Эта статья содержит краткий обзор компьютеров : рассказывает о том, что такое компьютеры, чем они отличаются и для чего нужны.
Компьютеры – это электронно-вычислительные машины, которые выполняют задания или вычисления в соответствии с набором инструкций, или программ. Первые полностью электронные компьютеры, созданные в 1940-х годах, были огромные, их обслуживало много людей. По сравнению с теми ранними машинами, сегодняшние компьютеры – это просто чудо . Они не только в тысячи раз быстрее, но и несравненно компактнее: могут поместиться на вашем столе, на коленях или даже в кармане .
Компьютеры работают при взаимосвязи оборудования и программного обеспечения. Оборудованием называют видимые и материальные составляющие компьютера, включающие корпус и всё его содержимое. Важнейшей устройство в оборудовании – это маленькая прямоугольная микросхема внутри компьютера, которая называется центральный процессор или микропроцессор. Это «мозг» компьютера – часть, которая интерпретирует команды и выполняет вычисления. Компоненты оборудования, такие как монитор , клавиатура , мышь , принтер и другие, часто называют устройствами.
Программным обеспечением называются команды, или программы, которые указывают оборудованию, что делать. Например, один из типов программного обеспечения – текстовый редактор , с помощью которого на компьютере можно писать письма. Операционная система – это программное обеспечение, которое управляет компьютером и подключенными к нему устройствами. Windows – широко-используемая операционная система.
ЭНИАК
Разработанный в 1946 ЭНИАК (Электронный числовой интегратор и вычислитель) был первым электронным компьютером общего назначения. Он был построен для армии Соединенных Штатов, чтобы вычислять траектории артиллерийских снарядов.
ЭНИАК был огромным по размерам, весил более 27 000 килограммов и заполнял большую комнату. Для обработки данных ЭНИАК использовал около 18 000 электронных ламп, каждая размером с обычную лампочку. Лампы быстро перегорали, и их постоянно нужно было заменять.
Компьютеры различаются по размерам и способностями. На одном конце шкалы – суперкомпьютеры, очень большие компьютеры с тысячами соединенных микропроцессоров, которые могут выполнять сверхсложные вычисления.
На другой стороне – маленькие компьютеры, встроенные в авто, телевизоры, стереосистемы, калькуляторы и домашние приборы. Эти компьютеры предназначены для выполнения ограниченного числа задач.
Персональный компьютер или ПК, – это компьютер, предназначенный для использования одним человеком одновременно. В этом разделе описаны различные виды персональных компьютеров: настольные, портативные, карманные и планшетные ПК.
Настольные компьютеры
Настольные компьютеры предназначены для работы за столом. Обычно они больше и мощнее других типов персональных компьютеров. Настольные компьютеры состоят из отдельных компонентов. Основной компонент называется системный блок – обычно это прямоугольный корпус, который находится на или под столом. Другие компоненты, такие как монитор, мышь и клавиатура, подключаются к системному блоку.
Портативные компьютеры и нетбуки
Портативные компьютеры – это легкие мобильные ПК с тонким экраном. Портативные компьютеры могут работать от батарей, поэтому их можно взять с собой куда угодно. В отличие от настольных ПК, портативные объединяют центральный процессор, экран и клавиатуру в одном корпусе. Когда экран не используется, он опускается на клавиатуру.
Нетбуки (часто называются мини-ноутбуками) – это небольшие и доступные по цене портативные ПК, созданные для выполнения ограниченного количества задач. Они обычно менее мощные чем портативные компьютеры, поэтому используются преимущественно для работы в интернете и проверки электронной почты .
Смартфоны
Смартфоны – это мобильные телефоны, которые имеют схожие с компьютером возможности.
С помощью смартфона можно осуществлять телефонные звонки, доступ в Интернет, хранить контактную информацию, отправлять сообщения электронной почты и текстовые сообщения, играть в игры и создавать фотографии. Смартфоны обычно имеют клавиатуру и широкий экран.
Карманные компьютеры
Некоторые КПК имеют расширенные возможности, например, осуществление телефонных звонков или Интернет. Вместо клавиатуры карманные ПК оснащен сенсорным экраном, который распознает прикосновение пальца или стилуса.
Планшетные компьютеры
Планшетные ПК – это мобильные компьютеры, в которых сочетаются средства ноутбуков и карманных компьютеров. Как и портативные компьютеры, они мощные и имеют встроенный экран. Подобно карманным ПК они позволяют писать заметки или рисовать на экране.
Обычно для этого используют не стилус, а перо планшетного ПК. Также они могут превращать рукописный текст в печатный. Некоторые планшетные компьютеры имеют универсальное решение – экран, который вращается и открывает скрытую под ним клавиатуру.
На работе много людей используют компьютеры для хранения записей, анализа данных, проведения исследований и управления проектами. Дома компьютеры можно использовать для поиска информации , хранения музыки и изображений , учета финансов, игр и общения – этот список можно продолжить.
Также с помощью компьютера можно подключиться к интернету , сети, которая объединяет компьютеры во всем мире. Доступ в интернет обычно доступен за ежемесячную плату в большинстве городов, а сейчас распространяется и в менее населенных районах. Подключившись к Интернету, можно общаться с людьми со всего мира и находить большие объемы информации.
Вот несколько популярных способов использования компьютеров:
Серфинг в сети Интернет
Веб (его еще называют всемирная сеть или Интернет-сеть) – это гигантское хранилище информации. Веб – это самая популярная часть Интернета, частично потому, что в ней информация отображается в визуально-привлекательном формате.
На одной странице заголовки, тексты, изображения (как на странице журнала) могут сочетаться с озвучкой и анимацией. Веб-сайт – это сборник взаимосвязанных веб-страниц. Веб содержит миллионы сайтов и миллиарды веб-страниц.
Навигация Интернета означает просмотр различных веб-страниц. В Вебе можно найти информацию почти на любую тему, которую можно представить. Например, можно читать новости и рецензии на фильмы, проверять расписания самолетов, просматривать карту города, получать прогноз погоды или узнавать о состоянии здоровья. Большинство компаний, учреждений, музеев и библиотек имеют веб-сайты с информацией о своих продуктах, услугах или коллекции. Также широко доступны справочные источники, например словари и энциклопедии.
Интернет – это также радость для покупателя. На сайтах крупных торговых заведений можно просматривать и покупать товары: книги, музыку, игрушки, одежду, электронику и многое другое. Также можно покупать и продавать подержанные вещи через веб-сайты, которые предлагают их с аукционов.
Электронная почта
Электронная почта (сокращенно эл. почта) – это быстрый и удобный способ общения . Посланное по электронной почте сообщение почти мгновенно появляется в папке «Входящие» электронной почты получателя.
Сообщения электронной почты можно отправлять нескольким адресатам одновременно, а также сохранять их, печатать и пересылать другим пользователям. В сообщении электронной почты можно передавать почти любые типы файлов: документы, изображения и музыку. К тому же, для электронной почты не нужны марки!
Мгновенные сообщения
Обмен мгновенными сообщениями напоминает беседу с другим человеком или группой людей в реальном времени. После ввода и передачи мгновенного сообщения оно немедленно отображается у всех участников беседы.
В отличие от электронной почты, для обмена мгновенными сообщениями нужно, чтобы все участники присутствуют в Интернете (подключенные к Интернету) и находились перед экранами своих компьютеров. Общения посредством мгновенных сообщений называется чатом.
Изображение, музыка и фильмы
Если у вас есть цифровая камера, можно перемещать изображения с камеры на компьютер. Затем эти изображения можно печатать, создавать из них слайд-шоу или предоставлять к ним общий доступ, публикуя на сайте или посылая по электронной почте.
Кроме того, на компьютере можно прослушивать музыку: музыкальные записи нужно импортировать компакт-дисков или приобрести на музыкальном сайте. Можно также настроить компьютер на прием любой из тысяч радиостанций, которые транслируют свои программы в Интернете. Если компьютер оснащен DVD-проигрывателем, вы сможете еще и смотреть фильмы.
Игры
Вам нравятся игры ? Существуют тысячи компьютерных игр всех возможных категорий. Испытайте себя за рулем спортивного авто, в бою с ужасными подземными существами или владычествуйте цивилизациями и империями!
Многие игры позволяют соревноваться с игроками со всего мира через Интернет. В состав Windows входят разнообразные карточные, стратегические игры и головоломки. Дополнительные сведения см.
Персональный компьютер представляет собой сложное электронное устройство, предназначенное для выполнения широкого круга задач. Это могут быть различные вычисления, расчеты, прослушивание музыки, просмотр видео, различные офисные задачи, игры и многое другое.
Персональный компьютер может быть стационарным или мобильным. К мобильным компьютерам относят ноутбуки, нетбуки и планшеты.
Стационарный компьютер также в последнее время претерпел изменения, но в большинстве случаев представляет собой системный блок, монитор, устройства ввода (клавиатура и мышь), аудиоустройства (колонки, наушники и микрофон), а также другие периферийные устройства (принтер, сканер и т.п.).
Для нормального функционирования персонального компьютера необходим лишь системный блок, монитор, клавиатура и мышь.
Так же необходима операционная система, в большинстве случаев используют Windows, но так же можно скачать Linux .
Далее мы рассмотрим подробнее каждое из этих устройств.
