tiden var det mycket dyrt - tio tusen dollar. Därför hade få människor råd att köpa en sådan enhet då.
Han kunde själv köra program som var skrivna i BASIC och APL, skapade i IBMs tarmar. Monitorn kunde visa sexton rader med sextiofyra tecken, dess minne var sextiofyra KB. Kassetterna i sig var väldigt som vanliga ljudkassetter. Det blev nästan ingen försäljning på grund av det höga priset och på grund av det ogenomtänkta gränssnittet. Men ändå fanns det människor som köpte den och som startade en ny era i världsmarknadernas historia - datorhandel

Hur trodde du att de skulle se ut om tio år?

För inte så länge sedan visade IBM pressen superdatorn "Roadrunner" med 1 kvadriljon operationer. Det samlades in för det amerikanska energidepartementet. Den innehåller 6480 dual-core-processorer och 12.960 Cell 8i-processorer. Den består av 278 skåp, 88 kilometer kabel. Den väger 226 ton. Den ligger på en yta av 1100 m² och kostar $133.000.000.

Som du kan se är superdatorskåp fortfarande på modet, allt handlar om designen...

Se om den allra första datorn i världen i videoformat:

Så här blev datorhistoriken. Oavsett om det var intressant eller inte - skriv i kommentarerna!

Vi öppnar en dataklubb "Klick". Våra lektioner kommer att hållas på torsdagar. Och det här är vår första lektion där du kommer att lära dig om datorns historia. Förmodligen finns det idag inga människor kvar som inte skulle använda en dator, förutom kanske avlägsna afrikanska stammar, men datorns historia gick igenom flera stadier innan den nådde den moderna nivån.

Människor vill hela tiden uppnå något: flyga, köra bil, bygga stora strukturer, ha fick-tv och det verkar inte finnas något slut i sikte.

Miljontals människor har arbetat i decennier med att skapa datorer, som först upptog flera rum, sedan passade in i meterblock, och nu kan de till och med vara flera centimeter tjocka.

Datoreran har kommit in i våra liv relativt nyligen. För bokstavligen 100 år sedan visste folk inte vad en dator var, även om dess mest avlägsna föregångare, en kulram, dök upp i det antika Babylon 3000 f.Kr., som senare fick ett grekiskt namn kulram . Det var en bräda med räfflor längs som småsten rörde sig.

En ättling till kulramen, enkel kulram, användes för inte så länge sedan i butiker: en träram med stickor inuti, knogarna är uppträdda på varje sticka.

Ett försök att skapa en mekanism med vilken det var möjligt att utföra enkla astronomiska beräkningar gjordes av Leonardo da Vinci på 1600-talet. I själva verket var det en mekanisk miniräknare.

Därefter dök flera mekaniska räknemaskiner upp på en gång. En av dem är "Pascaline" av Blaise Pascal. En enhet som adderade och subtraherade åttasiffriga tal (1642). Detta är den första digitala datorn. Denna upptäckt startade allt...

Blaise Pascal Fransk matematiker och fysiker.

Mänskligheten strävade efter datoreran och skapade fler och fler datorer som utförde allt mer komplexa funktioner.

Och ändå var den första datorn som liknade moderna datorer den brittiska matematikerns analytiska motor Charles Babbage .

Även om maskinen var imponerande i storlek, men huvuddelen liknar komponenterna i en vanlig modern dator. Det finns både processor och minne. Du måste förstå att termerna "processor" och "minne" dök upp senare. Charles Babbage kallade processorn "kvarn", och minnet - "butik". Babbages maskin hade funktioner som en skrivare, det vill säga den kunde "läsa" journalen och sätta resultatet på papper.

Charles Babbage

Under andra världskriget utvecklades beräkningsanordningar främst för militära ändamål.

På order av den amerikanska armén 1946 skapades ENIAC (som betyder "elektronisk numerisk integrator och kalkylator"), den första elektroniska digitala datorn som kunde omprogrammeras för att lösa många problem. Denna enhet vägde 27 ton och ockuperade flera rum.

Den första generationen datorer krävde en enorm mängd elektricitet och många anställda för att fungera. Dessutom var de mycket dyra, bara regeringar och stora forskningsorganisationer kunde köpa dem.

Grundare av ENIAC. John Mauchly och J. Presper Eckert bredvid ENIAC, 1966.

UNIVAC (Universal Automatic Computer) föddes 1951. Då upphörde datorer plötsligt att bara vara för regeringen och blev tillgängliga för företag.

1961 skapades en experimentdator på mikrokretsar och tre år senare lanserade IBM produktionen av dessa IBM-360-datorer.

Möjligheten att använda en dator hemma under de åren övervägdes inte ens. Det var liktydigt med att bygga ett kraftverk för att tända ett privat hus. Den minsta datorn i början av 1970-talet var storleken på ett kylskåp och var mycket dyr.

Och plötsligt, 1976, Steve Wozniak och Steve Jobe, två unga amerikanska tekniker utan specialutbildning, i en verkstad arrangerad i ett garage, skapade en liten enhet för videospel med förmågan att programmera.

De kallade sin uppfinning Apple ("äpple"). Jobe grundade Apple Computer och massproducerade persondatorer.

Detta är den första Apple Macintosh 128K-datorn.

Efterfrågan på dem överträffade alla förväntningar. På kort tid växte Jobs företag till ett stort, välmående företag. Detta tvingade andra företag att uppmärksamma persondatormarknaden.

1985 bestämde sig dataföretaget Microsoft Windows för att inte utveckla en ny dator, utan den operativsystemprogramvara som behövs för att använda datorn, Microsofts medgrundare Bill Gates och Paul Allen.

Unge Bill Gates. Ännu en känd person bland datorgenier. I framtiden kommer han att bli den rikaste mannen i världen.

I slutet av 1990-talet dök det upp netbooks, bärbara datorer designade för internetåtkomst och surfplattor utrustade med en pekskärm för att arbeta med en penna eller fingrar utan att använda tangentbord och mus.

Till en början var datorer endast utformade för datoranvändning, sedan har de andra funktioner. Först och främst är en dator en informationsenhet, eftersom vi kan arbeta med information: ta emot nyheter, lagra, spela in, skicka, redigera, etc.

Den moderna datorn är en kommunikations- och inlärningsenhet, såväl som ett underhållningsverktyg som låter dig lyssna på musik, titta på videor, spela alla typer av spel.

1991 föddes Blizzard Entertainment och började skapa onlinespel.

1994 släppte Sony den berömda hemmavideospelskonsolen PlayStation.

2001 lanserades Wikipedia-projektet. Wikipedia definierar sig själv som "ett gratis webbaserat flerspråkigt uppslagsverksprojekt .... dess 17 miljoner artiklar … har skrivits i samarbete av volontärer runt om i världen, och nästan alla artiklar kan redigeras av alla som har tillgång till webbplatsen.”

Grundare av Wikipedia Jimmy Wales.

Och fler uppfinningar, och fler nyheter, och mer, och mer…. Det är svårt att säga vad den snabba och accelererande utvecklingen av datorteknik kan leda till, men vissa framtidsforskare (detta är forskare som förutspår framtiden) hävdar att 2030 kan mänskligheten närma sig skapandet av artificiell intelligens och självreproducerande maskiner, liksom som integrationen av människa och dator.