Готфрід Вільгельм фон Лейбніц

Питання1

Історія створення обчислювальної техніки. Покоління комп'ютерів.

Перші обчислювальні машини

Неможливо точно відповісти на питання, хто саме винайшов комп'ютер. Річ у тому, що комп'ютер не є винаходом однієї людини. Комп'ютер увібрав у собі ідеї та технічні рішення багатьох вчених та інженерів. Розвиток обчислювальної техніки стимулювався потребою у швидких та точних обчислюваннях і тривав сотні років. У процесі розвитку обчислювальна техніка ставала дедалі більш досконалою. Цей процес триває і в наш час.

Леонардо да Вінчі

Вважається, що перший у світі ескізний малюнок тринадцятирозрядного десятинного сумуючого пристрою на базі коліщаток з десятьма зуб­цями був виконаний Леонардо да Вінчі в одному з його щоденників (вчений почав вести цей щоденник ще до відкриття Америки 1492 р.).

Вільгельм Шиккард

1623 року (більш ніж через 100 років після смерті Леонардо да Вінчі) німецький вчений Вільгельм Шиккард запропонував свою модель шестирозрядного десятинного обчислювача, який мав складатися також із зубчатих коліщаток та міг би виконувати додавання, віднімання, а також множення та ділення. Винаходи да Вінчі та Шиккарда були знайдені лише в наш час і залишилися тільки на папері.

Блез Паскаль

1642 року 19-річний французький математик Блез Паскаль сконструював першу в світі працюючу механічну обчислювальну машину, відому як підсумовуюча машина Паскаля («Паскаліна»). Ця машина являла собою комбінацію взаємопов'язаних коліщаток та приводів. На коліщатках були зображені цифри від 0 до 9. Якщо перше коліщатко робить повний оберт від 0 до 9, автоматично починає рухатись друге коліщатко. Якщо і друге коліщатко доходить до цифри 9, починає обертатися третє і так далі. Машина Паскаля могла лише додавати та віднімати.

Готфрід Вільгельм фон Лейбніц

1673 року німецький математик Готфрід Вільгельм фон Лейбніц сконструював свою обчислювальну машину. На відміну від Паскаля, Лейбніц використав у своїй машині циліндри, а не коліщатка та приводи. На циліндри було нанесено цифри. Кожен циліндр мав дев'ять рядків виступів та зубців. При цьому перший ряд мав один виступ, другий ряд — два виступи і так до дев'ятого ряду, який мав відповідно дев'ять виступів. Циліндри з виступами були пересувними, оператор надавав їм певного положення.

Машина Лейбніца, на відміну від підсумовуючої машини Паскаля, була значно складнішою за конструкцією. Вона була здатна виконувати не тільки додавання та віднімання, але й множення, ділення та обчислювання квадратного кореня.

Обчислювальні машини XIX сторіччя

Чарльз Бебідж

Винахід першої програмованої обчислювальної машини належить видатному англійському математику Чарлзу Бебіджу (1830 р.). Він присвятив майже все своє життя цій праці, але так і не створив діючу модель. Бебідж назвав свій винахід «Аналітична машина». За планом машина мала діяти завдяки: силі пару. При цьому вона була б здатна сприймати команди, виконувати обчислення та видавати необхідні результати у надрукованому вигляді. Про­грами в свою чергу мали кодуватися та переноситись на перфокарти. Ідея використання перфокарт була запозичена Бебіджем у французького винахідника Жозефа Жаккара (кінець XVIII ст.). Для контролю ткацьких операцій Жаккар використовував отвори, пробиті в картках. Картки з різним розташуванням отворів давали різні візерунки на плетінні тканини. По суті, Бебідж був першим, хто використав перфокарти стосовно обчислювальних машин.

Гаспар де Проні

У своїй машині Бебідж використав також технологію обчислень, запропоновану наприкінці XVIII сторіччя французьким вченим Гаспаром де Проні. Він розділив обчислення на три етапи: розробка чисельного методу, створення програми послідовності арифметичних дій, проведення обчислень шляхом арифметичних операцій над числами згідно зі створеною програмою.

Августа Лавлейс

Серед учених, які зробили значний внесок у розвиток обчислювальної техніки, була математик леді Августа Лавлейс — дочка видатного англійського поета лорда Байрона. Саме вона переконала Бебіджа у необхідності використання у його винаході двійкової системи обчислення замість десяткової. Вона також розробила принципи програмування, що передбачали повторення послідовності команд та виконання цих команд за певних умов. Ці принципи використовуються і в сучасній обчислювальній техніці.

