Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 310
Скачиваний: 1
ВВЕДЕНИЕ
Персональные компьютеры плотно вошли в наш мир. Я не могу представить современного человека без ПК. Мы пользуемся компьютером дома и на работе , но зачастую не представляем , как он работает и как устроен. Что представляет собой современный компьютер? Какова роль ПК в жизни человека? В этих вопросах я и постараюсь разобраться в своей курсовой работе по теме «Устройство персонального компьютера».
Мы живем в мире где ПК есть практически у каждого , но какова история появления ПК? Из чего состоит ПК? И что нужно для его работы? Над этими вопросами я и буду размышлять в своей работе.
В своей курсовой работе я использовал много различной литературы на тему Персональных компьютеров и его истории. Так например по истории развития ПК я использовал литературу таких авторов , как И.А.Казакова , Р.С. Гутер, Ю.Л. Полунов ,Э.П.Ланина, П.С.Парфенов у этих авторов я нашел много исторических фактов о истории развития ПК , от счета на пальцах до современных машин. Учебные пособия авторов :А.В.Соколов, М.В. Жаров , А.Г.Зрюмова .Учебники :С.В. Симонович, Н.В.Макарова, В.Б..Волкова Книги:О.С. Стапанекно, А.И. Ватаманюк. У этих авторов я почерпнул про основное строение ПК. Что представляет собой каждый компонент в отдельности и все в целом. Как собрать ПК своими руками.
Про ноутбуки я взял у В.Леонтьева в этой книги я узнал о строение ноутбуков и видах то чем они похожи на системные блоки и чем отличаются.
У Е.А. Колмыковой я узнал об внешнем оборудовании , которое необходимо для правильного и полного функционирования ПК. Так же благодаря этим авторам я получил всю необходимую информацию, и все эти авторы публиковались в надежных издательствах.
3
Глава 1.История развития персонального компьютера
В истории вычислительной техники выделяют четыре периода:
- Домеханический (с древних времен до середины XVII в.).
- Механический (с середины XVII в. до конца XIX в.).
- Электромеханический (с конца XIX в. до 40-х гг. XX в.).
- Электронный (с 40-х гг. XX в. по настоящее время).
В домеханический период понятия числа появилась раньше понятия письменности. Счетоводство было необходимо для земледелия и купечества.
Появление собственности на землю потребовало определения способов вычисления площади участков, что привело к зарождению геометрии.. Развитие торговли также ставило все новые задачи. Помимо учета товаров и денежных сумм, появились и более сложные проблемы. Купцам приходилось предпринимать все более дальние путешествия, а для этого требовались средства навигации. [1]
Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. Десять пальцев, на которых люди учились считать. От пальцевого счета берет начало пятеричная система счисления (одна рука), десятеричная (две руки), двадцатеричная (пальцы рук и ног) .[2]
Затем стали использоваться деревянные палочки (бирки), кости, камни, узелки, четки — своеобразные бусы. Абак, счетная доска, тоже использует предметы для счета. Вычисления производятся при помощи бусинок и счет ведется в разрядах единиц, десятков и сотен с учетом переноса единицы в старший разряд при переходе через десяток . Существует множество видов абака в различных странах мира. Абак удобно использовать для выполнения операций сложения и вычитания, умножение и деление выполнять при помощи абака гораздо сложнее. Революцию в области механизации умножения и деления совершил шотландский математик Джон Непер. Изобретение логарифмов — крупнейшее достижение Джона Непера. При помощи логарифмических таблиц легко было выполнять умножение и деление больших чисел. В качестве альтернативного метода Джон Непер создал прибор для умножения, названный счетными палочками. [3]
Механический период
Настоящая потребность в автоматическом вычислении возникла в средние века в связи с резко возросшими в этот период торговыми операциями и океаническим судоходством. Торговля требовала больших денежных расчетов, а судоходство – надежных навигационных таблиц. Большой необходимостью была астрономическая навигация , но она требовала огромных расчетов, что было неудобно. Для облегчения и ускорения такой работы стали разрабатывать вычислительные устройства. Так появились различные механизмы – первые суммирующие машины и арифмометры.[4]1
Счет на линиях представляет собой горизонтально разлинованную таблицу, на которой выкладываются специальные жетоны. Горизонтальные линии таблицы соответствуют единицам, десяткам, сотням и т. д. На каждую линию кладут до четырех жетонов; жетон, помещенный между двумя линиями, означает пять единиц ближайшего разряда соответствующего нижней линии. Счет на линиях и счетные таблицы особое распространение получили в XV - XVI столетиях. [5]2
Автоматизировать процесс пытались многие , но у них возникала проблема с большим количеством сложных расчетов. Такую идею пытался воплотить в жизнь Леонардо Да Винчи.