Основным узлом персонального компьютера является системный блок. Он представляет собой корпус , чаще всего металлический вертикальный коробок, на передней панели которого расположены кнопки включения и дисководы. На заднюю стенку выведены все необходимые разъемы и кабели. Системный блок состоит из блока питания, материнской платы (она же системная плата или «материнка»), жесткого диска (HDD), видеокарты, процессора (CPU), оперативной памяти (ОЗУ), дисководов (CD/DVD), звуковой платы и сетевой платы. Зачастую сетевая и звуковая платы выполняются интегрированными в материнскую плату, то есть радиоэлементы платы распаяны прямо на материнской плате.
Блок питания выполнен в виде отдельного коробка, который расположен вверху сзади системного блока и имеет несколько кабелей питания всех элементов системного блока.
Блок питания
Материнская плата является самой большой в системном блоке печатной платой, на которую устанавливаются все основные узлы компьютера (CPU, ОЗУ, видеокарта), также она имеет разъемы для подключения жесткого диска и дисководов, а также шлейфов портов USB и разъемы, выходящие на заднюю панель корпуса. Материнская плата выполняет согласование работы всех устройств компьютера.
Материнская плата
Процессор представляет собой микросхему, предназначенную для выполнения основных вычислительных операций. Процессоры выпускаются двумя фирмами AMD и Intel. В зависимости от производителя процессора отличается и разъем (место его установки), поэтому при выборе материнской платы следует это не забывать. Вы просто не вставите процессор AMD в материнскую плату для процессоров Intel.
Процессор
Видеокарта представляет собой отдельную печатную плату, установленную в разъем PCI Express материнской платы и предназначена для вывода изображения на экран монитора. Она обрабатывает полученную информацию и преобразует в аналоговый и цифровой видеосигнал, который через разъем по кабелю поступает на монитор. На видеокарте, как правило, установлен процессор (GPU) и оперативная видеопамять.
Видеокарта
Оперативная память представляет собой одну или несколько небольших плат, установленных в специальные разъемы на материнской плате (DDR). Оперативная память обеспечивает временное хранение промежуточных данных при работе компьютера. Оперативная память характеризуется скоростью доступа и объемом памяти. На сегодняшний день наиболее быстрая память имеет стандарт DDR3.
Оперативная память
Жесткий диск является постоянным хранилищем данных, это могут быть как пользовательские данные, так и системные или временные. На жестком диске хранится операционная система, без которой нормальная работа компьютера будет невозможна. Также операционная система может использовать жесткий диск для сохранения содержимого оперативной памяти (например, в режиме гибернации). Представляет собой жесткий диск закрытый металлический параллелепипед, который через разъем (SATA) подключается к материнской плате.
Жесткий диск
Дисковод оптических дисков внешне напоминает жесткий диск, но имеет на передней панели выдвигающийся лоток для установки оптических дисков. Служит дисковод для чтения и записи оптических дисков.
На системной плате могут устанавливаться и другие дополнительные устройства, например модуль Wi-Fi или ТВ-тюнер.
Монитор компьютера служит для графического представления информации, которая безусловно понятно пользователю ПК. В последнее время выпускаются исключительно жидкокристаллические дисплеи (ЖК). Мониторы могут быть оснащены цифровым и/или аналоговым видео разъемами (DVI, HDMI).
Клавиатура является неотъемлемым устройством ввода любого компьютера. Клавиатура представляет собой группы клавиш для ввода символьной информации. Также многие современные клавиатуры оснащаются дополнительными клавишами, например, для управления медиаплеерами и различными программами.
Компьютер
КОМПЬЮ́ТЕР -а; м. [англ. computer] Электронно-вычислительная машина. Компьютеры пятого поколения. Персональный к. Работать с компьютером.
◁ Компью́терный, -ая, -ое. К-ая техника. К-ое устройство. К-ое обслуживание технологических линий. К. игры (программы, созданные для развлечения, забавы).
Компью́тер
(англ. computer, от лат. computo - считаю), то же, что ЭВМ; термин, получивший распространение в научно-популярной и научной литературе, является транскрипцией английского слова computer, что означает вычислитель.
КОМПЬЮТЕР
КОМПЬЮ́ТЕР (англ. computer, от лат. computo - считаю), машина для приема, переработки, хранения и выдачи информации в электронном виде, которая может воспринимать и выполнять сложные последовательности вычислительных операций по заданной инструкции - программе (см.
ПРОГРАММА (для ЭВМ))
.
С начала 1990-х годов термин «компьютер» вытеснил термин «электронная вычислительная машина (см.
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА)
» (ЭВМ), которое, в свою очередь, в 1960-х годах заменило понятие «цифровая вычислительная машина (см.
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЦВМ))
» (ЦВМ). Все эти три термина в русском языке считаются равнозначными. Само слово «компьютер» является транскрипцией английского слова computer, что означает вычислитель. Английское понятие «computer» гораздо шире, чем понятие «компьютер» в русском языке. В английском языке компьютером называют любое устройство, способное производить математические расчеты, вплоть до логарифмической линейки (см.
ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА)
, но чаще в это понятие объединяют все типы вычислительных машин, как аналоговые (смотри Аналоговые вычислительные машины (см.
АНАЛОГОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА)
), так и цифровые.
Хотя компьютеры создавались для численных расчетов, оказалось, что они могут обрабатывать и другие виды информации, так как практически все виды информации могут быть представлены в цифровой форме. Для обработки различной информации компьютеры снабжаются средствами для ее преобразования в цифровую форму и обратно. Поэтому с помощью компьютера можно производить не только численные расчеты, но и работать с текстами, рисунками, фотографиями, видео, звуком, управлять производством и транспортом, осуществлять различные виды связи. Компьютеры превратились в универсальные средства для обработки всех видов информации, используемых человеком.
Принципы работы компьютера
При создании первых вычислительных машин в 1945 математик Джон фон Нейман (см.
НЕЙМАН Джон)
описал основы конструкции компьютера. Согласно принципам фон Неймана, компьютер должен иметь следующие устройства:
Арифметическо-логическое устройство - для непосредственного осуществления вычислений и логических операций.
Устройство управления - для организации процесса управления программ.
Запоминающее устройство (память) - для хранения программ и информации.
Внешние устройства - для ввода и вывода информации.
Подавляющее большинство компьютеров в своих основных чертах соответствует принципам фон Неймана, но схема устройства современных компьютеров несколько отличается от классической схемы. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.
Компьютерная информация хранится в электронном виде в различных запоминающих устройствах, которые называют компьютерной памятью. Для долговременного хранения информации используются постоянные носители компьютерной памяти, которые служат при вводе данных в компьютер и при выводе результатов его работы. Для хранения выполняемых в данный момент программ и промежуточных данных используется оперативная память компьютера, которая работает значительно быстрее постоянных носителей памяти.
В компьютерах используется двоичная система счисления, которая основана на двух цифрах,«0» и «1». Информация любого типа может быть закодирована с использованием двух цифр и помещена в оперативную или постоянную память компьютера. Использование двоичной системы счисления позволяет сделать устройство компьютера максимально простым. Впервые принцип двоичного счисления был сформулирован в 17 веке немецким математиком Готфридом Лейбницем (см.
ЛЕЙБНИЦ Готфрид Вильгельм)
.
Для обозначения двоичных цифр применяется термин бит - сокращение английского словосочетания «двоичная цифра» (binary digit - bit). Для передачи и хранения информации применяют восьмибитовые коды - байты (byte). Существует 256 восьмибитовых чисел. Этого достаточно для кодирования всех заглавных и строчных букв национальных алфавитов, цифр, знаков препинания, символов и служебных кодов, используемых при передаче информации.
В байтах измеряют количество информации. В одном байте достаточно информации для представления одной буквы алфавита или двух десятичных цифр. Килобайт (Кбайт) равен 2 10 байт = 1024 байтам, мегабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт), гигабайт (1 Гбайт = 1024 Мбайт = 1073741824 байт). Современные носители информации имеют емкость до нескольких гигабайт.
Работа компьютера обеспечивается, с одной стороны, аппаратными устройствами, а с другой - программами. Аппаратное обеспечение включает в себя внутренние компоненты (прежде всего интегральные микросхемы, в том числе процессоры, а также системные и интерфейсные платы) и внешние устройства (мониторы, принтеры, модемы, акустические системы). Компьютерные программы подразделяются на три категории:
Прикладные программы, которые непосредственно выполняют необходимые пользователю компьютера работы (редактирование текстов, обработка информационных массивов, просмотр видео, пересылка сообщений).
Системные программы, особую роль среди которых играет операционная система - программа, управляющая компьютером , запускающая другие программы и выполняющая сервисные функции при работе компьютера. Другие сервисные программы обычно выполняют различные вспомогательные функции - создают резервные копии используемой информации, проверяют работоспособность устройств компьютеров.
Инструментальные программы (системы программирования), которые помогают создавать новые программы для компьютера.
Типы компьютеров
Весь спектр современных вычислительных систем можно разделить на три больших класса: миникомпьютеры (см.
МИНИКОМПЬЮТЕР)
и микрокомпьютеры (см.
МИКРОКОМПЬЮТЕР)
, мейнфреймы (см.
МЕЙНФРЕЙМ)
, суперкомпьютеры (см.
СУПЕРКОМПЬЮТЕР)
. В настоящее время вычислительные системы различают прежде всего по функциональным возможностям.
