Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 315
Скачиваний: 1
Первоначально алгебра была разработана Булем как обычная для того времени алгебра, а не как дедуктивная система в позднейшем смысле. Отсюда и сохранение всех арифметических операций, в том числе вычитания и деления, которые было трудно истолковать логически. Алгебра логики Буля была значительно упрощена и усовершенствована Джевонсом, отказавшимся от использования операций вычитания и деления. алгебра и получила название «Булева алгебра». [18]3
Табулятор Г. Холлерита
Уже после смерти Ч. Бэббиджа один из принципов, лежащих в основе идеи аналитической машины, – использование перфокарт – нашел воплощение в действующем устройстве. Это был статистический табулятор, построенный американцем Германом Холлеритом для ускорения обработки результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. У Г. Холлерита возникла идея создания перфокарты, на которую можно было бы наносить в виде отверстий обрабатываемые данные. Первоначально он хотел применить в качестве носителя информации бумажную ленту с отверстиями – перфоленту . Но ленту приходилось часто перематывать, чтобы отыскать нужные данные. От этого она часто рвалась, а машина плохо работала. Кроме того, довольно часто из-за высокой скорости движения ленты информация не успевала считываться. [19]1
Машина Холлерита имела большой успех, на ее основе было создано предприятие, которое в 1924 году превратилась в фирму IBM – крупнейшего производителя вычислительной техники. Машина Холлерита признана первой электромеханической счетной машиной с программным управлением . Хотя она частично управлялась в ручную.[20]2
Так же для для МАРК-1 в основе элементной базы использовались детали выпускаемые компанией IBM.[21]3
Электронные компьютеры
Предпосылки возникновения электронной вычислительной техники
1.Математические предпосылки: двоичная система исчисления, которую Г. В. Лейбниц предложил использовать для организации вычислительных машин, алгебра логики, разработанная Дж. Булем.
2. Алгоритмические предпосылки – абстрактная машина Тьюринга, использованная для доказательства возможности машинной реализации любого алгоритма, имеющего решение.
3. Технические предпосылки – развитие электроники.
4. Теоретические предпосылки – результаты работ К. Шеннона, соединившего электронику и логику. [22]1
В 1939 году Атанасов вместе со своим ассистентом Клиффордом Э.Бэрри построил и испытал первую вычислительную машину, предназначенную для решения больших систем линейных уравнений. Они решили назвать ее АВС (Atanasoff Berry Computer) В компьютере АВС были раздельно выполнены блоки арифметического и оперативного запоминающего устройства. Арифметическое устройство было выполнено на радиолампах, а оперативное запоминающее устройство на вращающемся барабане с конденсаторами. Использовалась двоичная система счисления. Перевод из десятичного представления в двоичное и обратно осуществлялся схемным путем. Внешняя память была выполнена на типовом оборудовании для ввода и вывода перфокарт. [23]2
В 1940 г. Джон Мочли (John W. Mauchly) знакомится с работой Атанасова над ABC, публикует небольшую пятистраничную записку под названием «Использование устройств на вакуумных лампах для вычислений», а в 1942 г. совместно с Джоном Эккертом (John P. Eckert) предлагают свой проект ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator). В 1943 г. возможностями выполнения расчетов на ENIAC заинтересовалась Баллистическая исследовательская лаборатория Армии США (Ballistic Research Laboratory, BRL), и в том же году под руководством Мочли и Эккерта началась постройка машины. [24]3
Существует следующие поколения ЭВМ:
В мире В нашей стране
I поколение 1946–1955 1948–1958
II поколение 1955–1964 1959–1967
III поколение 1964–1973 1968–1973
IV поколение 1974 – по настоящее время 1974 – по настоящее время
Первая электронно-вычислительная машина «Эниак»
Проект первой в мире ЭВМ был предложен в 1942 г. американцами Дж. Моучли и Дж. Эккертом. Придя к выводу о необходимости использования в вычислительных устройствах электронных ламп, Дж. Эккерт представил проект электронной машины, названной «Эниак». В феврале 1946 г. впервые состоялась публичная демонстрация ЭВМ «Эниак».[25]1
В СССР
Появление компьютеров в СССР связано с академиком С.А. Лебедевым. Разрабатывая в годы войны аналоговые логические элементы для систем стабилизации стволов и торпед, в 1945 г. Лебедев создал первую в СССР аналоговую электронную вычислительную машину для решения систем дифференциальных уравнений. В 1950 г. был создан МЭСМ – Макет Электронно-Счетной Машины .[26]2
В 1952-1953 гг. МЭСМ была самой быстродействующей и практически единственной регулярно эксплуатируемой ЭВМ в Европе. Быстродействие ЭВМ составляло 50 операций в 1 секунду; емкость оперативного ЗУ - 31 число и 63 команды; представление чисел - 16 двоичных разрядов с фиксированной перед старшим разрядом запятой; команды трехадресные, длиной 20 двоичных разрядов (из них 4 разряда - код операции); рабочая частота - 5 килогерц;
Использование электронных схем в производстве вычислительных устройств привело к качественному скачку, позволившему на несколько порядков повысить производительность автоматических вычислений. Применение быстродействующих элементов потребовало произвести изменения и в структуре вычислительных устройств.[27]3
Характерные черты ЭВМ второго поколения
1.Элементная база: транзисторы.
2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.
3. Быстродействие: как только в ЭВМ транзисторы заменили на лампы, сразу же возросла производительность.
4.Объем оперативной памяти: в ЭВМ второго поколения оказалось возможным увеличить в сотни раз.
5.Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста.