Герман Холеріт

Чарлз Бебідж вперше висловив ідею використання перфокарт в обчислювальній техніці, але реалізовано цю ідею було тільки 1887 року Германом Холерітом. Його машина була призначена для обробки результатів перепису населення США. Також Холеріт уперше застосував для організації процесу обчислення електричну силу.

Картки використовувались для кодування даних перепису, при цьому на кожну людину була заведена окрема картка. Кодування велося за допомогою певного розташування отворів, що пробивалися в картці по рядках та колонках. Наприклад, отвір, що був пробитий в третій колонці та четвертому рядку, міг означати, що людина одружена. Коли картка, що мала розмір банкноти в один долар, пропускалася крізь машину, вона прощупувалась системою голок. Якщо навпроти голки з'являвся отвір, то голка проходила крізь нього і доторкалася до металевої поверхні, що була розташована під карткою. Контакт, який відбувався при цьому, замикав електричний ланцюг, завдяки чому до результату обчислення додавалася одиниця.

Перші електронно-обчислювальні машини

Перші електронні комп'ютери з'явилися в першій половині XX ст. На відміну від попередніх, вони могли виконувати задану послідовність операцій за програмою, що була задана раніше, або послідовно розв'язувати задачі різних типів. Перші комп'ютери були здатні зберігати інформацію в спеціальній пам'яті.

Конрад Цузе

1934 року німецький студент Конрад Цузе, який працював над дипломним проектом, вирішив створити у себе вдома цифрову обчислювальну машину з програмним управлінням та з використанням (вперше в світі) двійкової системи числення. 1937 року машина 21 (Цузе 1) запрацювала. Вона була 22-розрядною, з пам'яттю на 64 числа і працювала на суто механічній (важільній) базі.

Необхідність у швидких та точних обчисленнях особливо зросла під час Другої світової війни (1939—1945 рр.) перш за все для розв'язання задач балістики, тобто науки про траєкторію польоту артилерійських та інших снарядів до цілі.

Джон Атанасов

1937 року Джон Атанасов (американський вчений, болгарин за походженням) вперше запропонував ідею використання електронних ламп як носіїв інформації.

Алан Тьюрінг

В 1942—1943 роках в Англії була створена за участю Алана Тьюрінга обчислювальна машина «Колос». В ній було 2000 електронних ламп. Машина призначалася для розшифрування радіограм німецького вермахту. «Колос» вперше в світі зберігав та обробляв дані за допомогою електроніки, а не механічно.

Машини Цузе та Тьюрінга були засекреченими, про їх створення стало відомо через багато років після закінчення війни.

Говард Айкен - Марк 1

1944 року під керівництвом професора Гарвардського університету Говарда Айкена було створено обчислювальну машину з автоматичним керуванням послідовністю дій, відому під назвою Марк 1. Ця обчислювальна машина була здатна сприймати вхідні дані з перфокарт або перфострічок. Машина Марк 1 була електромеханічною, для зберігання даних використовувались механічні прилади (коліщатка та перемикачі). Машина Айкена могла виконувати близько однієї операції за секунду та мала величезні розміри: понад 15 м завдовжки та близько 2,5 м заввишки і складалася більш ніж із 750 тисяч деталей.

Джон фон Нейман

Суттєвий внесок у створення ЕОМ зробив американський математик Джон фон Нейман, що брав участь у створенні ЕНІАКа. Фон Нейман запропонував ідею зберігання програми в пам'яті машини. Такі ЕОМ були значним кроком уперед на шляху створення більш досконалих машин. Вони були здатні обробляти команди в різному порядку.

ЕДСАК

Перша ЕОМ, яка зберігала програми у пам'яті, дістала назву ЕДСАК (Electronic Delay Storage Automatic Calculator — електронний калькулятор з пам'яттю на лініях затримки). Вона була створена в Кембріджському університеті (Англія) 1949 року. З того часу всі ЕОМ є комп'ютерами з програмами, які зберігаються у пам'яті.

С. Лєбєдєв – МЕОМ, ШЕОМ

1951 року в Києві під керівництвом С. Лєбєдєва незалежно було створено МЕОМ (Мала Електрична Обчислювальна Машина). 1952 року ним же було створено ШЕОМ (Швидкодіюча Електрична Обчислювальна Машина), яка була на той час кращою в світі та могла виконувати близько 8 тисяч операцій за секунду.

