|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Персональний комп'ютер. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Комп'ютер - пристрій або система, здатне виконувати задану, чітко визначену послідовність операцій, що змінюється.
Комп'ютер у наші дні зайняв таке саме місце, як телефон, автомобіль та телевізор. Але, мабуть, це лише перші провісники тотальної ери комп'ютеризації, що настає у найближчі десятиліття. В усіх відношеннях комп'ютер є явище зовсім неординарне. Мабуть, жоден інший технологічний винахід до нього не проявляв себе так бурхливо, не розвивався так стрімко і не пронизував так багатогранно всі сфери нашого життя. Комп'ютери вже стали незамінними у діловодстві, у бізнесі, у військовій справі, у науці, техніці та в сотнях інших видів професійної діяльності. Вони стрімко прищеплюються у сферах мистецтва, політики та спорту. Величезне значення, яке комп'ютери встигли зайняти у приватному житті людей, у їхньому відпочинку та взаємному спілкуванні. Але все це, можливо, служить лише підготовкою або першим провісником грандіозної інформаційної революції, яка наближається в найближчі десятиліття. Тому що саме комп'ютер повинен буде зіграти роль магічного ключика, того чарівного віконця, за допомогою якого кожен окремий індивід через глобальні комп'ютерні мережі зможе отримати доступ до всіх багатств накопиченої людством інформації. Хоча в наш час обчислювальні операції далеко не головна і принаймні не єдина сфера застосування комп'ютера, історично він зобов'язаний своїм виникненням саме розвитку обчислювальної техніки. ЕОМ першого покоління, ці жорсткі та тихохідні обчислювачі, були піонерами комп'ютерної техніки. Як ми пам'ятаємо, вони досить швидко зійшли зі сцени, так і не знайшовши широкого комерційного застосування через ненадійність, високу вартість та важке програмування. Їм змінюють прийшли ЕОМ другого покоління. Елементною базою цих машин стали напівпровідники. Швидкості перемикання вже в перших недосконалих транзисторів були в сотні разів вищими, ніж у вакуумних ламп, надійність та економічність - також на кілька порядків вищі. Це одночасно розширило сферу застосування ЕОМ. З'явилася можливість встановлювати їх на кораблях та літаках. Попит на ЕОМ швидко зростав. Перші серійні ЕОМ на транзисторах з'явилися 1958 року одночасно у США, ФРН та Японії. У 1962 року почався масовий випуск інтегральних мікросхем, але вже 1961 року було створено експериментальна ЕОМ на 587 мікросхемах. 1964 року фірма IBM налагодила випуск машин IBM-360 - першої масової серії ЕОМ на інтегральних елементах. Вперше тоді стало можливим зв'язувати машини в комплекси і без жодних переробок переносити програми, написані для однієї ЕОМ, на будь-яку іншу з цієї серії. Так було здійснено стандартизацію апаратного та програмного забезпечення ЕОМ. Всього до серії входило 9 машин різного рівня складності з часом виконання операції складання від 206 до 0,18 мікросекунди. За кілька років було продано 19 тисяч комп'ютерів цієї серії різних класів. З цього можна зробити висновок, що з появою машин третього покоління попит на ЕОМ зріс ще більше. Їх стали купувати багато промислових і торгових фірм. Створені в 1971 році мікропроцесори фірми "Інтел" мали надзвичайний комерційний успіх, оскільки за невеликої вартості забезпечували вирішення досить великого кола оперативних завдань. У 1976 році з'явилися перші машини четвертого покоління на великих інтегральних схемах - американські "Крей-1" та "Крей-2" зі швидкодією 100 мільйонів операцій на секунду. Вони містили близько 300 тисяч чіпів (мікросхем). Так двома словами виглядала передісторія персонального комп'ютера. Виникнення цього машин ніхто не планував. Він упав, образно кажучи, як сніг на голову. Все почалося в тому ж 1976 році, коли два заповзятливі двадцятирічні американські техніки, які не мали спеціальної освіти, Стефан Возняк і Стів Джобс, створили в примітивній майстерні, розташованій у звичайному гаражі, перший маленький, але перспективний персональний комп'ютер. Він отримав назву "Епл" ("Яблуко") і спочатку призначався для відеоігор, хоча мав також можливості для програмування. Пізніше Джобс заснував фірму "Еппл комп'ютер", яка вперше налагодила масове виробництво персональних комп'ютерів. Попит на них перевищив усілякі очікування.