Основными признаками миникомпьютеров и микрокомпьютеров является шинная организация системы, высокая стандартизация аппаратных и программных средств, ориентация на широкий круг потребителей. Микрокомпьютер, или персональный компьютер (см.
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР)
, появился в середине 1970-х годов. Его цена и размеры были во много раз меньше, чем у наиболее распространенных в то время больших вычислительных машин, и предназначен он был для одновременной работы с одним пользователем, тогда как большие компьютеры, как правило, поддерживают одновременную работу многих пользователей.
За двадцать лет развития персональные компьютеры превратились в мощные высокопроизводительные устройства по обработке самых различных видов информации, которые качественно расширили сферу применения вычислительных машин. Современные персональные компьютеры имеют практически те же характеристики, что и миникомпьютеры 1980-х годов. Мощность микрокомпьютера позволяет его использовать в качестве сервера для организации работы многих персональных компьютеров в сети.
Персональные компьютеры выпускают в стационарном (настольном) и в портативном исполнении. Стационарные микрокомпьютеры в большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, в котором размещаются внутренние устройства и узлы, а также из отдельных внешних устройств (монитор (см.
МОНИТОР компьютерный)
, клавиатура (см.
КЛАВИАТУРА (компьютерная))
, манипулятор-мышь (см.
МЫШЬ компьютерная)
), без которых немыслимо использование современных компьютеров. При необходимости к системному блоку микрокомпьютера могут подсоединяться дополнительные внешние устройства (принтер (см.
ПРИНТЕР)
, сканер (см.
СКАНЕР)
, акустические системы, джойстик).
Портативные персональные компьютеры известны прежде всего в блокнотном (ноутбук (см.
НОУТБУК)
) исполнении. В ноутбуке все внешние и внутренние устройства соединены в одном корпусе. Так же как и к стационарному микрокомпьютеру, к ноутбуку могут быть подсоединены дополнительные внешние устройства.
Различают также IBM PC-совместимые микрокомпьютеры (читается Ай-Би-Эм Пи-Си) и IBM PC-несовместимые микрокомпьютеры. В конце 1990-х годов IBM PC-совместимые микрокомпьютеры составляли более девяноста процентов мирового компьютерного парка. IBM PC был создан американской фирмой Ай-Би-Эм (см.
АЙ-БИ-ЭМ)
(IBM) в августе 1981; при его создании был применен принцип открытой архитектуры, который означает применение в конструкции при сборке компьютера готовых блоков и устройств, а также стандартизацию способов соединения компьютерных устройств.
Принцип открытой архитектуры способствовал широкому распространению IBM PC-совместимых микрокомпьютеров-клонов. Их сборкой занялось множество фирм, которые в условиях свободной конкуренции смогли снизить в несколько раз цену на микрокомпьютеры, энергично внедряли в производство новейшие технические достижения. Пользователи, в свою очередь, получили возможность самостоятельно модернизировать свои микрокомпьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен производителей.
Единственный из IBM PC-несовместимых микрокомпьютеров, получивший относительно широкое распространение, - компьютер Макинтош (Macintosh). Начиная с 1980-х годов микрокомпьютеры Макинтош американской фирмы Эпл (Apple) составляли достойную конкуренцию IBM PC-совместимым микрокомпьютерам, так как, несмотря на свою дороговизну, они обеспечивали пользователю наглядный графический интерфейс, были значительно проще в эксплуатации и обладали большими возможностями. Начиная с 1990-х годов разница между возможностями Макинтошей и IBM PC все более нивелируется. Последние были оснащены операционными системами с графическим интерфейсом (Windows, OS/2), многочисленными рассчитанными на них прикладными программами. В настоящее время Макинтоши удерживают лидирующие позиции лишь на рынке настольных издательских систем.
Во второй половине 1990-х годов в связи с бурным развитием глобальных компьютерных сетей (см.
КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ)
появляется новый тип персонального компьютера - сетевой компьютер, который предназначен только для работы в компьютерной сети. Сетевому компьютеру не нужны собственная дисковая память, дисководы. Операционную систему, программы и информацию он будет черпать в сети. Предполагается, что сетевые компьютеры будут значительно дешевле настольных персональных компьютеров и постепенно заменят их в фирмах, работающих со специализированными приложениями (телефонная связь, бронирование билетов), и в образовательных учреждениях.
Отдельным видом микрокомпьютера считаются карманные компьютеры (электронные органайзеры, или палмтопы (см.
КАРМАННЫЙ ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР)
), небольшие устройства весом до 500 граммов и умещающиеся на кисти одной руки. Большинство палмтопов не являлись IBM PC-совместимыми микрокомпьютерами. Лишь в конце 1990-х годов появились карманные компьютеры с операционными системами, позволяющими вести обмен информацией с другими типами компьютеров, подключать палмтопы к глобальным компьютерным сетям . В карманных компьютерах нет ни жесткого диска , ни дисководов. Некоторые из них имеют миниатюрную клавиатуру, но есть модели и без клавиатуры - управление их работой осуществляется нажатиями или рисованием специальным пером прямо по экрану. Наиболее распространены карманные компьютеры фирм Эпл (Apple), Хьюлетт-Паккард (см.
ХЬЮЛЕТТ-ПАККАРД)
(Hewlett-Packard), Сони (см.
СОНИ (компания))
(Sony), Псион (Psion).
Рабочие станции развились из младших моделей миникомпьютеров как переходный вид между микрокомпьютером и миникомпьютером. Внешне они не отличались от стационарных микрокомпьютеров и с течением времени разница между ними нивелировалась. В 1980-е годы к рабочим станциям подсоединялись терминалы - отдельные рабочие места с клавиатурами и мониторами. Терминалы позволяли использовать рабочие станции нескольким человекам.
Позднее на рабочих станциях стал работать один пользователь, и они стали отличаться от персональных микрокомпьютеров лишь большей мощностью. В настоящее время рабочими станциями называют офисные персональные микрокомпьютеры, используемые для интенсивных вычислений. Обычно это работа с профессиональными научными и инженерными прикладными программами, разработка программного обеспечения. Существуют специализированные графические рабочие станции для работы с трехмерной графикой.
Миникомпьютеры занимают промежуточное положение между большими вычислительными машинами и микрокомпьютерами. В большинстве случаев в миникомпьютерах используется архитектура RISC и UNIX и они играют роль серверов, к которым подключаются десятки и сотни терминалов или микрокомпьютеров. Миникомпьютеры используются в крупных фирмах, государственных и научных учреждениях, учебных заведениях, компьютерных центрах для решения задач, с которыми не способны справиться микрокомпьютеры, и для централизованного хранения и переработки больших объемов информации. Основными производителями миникомпьютеров являются фирмы Ай-Ти-энд-Ти (AT&T), Интел (см.
ИНТЕЛ)
(Intel), Хьюлетт-Паккард (Hewlett-Packard), Digital Equipment.
Мейнфреймы - это универсальные, большие компьютеры общего назначения. Они занимали господствующие позиции на компьютерном рынке до 1980-х годов. Изначально мейнфреймы были предназначены для обработки огромных объемов информации. Наиболее крупный производитель мейнфреймов - фирма Ай-Би-Эм (IBM). Мейнфреймы отличаются исключительной надежностью, высоким быстродействием, очень большой пропускной способностью устройств ввода и вывода информации. К ним могут подсоединяться тысячи терминалов или микрокомпьютеров пользователей. Мейнфреймы используются крупнейшими корпорациями, правительственными учреждениями, банками.
С расцветом микрокомпьютеров и миникомпьютерных систем значение мейнфреймов сократилось. Однако компания Ай-Би-Эм (IBM) перешла к производству компьютеров на новой концептуальной архитектуре ESA/390, которая позволяет использовать мейнфреймы в качестве центра неоднородного вычислительного комплекса.
Стоимость мейнфреймов относительно высока: один компьютер с пакетом прикладных программ оценивается минимум в миллион долларов. Несмотря на это, они активно используются в финансовой сфере и оборонном комплексе, где занимают от 20 до 30 процентов компьютерного парка, так как использование мейнфреймов для централизованного хранения и обработки достаточно большого объема информации обходится дешевле, чем обслуживание распределенных систем обработки данных, состоящих из сотен и тысяч персональных компьютеров.
Суперкомпьютеры необходимы для работы с приложениями, требующими производительности как минимум в сотни миллиардов операций с плавающей точкой в секунду. Столь громадные объемы вычислений нужны для решения задач в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, геофизике. Суперкомпьютеры нашли свое применение и в финансовой сфере при обработке больших объемов сделок на биржах. Их отличает высокая стоимость - от пятнадцати миллионов долларов, поэтому решение о покупке таких машин нередко принимается на государственном уровне, развита система торговли подержанными суперкомпьютерами.
История компьютера
История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство - абак (см.
АБАК (счеты))
. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 Блез Паскаль (см.
ПАСКАЛЬ Блез)
сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерских столах.
Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 английским математиком Чарлзом Бэббиджем (см.
БЭББИДЖ Чарльз)
. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты - листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем.
Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века. В 1888 американский инженер Герман Холлерит (см.
ХОЛЛЕРИТ Герман)
сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, которую пятьсот сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 табуляторах за один месяц.
В 1896 Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая стала основой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (см.