Перше покоління комп'ютерів

Такі комп'ютери, як ЕНІАК, ЕДСАК, ШЕОМ та ЮНІВАК, являли собою. лише перші моделі ЕОМ. Упродовж десятиріччя після створення ЮНІВАКа було виготовлено та введено в експлуатацію в США близько 5000 комп'ютерів.

Гігантські машини на електронних лампах 50-х років склали перше покоління комп'ютерів.

Друге покоління комп'ютерів

Друге покоління комп'ютерів з'явилося на початку 60-х років, коли на зміну електронним лампам прийшли транзистори. Винайдені 1948 р. транзистори, як виявилось, були спроможні виконувати всі ті функції, які до цього часу виконували електронні лампи. Але при цьому вони були значно менші за розмірами та споживали набагато менше електроенергії. До того ж транзистори дешевші, випромінюють менше тепла та більш надійні, ніж електронні лампи. І все ж таки найдивовижнішою властивістю транзистора є те, що він один здатен виконувати функції 40 електронних ламп та ще й з більшою швидкістю, ніж вони. В результаті швидкодія машин другого покоління виросла приблизно в 10 разів порівняно з машинами першого покоління, обсяг їх пам'яті також збільшився. Водночас із процесом заміни електронних ламп транзисторами вдосконалювалися методи зберігання інформації. Магнітну стрічку, що вперше було використано в ЕОМ ЮНІВАК, почали використовувати як для введення, так і для виведення інформації. А в середині 60-х років набуло поширення зберігання інформації на дисках.

Третє покоління комп'ютерів

Поява інтегрованих схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки — народження машин третього покоління. Інтегрована схема, яку також називають кристалом, являє собою мініатюрну електронну схему, витравлену на поверхні кремнієвого кристала площею приблизно 10 мм2. Перші інтегровані схеми (ІС) з'явилися 1964 року

Поява інтегрованих схем означала справжню революцію в обчислювальній техніці. Одна така схема здатна замінити тисячі транзисторів, кожний 3 яких у свою чергу уже замінив 40 електронних ламп. Інакше кажучи, один крихітний, але складний кристал має такі ж самі обчислювальні можливості, як і 30-тонний ЕНІАК!

Швидкодія ЕОМ третього покоління збільшилася приблизно в 100 разів порівняно з машинами другого покоління, а розміри набагато зменшилися.

П’яте покоління комп'ютерів

Нині створюються та розвиваються ЕОМ п'ятого покоління — ЕОМ на надвеликих інтегрованих схемах. Ці ЕОМ використовують нові рішення у архітектурі комп'ютерної системи та принципи штучного інтелекту.

 

Питання2

Принцип функціонування ПК.