6. Программирование: в качестве программного обеспечения стали использовать языки программирования высокого уровня.
7.Надежность полупроводниковых приборов: они реже выходили из строя, почти никогда не «перегорали». [28]1
Характерные черты ЭВМ третьего поколения
1. Элементная база: интегральные схемы малой (10–100 компонентов на кристалле) и средней (100–1000 компонентов на кристалле) степени интеграции.
2. Быстродействие: от сотен тысяч до миллионов операций в секунду.
3. Объем оперативной памяти – от 16 до 8192 Кб.
4. Программное обеспечение: шесть базовых языков – Фортран-4, Алгол-60, Кобол-65, ПЛ-1, РПГ, Ассемблер.
5. Возможность параллельной работы .
6. Эксплуатация: более оперативно производится ремонт стандартных неисправностей.
7. Новые устройства внешней памяти: с увеличенной емкостью и скоростью передачи данных.
8. Устройства ввода: графические оптические читающие устройства.
9. Изменения в структуре ЭВМ: наряду с микропрограммным способом управления используются принципы модульности и магистральности. [29]2
Характерные черты ЭВМ четвертого поколения
1.Элементная база: большие и сверхбольшие интегральные схемы (от десятков до сотен тысяч компонентов на кристалле).
2. Быстродействие: от десятков до сотен миллионов операций в секунду.
3. Габариты: либо персональный компьютер – на одном рабочем столе либо мэйнфреймы и суперкомпьютеры с огромными машинными залами.
4. Программное обеспечение: появились объективно ориентированные языки программирования.
5.Эксплуатация – совместимость ПО снизу доверху – принцип открытой архитектуры, предусматривающий возможность дополнения имеющихся аппаратных средств без смены старых или их модификация без замены всего компьютера.[30]1
Вывод
История развития компьютера можно сравнить с историей развития человечества. Компьютеры в том числе и первые служили одной цели облегчить жизнь человека. Человечество и до настоящего времени продолжает усовершенствовать компьютеры . Так же хочется отметить , что многие похожие изобретения создавали разные люди не зная друг о друге.
Смотря на историю прошлого и современную можно с уверенностью сказать , что компьютеры обновляются все быстрее и быстрее. А время между новыми поколениями становится все меньше. Производительность компьютеров увеличивается по мере развития истории. И в будущем компьютеры будут развиваться и усовершенствоваться в разы быстрее.
Глава 2. Внутренние устройство ПК и носители информации
Современные ПК можно разделить на :бытовые, общего назначения и профессиональные.
Бытовые ПК предназначены для массового потребители они должны надежны, не дорогие по цене , так же иметь достаточную производительность в простейшей конфигурации , как для обучения, так и для развлечения (компьютерные игры). Однако архитектура этих машин позволяет подключать их к различным каналам связи, расширять набор периферийного оборудования.
Персональные ЭВМ общего назначения применяются для решения научно- технического и экономического характера. Их используют как рабочие станции : на предприятие, в учреждениях, в магазинах, на складах и т. д.
Машины этого класса обладают достаточно большой производительностью, интерфейс позволяет подключать большое количество периферийного оборудования. Такие машины предназначены для пользователя непрофессионала и имеют соответствующие ПО.
Профессиональные ПК используются в информационной сфере где требуется решение сложных информационных и производительных задач за короткое время. Такие ПК снабженные большим выбором программного обеспечения , так как такими компьютерами пользуются профессионалы-программисты. Они могут работать в режиме многозадачности и алгоритмическими языками высокого уровня.
Так же уменьшения веса ПК привело к выпуски LAPTOP- «наколенный» компьютер , NOTEBOOK- компьютеры-блокноты. Это компьютеры где клавиатура и системный блок выполнены в одном корпусе с автономным режимом работы аккумулятора. Такие компьютеры мобильны , но имеют урезанную производительность.[31]1
Устройство системного блока
Корпус
Первоначально, корпуса системных блоков бывают трёх видов: вертикальные, горизонтальные и для сервера (стоечного исполнения).
Теперь перейдём к классификации более распространенных, вертикальных корпусов, или как их еще называют Tower (от англ. «башня»):
Micro Tower.
Очень компактные корпуса, что является их единственным преимуществом. Недостатки: сложно произвести апгрейд (поскольку все компоненты находятся слишком близко друг к другу), недостаточная система охлаждения, мало места внутри.
Mini Tower.
В основном предназначены для несложной работы (устанавливают например, в офисах) либо же в интернет кафе для интернет-серфинга, поскольку небольшой размер не позволяет поставить более мощное оборудование больших размеров.Данный тип корпусов склонный к быстрому образованию пыли из-за малого пространства внутри. Размеры 152 х 432 х 432мм.
Midi Tower (Middle Tower).
Наиболее популярный корпус, который позволяет собрать игровой компьютер, который будет весьма производительным. Хорошая система охлаждения защитит «начинку» от перегрева в виду больших размеров корпуса.
В данный корпус помещается полно размерная материнская плата.
Размеры 173 х 432 х 490мм.
Big Tower (Super-Tower).
Данный корпус используется продвинутыми пользователями.
Производится установка абсолютно любой системной платы. Идеальная система вентиляции (установка достаточного количества куллеров). Ваш ПК точно не перегреется и не засорится под слоем пыли. В данные корпуса помещается максимальное количество устройств размером 5,25 дюймов.
Размеры 190 х 482 х 820мм.[32]1
Процессор
Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Данные попавшие в регистр рассматриваются как команды. Управляя засылкой данных в разные регистры можно управлять обработкой данных. С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина. Адресная шина. У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. 64-разрядная у Intel Pentium.