ИНТЕРНЭШНЛ БИЗНЕС МЭШИНС)
(International Business Machines Corporation, IBM) - компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.
Дальнейшее развитие науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 на одном из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1». Это был монстр весом около 35 тонн. «Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длиной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо четыре секунды.
Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта - вычислительной машины на основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Ее вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18 тысяч электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила пять тысяч операций сложения или триста операций умножения в секунду.
Машина на электронных лампах работала существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин (см.
БАРДИН Джон)
, Уолтер Браттейн (см.
БРАТТЕЙН Уолтер)
и Уильям Брэдфорд Шокли (см.
ШОКЛИ Уильям)
предложили использовать изобретенные ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы -транзисторы (см.
ТРАНЗИСТОР)
.
Совершенствование первых образцов вычислительных машин привело в 1951 к созданию компьютера UNIVAC, предназначенного для коммерческого использования. UNIVAC стал первым серийно выпускавшимся компьютером, а его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.
С активным внедрением транзисторов в 1950-х годах связано рождение второго поколения компьютеров. Один транзистор был способен заменить 40 электронных ламп. В результате быстродействие машин возросло в 10 раз при существенном уменьшении веса и размеров. В компьютерах стали применять запоминающие устройства из магнитных сердечников, способные хранить большой объем информации.
В 1959 были изобретены интегральные микросхемы (см.
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА)
(чипы), в которых все электронные компоненты вместе с проводниками помещались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Существенно уменьшаются и габариты машин. Появление чипа знаменовало собой рождение третьего поколения компьютеров.
К началу 1960-х годов компьютеры нашли широкое применение для обработки большого количества статистических данных, производства научных расчетов, решения оборонных задач, создания автоматизированных систем управления. Высокая цена, сложность и дороговизна обслуживания больших вычислительных машин ограничивали их использование во многих сферах. Однако процесс миниатюризации компьютера позволил в 1965 американской фирме Digital Equipment выпустить миникомпьютер PDP-8 ценой в 20 тысяч долларов, что сделало компьютер доступным для средних и мелких коммерческих компаний.
В 1970 сотрудник компании Intel Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстрах. С микропроцессом появляются микрокомпьютеры - компьютеры четвертого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя.
В середине 1970-х годов начинают предприниматься попытки создания персонального компьютера - вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя. Во второй половине 1970-х годов появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы Эпл (Apple), но широкое распространение персональные компьютеры получили с созданием в августе 1981 фирмой Ай-Би-Эм (IBM) модели микрокомпьютера IBM PC. Применение принципа открытой архитектуры, стандартизация основных компьютерных устройств и способов их соединения привели к массовому производству клонов IBM PC, широкому распространению микрокомпьютеров во всем мире.
За последние десятилетия 20 века микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили свое быстродействие и объемы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить миникомпьютеры и большие вычислительные системы - мейнфреймы они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера - суперпроизводительной и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В конце 20 века человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности различных компьютерных систем.
Ещё одна разновидность – это КЭШ-память, которая, по сути, является промежуточной оперативной памятью, работающей на сверхбыстрой скорости.
CMOS-RAM сохраняет в себе все характеристики конфигурации компьютера. Все характеристики проверяются регулярно, при каждом запуске операционной системы. Параметры конфигурации можно изменить через SETUP. Этот раздел находится в меню BIOS.
Количество поддерживаемых типов флэшек зависит от модели карт-ридера. На передней части ридера у гнезд написаны форматы читаемых карт. Самые распространенные SD/MMC и MicroSD, которую в этот ридер не вставить без переходника.
Размеры 3,5 дюйма в ширину, как у флоппи-дисковода. Подключается в свободный порт USB на материнской плате. При подключении очень важно не перепутать порядок проводов. Иначе помрет ваш ридер, а если там была уже вставлена флэшка то и она может помереть!
DVD-дисковод. (DVD drive) .
Дисковод дисков DVD. Их все знают, даже люди, которым еще лет пять и то знают что такое диск DVD . Тут и нечего объяснять.
На фото привод фирмы Pioneer, DVR-215D интерфейс подключения SATA (Serial ATA). На мой взгляд, одни из самых лучших приводов. Также уважаю SonyNEC и ASUS.
Корпус (Case) .
Корпус для компьютера вообще-то не очень важная составляющая, но без нее тоже плохо. Представьте себе, к примеру, телевизор без корпуса или автомобиль. Так и тут. Ящик для всех плат, из которых состоит компьютер. Корпуса бывают разные…
В данном материале будет дан ответ на эти и многие другие вопросы. Сегодня мы рассмотрим:
По сути, компьютер - это всего лишь программируемая железяка. Он может быстро и в определенном порядке выполнять простейшие вычисления. Порядок этих действий записан в инструкции, которая называется компьютерной программой. Обычному пользователю вовсе не нужно уметь составлять программы (программировать ), он работает с готовыми программами, которые с каждым годом становятся все удобнее. Поэтому осваивать компьютер становится с каждым годом все проще.
Вы, конечно же, сталкивались со словосочетанием «персональный компьютер»: Это понятие пришло в жизнь с появлением небольших и недорогих компьютеров, которые могли умещаться на столе и обслуживать одного человека - хотя и не обязательно одного. Кроме персональных, существует огромное количество и других компьютеров, но в данной статье речь идет о «Персональном компьютере ».
Думать компьютер не умеет. У него нет, и не будет собственного мнения. Даже если компьютер услужливо и точно подсказывает Вам, как выполнить то или иное действие, это не значит, что его электронный мозг, который понимает вас. Он просто выполняет программу. Иллюзию поистине волшебной эрудированности компьютера создают программисты, разрабатывающие программы для пользователей.
Первые персональные компьютеры появились в начале восьмидесятых годов прошлого века, и как же они изменились за эти годы! Сейчас с помощью компьютера можно не только вести бухгалтерию, печатать документы, но и строить трехмерные миры, разрабатывать планировку зданий, рисовать, общаться, искать информацию, смотреть фильмы, развлекаться, слушать музыку и даже создавать ее.
Любой персональный компьютер имеет системный блок, и устройства ввода-вывода: монитор и клавиатуру. Другие устройства: мышь, принтер, сканер и другие - удобны, но необязательны. Работать можно и без них, хотя без мыши даже самый опытный пользователь будет испытывать затруднения
Компьютер - это тот самый невзрачный светло-серый, который слегка гудит, и от которого отходит множество проводов. Правильнее называть этот ящик системным блоком. Называть его процессором неправильно и неграмотно.
Даже те, кто работает с компьютерами не первый год, зачастую ошибочно называют системный блок процессором. Ничего плохого в этом нет, и от неверного названия Ваш компьютер не станет работать хуже. Но будет проще, если при обращении к специалистам (в компьютерный магазин, в сервис-центр ) Вы назовете вещи своими именами.
Теперь заглянем внутрь системного блока и посмотрим, что же там есть. А есть там все необходимое для функционирования компьютера (то есть я хочу сказать, что компьютер может отлично работать без монитора и остальных внешних устройств, только Вы никак не сможете управлять компьютером в таком случае ). Правда, клавиатура в момент включения компьютера все равно должна быть присоединена. Такой вот парадокс IBM PC - монитора может и не быть, но клавиатура быть обязана.
Итак, если внимательно посмотреть внутрь системного блока, то обычно там можно найти такие штуки.
Все они весьма специфичны и есть не во всех компьютерах. Кроме того, там есть вентиляторы (в современном компьютере их должно быть не меньше трех ), шнуры питания, динамик PC Speaker, шлейфы для передачи информации.
Предназначение монитора - отображать информацию, находящуюся в видеопамяти компьютера. Внутри монитора не происходит никакой обработки информации. Это устройство также можно назвать и дисплеем. А вот телевизором его называть совсем неправильно, хотя внешне очень большое сходство с телевизором есть.
Казалось бы, что может быть проще «пластмассовой доски с клавишами»? Чему там меняться? Но, как оказалось, меняться там вполне есть чему. Если заглянуть в магазин, торгующий компьютерной техникой, то там можно увидеть огромный ассортимент клавиатур, как более или менее стандартных, так и не очень.
Средний пользователь не требует от клавиатуры никаких чудес: ведь ему всего-то и нужно, что вводить кое-какую текстовую информацию или играть в несложные компьютерные игры. Но есть и те, чьи запросы к клавиатуре отличаются повышенными требованиями.
В любом компьютере непременно есть процессор - мозг и сердце вычислительной машины. Именно процессор пошагово выполняет программу и делает все необходимые вычисления. Вместе с чипсетом материнской платы он управляет всей информацией, содержащейся в компьютере. От того, что за процессор установлен в компьютере, зависит его производительность. Ну а производительность самого процессора зависит от его характеристик, то есть от архитектуры тактовой частоты и объема КЭШа.
Архитектура процессора
- это не количественное, а качественное понятие. Именно поэтому каждое последующее поколение качественно отличается от предыдущего. Если мы сравним, к примеру, процессоры Intel Pentium-Ill и Intel Pentium-4, то при одинаковой тактовой частоте «четвертые» гораздо быстрее «третьих»! Это объясняется тем, что архитектура «четвертых» совершеннее, и они лучше реализованы технически.