Будова комп'ютера чимось нагадує будову людини. Процесор, оперативна пам'ять і жорсткий диск виконують функції мозку; материнська плата і чіпсет - це кровоносна і нервова системи; клавіатура, миша, мікрофон, сканер і веб-камера (пристрої вводу) схожі з людським зором, слухом та іншими функціями відчуття навколишнього світу; монітор і принтер (пристрої виводу) - це щось типу мови.
Розглянемо таку сітуевіну: в стародавні часи, коли дебіли-лицарі в іржавих сталевих обладунках билися між собою як попало, жила сім'я - барон і його дружина. Сам барон пішов повоювати, а дружина тим часом народила йому спадкоємця, при цьому сам барон 9 місяців тому сильно був відсутній вдома. Дехто з придворних пише листа чоловікові-рогоносця і з гінцем його відправляє. Барон, отримавши звістку, переварює його і пише відповідь (зміст якого буде вельми не привабливим, як мені здається) і з тим же гінцем відправляє лист у родовий замок.
Так що ж сталося з технологічної точки зору? А ось що. З'явився якийсь обсяг інформації (народилася дитина). Пристрій, що одержав інформацію (придворний) обробляє її і готує до відправлення, використовуючи загальний протокол (писемність). Такий пристрій можна назвати передавач. Потім, ще один пристрій, призначений для передачі даних (гонець) передає підготовлену інфу. Приймач або, як Ви зрозуміли вже, пристрій приймає інформацію (барон) вважало дані, використовуючи той же самий протокол (писемність) і, виходячи з деякою інформацією, яка була закладена раніше (виховання, громадська думка, звичаї і т. д.) прийняло рішення. У вигляді відповіді, ці дані були відправлені назад, використовуючи той же пристрій передачі інформації (гонець). Ось так от, приблизно і працюють пристрої комп'ютера між собою: постійно щось обробляють і обмінюються даними, використовуючи загальні протоколи, що обмовляють, як ці дані передавати і приймати.
Вся інформація зберігається на жорсткому диску. Коли Ви вмикаєте комп'ютер, то частина даних, необхідних для нормального функціонування системи, завантажується в оперативну пам'ять (ОЗП - оперативний запам'ятовуючий пристрій). Крім того, туди ж можуть відправляти свої дані та інші пристрої в процесі роботи компа. За обробку даних відповідає процесор (ЦП - центральний процесор). Інформація надходить в ЦП з ОЗУ, і після обробки туди ж і повертається. А потім вже вона може бути відправлена ​​адресату, то пак пристрою, який ці дані і відправило в оперативну пам'ять для подальшої обробки (правда так відбувається не завжди, але про це багато пізніше).Якщо Вам знадобилося інформацію зберегти надовго, то Ви "скидаєте" її на жорсткий диск, так як ОЗУ може зберігати дані тільки за умови, що до нього постійно подається електроживлення.
Якщо якому-нитка пристрою раптом захотілося, щоб ЦП обробив для нього що-небудь, то для початку необхідно підготувати дані потім, відправивши їх у пам'ять, повідомити процесору, що дані ці треба обробити. Почекати, а потім може бути (залежно від поставленого завдання) отримати оброблені дані назад, а може і якому іншому пристрою їх відправити.Пристроїв багато, а процесор один і на всіх їх його відразу не вистачає. Що робити? Дуже просто - вставати в чергу і чекати.Існує ієрархія серед пристроїв. Комусь ЦП обробить дані відразу, а комусь доведеться чекати до другого пришестя.

Подивіться на малюнок. СPU - це центральний процесор, RAM - оперативна пам'ять, HDD - жорсткий диск, а device - яке-нить пристрій, ну наприклад, модем.
Зрозуміло, що користувач повинен спостерігати за якимось результатом своєї роботи. Ось для цього призначений монітор, дані для якого готує відеокарта (до речі, саме цей пристрій може звернутися до ЦП в обхід ОЗУ). Наприклад: Ви запустили MS Word і натиснули на якусь нитку клавішу, скажімо [G]. На екрані, в текстовому полі з'явилася буква і що не мало важливо, це буква G. Що сталося? По-перше, Ви, запустивши програму MS Word, віддали їй управління комп'ютером (який знаходиться ще й під управлінням операційною системою). По-друге, натиснувши на клавішу [G], змусили міні-процесор клавіатури послати код цієї клавіші в комп'ютер. По-третє, процесор, обробивши команду і дані, які були підготовлені програмою, відправив їх до відеокарти. По-четверте, відеокарта, отримавши команду і дані і обробивши їх по-своєму, відправила все в монітор, а той, у свою чергу вивів те, що було наказано.Все. На екрані Ви спостерігаєте букву G. Ось вже дійсно: "Натисни на кнопку - отримаєш результат":)
З останнього прикладу можна зробити висновок, що комп'ютер це не тільки його апаратна частина (hardware), але і програмна частина теж (software). Тобто одне від іншого не віддільна.Більше того, скажу Вам - будь-який пристрій комп'ютера має власну програму управління, яка називається драйвер (driver).Без таких програм більшість пристроїв компа працювати не буде. Загальне управління над комп'ютером бере на себе операційна система (ОС). До слова сказати, це найслабше місце сучасного ПК.
Взагалі, слід відзначити, що всі ПК працюють по фон-неймановской принципам програмного управління. Угорець за національністю Джон фон Нейман у 1930 році емігрував в США, де в 1945 році розробив принципи програмного керування ЕОМ. І до сих пір світ інфотехнологій користується цими правилами (хоч і не найбільш зручними і мають свої недоліки), тому що ніхто нічого іншого толком запропонувати не може (тобто і не фоннеймовскіе компи, але вони поки володіють ще більшими вадами). Ось у чому полягають ці правила:
1. Принцип двійкового кодування. Це означає, що вся інформація в комп'ютері передається і зберігається в двійковому вигляді.
2. Принцип програмного управління. Тут мова йде про те, що програма являє собою набір команд, які процесор виконує автоматично і в певній послідовності.
3. Принцип однорідності пам'яті. Різнотипних інформація різниться за способом використання, а не за способом кодування.
4. Принцип адресності. Інформація розміщується в комірках пам'яті, які мають точну адресу. Знаючи адресу, ЦП може отримати доступ до потрібної інформації в будь-який момент часу.
А тепер я задам Вам невелику задачку, типу тест на те, зрозуміли Ви що-нить вже чи ні. Є таке поняття - гарячі клавіші.Це певні комбінації клавіш, при натисненні на які відбуваються якісь стандартні дії. Наприклад, поєднання [Ctrl] + [Alt] + [Del] в Windows 98 призводить до перезавантаження ОС, а поєднання [Ctrl] + [V] в MS Word - команда "Вставити". Так от, хто саме визначає ці гарячі клавіші: клавіатура або програма?
....................................................
Для тих, хто так нічого і не зрозумів:) відповідаю: програма, тому що "клаві" абсолютно пофіг, що Ви там тиснете. Її завдання полягає в тому, щоб правильно передавати коди клавіш. А ось що це за коди і що з ними робити визначає та програма, з якою в даний момент працює користувач. І якщо, працюючи в MS-Word'е натиснути [Ctrl] [V], то ця прога віддасть команду на читання буфера пам'яті, куди було щось скопійовано (текст або малюнок відповідного формату) і вставить це щось в те місце, де моргає курсор. От і все

