Файл: Перспективы развития технологий ПК (тенденции и перспективы развития ПК).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Современную жизнь мы уже не можем представить без компьютерных технологий. Компьютеры появились относительно недавно в нашем мире, но в последнее время их начали так усиленно использовать во многих отраслях человеческой жизни. Ещё каких-то пятнадцать лет назад персональные компьютеры было редкостью. Теперь в каждом доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих обитателей дома. Связи с этим считаю, изучение перспективы развития технологии ПК на сегодняшний день является одним из актуальных вопросов.

Целью курсовой работы является комплексное изучение проблематики развития ПК. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

• изучить истории и архитектуру ПК;
• рассмотреть тенденции и перспективы развития ПК;
• выявить особенности перспективы развития ПК.

Предметом исследования выступают перспективы развития ПК. Объект исследования – тенденции развития технологии ПК.

Степень научной разработанности темы. Как уже было выше отмечено технологии ПК развиваются достаточно стремительно и компьютеры плотно вошли в нашу повседневную жизнь. Связи с этим, данной проблематикой занимаются множество специалистов-исследователей, среди которых можно особо выделить: А. И. Боровков, С. Ф. Бурдаков^[1], Д. Г. Перцев^[2], А.А. Волковник^[3] и др.

Теоретическая и методологическая база исследования. Теоретическая база исследования опирается на труды как отечественных, так и зарубежных исследователей.

В ходе написания курсовой работы широко применялись такие общенаучные методы как обобщение, описания, методы сравнительно анализа классификация.

Структура курсовой работы. Курсовая работа состоит из введения двух глав, заключения и списка использованных источников.

Глава 1. История и архитектура ПК

1.1.История развития технологий Персонального компьютера

Под информационной технологией (Information Technology, IT) понимается технология накопления, хранения, обработки и передачи информации^[4].

По применяемому инструментарию в развитии информационной технологии можно выделить следующие этапы, границы межу которыми достаточно условны и размыты. «Нулевой» этап – со времени появления «человека разумного» или homo sapiens (около 100 тыс. лет назад) до возникновения письменности (ориентировочно V- тысячелетие до н. э.). Этот этап можно было бы назвать доисторическим, так как изначально история как наука формировалась в результате анализа разнообразных письменных источников. На этом этапе накопление и сохранение информации осуществлялось исключительно с помощью человеческого мозга (с использованием памяти как одной из высших психических функций), а передача информации – с помощью жестов и речи. Многие авторы вообще не упоминают об этом этапе в развитии информационной технологии. На наш взгляд это не совсем корректно по двум причинам: во-первых, с появлением «человека разумного» возникла необходимость в накоплении, сохранении и передаче информации, т.е. так или иначе реализовывалась (пусть даже самая примитивная!) информационная технология; иными словами, информационная технология – «ровесница» и атрибут homo sapiens; во-вторых, на этом этапе интенсивно (хотя и стихийно) развивались искусство запоминания (мнемоника) и искусство речи как способа передачи информации; оба данных направления человеческой деятельности развиваются и совершенствуются по сей день, не утратив актуальности. Основная цель информационной технологии на «нулевом» этапе ее развития состоит в простом сохранении информации и передаче ее без существенных потерь или отклонений от исходной. Первый этап – со времени возникновения письменности до возникновения книгопечатания (в Европе – конец XVI-начало XVII вв.). Этап «ручной» информационной технологии, когда основным инструментарием были бумага, перо и чернильница, коммуникации осуществлялись посредством писем, а информация накапливалась и хранилась в виде рукописей. Письменностью принято называть некоторую знаковую систему, предназначенную для формализации, фиксации и передачи тех или иных данных (как правило – речевой информации). Письменность считается одной из основных форм существования человеческого языка.

Возникновение письменности обусловило качественно новые возможности долговременного хранения больших объемов информации и существенно повысило надежность коммуникационной технологии. Основная цель «ручной» информационной технологии – представление информации в нужной форме. Второй этап – этап «механической» информационной технологии, от времен возникновения книгопечатания до второй половины XIX в. включительно.