Тактовая частота - это условная величина, которая показывает, сколько тактов, то есть циклов элементарных операций, выполняет процессор за секунду. Частота измеряется в герцах, но поскольку современные процессоры очень быстры, то их тактовая частота указывается в мегагерцах (MHz, МГц) и гигагерцах (GHz, ГГц). Современные процессоры за один такт выполняют несколько операций.
Следующая характеристика - объем кэш-памяти - влияет на быстродействие процессора. Кэш (cache ) означает «Запас » - это быстродействующая буферная память между процессором и основной памятью. Она нужна для временного хранения программного кода и данных. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, то на ожидание «ответа» уходит впустую много времени. Поэтому содержимое этой ячейки параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения процессор получает данные практически мгновенно. Поэтому в кэш-памяти размещается наиболее часто используемая информация, которая копируется из основной памяти. Понятно, что объем кэш-памяти очень заметно влияет на быстродействие.
Процессор обычно обозначается буквами CPU (Central Processing Unit ). В прайс-листах принято указывать имя компании-производителя, наименование процессора и его тактовую частоту. Например, Intel Pentium-4 2800. Иногда указывают объем кэш-памяти процессора (512 Кбайт, 1 Мбайт, 2 Мбайт) и название семейства процессоров.
При выборе процессора и материнской платы нужно также обратить внимание на сокет (Socket ), то есть разъем для процессора на материнской плате. Посмотрите документацию процессора и материнской платы: описания их сокетов должны совпадать. Со сменой поколений процессоров меняется и сокет, поэтому, покупая процессор, нужно следить за совпадением сокета. Например, если в описании процессора присутствуют слова Socket-775, то в описании материнской платы должны встретиться те же обозначения, иначе процессор либо будет невозможно установить в материнскую плату, либо после установки он просто не будет работать.
Во время работы процессоры выделяют немало тепла, которое нужно эффективно отводить: иначе процессор очень быстро выходит из строя («Сгорает »). Для охлаждения прямо на процессор устанавливают радиатор, а чтобы эффективнее отводить тепло, между процессором и радиатором наносят термопасту. Но и этого недостаточно: сверху на радиатор устанавливается вентилятор, который переносит теплый воздух подальше от процессора и радиатора.
Опытные пользователи предпочитают не покупать компьютер в сборе, а самостоятельно собирать его из компонентов. В этом случае следует знать, что процессоры продаются в двух комплектациях: BOX и OEM. Комплектация BOX - это фирменные процессор, упаковка, термопаста, радиатор и вентилятор. Комплект OEM дешевле, но кроме процессора он ничего не содержит, так что в этом случае придется купить вентилятор, радиатор и термопасту.
Если Вы все же решились на покупку OEM-комплекта, то подберите к ним самые лучшие и качественные вентилятор и радиатор: в магазинах компьютерной техники просто обожают устанавливать OEM-процессоры с дешевыми и некачественными радиаторами и вентиляторами, которые сильно шумят, плохо отводят тепло и часто ломаются. Если компьютер через несколько дней или месяцев после покупки завыл, как сирена, ищите причину в плохом вентиляторе - и немедленно делайте выводы.
Выбирая компьютер, следует помнить о балансе между всеми компонентами: даже самый мощный процессор никогда не заработает в полную силу, если другие комплектующие будут слабыми. Поэтому, выбрав для своего компьютера современный мощный процессор, не экономьте на памяти или на видеокарте: такая экономия лишь «похоронит» деньги, которые вы вложили в процессор.
Если Вам нужен самый быстрый и современный компьютер, выберите процессор с самой высокой тактовой частотой, что только имеется в каталоге товаров выбранной вами компьютерной фирмы. Стоить это будет довольно дорого: ведь новинки всегда продаются по самой высокой цене. Но если выбрать процессор по дешевле, то очень может быть, что через полгода - год Вы захотите поменять его на нечто более мощное. Сточки зрения сохранности кошелька выгоднее всего придерживаться «золотой середины » и выбирать достаточно современный, но не самый дорогой процессор.
Название очень точно описывает назначение и важность этого компонента. Материнская плата присоединяется к корпусу компьютера. В нее вставляются все остальные комплектующие, кроме дисковых накопителей и блока питания.
При выборе материнской платы имеет значение множество параметров:
Форм-фактор - это тип корпуса, на который рассчитана материнская плата, и его следует выбирать очень точно. Не пугайтесь, ведь все довольно просто: в описании и корпуса и материнской платы параметры форм-фактора должны совпадать. Например, если корпус поддерживает материнские платы форм-фактора АТХ, то в описании материнской платы тоже должна упоминаться поддержка этого форм-фактора - если, конечно, вы не собираетесь прибивать материнскую плату к стене гвоздями. Форм-факторы отличаются главным образом размерами. Вот наиболее распространенные варианты: ATX, microATX, AT и другие.
Сокет
Ну что можно рассказать про сокет, то есть гнездо для установки процессора? Обозначение сокета материнской платы должно совпадать с обозначением процессора. У компьютера дела с чувством юмора обстоят очень плохо, поэтому не стоит покупать процессор для Socket 775 и пытаться воткнуть его в Socket 478. Ни материнская плата, ни процессор вас не поймут.
Максимальная частота шины
Максимальная частота шины показывает, с какой скоростью происходит обмен данными между процессором и памятью, если речь идет о шине памяти. Разумеется, чем эта частота больше, тем лучше. Чтобы память могла работать на заявленной частоте, эту частоту должны поддерживать и материнская плата, и модули памяти.
Марка чипсета
Чипсет - это набор микросхем, которые являются основой материнской платы. Именно от чипсета во многом зависит большинство характеристик материнской платы, быстродействие всего компьютера. Обычно марка и модель чипсета указываются в прайс-листах и на ценниках как наиболее важная информация. Например, P45.
Разъемы памяти
Оперативная память компьютера обозначается буквами ОЗУ (оперативное запоминающее устройство ), или RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом ). Оперативная память компьютеров IBM PC - это модули с установленными на них микросхемами. Модули памяти просто-напросто вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. От числа таких разъемов на материнской плате зависит то, сколько памяти вы сможете поставить в свой компьютер.
Число слотов расширения
Слоты расширения нужны для установки в материнскую плату различных устройств: звуковых карт, модемов, сетевых плат, ТВ-тюнеров и так далее. Число слотов расширения может быть разным, как и число разъемов памяти. Чем слотов больше, тем теоретически больше можно установить на компьютер дополнительных «примочек». Но на практике у большинства пользователей обычно бывает занят один -два слота.
Разъемы для видеоадаптера (видеокарты)
Особняком от остальных слотов расширения стоят слоты видеоадаптера. Одни из распространенных слотов является, слоты: AGP или PCI-Express. Стандарт PCI-Express задумывался как преемник AGP, но в действительности два эти стандарта спорят между собой за рынок.
Дополнительные устройства
Любая современная материнская плата несет набор дополнительных устройств. К примеру, почти все модели сейчас имеют встроенную аудиокарту. Это значит, что если вы не собираетесь слушать музыку с помощью навороченной системы из пяти колонок с возможностью раздельного регулирования громкости на каждой, то вам хватит возможностей встроенной аудиокарты.
Практически в каждой современной материнской плате есть встроенная сетевая карта. Это означает, что вы сможете подключиться к локальной сети, не покупая отдельно внешнюю сетевую карту. Впрочем, если купите и установите, у вас их будет две.
В некоторых материнских платах есть встроенный видеоадаптер, то есть устройство, отвечающее за подготовку изображения для монитора. Встроенные видеоадаптеры от года к году становятся все лучше и лучше, но все же сильно уступают внешним моделям. Я бы не рекомендовал материнские платы с встроенным видеоадаптером, но такой вариант может стать хорошим временным выходом, если на внешний видеоадаптер не хватает денег. (Хорошую, мощную видеокарту Вы сможете купить позднее. ) Недостаток встроенных видеоадаптеров состоит в том, что они забирают часть ресурсов материнской платы, ведь своей памяти у них нет.
Помимо этих трех часто встречающихся в материнских платах устройств, бывают и другие. Например, встроенный модем, FM-тюнер, RAID-контроллер. По моему скромному мнению, материнские платы с встроенным модемом или FM-тюнером лучше обойти стороной, так как эти устройства страдают от внутренних наводок компьютера.
При выборе материнской платы следует обратить внимание на количество портов (СОМ1, COM2, LPT, USB), хотя обычно их достаточно на любой модели. Порты - это разъемы для подключения дополнительных устройств вроде мышей, принтеров, цифровых камер, МРЗ-плееров, flash-накопителей и многого другого. Гнезда подключений ко всем этим портам выведены на заднюю часть корпуса компьютера, а некоторые (USB) могут для удобства выводиться еще и на переднюю часть (это зависит от корпуса ). СОМ1, COM2 и LPT устарели и сейчас используются значительно реже, чем раньше. Например, LPT издавна считался «принтерным» портом, а современные принтеры рассчитаны на подключение через USB-порт.
В оперативной памяти компьютер хранит программы и данные во время работы. Информация сохраняется в оперативной памяти до тех пор, пока есть электропитание. С отключением питания содержимое памяти уничтожается. Поэтому в компьютере кроме оперативной памяти есть и память для долговременного хранения информации, то есть жесткие диски. Оперативную память принято обозначать буквенным сокращением ОЗУ (оперативное запоминающее устройство ), либо RAM (Random Access Memory - память произвольного доступа ).