.

Питання 3

Поняття про архітектуру комп'ютерів. Блок-схема комп ’ютера

Архітектурою ПК називають його опис на деякому загальному рівні, що включає опис системи команд, системи адресації, організації пам'яті і т. д. Архітектура визначає принципи дії, інформаційні зв'язки і взаємодію головних пристроїв ПК: процесора, внутрішньої, зовнішньої пам'яті та периферійних пристроїв. Уніфікація архітектури ПК забезпечує їх сумісність з точки зору користувача.

Апаратне забезпечення

Сьогодні ви ознайомитеся з апаратними компонентами, з яких складається інформаційна система. Зрозуміло, що набір компонентів визначатиметься конкретною системою та завданнями, які вона покликана виконувати.

До апаратної складової (hardware) належать:

§ комп'ютер (системний блок):

§ корпус;

§ процесор;

§ материнська плата;

§ внутрішня пам'ять;

§ зовнішня пам'ять;

§ блок електричного живлення;

§ відеокарти;

§ звукові карти;

§ порти;

§ пристрої введення інформації;

§ пристрої виведення інформації;

§ комунікаційне обладнання.

 

Системний блок (корпус)

Системний блок стаціонарного ПК — прямокутний каркас, у якому розміщено всі основні вузли комп'ютера: материнська плата, адаптери, блок живлення, накопичувач на гнучких магніти дисках (НГМД), один (іноді більше) накопичувач — HDD, динамік, дисковод для компакт-дисків або інші накопичувачі, органи керування. Серед органів керування, що, як правило, встановлюють на передній панелі, можуть бути: вимикач електроживлення; кнопка загального скидання RESET; кнопка «сну», яка дає змогу зменшити енергоспоживання, коли ком-п'ютер не використовується; індикатори живлення та режимів роботи. Із тильного боку системного блока розташовані штепсельні рознімні з'єднання — порти для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми (встановленими поза системним блоком) пристроями. У середині системного блока розміщено плати сполучення пристроїв із центральним процесором (ЦП) та іншими пристроями на материнській платі (адаптери або контролери і плати розширення).

Блок живлення

Цей блок перетворює змінний струм стандартної мережі електроживлення (220 В, 50 Гц) на постійний струм низької напруги. Він має кілька виходів на різні напруги (12 і 5 В), які забезпечують живленням відповідні пристрої комп'ютера. Електронні схеми блока живлення підтримують ці напруги стабільними незалежно від коливань мережної напруги в досить широких межах (від 180 до 250 В). Звичайна потужність блоків живлення ПК становить 230-500 Вт, для мережного сервера вона може бути значно більшою. Більшість блоків живлення має вентилятор для відведення із системного блока надмірного тепла, що виділяється під час роботи електронних пристроїв.