У короткий час фірма Джобса перетворилася на велике та процвітаюче підприємство. Це змусило інші фірми звернути увагу ринку персональних комп'ютерів. У продажу з'явилося безліч моделей "персоналок" різних концепцій. 1981 року свій перший персональний комп'ютер IBM PC випустила фірма IBM. Успіх його в усьому світі був величезним, чому значною мірою сприяв дуже хороший 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088 і розроблене програмне забезпечення фірми "Microsoft". Наступна модель PC/XT, випущена у 1983 році, мала оперативну пам'ять 640 Кб, жорсткий диск та високу швидкодію. У 1986 році з'явилася ще досконаліша модель PC/AT на базі мікропроцесора Intel-80286. До кінця десятиліття комп'ютери фірми IBM стали наймасовішими та найпопулярнішими. Що ж є персональний комп'ютер? Незалежно від складності комп'ютера його структурна схема може бути розділена на три великі відділи: пам'ять, процесор та периферійне обладнання. Пам'ять служить для запам'ятовування чисел і логічних команд (які теж зберігаються в ній у числовому коді) і працює у постійному зв'язку з процесором, а коли треба – підключається до периферійних пристроїв. Фізично пам'ять ділиться на окремі умовні осередки, у кожному з яких розміщується одне число фіксованої довжини. Машинна осередок характеризується певною мікроструктурою, визначальною, скільки двійкових одиниць інформації (бітів) можна у неї записати. Біту відповідає один двійковий розряд комірки. Ця частина осередку, як говорилося, може бути у одному з двох станів - їм відповідають умовні значення " нуль " і " одиниця " . Вісім біт утворюють більшу одиницю інформації - байт, за допомогою якої можна уявити в пам'яті одну літеру алфавіту, цифру десяткової системи, а також будь-який розділовий знак або якийсь інший символ. Кожному осередку присвоюється адреса, знаючи яку можна дістатися до неї, занести до неї чи вважати її з осередку. У осередках пам'яті також зберігається програма, що з сукупності команд - елементарних приписів те, що повинна робити машина під час кожного робочого такту. Зрештою, пам'ять використовується для зберігання проміжних результатів розв'язання задачі. Роботу пам'яті характеризують два показники: ємність (тобто скільки в ній можна розмістити закодованих у двійковій формі чисел) та швидкодію (тобто як швидко можна ці числа записати на згадку і знову витягти звідти). Швидкодія пам'яті залежить від швидкості перемикання кожної комірки з одного стану до іншого. Обсяг пам'яті та її швидкодія, взагалі кажучи, перебувають у суперечності один до одного. За інших рівних умов - чим більша пам'ять, тим менша її швидкодія, а чим більша швидкодія - тим менша пам'ять. Тож у сучасних комп'ютерах пам'ять організується як багатоярусної структури. Зазвичай розрізняють пам'ять основну та зовнішню. Основна пам'ять у свою чергу складається з двох частин: оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗП) і постійного пристрою (ПЗУ). Перший, найвищий рівень, утворюється оперативної пам'яттю, безпосередньо з процесором. В оперативному запам'ятовуючому пристрої досягається мінімальний час доступу до даних, що зберігаються в пам'яті. Другий ешелон пам'яті - постійне пристрій - підключається до ОЗУ у разі його перевантаження. Воно служить як би "швидким довідником", до якого процесор іноді звертається за необхідною інформацією, або прикладними програмами. Швидкість його на кілька порядків нижча, ніж у ОЗУ, зате воно має набагато більший обсяг. Крім того, при вимкненні комп'ютера інформація з нього не стирається. До зовнішньої пам'яті відносять різні пристрої, здатні зберігати більші обсяги інформації. Це накопичувачі на магнітних дисках, магнітні стрічки тощо. Їх швидкодія може бути ще на кілька порядків нижчою, ніж у пристроях основної пам'яті, зате вони можуть мати величезну ємність - кілька мільйонів або