Комп'ютер
Комп'ю́тер (від англ. computer; лат. computator — обчислювач, лат. computatrum — рахувати, застаріле ЕОМ — електронна обчислювальна машина) — обчислювач. Ним може бути як механічний, немеханічний (електронний) пристрій або людина, призначені для проведення обчислень. Обчислення можуть відбуватися дискретно або безперервно у часі. У вузькому значенні — електронний цифровий програмований пристрій (електронна обчислювальна машина) для проведення обчислень, а також приймання, оброблення, зберігання і видачі інформації заздалегідь визначеним алгоритмом.
Зміст |
[ред.] Основні принципи
Виконання поставлених перед ним завдань обчислювальна машина може забезпечувати за допомогою переміщення певних механічних частин, руху потоків електронів, фотонів або за рахунок використання ефектів від інших добре вивчених фізичних явищ. На сьогодні більшість найпоширеніших типів використовуваних обчислювальних машин — електронний обчислювальна машина. Архітектура обчислювальних машин може безпосередньо моделювати вирішувану проблему, максимально близько (у значенні математичного опису) відображаючи досліджувані фізичні явища. Так, електронні потоки можуть використовуватися як моделі потоків води при моделюванні гребель або дамб. Таким чином сконструйовані аналогові обчислювальні машини були звичними у 60-х роках XX століття, проте сьогодні є достатньо рідкісним явищем. У більшості сучасних обчислювальних машин проблема спочатку описується в математичних термінах, при цьому вся необхідна інформація представляється в двійковій формі (у вигляді одиниць і нулів), після чого дії з її обробки зводяться до застосування простої алгебраїчної логіки. Оскільки практично вся математика може бути зведена до виконання булевих операцій, достатньо швидка електронна обчислювальна машина може бути застосована для вирішення більшості математичних завдань (а також і більшості завдань з обробки інформації, які можуть бути легко зведені до математичних).
[ред.] Коротка історія обчислювальної техніки
Портрет Жаккара, витканий з шовку на жакардовому ткацькому верстаті, потребував 24000 перфокарт для створення (1839). Чарльз Беббідж був власником одного з цих портретів; він надихнув його на використання перфорованих карт у своїй аналітичній машині[2]
[ред.] Немеханічні обчислювальні пристрої
- 3000 років до н. е. — у стародавньому Вавилоні була винайдена перша рахівниця — абак.
- 500 років до н. е. — у Китаї з'явився більш «сучасний» варіант абаку з кісточками на стрижнях — суаньпань. Одним із різновидом суаньпань є російська рахівниця, яка в деяких випадках використовується і в наш час.
[ред.] Механічні обчислювальні пристрої
- 87 рік до н. е. — в Греції був виготовлений «антикітерський механізм» — механічний пристрій на базі зубчастих передач, що являє собою спеціалізований астрономічний обчислювач.
- 1492 рік — Леонардо да Вінчі в одному зі своїх щоденників малює ескіз 13-розрядного підсумовувального пристрою з десятизубцевими кільцями. Хоча пристрій, що працює на базі цих креслень було збудовано лише у XX столітті, все ж таки реальність проекту Леонардо да Вінчі підтвердилася.
- 1623 рік — Вільгельм Шикард, професор університету Тюбінгену, розробляє пристрій на основі зубчастих коліс для додавання і віднімання шестирозрядних десяткових чисел. Чи був пристрій збудований за життя винахідника, достовірно невідомо, але в 1960 році він був відтворений і проявив себе цілком працездатним.
- 1630 рік — Річард Деламейн створює кругову логарифмічну лінійку.
- 1642 рік — Блез Паскаль представляє «Паскаліну» — перший реально здійснений і такий, що отримав широку популярність механічний цифровий обчислювальний пристрій. Прототип приладу додавав та віднімав п'ятирозрядні десяткові числа. Паскаль виготовив понад десять таких обчислювачів, причому останні моделі оперували числами з вісьмома десятковими розрядами.
- 1673 рік — відомий німецький філософ і математик Ґотфрід Вільгельм Лейбніц збудував механічний калькулятор, який за допомогою двійкової системи числення виконував множення, ділення, додавання і віднімання.
- Приблизно в цей же час Ісаак Ньютон закладає основи математичного аналізу.