Системна (материнська) плата

Так називають велику друковану плату одного зі стандартних форматів, яка несе на собі головні компоненти комп'ютерної системи: ЦП; оперативну пам'ять; кешпам'ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, — чипсет (chipset); центральну магістраль, або шину; контролер шини й кілька рознімних з'єднань-гнізд (слотів, від англ. slot — щілина), які служать для підключення до материнської плати інших плат (контролерів, плат розширення та ін.). Частина слотів у початковій комплектації ПК залишається вільною. У рознімні з'єднання іншої конфігурації встановлюють модулі оперативної пам'яті. Кількість і тип рознімних з'єднань є однією з важливих характеристик системної плати, оскільки під час доукомплектовування або модернізації комп'ютера вільних слотів може не вистачити. Крім того, на материнській платі є мініатюрні перемички (jumpers) або перемикачі (switches), за допомогою яких відбувається налаштування плати. На системній платі розташовані також з'єднуючі, до яких за допомогою спеціальних кабелів (шлейфів) підключають додаткові пристрої. Ще один важливий елемент, який встановлюють на системній платі, — мікросхема BIOS (Basic Input-Output System, базова система введення-виведення). Вона е енергонезалежним постійним запам'ятовувальним пристроєм (ПЗП), в який записано програми, що реалізують функції введення-виведення, а також програму тестування комп'ютера в момент вмикання живлення (POST, Power On Self Test), програму налаштування параметрів BIOS та інші спеціальні програми. У роботі BIOS використовують відомості про апаратну конфігурацію комп'ютера, які зберігає ще одна мікросхема — CMOS RAM. Це енергозалежна пам'ять, що постійно підживлюється від батарейки, яка також знаходиться на системній платі. Вона живить і схему кварцового годинника — годинника реального часу, що безперервно відлічує час і поточну дату.

Мікропроцесор

Мікропроцесор (МП) — це, по суті, мініатюрна обчислювальна машина. Основними параметрами МП є набір команд, розрядність, тактова частота. Набір або система команд постійно вдосконалюється, з'являються нові команди, що замінюють серії найпримітивніших команд — мікропрограми. На виконання нової команди потрібна менша кількість тактів, ніж на мікропрограму. Сучасні МП можуть виконувати до кількох тисяч команд (інструкцій).

Характеристика МП:

§ розрядність (біт);

§ тактова частота (Гц);

§ кількість ядер;

§ розмір кешу (Мб).

Розрядність показує, скільки двійкових розрядів (бітів) інформації обробляється (або передається) за один такт, а також скільки двійкових розрядів може бути використано у МП для адресації оперативної пам'яті, передачі даних та ін. Тактова частота вказує, скільки елементарних операцій (тактів) МП виконує за секунду, вимірюється в мегагерцах (1 МГц = 1000000 Гц). Вона є лише відносним показником продуктивності МП. Через архітектурні відмінності МП у деяких з них за один такт виконується робота, на яку інші витрачають кілька тактів. Важливими характеристиками сучасних МП, що впливають на їхню продуктивність, є об'єм і швидкість функціонування вмонтованої кеш-пам'яті. Річ у тім, що сучасні МП «обганяють» за тактовою частотою інші елементи комп'ютера. Найпринциповішим є те, що тактова частота МП у кілька разів вища, ніж частота синхронізації системної шини, по якій відбувається обмін інформацією з відносно повільним оперативним запам'ятовувальним пристроєм (ОЗП). Без внутрішньої кеш-пам'яті (що має особливо високу швидкодію) МП часто працював би вхолосту, чекаючи чергової інструкції з ОЗП або закінчення операції запису в пам'ять. Джерело безперебійного живлення — пристрій, призначений для захисту комп'ютера від стрибків напруги або відключення електроенергії. Для надійної роботи комп'ютера йому необхідно постійне енергоживлення.

Питання4

Причини успіхів ПК.

Хоча ПК досить швидко завоював світ, його створення тривало довго.

Перший ПК Альтаїр-8800 фірми MITS {Micro Instrumentation and Telemetry Systems

- мікроапаратура і системи телеметрії), побудований на основі мікропроцесора

Intel-8008, з'явився на початку 1975 р. Ємність пам'яті цього комп'ютера становила

усього 256 байт, він не мав ні клавіатури, ні дисплея. Користувачі вводили програми

і дані в двійковій формі, клацаючи набором маленьких ключів, що могли займати два

положення - вгору і вниз; результати зчитувалися також у двійкових кодах - за світними

і темними лампочками (рис. 2.19).