Считается , что в 1623 году Вельгельмом Шиккарда была создана вычислительная машина выполняющая четыре арифметических действия. Машина состояла из 3 частей : суммирующего устройства (сложение и вычитание), множительного устройства и механизма для записи промежуточных результатов. Множительное устройство занимает верхнюю часть машины, суммирующее - среднюю, для хранения чисел используется нижняя часть машины. Суммирующее устройство было шестиразрядным .
В доме-музее Кеплера хранится изготовленный по схемам из писем Шиккарда, действующая модель вычислительной машины.[6]3
Об изобретениях В. Шиккарда и Леонардо да Винчи стало известно лишь в наше время. Современникам они были неизвестны. По-видимому, лишь узкий круг лиц был осведомлен о создании этих машин.
Блез Паскаль создал первую счетную машину , которая могла считать сама.
Он задумал ее еще в детстве.
Его отец работал сборщиком налогов и все вечера занимался подсчетами. Сын видел, как отец уставал от этого занятия, и мечтал подарить отцу машину, которая бы облегчила его труд.
Паскаль сконструировал свою машину в 1642 году. И эта машина получила название «Паскалина».Для выполнения арифметических операций Паскаль заменил поступательное перемещение костяшек в абаковидных инструментах на вращательное движение оси (колеса). Таким образом, в его машине сложению чисел соответствовало сложение пропорциональных им углов. Машина приносит Б. Паскалю популярность. Оценить то, что его машина считает сама, мог оценить любой человек. [7]1
Принцип действия: в медной прямоугольной коробке были размещены шесть или восемь подвижных дисков. Круги вращаются по часовой стрелке. Вращение передается цилиндрам. Однозначные числа складывались путем последовательного поворота колеса на число зубьев, равное значению каждого слагаемого. Если колесо поворачивалось на десять зубьев, оно поворачивало на один зуб колесо старшего разряда, так как десятый зубец был длиннее. Умножение и деление производить было нельзя.[8]2
Развитие расчетов логарифмов так же продолжаются. После Непера вслед за изобретением логарифмов, идут поиски механизировать процесс расчетов, наиболее удачным была идея профессора астрономии Грэшемского колледжа Эдмунда Гюнтера. Он построил логарифмическую шкалу, которая использовалась вместе с двумя циркулями-измерителями. Эта шкала («шкала Гюнтера») представляла собой прямолинейный отрезок, на котором откладывались логарифмы чисел или тригонометрических величин. Циркули-измерители нужны были для сложения или вычитания отрезков вдоль линий шкалы, что в соответствии со свойствами логарифмов позволяло, находить произведение или частное.