мільярдів байт. Спочатку пристроєм зовнішньої пам'яті комп'ютера служив простий касетний магнітофон. Згодом все більшого поширення стали отримувати дискети (м'які магнітні диски, що нагадують невелику пластинку, укладену в спеціальний конверт; їх ємність близько 1-1,4 Мбайт). Інформація з пам'яті комп'ютера на дискету і дискети в пам'ять комп'ютера списується за допомогою дисковода - спеціального пристрою введення-виведення даних. На одній магнітофонній касеті можна записати приблизно стільки ж інформації, скільки на дискеті, проте час звернення до якоїсь програми або елемента даних для накопичувачів на магнітних стрічках значно довше, ніж для накопичувача на магнітних дисках. Це і зрозуміло, оскільки інформація на стрічці записується у вигляді однієї довгої послідовності бітів і зчитування потрібної інформації потрібно перемотувати всю стрічку. Зараз як пристрій зовнішньої пам'яті використовують вінчестери (жорсткі диски). Найважливішим блоком будь-якої ЕОМ є процесор. Його роль грає в комп'ютері мікропроцесор – інтегральна схема на кристалі кремнію. У мікропроцесорі реалізована найскладніша логічна схема, яку можна вважати "серцем та мозком" машини. Сама назва блоку говорить про його активні функції. І дійсно, процесор займається переробкою відповідно до програми тієї інформації, яка міститься в пам'яті. Кожен робочий такт процесор виконує одну логічну чи обчислювальну операцію. Основу процесора складають логічні схеми: пристрій керування, арифметично-логічний пристрій та регістри. Пристрій керування керує роботою всіх компонентів комп'ютера; на вхід цієї схеми надходять із пам'яті коди команд, які перетворюються на набір керуючих імпульсів, що розсилаються в потрібні точки схеми комп'ютера. Роботу керуючого пристрою можна уподібнити діям диригента в оркестрі, який, керуючись нотами музичного твору, за допомогою диригентської палички вказує групам музикантів та окремим музикантам моменти початку та закінчення частин музичного твору, що виконується. Арифметико-логічний пристрій призначений для виконання арифметичних та логічних операцій. Регістри - це цифрові цифрові пристрої для тимчасового запам'ятовування інформації у формі двійкового числа. Якщо регістр може одночасно зберігати 8 бітів (вісім двійкових знаків) його називають восьмирозрядним. Якщо їх 16 шістнадцятирозрядним і т.д. Регістри спеціалізовані за своїми функціями. Одні призначені лише зберігання інформації, інші виступають як лічильники виконуваних команд, треті служать для запам'ятовування адрес виконуваних команд тощо. Периферійне обладнання комп'ютера - це велике сімейство простих і складних пристроїв, основне значення яких зводиться забезпечення зв'язку комп'ютера із зовнішнім світом. Насамперед, комп'ютер має бути наділений можливостями сприйняття інформації. Цим займаються устрою введення даних. Головним пристроєм для введення інформації є клавіатура. Вона містить алфавітно-цифрові клавіші для введення чисел і текстів, а також клавіші для керування курсором, перемикання режимів та регістрів та інших цілей. Клавіші на клавіатурі розташовані майже так само, як на друкарській машинці. Основним пристроєм для відображення інформації є дисплей (монітор). Велике значення в діалозі користувача з комп'ютером приділяється миші. Миша є невеликим пристроєм, що ковзає по плоскій поверхні. Відносні координати її переміщення передаються в комп'ютер і обробляються таким чином, щоб керувати рухами на екрані дисплея спеціально виділеного маркера, який називається курсором. Цей спосіб вибору позиції та вказівки об'єктів на екрані дуже зручний. За такої організації діалогу на екрані відображається кілька заздалегідь складених версій команд. Вказуючи курсором однією з них, користувач дає команду. Таким чином, на комп'ютері може успішно працювати людина, яка навіть не має віддаленого поняття про