Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 51
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Центр образования №195
Реферат на тему:
Внешние и внутренние устройства
персонального компьютера.
учащейся 12-1 класса
Васильевой Анны
Содержание
-
История появления персональных компьютеров.
-
Внешние устройства персонального компьютера. Их назначение и основные характеристики.
-
Внутренние устройства персонального компьютера.
-
Заключение.
-
Приложения.
-
Источники.
История появления персональных компьютеров.
Прообразы компьютеров. Можно сказать, что история компьютеров берет начало со дня появления обыкновенных счетов, которые на долгие века оставались почти единственным видом вычислительной техники. Кое-какие новые идеи начали появляться в XVI веке. Именно тогда испанский монах Раймунд Луллит выдвинул идею логической машины, однако конкретная реализация вычислительных устройств началась лишь в середине прошлого века.
Первая простая машина для сложения и вычитания шестиразрядных чисел была создана астрономом Уильямом Шикардом в 1623 году. При помощи специальных счетов можно было производить операции умножения, а если результат превышал возможности машины, то звонил специальный колокольчик. В 40-х годах того же века Блез Паскаль создал свой вычислитель, который производил операции сложения семизначных чисел, а позже Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал механическую счетную машину, которая позволяла не только складывать и вычитать, но и перемножать двенадцатиразрядные числа.
Следующим этапом стал XIX век, когда продолжилось развитие и усовершенствование счетных машин, в которых стали использоваться программы на перфокартах (Чарльз Бэббидж, 1834 г.). В изобретенной им машине, которая так и не была реализована, должны были производиться дифференциальные расчеты до 20-го знака, однако по замыслу машина приводилась в движение паром и занимала целую комнату. В ней имелся прообраз центрального процессора, ввод программ при помощи перфокарт, блок памяти и вывод на печатный пресс. В работе изобретателю помогала графиня Ада Августа Кинг, внебрачная дочь поэта Байрона, которая считается первой программисткой, и в конце XX века в ее честь был назван язык программирования Ада. Затем появился клавишный ввод (Дорр Фелт), а закончился век появлением машины Германа Холлрита, которая помогла произвести перепись населения США. Данные о человеке набивались на отдельной перфокарте, информацию с которой считывала машина. Проект был успешным, и спустя несколько лет Герман Холлрит основал «Tabulating Machine Company» по производству оборудования для работ с перфокартами. В дальнейшем эта компания переросла в компанию IBM.
В XX веке возникла необходимость производить большое количество вычислений, соответственно, стали появляться различные вычислительные машины. В 1938 году англичанин Ален Тьюринг обосновал принципиальную возможность создания вычислительных машин и предложил абстрактную схему («машина Тьюринга»). Его статья, называвшаяся «Может ли машина мыслить», получила большой резонанс в ученой среде. Во время второй мировой войны Ален Тьюринг вошел в группу разработчиков вычислительной машины Colossus, при помощи которой удалось расшифровать коды немецких спецслужб.
В 1938 году Конрад Цузе создал в Германии один из первых компьютеров, названный Z1. Машина имела блок памяти, ввод программ с перфокарт, действовала на основе двоичного кода. За ней последовали Z2, Z3 в 1941 году, а затем Z4. В эти же годы были появились и другие машины, например, АВС (Atanasoff Berry Computer), созданный профессором Джонсоном В. Атанасовым, Complex Number Calculator, создание Джорджа Стиблица, далее Univac, Binac, Edvac и т.д. Какие из этих машин можно считать компьютером, а какие просто вычислительной машиной, мы оставим судить специалистам, которые вели, ведут и, наверное, еще долго будут вести споры по этому вопросу.
В 1943 году для расчета артиллерийских таблиц был создан компьютер «Марк I», весивший семь тонн. В 1945 году Джон фон Нейман разработал теоретические основы взаимосвязи устройств в компьютере и в том же году появился компьютер «Eniac», созданный на основе электронных ламп и весивший тридцать тонн. Машина имела 18 тысяч ламп, 1,5 тысячи реле и множество других элементов, потребляла массу электроэнергии, а на испускаемый ею свет, особенно по вечерам, слеталось столько насекомых, что они вызывали частые сбои. С тех пор сбои в компьютере частенько называют жучками. В 1948 году Норберт Винер выпустил книгу «Кибернетика или Управление и связь в животном и машине», в которой заложил основы управления.