- 1723 рік — німецький математик і астроном Христіан Людвиг Герстен на основі робіт Вільгельма Лейбніца створив арифметичну машину. Машина розраховувала частку та кількість послідовних операцій додавання при множенні чисел. Крім того, в ній була передбачена можливість контролю за правильністю введення даних.
- 1786 рік — німецький військовий інженер Іоган Мюллер висуває ідею «різницевої машини» — спеціалізованого калькулятора для табулювання логарифмів, що обчислюються методом різниць Калькулятор, побудований на ступінчастих валиках Лейбніца, вийшов достатньо невеликим (13 см в висоту і 30 см в діаметрі), але при цьому міг виконувати всі чотири арифметичних дії над 14-розрядними числами.
- 1801 рік — Жозеф Марі Жаккар будує ткацький верстат з програмним керуванням, програма робота якого задається з допомогою комплекту перфокарт.
- 1820 рік — перший промисловий випуск арифмометрів. Першість належить французу Тома де Кальмару.
- 1822 рік — английский математик Чарлз Беббідж винайшов, але не зміг побудувати, першу різницеву машину (спеціалізований арифмометр для автоматичної побудови математичних таблиць) — Різницеву машину Чарлза Беббіджа.
- 1855 рік — брати Георг Шутс і Едвард Шутц (англ. George & Edvard Scheutz) із Стокгольма побудували першу різницеву машину на основі робіт Чарлза Беббіджа.
- 1876 рік — російським математиком Чебишовим створений сумувальний апарат з безперервною передачею десятків. В 1881 році він також сконструював до нього приставку для множення і ділення (Арифмометр Чебишова).
- 1884—1887 роки — Герман Холлеріт розробив електричну табулювальну систему, яка використовувалася в переписах населення США 1890 і 1900 років, а також в Російській імперії в 1897 році.
- 1912 рік — створена машина для інтегрування звичайних диференціальних рівнянь за проектом російського вченого А. Н. Крилова.
- 1927 рік — в Массачусетському технологічному інституті (MIT) була створена аналогова обчислювальна машина.
- 1938 рік — німецький інженер Конрад Цузе побудував свою першу машину, названу Z1. Це повністю механічна програмувальна цифрова машина. Модель була пробною і в практичній роботі не використовувалася. Її відновлена копія зберігається в Німецькому технічному музеї в Берліні. У тому ж році Цузе приступив до створення машини Z2 (Спочатку ці машини називалися V1 і V2. По німецькі це звучить як «Фау1» і «Фау2» і щоб їх не плутали з ракетами, обчислювальні машини перейменували в Z1 і Z2).
[ред.] Обчислювальні машини
.jpg)
- 1941 рік — Конрад Цузе створює обчислювальну машину Z3, що мала всі властивості сучасного комп'ютера.
- 1942 рік — в Університеті штату Айова (англ. Iowa State University) Джон Атанасов (англ. John Atanasoff) та його аспірант Кліффорд Беррі (англ. Clifford Berry) створили (а точніше — розробили і почали монтувати) перший в США електронний цифровий обчислювальна машина (англ. Atanasoff-Berry Computer — ABC (обчислювальна машина)). Хоча ця машина так і не була завершена (Атанасов пішов у діючу армію), вона, як пишуть історики, мала великий вплив на Джона Мочлі, який створив через два роки першу ЕОМ ENIAC.
- На початку 1943 року успішні випробування пройшла перша американська обчислювальна машина Марк I, призначена для виконання складних балістичних розрахунків ВМФ США.
- В кінці 1943 року запрацювала англійська обчислювальна машина спеціального призначення «Колосс». Машина працювала над розшифровкою секретних кодів фашистської Німеччини.
- В 1944 році Конрад Цузе розробив ще більш швидку обчислювальну машину Z4.
- 1946 став роком створення першої універсальної електронної цифрової обчислювальної машини ENIAC.
- В 1950 році в Києві під керівництвом академіка Лебедєва була створена перша в континентальній Європі ЕОМ — МЕСМ.
| Периферійні пристрої (введення/виведення) | Введення | Миша, Клавіатура джойстик, сканер, веб-камера, графічний планшет, мікрофон |
| Виведення | Монітор, принтер, гучномовець | |
| Носії інформації | гнучких дисків, жорсткий диск, оптичний диск, телетайп | |
| Системи обміну даними | невелика відстань | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| великі відстані (комп'ютерні мережі) | Ethernet, ATM, FDDI |
[ред.] Будова сучасного комп'ютера
Більшість сучасних обчислювальних машин мають блочно-модульну конструкцію: апаратну конфігурацію, необхідну для виконання певних робіт, можна складати з готових вузлів та блоків.