програмування. Найбільш широко зустрічається пристроєм виведення даних є принтер, що друкує, або принтер. Але їм може бути також і графобудівник (плотер) для виведення графіків і креслень. Найбільш широко донедавна були поширені матричні принтери. Вони зображення окремих знаків будується на матриці розміром 9 на 9 точок і формується ударами через барвну стрічку найтонших стрижнів. Число стрижнів зазвичай дорівнює 9, так що точки в межах їх матриці стикаються, утворюючи безперервні лінії. На цих принтерах легко створювати довільні шрифти, а також виводити будь-які графічні зображення. Високу якість друку дають струменеві принтери, які допускають кілька рівнів яскравості та кольоровий друк. Принцип дії таких принтерів заснований на тому, що керуванням програми з сопла, що переміщається по горизонталі, на папір викидаються дрібні крапельки чорнила, формуючи необхідне зображення. Високу якість друку за великої швидкості забезпечують лазерні принтери. Подібно до фотокопіювальних апаратів лазерні принтери використовують у роботі процес ксерографічного друку, проте відмінність полягає в тому, що формування зображення відбувається шляхом безпосередньої експозиції (освітлення) лазерним променем фоточутливих елементів принтера. Відбитки, зроблені в такий спосіб, не бояться вологи, стійкі до стирання та вицвітання. Якість такого зображення дуже висока. Як і будь-який ЕОМ необхідною і складовою комп'ютера є його програмне забезпечення. Без відповідної програми на ньому практично неможливо працювати. Найважливішим класом програм кожного комп'ютера слід вважати його операційну систему, яка здійснює підтримку роботи всіх інших програм, забезпечує взаємодію Космосу з апаратурою і надає користувачеві можливість загального управління комп'ютером. Ця система перетворює команди та дії, які виконує людина за комп'ютером, у довгі набори коротких і простих команд, зрозумілих комп'ютеру. Операційних систем не так багато. У 1974 році була розроблена система CP/M, яка започаткувала створення операційних систем для персональних 8-розрядних комп'ютерів. Успіх цієї системи пояснювався її граничною простотою та компактністю, а також тим, що вона вимагала дуже мало пам'яті. В 1981 одночасно з комп'ютерами IBM PC з'явилася операційна система MS-DOS - дискова операційна система фірми "Microsoft", яка стала головною операційною системою для 16-розрядних комп'ютерів. Перша система сімейства Windows 95 компанії Microsoft була випущена 1995 року. Її відмінними рисами були: новий інтерфейс користувача, підтримка довгих імен файлів, автоматичне визначення та конфігурація периферійних пристроїв Plug and Play, здатність виконувати 32-бітові програми та наявність підтримки TCP/IP прямо в системі. Windows 95 використовувала витісняючу багатозадачність і виконувала кожну 32-бітну програму у своєму адресному просторі. Компанією Apple для своїх комп'ютерів Macintosh було розроблено операційну систему Mac OS (Macintosh Operating System). Ранні версії Mac OS були сумісні лише з комп'ютерами Mac, що базуються на процесорах Motorola 68k. Наступні версії сумісні з архітектурою PowerPC (PPC). З середини 2000-х Apple використовує у своїх комп'ютерах процесори Intel. Згідно з EULA Mac OS, установка ОС дозволена тільки на комп'ютери Apple. Автор: Рижов К.В.
▪ Космічні кораблі багаторазового використання Шаттл та Буран ▪ Телефон
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Ксенон - рятівник нервових клітин ▪ Риси характеру можуть передаватися у спадок
▪ Розділ сайту Прошивки. Добірка статей ▪ стаття Майор Пронін. Крилатий вислів ▪ стаття Чи нема риби? Детальна відповідь ▪ стаття Експлуатація крана електричного однобалочного підвісного. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Підсилювач класу ЕА (Super A, Non switching) Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page