Оперативная память состоит из набора микросхем, расположенных на модуле. Модуль вставляется в специальный разъем материнской платы. Микросхемы памяти - это множество крохотных конденсаторов, способных определенное время держать электрический заряд. Потому-то для оперативной памяти и требуется электропитание: по законам физики заряд в конденсаторе не может сохраняться бесконечно долго и его нужно периодически обновлять.
Каждый конденсатор (ячейка памяти ), заряженный или нет, несет единицу информации, которая называется бит. Ячейка памяти, несущая электрический заряд, обозначает единицу, незаряженная - ноль. Любую информацию память хранит в виде нулей и единичек - или, как правильнее говорить, любые данные компьютер представляет в двоичной форме. Двоичная система была выбрана потому, что устройства, принимающие одно из двух устойчивых состояний, построить проще всего, и они будут надежнее всего функционировать.
Используя двоичную систему счисления, компьютер может представлять все числа как группы нулей и единиц. Таким образом, любое число можно закодировать с помощью нулей и единиц, а с помощью чисел закодировать и все остальное. Символы, цвета, матрицы точек (изображение ) и так далее можно сопоставить с числами или с сочетанием чисел, которые и хранятся в памяти компьютера.
Двоичная система не может использоваться в компьютере напрямую, потому что помимо представления чисел, компьютеру необходимо оперировать буквами, а также многими другими символами, используемыми в обычном языке, такими как $ и &. Эта необходимость заставила производителей компьютеров разработать стандарт двоичных кодов.
С числами и символами мы разобрались. А как же компьютер обрабатывает графику? Компьютерная память хранит картинку в виде массива точек. В этом массиве, или матрице, компьютер выделяет ячейки различного цвета и уровня освещенности, называемые пикселами (pixels
) и хранит информацию о каждом пикселе.
Типы памяти
При выборе компонентов компьютера покупатель сталкивается с огромным разнообразием оперативной памяти. Давайте разберемся, как сделать верный выбор. Добавить модуль памяти в компьютер совсем несложно: вставляем 512-мегабайтный модуль в разъем материнской платы - теперь оперативная память вашего компьютера 512 Мбайт. Добавляем еще один, поменьше, на 256 Мбайт - и вот у вас уже 768 Мбайт памяти. Но если вы хотите использовать двухканальный режим, в котором память работает вдвое быстрей, то придется вставить два одинаковых модуля: 512 Мбайт плюс 512 Мбайт. Основные типы памяти, представленные на сегодняшнем рынке, следующие: DDR-II и DDR-Ш.
Основная задача звуковой платы - воспроизведение цифрового звука, новинки в этой области появляются куда реже, чем, например, в мире процессоров.
Чтобы не заблудиться в море информации о комплектующих, сразу скажу, что звуковые платы (карты ) называют также аудиокартами, Sound Card или Sound Blaster. Все эти эффектные названия означают одно и то же. Вам предлагают купить «звуковуху »? Даже в этом случае речь идет все о той же звуковой плате.
Звуковую карту можно рассматривать как «переводчика »: когда звуковое устройство (микрофон, электронный музыкальный инструмент, проигрыватель компакт-дисков или другое устройство, способное выводить аудиосигнал ) посылает сигналы на компьютер, звуковая карта принимает эти сигналы и преобразует их в числа, которые компьютер «понимает ».
В 90 % выпускающихся сегодня материнских плат установлены звуковые чипы (аудиочипы, аудиоконтроллеры ), которые представляют собой полноценные недорогие звуковые карты, за которые не нужно платить отдельно.
Видеокарты также называют видеоадаптерами, графическими картами, видеоплатами и видеографическими адаптерами. Все эти названия означают одно и то же: устройство, которое формирует изображение на мониторе, посылает на него визуальную информацию в соответствии с программой.
Процессор графической карты может называться графическим сопроцессором или графическим ускорителем. Сопроцессор помогает основному процессору обрабатывать графику, работая вместе с ним, а ускоритель получает инструкции от центрального процессора и обрабатывает их самостоятельно.
Чем больше память (RAM ) видеокарты, тем больше цветов можно показать и использовать более высокое разрешение монитора. Современные видеокарты имеют как минимум 64 Мбайт памяти (это данные для самых дешевых, устаревших моделей ). Более продвинутые модели несут на борту 512 или даже 1024 Мбайт видеопамяти. Но для хорошей производительности одного лишь объема памяти мало: на характеристики видеокарты влияют мощность ее процессора, разрядность шины и другие параметры.
Не так давно видеокарты выпускались для шин ISA и PCI, однако несколько лет назад был разработан специальный стандарт для видеоплат AGP. С тех пор видеокарты создавались исключительно под AGP, но в последнее время появилась еще одна новинка - шина PCI Express. Сейчас на рынке имеются и видеокарты AGP, и видеокарты PCI-E.
Жесткий диск (накопитель, винчестер
) предназначенного для длительного хранения больших объемов информации.
Для нормальной работы на компьютере совершенно необходимо устройство, с помощью которого информацию можно хранить дни, месяцы и годы, да так, чтобы при выключении компьютера она не испарялась в никуда. Прежде, а точнее в начале 80-х годов, для этих целей использовали дисковод гибких дисков (если говорить простым языком, обычных дискет
). Затем появились жесткие диски, и работа на компьютере стала намного удобней.
Жесткий диск также называют винчестером, винтом, хард-диском, хардом. В прайс-листах, в тестирующих компьютер программах и везде, где заходит речь о жестком диске, его именуют HDD (Hard Disk Drive ).
Объем жесткого диска больше объема оперативной памяти в десятки раз. Когда максимальная оперативная память компьютеров была 32 Мбайт, самыми распространенными были жесткие диски объемом от 1 до 3 Гбайт. Сейчас, когда оперативная память компьютеров обычно от 1 Гбайт - 4 Гбайт, объемы жестких дисков варьируют от 320 до 2 Тбайт.
На жестком диске хранится множество самых разных вещей, и прежде всего - операционная система. Помимо операционной системы на жесткий диск устанавливаются все программы (приложения), с которыми работает пользователь: Microsoft Office, 1С: Предприятие, игры и так далее. Даже если вы покупаете программу на CD или DVD, то, как правило, программу нужно предварительно установить, особым образом переписав ее на жесткий диск, где она и будет «жить».
Жесткий диск установлен в компьютере постоянно, но не навечно: его можно снять и установить в другой компьютер, переместив таким образом информацию, записанную на жестком диске, с одного компьютера на другой. Но это не слишком удобно, да и рискованно: можно повредить жесткий диск и потерять всю содержащуюся на нем информацию. Кроме того, если компьютер на гарантии, то корпус опломбирован, и открывать его, чтобы снять или поставить жесткий диск, нельзя.
Существуют следующие интерфейсы : IDE, SATA или SCSI
Интерфейс IDE (читается «ай-ди») - самый демократичный вариант: жесткий диск с интерфейсом IDE можно подключить к любому компьютеру. Через IDE можно подключить также дисковод CD-ROM. Скорость передачи данных этого интерфейса уже не всегда удовлетворяет современным требованиям. Большинство жестких дисков, имеющих интерфейс IDE, в последнее время плавно вытесняется интерфейсом SATA. Интерфейс SATA- преемник интерфейса IDE. У интерфейса SATA несколько преимуществ перед IDE. Во-первых, SATA обеспечивает большую скорость передачи данных. Во-вторых, кабели для подключения жестких дисков SATA гораздо тоньше, чем для подключения IDE-устройств, а это значит больше порядка внутри корпуса компьютера и лучшее охлаждение, которому не мешает путаница кабелей. В-третьих к современной материнской плате, поддерживающей IDE и SATA, можно подключить кучу.
Интерфейс SCSI (читается, как нестранно, «ска-зи»). Этот интерфейс заметно отличается от IDE и SATA и в домашних компьютерах практически не используется.
Число оборотов в минуту
Наиболее популярны жесткие диски, вращающиеся со скоростью либо 5400, либо 7200 оборотов в минуту. В последнее время жесткие диски 5400 об/мин найти сложно, если не считать бывших в употреблении. Они медленнее (это заметно, как говорится, невооруженным глазом), но зато более надежны и менее шумны при прочих равных. К тому же, они намного меньше нагреваются, и не требуют особого охлаждения, в отличие от жестких дисков с числом оборотов 7200.
Объем кэш-памяти
Как и в предыдущих случаях, с ростом объема кэш-памяти быстродействие жесткого диска возрастает. Сегодня наиболее распространены жесткие диски с объемом кэш-памяти 2 Мбайт и 8 Мбайт.
При выборе блока питания важнее всего его мощность и производитель, и вот почему. Если мощности блока питания не хватит, компьютер не сможет нормально работать. Либо он будет «глючить », то есть отключаться, или зависать, либо выйдет из строя, то есть «сгорит». В самом худшем случае блок питания может прихватить с собой на тот свет еще несколько устройств компьютера: материнскую плату, жесткий диск... Поэтому к выбору блока питания следует отнестись со всем вниманием и ответственностью.
Какой же мощности должен быть блок питания современного компьютера? Для большинства конфигураций подойдет 400 Вт (минимум). Но лучше, если он будет мощностью более 500 Вт.
Многим кажется, что корпус системного блока выбрать очень просто. Что в нем особенного? Железная коробка, вот и все. На самом деле выбору корпуса нужно посвятить не меньше внимания, чем выбору всех остальных компонентов компьютерной системы.