Книгопечатание фактически было изобретено дважды: в Китае и в средневековой Европе. В Китае книгопечатание возникло не позднее X в., а в Европе способ книгопечатания подвижными литерами изобрел немецкий ювелир Иоганн Гуттенберг в 1440-е годы.

Книгопечатание – громадный шаг вперед на пути механизации и автоматизации процесса накопления, хранения и передачи информации. Наряду с книгами появляются газеты и другие периодические издания. Во второй половине XIX в. возникают механические пишущие машинки и телеграф, происходит модернизация системы общественной почты^[5]. Все это послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации и, как следствие, продуктивности работы. По существу, «механическая» информационная технология проложила дорогу к формированию организационной структуры современных учреждений. Основная цель «механической» информационной технологии – представление информации в нужной форме более удобными средствами. Третий этап – этап «электрической» или, точнее, «электромеханической» информационной технологии, продолжительностью менее 100 лет – с конца XIX-го и до середины XX-го века^[6].

В этот период интенсивно развиваются телефонная и радиосвязь, механические пишущие машинки заменяются электрическими, возникают магнитофоны и диктофоны (в т.ч. портативные). Учрежденческая деятельность многократно улучшилась за счет повышения количества, качества и скорости обработки документов. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания. Четвертый этап – этап «электронной» или «компьютерной» информационной технологии, с середины XX-го века (появление первых электронно-вычислительных машин) и до наших дней. Возникновение телевидения и компьютеров принципиально изменило информационно-коммуникационную технологию. В настоящее время основным инструментарием компьютерной технологии является персональный компьютер с широким спектром программных продуктов разнообразного назначения. Широко используются локальные и глобальные компьютерные сети; особую роль приобрела мировая сеть Internet. Приобретен огромный опыт формирования содержательной стороны информации. Еще раз подчеркнем, что как периодизация, так и само обозначение этапов развития информационной технологии носят весьма условный и субъективный характер. Одна из особенностей развития информационной технологии состоит в том, что на каждом следующем этапе в значительной степени сохраняется инструментарий предыдущих этапов. Принципиальное отличие информационной технологии от производственной состоит в том, что информационная технология не может быть непрерывной, так как она всегда соединяет работу рутинного типа и работу творческую, пока не поддающуюся формализации. Из всех видов технологий информационная технология предъявляет самые высокие требования к «человеческому фактору». Поколения ЭВМ и развитие компьютерной техники.

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ) или компьютеры были созданы в 30-ые – 40-ые гг. XX-го века^[7]. Их появление, собственно говоря, и знаменовало начало современного этапа развития информационных технологий. По элементной базе можно выделить четыре поколения ЭВМ. Первое поколение – ЭВМ на электронных лампах (середина 1940-ых – середина 1950-ых годов). Первый универсальный ламповый компьютер ENIAC («Electronic Numerical Integrator and Computer»), сконструированный американским инженером-электронщиком Джоном Эккертом (Eckert) и американским физиком Джоном Моучли (Mauchly) и предназначенный в первую очередь для решения задач баллистики, имел почти 20 тыс. электронных ламп и 1,5 тыс. реле, потребляя мощность до 150 кВт. Переход ко второму поколению ЭВМ стал возможен после 1948 г., когда американские физики Уолтер Брайттен (Brattain), Джон Бардин (Bardeen) и Уильям Шокли (Shockley) сконструировали транзистор (в 1956 г. им за это изобретения и за исследования в области полупроводников, начатые в 1945 г. была присуждена нобелевская премия).