Пятидесятые года XX века ознаменовались промышленным выпуском кремниевых транзисторов, и в 1956 году был создан первый компьютер на этой основе, что резко уменьшило размеры компьютера, а компанией IBM был создан первый жесткий диск КАМАС 305.
Далее начинается ускоренное развитие как аппаратных, так и программных средств компьютера. В конце 50-х годов был создан язык программирования Фортран, который до сих пор используется в научных расчетах, в 60-м году – Кобол и Алгол-60, появляются первые модем и мышь, в 1964 году появился язык Бейсик для обучения программированию, в 1969 году – первая версия операционной системы Unix. В 1970 году удалось соединить первые четыре компьютера, находившиеся на значительном расстоянии друг от друга, в сети Arpanet, которая позже переросла в сеть Интернет. Появляется первый 4-разрядный микропроцессор, в 1971 году создаются язык Паскаль и первый флоппи-диск, а в 1972 году – 8-разрядный процессор компании Intel 8008. С 1973 года, когда появились первый персональный компьютер и операционная система СР/М, начинают развиваться процессоры и другие устройства для компьютера, год от года растет производительность и емкость устройств. В 1974 году появляется язык Си и вскоре – 8-разрядный процессор 8080. В 1976 году поступил в продажу первый компьютер Apple I, в 1977 году появился первый компьютер Atari, появляются первые принтеры. Далее уже несколько компаний предлагают персональные компьютеры, появляются видеоигры, первые промышленные модемы и начинает развиваться прикладное программное обеспечение, в частности, первый текстовый редактор.
Первые машины были довольно больших размеров, особенно в сравнении с их вычислительными возможностями, так как работали они на электронных лампах. Кроме того, они потребляли много энергии и требовали хорошего охлаждения. Эти машины выполняли лишь несколько сот операций в секунду, к тому же стоили очень дорого, так как производились в малых количествах.
К первому поколению компьютеров относятся отечественные машины «Минск-1», «Урал-1», «БЭСМ-1».
Уменьшение размеров компьютеров стало возможным лишь около сорока лет назад с появлением транзисторов. Машины следующего поколения были выполнены на полупроводниках, стали меньше, потребляли несколько киловатт и выполняли несколько тысяч операций в секунду. К этому поколению относятся отечественные машины «Минск-21», «Урал-14», «Наири».
Третье поколение основано на интегральных схемах. В нашей стране таковы были машины серии ЕС ЭВМ. Компьютеры четвертого поколения используют большие и сверхбольшие интегральные микросхемы.
На Западе в 70 – 80-х годах были распространены большие машины серии IBM 360 и IBM 370, в нашей стране – серия ЕС (Единая Система). Части машин серии ЕС выпускались в разных социалистических странах, например, магнитные ленты производились в ГДР, лентопротяжные механизмы – в Болгарии, процессоры – в СССР и т.д. Эти машины занимали много места и требовали помещения не менее 20 квадратных метров, специально оборудованные залы для машины, а также помещения для персонала. Требовался и специальный обслуживающий персонал: системщики и электронщики, которые обслуживали компьютер. Системщик отвечал за работу программного обеспечения, а электронщик – электронного, то есть аппаратного.
Машина работала в специально оборудованном помещении с фальшполом, устанавливались приборы для поддержания определенной температуры и влажности. Если температура превышала требуемую, компьютер начинал работать нестабильно. Фальшпол – это пол, опирающийся на распорки, под которым размещались кабели, соединявшие различные устройства, например, блок, содержащий процессор, с памятью, с внешними устройствами (магнитными лентами, магнитными дисками, принтерами, устройствами ввода и т.д.). Производительность этих компьютеров считалась высокой. На самом деле машины серии ЕС уступали по этому показателю современному персональному компьютеру. Например, в 70-х годах магнитные диски имели размер около 7 мегабайт, затем 29.
Каждый съемный диск был размером с современный системный блок, а само устройство для работы с ними напоминало письменный стол. Устройство для считывания магнитных лент было с небольшой книжный шкаф. Не менее громоздки были устройства считывания с перфокарт и принтеры. Теперь представим, что таких устройств было несколько и все они располагались в одном помещении.
По тем временам эта техника считалась прогрессивной. Кроме серии ЕС, были машины отечественного производства типа Минск-22 (32), выпускавшиеся Белоруссией, и БЭСМ.