Гюнтер в своей книге «Canon triangulorum» впервые вводит понятие log и термины «косинус» и «котангенс».[9]3
В 1666 году Сэмюэл Морлэнд изобрел свой вариант счетной машины. Механизм ввода практически не отличается от шиккардовского и паскалевского. Морлэнд в упрощенном варианте переизобрел однозубовую передачу Шиккарда. Машина Морлэнда примитивнее своих предшественниц. Пожалуй, будь сэр Сэмюэл знаком с машинами Шиккарда и Паскаля, он не стал бы столь нескромно нахваливать свое изобретение и издавать о нем брошюру. [10]1
В 1673г. Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц создал «ступенчатый вычислитель»- это ступенчатая машина, позволяющая
складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни. Машина работала с 12-разрядными числами. К зубчатым колесам Г. Лейбниц добавил ступенчатый валик, позволяющий выполнять умножение и деление. В основе множительного устройства этой машины лежит, как теперь его называют, ступенчатый валик Лейбница , надолго определивший принципы построения счетных машин. Он представляет собой цилиндр с зубцами разной длины, которые взаимодействуют со счетным колесом. Передвигая колесо вдоль валика, его вводят в зацепление с необходимым числом зубцов и обеспечивают установку определенной цифры.[11]2
Чарльз Бэббидж был первым ученым предложившим использовать принцип программного управления для автоматического выполнения арифметических вычислений .В течение 10 лет Бэббидж работал над большой разностной машиной. Движение механических частей машины должен был осуществлять паровой двигатель. Большая, как локомотив, машина должна была автоматически выполнять вычисления и печатать результаты. Большая разностная машина так и не была построена до конца. Однако, работая над ней в течение 10 лет, Бэббидж пришел к идее создания механической аналитической машины. Идеи Бэббиджа намного опередили свое время, аналитическая машина не могла быть создана в то время. В 1871 году Бэббидж изготовил опытный образец арифметического устройства аналитической машины и принтера. Помощь оказала графиня Ада Лавлейс. [12]3
Электромеханический период
В истории вычислительной техники этот период явился наименее продолжительным – с 1888 до 1945 г.
Двоичная система исчисления. Идеи Ч. Бэббиджа, относящиеся к структуре полностью автоматизированной счетной машины и принципов ее работы, удалось реализовать лишь в середине ХХ столетия в современных компьютерах. Оказалось, что если уменьшать число самих состояний, то возрастает устойчивость каждого из них. Наиболее подходящим является- двухпозиционное устройство.
Некоторые Европейские мыслители эпохи Просвещение оказывали большой интерес двоичной системы исчисления . Постепенно эта система проникала из одной научной дисциплины в другую, из логики и философии в математику, а затем и в вычислительную технику.[13]1
В 1936 году Тьюринг и Пост показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности ее алгоритмизации с учетом выполняемых ими операций.
В 1938 году американский математик и инженер Клод Шеннон показал возможность использования аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных систем. В этом году в телефонной компании "Bell Laboratories" создали первый двоичный сумматор (один из основных компонентов любого компьютера. Автором идеи был Джордж Стибиц, создавший в 1938-1940 годах вычислительную машину "Белл-1" на электромагнитных реле, способную оперировать с комплексными числами.[14]2
Создатель электромеханического компьютера Говард Айкен «Mark I» рассматривал свою машину как современный вариант машины Бэббиджа, в которой пар и шестеренки заменены электричеством и реле. Разработка , шла 1939-1944 и в 1945 году передана в эксплуатацию в Гарвардский университет где проработала 15лет. Составительница комментариев Ада Лавлейс, создававшая своими разъяснениями основы программирования цифровых ЭВМ, названа «первым программистом».[15]3
В 1938 году в Берлине Конрад Цузе с ассистентом Хельмутом Шрейером создали прототип механического двоичного программируемого калькулятора, названного "Z1". Конрад Цузе использовал в компьютере двоичные числа с плавающей точкой. Цузе запатентовал способ автоматических вычислений. Но машина Z1 не реализовала условных переходов. Машина была выполнена на механических элементах, имела память емкостью 16 чисел по 24 двоичных разряда. Команды были трехадресными и содержали адреса операндов и результата. Затем были созданы модели "Z2","Z3". Менялась техническая база, но логическая структура у моделей "Z1" и "Z3" была одинакова. Она напоминает архитектуру современных компьютеров: память и процессор были отдельными устройствами, процессор мог обрабатывать числа с плавающей точкой, выполнять арифметические действия и извлекать квадратный корень. Программа хранилась на перфоленте и считывалась последовательно.[16]1
Математическая логика Джорджа Буля. Дж.Буль 1847г. написал статью «математический анализ логики». Он изобрел своеобразную алгебру названную «Булева алгебра».Пользуясь этой системой, можно было закодировать высказывания с помощью символов своего языка, а затем манипулировать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами. Каждая величина может принимать одно из двух значений – ДА/НЕТ, ЛОЖЬ/ИСТИНА.Три основные операции булевой алгебры – это И, ИЛИ и НЕ. Хотя система Буля допускает множество других операций, этих трех уже достаточно для того, чтобы производить сложение, вычитание, умножение и деление, или выполнять такие операции, как сравнение символов и чисел. [17]2