Второе поколение – ЭВМ на транзисторах (середина 1950-ых – середина 1960-ых годов)^[8]. Первый компьютер на транзисторах NCR-304 был создан фирмой NCR (США) в 1954-1957 гг.; широкое распространение подобные компьютеры получили к 1960 г.; компьютер IBM 1620 на транзисторах, ставший заменой ламповому IBM 650, был размером с офисный стол; однако компьютеры второго поколения (как и компьютеры первого) по-прежнему были довольно дороги и поэтому использовались только университетами, правительствами и крупными корпорациями.

Прелюдией к появлению компьютеров третьего поколения стало сразу несколько событий. В 1952 г. британский инженер-радиотехник Джеффри Даммер (Dummer) на конференции в Вашингтоне впервые предложил совершенно новую идею интеграции множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника. Всего год спустя Харвик Джонсон (Johnson) подал первую в истории патентную заявку на прототип интегральной схемы (ИС). Однако реализация этих предложений в те годы не могла состояться из-за недостаточного развития технологий. В конце 1958 и в первой половине 1959 гг. в полупроводниковой промышленности состоялся прорыв^[9].

Джек Килби (Kilby) из фирмы Texas Instruments запатентовал принцип интеграции, создал первые несовершенные прототипы ИС и довёл их до серийного выпуска^[10]. Курт Леговец (Lehovec) из Sprague Electric Company изобрёл способ электрической изоляции компонентов, сформированных на одном кристалле полупроводника.

Роберт Нойс (Noyce) из Fairchild Semiconductor изобрёл способ электрического соединения компонентов ИС (металлизацию алюминием) и предложил усовершенствованный вариант изоляции компонентов на базе новейшей планарной технологии Жана Эрни (Hoerni)^[11].

27 сентября 1960 года группа Джея Ласта (Last) создала в компании «Fairchild Semiconductor» первую работоспособную полупроводниковую ИС по идеям Нойса и Эрни. В будущем Роберт Нойс стал одним из основателей фирмы Intel. В 1961 г. в продажу поступила первая выполненная на пластине кремния ИС, содержащая триггер на 6 элементах (4 биполярных транзистора и 2 резистора).

К 1963 г. ИС имела 10-20 элементов, к 1982 г. – примерно 100, к 1970 г. – 1000, к 1975 г. – 30000, к 1982 г. – 300000 элементов на кристалле в несколько квадратных миллиметров^[12].

Третье поколение – ЭВМ. Иногда интегральную схему называют – микросхемой или чипом (chip в переводе с английского – щепка). C 1965 г. был начат выпуск одной из лучших машин третьего поколения IBM/360, семейство этих машин состояло из семи моделей. Параллельно с компьютерами третьего поколения продолжали выпускаться компьютеры второго поколения – так, например, компьютеры «UNIVAC 494» выпускались до середины 1970-х годов. Возникновение четвертого поколения ЭВМ связано с усовершенствованием ИС. В 1950 г. американский ученый К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) обратил внимание на возможность радиоактивного нейтронного легирования германия; в начале 1960-ых гг. Этот метод начали применять к кремнию, на сверхчистых пластинах которого методом интегральной технологии изготавливаются большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Большие интегральные схемы было бы корректней назвать интегральными схемами с большой степенью интеграции; БИС содержит 1000-10000 элементов в кристалле полупроводника (обычно – на поверхности кристалла), СБИС – свыше 10000 элементов. Возникновение БИС и СБИС сделало возможным появление микропроцессоров. В 1969 г. сотрудник компании Intel Маршиан Эдвард Хофф (Marcian Edward Hoff) )предложил создать центральный процессор на одном кристалле, что и было сделано в 1970 г.; это устройство получило название – микропроцессор. В 1971 году компания Intel выпускает на рынок первый микропроцессор Intel 4004 (он был четырехразрядным). Появление микропроцессоров позволило создать микрокомпьютеры – небольшие и недорогие, которые могли себе позволить купить маленькие компании и отдельные люди. В 1980-х годах микрокомпьютеры – персональные компьютеры (ПК) – стали повсеместным явлением. Четвертое поколение – ЭВМ на больших интегральных схемах (с середины 1970-ых годов).