От корпуса зависит, как будут охлаждаться установленные в нем устройства и какое питание они получат. А это самое главное, что влияет на надежность компьютера. Но немаловажно и то, что корпус должен быть удобным, радовать глаз, и чтобы он позволял легко модернизировать компьютер.
Вот Вы и имеете первое представление о компьютере в целом, о его основных компонентах и как же все-таки выбрать компьютер.
Компьютер
КОМПЬЮ́ТЕР -а; м. [англ. computer] Электронно-вычислительная машина. Компьютеры пятого поколения. Персональный к. Работать с компьютером.
◁ Компью́терный, -ая, -ое. К-ая техника. К-ое устройство. К-ое обслуживание технологических линий. К. игры (программы, созданные для развлечения, забавы).
компью́тер(англ. computer, от лат. computo - считаю), то же, что ЭВМ; термин, получивший распространение в научно-популярной и научной литературе, является транскрипцией английского слова computer, что означает вычислитель.
КОМПЬЮТЕРКОМПЬЮ́ТЕР (англ. computer, от лат. computo - считаю), машина для приема, переработки, хранения и выдачи информации в электронном виде, которая может воспринимать и выполнять сложные последовательности вычислительных операций по заданной инструкции - программе (см.
ПРОГРАММА (для ЭВМ))
.
С начала 1990-х годов термин «компьютер» вытеснил термин «электронная вычислительная машина (см.
ЭЛЕКТРОННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА)
» (ЭВМ), которое, в свою очередь, в 1960-х годах заменило понятие «цифровая вычислительная машина (см.
ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЦВМ))
» (ЦВМ). Все эти три термина в русском языке считаются равнозначными. Само слово «компьютер» является транскрипцией английского слова computer, что означает вычислитель. Английское понятие «computer» гораздо шире, чем понятие «компьютер» в русском языке. В английском языке компьютером называют любое устройство, способное производить математические расчеты, вплоть до логарифмической линейки (см.
ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА)
, но чаще в это понятие объединяют все типы вычислительных машин, как аналоговые (смотри Аналоговые вычислительные машины (см.
АНАЛОГОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА)
), так и цифровые.
Хотя компьютеры создавались для численных расчетов, оказалось, что они могут обрабатывать и другие виды информации, так как практически все виды информации могут быть представлены в цифровой форме.
Для обработки различной информации компьютеры снабжаются средствами для ее преобразования в цифровую форму и обратно. Поэтому с помощью компьютера можно производить не только численные расчеты, но и работать с текстами, рисунками, фотографиями, видео, звуком, управлять производством и транспортом, осуществлять различные виды связи. Компьютеры превратились в универсальные средства для обработки всех видов информации, используемых человеком.
Принципы работы компьютера
При создании первых вычислительных машин в 1945 математик Джон фон Нейман (см.
НЕЙМАН Джон)
описал основы конструкции компьютера. Согласно принципам фон Неймана, компьютер должен иметь следующие устройства:
Арифметическо-логическое устройство - для непосредственного осуществления вычислений и логических операций.
Устройство управления - для организации процесса управления программ.
Запоминающее устройство (память) - для хранения программ и информации.
Внешние устройства - для ввода и вывода информации.
Подавляющее большинство компьютеров в своих основных чертах соответствует принципам фон Неймана, но схема устройства современных компьютеров несколько отличается от классической схемы. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор. Многие быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких процессорах.
Компьютерная информация хранится в электронном виде в различных запоминающих устройствах, которые называют компьютерной памятью. Для долговременного хранения информации используются постоянные носители компьютерной памяти, которые служат при вводе данных в компьютер и при выводе результатов его работы. Для хранения выполняемых в данный момент программ и промежуточных данных используется оперативная память компьютера, которая работает значительно быстрее постоянных носителей памяти.
В компьютерах используется двоичная система счисления, которая основана на двух цифрах,«0» и «1». Информация любого типа может быть закодирована с использованием двух цифр и помещена в оперативную или постоянную память компьютера. Использование двоичной системы счисления позволяет сделать устройство компьютера максимально простым. Впервые принцип двоичного счисления был сформулирован в 17 веке немецким математиком Готфридом Лейбницем (см.
ЛЕЙБНИЦ Готфрид Вильгельм)
.
Для обозначения двоичных цифр применяется термин бит - сокращение английского словосочетания «двоичная цифра» (binary digit - bit). Для передачи и хранения информации применяют восьмибитовые коды - байты (byte). Существует 256 восьмибитовых чисел. Этого достаточно для кодирования всех заглавных и строчных букв национальных алфавитов, цифр, знаков препинания, символов и служебных кодов, используемых при передаче информации.
В байтах измеряют количество информации. В одном байте достаточно информации для представления одной буквы алфавита или двух десятичных цифр. Килобайт (Кбайт) равен 2 10 байт = 1024 байтам, мегабайт (1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт), гигабайт (1 Гбайт = 1024 Мбайт = 1073741824 байт). Современные носители информации имеют емкость до нескольких гигабайт.
Работа компьютера обеспечивается, с одной стороны, аппаратными устройствами, а с другой - программами. Аппаратное обеспечение включает в себя внутренние компоненты (прежде всего интегральные микросхемы, в том числе процессоры, а также системные и интерфейсные платы) и внешние устройства (мониторы, принтеры, модемы, акустические системы). Компьютерные программы подразделяются на три категории:
Прикладные программы, которые непосредственно выполняют необходимые пользователю компьютера работы (редактирование текстов, обработка информационных массивов, просмотр видео, пересылка сообщений).
Системные программы, особую роль среди которых играет операционная система - программа, управляющая компьютером, запускающая другие программы и выполняющая сервисные функции при работе компьютера. Другие сервисные программы обычно выполняют различные вспомогательные функции - создают резервные копии используемой информации, проверяют работоспособность устройств компьютеров.
Инструментальные программы (системы программирования), которые помогают создавать новые программы для компьютера.
Типы компьютеров
Весь спектр современных вычислительных систем можно разделить на три больших класса: миникомпьютеры (см.
МИНИКОМПЬЮТЕР)
и микрокомпьютеры (см.
МИКРОКОМПЬЮТЕР)
, мейнфреймы (см.
МЕЙНФРЕЙМ)
, суперкомпьютеры (см.
СУПЕРКОМПЬЮТЕР)
. В настоящее время вычислительные системы различают прежде всего по функциональным возможностям.
Основными признаками миникомпьютеров и микрокомпьютеров является шинная организация системы, высокая стандартизация аппаратных и программных средств, ориентация на широкий круг потребителей. Микрокомпьютер, или персональный компьютер (см.
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР)
, появился в середине 1970-х годов. Его цена и размеры были во много раз меньше, чем у наиболее распространенных в то время больших вычислительных машин, и предназначен он был для одновременной работы с одним пользователем, тогда как большие компьютеры, как правило, поддерживают одновременную работу многих пользователей.
За двадцать лет развития персональные компьютеры превратились в мощные высокопроизводительные устройства по обработке самых различных видов информации, которые качественно расширили сферу применения вычислительных машин. Современные персональные компьютеры имеют практически те же характеристики, что и миникомпьютеры 1980-х годов. Мощность микрокомпьютера позволяет его использовать в качестве сервера для организации работы многих персональных компьютеров в сети.
Персональные компьютеры выпускают в стационарном (настольном) и в портативном исполнении. Стационарные микрокомпьютеры в большинстве случаев состоят из отдельного системного блока, в котором размещаются внутренние устройства и узлы, а также из отдельных внешних устройств (монитор (см.
МОНИТОР компьютерный)
, клавиатура (см.
КЛАВИАТУРА (компьютерная))
, манипулятор-мышь (см.
МЫШЬ компьютерная)
), без которых немыслимо использование современных компьютеров. При необходимости к системному блоку микрокомпьютера могут подсоединяться дополнительные внешние устройства (принтер (см.
ПРИНТЕР)
, сканер (см.
СКАНЕР)
, акустические системы, джойстик).
Портативные персональные компьютеры известны прежде всего в блокнотном (ноутбук (см.
НОУТБУК)
) исполнении. В ноутбуке все внешние и внутренние устройства соединены в одном корпусе. Так же как и к стационарному микрокомпьютеру, к ноутбуку могут быть подсоединены дополнительные внешние устройства.
Различают также IBM PC-совместимые микрокомпьютеры (читается Ай-Би-Эм Пи-Си) и IBM PC-несовместимые микрокомпьютеры. В конце 1990-х годов IBM PC-совместимые микрокомпьютеры составляли более девяноста процентов мирового компьютерного парка. IBM PC был создан американской фирмой Ай-Би-Эм (см.
АЙ-БИ-ЭМ)
(IBM) в августе 1981; при его создании был применен принцип открытой архитектуры, который означает применение в конструкции при сборке компьютера готовых блоков и устройств, а также стандартизацию способов соединения компьютерных устройств.
Принцип открытой архитектуры способствовал широкому распространению IBM PC-совместимых микрокомпьютеров-клонов. Их сборкой занялось множество фирм, которые в условиях свободной конкуренции смогли снизить в несколько раз цену на микрокомпьютеры, энергично внедряли в производство новейшие технические достижения. Пользователи, в свою очередь, получили возможность самостоятельно модернизировать свои микрокомпьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен производителей.