Работать на машинах 70 – 80-х годов было довольно сложно. Вся информация заводилась при помощи перфокарт или перфолент. Каждая перфокарта служила для описания одной строки (программы, данных). Если случалась ошибка, то нужно было найти перфокарту и ее заменить, после чего запустить программу еще раз. Все это занимало немало времени. Особенно сложно было, когда перфокарты не имели надписей, тогда приходилось по кодам определять нужную.
Труднее всего было работать с перфолентами. В случае ошибки, по кодам (разное расположение выбитых отверстий на ленте) нужно было определить ее местоположение, вырезать, набить вставку с несколькими предыдущими и последующими командами (данными), затем наложить куски лент, соединить их липкой лентой и пробить снова отверстия шилом, чтобы устройство могло правильно считать дырки на ленте. На компьютерах того времени дисплей и клавиатура (если они присутствовали) использовались системщиком для организации работы на машине. Пользователи же должны были работать с перфокартами или перфолентами.
Первые персональные компьютеры появились в 80-х годах. Это были не те персональные компьютеры, на которых мы работаем сегодня. Разные фирмы производили различные машины. Были, например, компьютеры фирмы Wang, французской системы Realite, компьютер фирмы IBM – ХТ. Вычислительные машины имели разную архитектуру и свои наборы команд для работы с ними. Поэтому, переходя с одной машины на другую, нужно было переучиваться. Наша промышленность выпускала машины «Искра» разных модификаций. С течением времени в мире стала пользоваться все большей популярностью модель компьютера AT, выпущенная фирмой IBM.
Программирование в первых компьютерах происходило в машинных кодах, затем на языке Ассемблер
, очень похожий на машинный код, но имеет вместо кодов команд (цифр) мнемонику, которую легче запомнить. Язык Ассемблер называют языком низкого уровня, то есть он приближен к машинным командам, где одна команда языка соответствует машинной.
Затем появились языки программирования высокого уровня, где каждая команда могла транслироваться в несколько машинных команд. Это связано с тем, что в математических расчетах часто применяются одни и те же функции, например, sin, cos и др., и каждая из них требовала свою подпрограмму. Там, где на языке Ассемблер нужно использовать несколько десятков команд, на языке высокого уровня достаточно написать одну формулу (например, y=5*sin(x)*cos(x/3)). Эти языки предназначались для определенных видов задач, где они и применялись. Например, Fortran (Фортран) – для научных расчетов, Basic (Бейсик) – для обучения программированию. Кстати, на языке Фортран программируют до сих пор, хотя появились более прогрессивные языки программирования. Дело в том, что за десятилетия работы с ним накоплено большое количество программ и библиотек с подпрограммами, перепрограммирование которых на другой язык потребовало бы больших затрат. Кроме того, нужно иметь в виду, что пользователи, работающие на одном языке, с трудом переходят на другой, особенно если это люди немолодые.
Развитие персональных компьютеров. После того, как фирма IBM представила другим фирмам структуру своего компьютера, то есть сделала его открытым, начали появляться разработки других фирм в области персональных компьютеров, которые включали аппаратное обеспечение (новые устройства) и программное обеспечение (программы). Скоро разные фирмы начали выпускать компьютеры, похожие на персональные компьютеры фирмы IBM. Они назывались клонами или IBM-совместимыми компьютерами. Фирма IBM начала терять лидирующие позиции на рынке персональных компьютеров. Усилилась фирма Microsoft, которая выпускала программное обеспечение для персональных компьютеров, в частности, до сих пор разрабатывает новые версии ДОС, системы Windows и другое программное обеспечение. Фирма Intel стала лидером по производству и разработке процессоров.
Компьютер, описание которого представлено другим фирмам, чтобы те могли добавлять к нему новые устройства, называется открытой системой. Если описание не дано, то он называется закрытой системой. То же и для программного обеспечения.
Первый процессор 8086 появился в 1978 году, а первая половина 80-х годов отмечена появлением DOS ( компания IBM, 1981 г.), сопроцессора, стандартов CGA, MDA (1981 г.), стримера емкостью 60 Мб, магнитооптических накопителей, игольчатых принтеров, 286 процессоров (1982 г.), появился первый вариант языка Post Script, электронная таблица Lotus 1-2-3, язык Си++ и АДА, технология СД-РОМ. Это был период закладки фундамента развития персональных компьютеров, когда имелось много компаний, производивших аппаратную и программную составляющие для компьютеров, существовало