Системний блок являє собою основний вузол, у якому зібрані найбільш важливі компоненти персонального комп’ютера. Основною компонентою є материнська плата. На ній розміщені:
- центральний процесор;
- шини — набір кабелів для передачі даних та сигналів управління;
- оперативна пам'ять — набір мікросхем, призначених для зберігання даних під час їх безпосереднього опрацювання;
- постійна пам'ять — мікросхеми, призначені для постійного зберігання інформації, у тому числі і за вимкненого живлення.
У зв’язку з тим, що багато компонентів можуть бути інтегровані на материнській платі, то не всі вони можуть бути представлені як окремі комплектуючі елементи. Задня панель, як правило, містить панелі плат розширень із роз’ємами, заглушки роз’ємів, вентиляційний отвір вентилятора блоку живлення.
[ред.] Материнська плата
Материнська плата є своєрідним «фундаментом» для всіх комплектуючих персонального комп’ютера. Саме в неї вставляються всі основні пристрої: відеокарта, оперативна пам'ять, процесор, жорсткі диски тощо. Інакше кажучи, це платформа, на якій будується вся конфігурація комп'ютера.
На материнських платах також зустрічаються інтегровані пристрої, тобто вмонтовані. Материнські плати подібного типу вже протягом тривалого часу фігурують на комп’ютерному ринку. Прикладом можуть бути материнські плати із вмонтованими звуковою і відеокартами.
Пристрої інтегруються на материнську плату з метою здешевлення загальної вартості комп’ютера. Справді, вартість чіпа плюс витрати на інженерні розробки з інтеграції значно менші, ніж вартість розробки й виготовлення окремої повноцінної плати розширення. Однак інтегровані рішення мають свої недоліки. Це, по-перше, неможливість модернізації у майбутньому. А по-друге, такі рішення мають досить середню продуктивність.
[ред.] Центральний процесор(CPU)
Центральний процесор (Central processing unit) — функціональна частина ЕОМ, що призначена для інтерпретації команд. Усіма блоками комп'ютера керує центральний процесор (ЦП). Він також виконує всі програми. Це компактний модуль (розміром близько 5 х 5 х 0,3 см), що вставляється в гніздо на материнській платі. Напівпровідниковий кристал сучасного процесора містить мільйони чи навіть мільярди транзисторів. Центральний процесор — основний компонент комп'ютера, призначений для керування всіма його пристроями та виконання арифметичних і логічних операцій над даними.
Сьогодні існує два основних виробника процесорів для персональних компютерів і, відповідно, наборів системної логіки (чипсетів)для побудови материнських плат для них — від компанії Intel (Slot 1, Slot 2, Socket 340, Socket 478) і від компанії AMD (Slot A, Socket А). Перша підтримує процесори Intel Pentium II, Pentium ІІІ, Celeron і Pentium 4, а друга — AMD Athlon і Duron. Процесор одного виробника у більшості випадків неможливо використовувати в материнських платах, розрахованих для іншого.
За числом процесорів, що складають центральний процесор, розрізняють однопроцесорні й багатопроцесорні (мультипроцесорні) материнські плати.
[ред.] Екологічний аспект
Комп’ютери містять шкідливі хімічні елементи, метали - такі як свинець, цинк, ртуть тощо.
[ред.] Див. також
[ред.] Примітки
- ↑ From cave paintings to the internet HistoryofScience.com
- ↑ See: Anthony Hyman, ed., Science and Reform: Selected Works of Charles Babbage (Cambridge, England: Cambridge University Press, 1989), page 298. It is in the collection of the Science Museum in London, England. (Delve (2007), page 99.)
[ред.] Посилання
 |
Вікіцитати містять висловлювання, автором яких є: Комп'ютер |
- Енциклопедія кібернетики
- Фотокартки стародавніх обчислювальних машин
- Виртуальный музей ИНФОРМАТИКИ(рос.)