Единственный из IBM PC-несовместимых микрокомпьютеров, получивший относительно широкое распространение, - компьютер Макинтош (Macintosh). Начиная с 1980-х годов микрокомпьютеры Макинтош американской фирмы Эпл (Apple) составляли достойную конкуренцию IBM PC-совместимым микрокомпьютерам, так как, несмотря на свою дороговизну, они обеспечивали пользователю наглядный графический интерфейс, были значительно проще в эксплуатации и обладали большими возможностями. Начиная с 1990-х годов разница между возможностями Макинтошей и IBM PC все более нивелируется. Последние были оснащены операционными системами с графическим интерфейсом (Windows, OS/2), многочисленными рассчитанными на них прикладными программами. В настоящее время Макинтоши удерживают лидирующие позиции лишь на рынке настольных издательских систем.
Во второй половине 1990-х годов в связи с бурным развитием глобальных компьютерных сетей (см.
КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ)
появляется новый тип персонального компьютера - сетевой компьютер, который предназначен только для работы в компьютерной сети. Сетевому компьютеру не нужны собственная дисковая память, дисководы. Операционную систему, программы и информацию он будет черпать в сети. Предполагается, что сетевые компьютеры будут значительно дешевле настольных персональных компьютеров и постепенно заменят их в фирмах, работающих со специализированными приложениями (телефонная связь, бронирование билетов), и в образовательных учреждениях.
Отдельным видом микрокомпьютера считаются карманные компьютеры (электронные органайзеры, или палмтопы (см.
КАРМАННЫЙ ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР)
), небольшие устройства весом до 500 граммов и умещающиеся на кисти одной руки. Большинство палмтопов не являлись IBM PC-совместимыми микрокомпьютерами. Лишь в конце 1990-х годов появились карманные компьютеры с операционными системами, позволяющими вести обмен информацией с другими типами компьютеров, подключать палмтопы к глобальным компьютерным сетям. В карманных компьютерах нет ни жесткого диска, ни дисководов. Некоторые из них имеют миниатюрную клавиатуру, но есть модели и без клавиатуры - управление их работой осуществляется нажатиями или рисованием специальным пером прямо по экрану. Наиболее распространены карманные компьютеры фирм Эпл (Apple), Хьюлетт-Паккард (см.
ХЬЮЛЕТТ-ПАККАРД)
(Hewlett-Packard), Сони (см.
СОНИ (компания))
(Sony), Псион (Psion).
Рабочие станции развились из младших моделей миникомпьютеров как переходный вид между микрокомпьютером и миникомпьютером. Внешне они не отличались от стационарных микрокомпьютеров и с течением времени разница между ними нивелировалась. В 1980-е годы к рабочим станциям подсоединялись терминалы - отдельные рабочие места с клавиатурами и мониторами. Терминалы позволяли использовать рабочие станции нескольким человекам.
Позднее на рабочих станциях стал работать один пользователь, и они стали отличаться от персональных микрокомпьютеров лишь большей мощностью. В настоящее время рабочими станциями называют офисные персональные микрокомпьютеры, используемые для интенсивных вычислений. Обычно это работа с профессиональными научными и инженерными прикладными программами, разработка программного обеспечения. Существуют специализированные графические рабочие станции для работы с трехмерной графикой.
Миникомпьютеры занимают промежуточное положение между большими вычислительными машинами и микрокомпьютерами. В большинстве случаев в миникомпьютерах используется архитектура RISC и UNIX и они играют роль серверов, к которым подключаются десятки и сотни терминалов или микрокомпьютеров. Миникомпьютеры используются в крупных фирмах, государственных и научных учреждениях, учебных заведениях, компьютерных центрах для решения задач, с которыми не способны справиться микрокомпьютеры, и для централизованного хранения и переработки больших объемов информации. Основными производителями миникомпьютеров являются фирмы Ай-Ти-энд-Ти (AT&T), Интел (см.
ИНТЕЛ)
(Intel), Хьюлетт-Паккард (Hewlett-Packard), Digital Equipment.
Мейнфреймы - это универсальные, большие компьютеры общего назначения. Они занимали господствующие позиции на компьютерном рынке до 1980-х годов. Изначально мейнфреймы были предназначены для обработки огромных объемов информации. Наиболее крупный производитель мейнфреймов - фирма Ай-Би-Эм (IBM). Мейнфреймы отличаются исключительной надежностью, высоким быстродействием, очень большой пропускной способностью устройств ввода и вывода информации. К ним могут подсоединяться тысячи терминалов или микрокомпьютеров пользователей. Мейнфреймы используются крупнейшими корпорациями, правительственными учреждениями, банками.
С расцветом микрокомпьютеров и миникомпьютерных систем значение мейнфреймов сократилось. Однако компания Ай-Би-Эм (IBM) перешла к производству компьютеров на новой концептуальной архитектуре ESA/390, которая позволяет использовать мейнфреймы в качестве центра неоднородного вычислительного комплекса.
Стоимость мейнфреймов относительно высока: один компьютер с пакетом прикладных программ оценивается минимум в миллион долларов. Несмотря на это, они активно используются в финансовой сфере и оборонном комплексе, где занимают от 20 до 30 процентов компьютерного парка, так как использование мейнфреймов для централизованного хранения и обработки достаточно большого объема информации обходится дешевле, чем обслуживание распределенных систем обработки данных, состоящих из сотен и тысяч персональных компьютеров.
Суперкомпьютеры необходимы для работы с приложениями, требующими производительности как минимум в сотни миллиардов операций с плавающей точкой в секунду. Столь громадные объемы вычислений нужны для решения задач в аэродинамике, метеорологии, физике высоких энергий, геофизике. Суперкомпьютеры нашли свое применение и в финансовой сфере при обработке больших объемов сделок на биржах. Их отличает высокая стоимость - от пятнадцати миллионов долларов, поэтому решение о покупке таких машин нередко принимается на государственном уровне, развита система торговли подержанными суперкомпьютерами.
История компьютера
История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство - абак (см.
АБАК (счеты))
. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 Блез Паскаль (см.
ПАСКАЛЬ Блез)
сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерских столах.
Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 английским математиком Чарлзом Бэббиджем (см.
БЭББИДЖ Чарльз)
. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты - листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем.
Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века. В 1888 американский инженер Герман Холлерит (см.
ХОЛЛЕРИТ Герман)
сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, которую пятьсот сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 табуляторах за один месяц.
В 1896 Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая стала основой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (см.
ИНТЕРНЭШНЛ БИЗНЕС МЭШИНС)
(International Business Machines Corporation, IBM) - компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.
Дальнейшее развитие науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 на одном из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1». Это был монстр весом около 35 тонн. «Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длиной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо четыре секунды.
Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта - вычислительной машины на основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Ее вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18 тысяч электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила пять тысяч операций сложения или триста операций умножения в секунду.
Машина на электронных лампах работала существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин (см.
БАРДИН Джон)
, Уолтер Браттейн (см.
БРАТТЕЙН Уолтер)
и Уильям Брэдфорд Шокли (см.
ШОКЛИ Уильям)
предложили использовать изобретенные ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы -транзисторы (см.
ТРАНЗИСТОР)
.
Совершенствование первых образцов вычислительных машин привело в 1951 к созданию компьютера UNIVAC, предназначенного для коммерческого использования. UNIVAC стал первым серийно выпускавшимся компьютером, а его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.
С активным внедрением транзисторов в 1950-х годах связано рождение второго поколения компьютеров. Один транзистор был способен заменить 40 электронных ламп. В результате быстродействие машин возросло в 10 раз при существенном уменьшении веса и размеров. В компьютерах стали применять запоминающие устройства из магнитных сердечников, способные хранить большой объем информации.
В 1959 были изобретены интегральные микросхемы (см.
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА)
(чипы), в которых все электронные компоненты вместе с проводниками помещались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Существенно уменьшаются и габариты машин. Появление чипа знаменовало собой рождение третьего поколения компьютеров.
К началу 1960-х годов компьютеры нашли широкое применение для обработки большого количества статистических данных, производства научных расчетов, решения оборонных задач, создания автоматизированных систем управления. Высокая цена, сложность и дороговизна обслуживания больших вычислительных машин ограничивали их использование во многих сферах. Однако процесс миниатюризации компьютера позволил в 1965 американской фирме Digital Equipment выпустить миникомпьютер PDP-8 ценой в 20 тысяч долларов, что сделало компьютер доступным для средних и мелких коммерческих компаний.
В 1970 сотрудник компании Intel Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстрах. С микропроцессом появляются микрокомпьютеры - компьютеры четвертого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя.
В середине 1970-х годов начинают предприниматься попытки создания персонального компьютера - вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя. Во второй половине 1970-х годов появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы Эпл (Apple), но широкое распространение персональные компьютеры получили с созданием в августе 1981 фирмой Ай-Би-Эм (IBM) модели микрокомпьютера IBM PC. Применение принципа открытой архитектуры, стандартизация основных компьютерных устройств и способов их соединения привели к массовому производству клонов IBM PC, широкому распространению микрокомпьютеров во всем мире.
За последние десятилетия 20 века микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили свое быстродействие и объемы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить миникомпьютеры и большие вычислительные системы - мейнфреймы они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера - суперпроизводительной и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В конце 20 века человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности различных компьютерных систем.