Ці комп'ютери тривалий час не мали ніякого програмного забезпечення і їх купували

здебільшого ентузіасти-програмісти. Одну з перших програм для ПК Альтаїр-8800,

що реалізувала популярну мову Basic, написали майбутні засновники фірми Microsoft

Білл Гейтс і Поль Аллен.

Комерційний успіх ПК Альтаїр-8800

сприяв розвитку інших компаній, що посіли

тепер чільне місце у виробництві ПК.

Однак найбільший успіх на першому етапі

масового поширення ПК мала заснована Сті-

вом Джобсом і Стефаном Возняком компанія

Apple. Перший ПК Джобса і Возняка {Apple),

г, о и п т т " гтіл зібраний у гаражі, не мав успіху, однак дру-

Рис.2 д.ПершииПК названий АррІе-2, з'явився в 1977 р.

Altair-8800 „,

Цей комп ютер, що мав систему кольорової

графіки, забезпечив компанії в перший же

рік рівень продажу 2,7 млн дол.

У 1981 р. фірма IBM вийшла на ринок ПК, випустивши свій перший ПК - IBM PC

{Personal Computer - персональний комп'ютер) (рис. 2.20). Ця модель комп'ютера, а

також моделі IBM PC XT {eXtended Technology - розширена технологія) і IBM PC AT

{Advanced Technology - передова технологія) поклали початок дійсно масовому використанню

ПК.

Усі попередні ПК (за винятком, мабуть, комп'ютерів ^i-puw. Apple) задовольняли

здебільшого інтереси вузького кола аматорів і професіоналів. Персональний

комп'ютер IBM виявився саме таким, тобто з гнучкою системою, яка легко адаптується

і здатна використовувати різноманітні апаратні й програмні засоби інших

виробників.

Для створення IBM PC ^ув використаний модульний принцип побудови ПК із можливістю

заміни окремих компонентів комп'ютера у разі їх несправності чи модернізації.

Крім того, у процесі розвитку програмних і апаратних засобів був запроваджений принцип

сумісності ≪зверху-вниз≫: усі нові пристрої і програми мають бути сумісними, тобто

забезпечувати здатність наступних версій обслуговувати раніше створені програми.

Фірма IBM незабаром стала витіснятися

іншими виробниками ПК,

шіо пропонували ПК краш,ої якості

і за нижчою ціною. Ці комп'ютери, названі

клонами (близнюками) комп'ютерів

IBM PC {IBM-сумісними ПК), тепер

складають вагому частку ринку ПК

у світі, особливо для непрофесійного

користувача, оскільки для цих ПК існують

тисячі програм з найрізноманітніших

галузей - від простих оброблювачів

текстів (текстових процесорів)

до мережевих систем керування розподіленими

даними.

 

Питання5

Основні характеристики ПК, особливості ПК.

 

Продуктивність (швидкодія) ПК - можливість комп'ютера обробляти великі об'єми інформації. Визначається швидкодією процесора, об'ємом ОП і швидкістю доступу до неї (наприклад, Pentium III обробляє інформацію з швидкістю в сотні мільйонів операцій в секунду)
Продуктивність (швидкодія) процесора - кількість елементарних операцій виконуваних за 1 секунду.

Тактова частота процесора (частота синхронізації) - число тактів процесора в секунду, а такт - проміжок часу (мікросекунди) за який виконується елементарна операція (наприклад складання). Таким чином Тактова частота - це число вироблюваних за секунду імпульсів, синхронизирующих роботу вузлів комп'ютера. Саме ТЧ визначає швидкодію комп'ютера

Задається ТЧ спеціальною мікросхемою «генератор тактової частота», який виробляє періодичні імпульси. На виконання процесором кожної операції відводиться певна кількість тактів.Частота в 1Мгц = 1 мільйон тактів в 1 секунду. Перевищення порогу тактової частоти приводить до виникнення помилок процесора і ін пристроїв. Тому існують фіксовані величини тактових частот для кожного типу процесорів, наприклад: 2,8; 3,0 Ггц і тд

Розрядність процесора - max довжина (кол-во розрядів) двійкового коду, який може оброблятися і передаватися процесором цілком.

Розрядність пов'язана з розміром спеціальних елементів пам'яті - регістрами. Регістр в 1байт (8біт) називають восьмирозрядним, в 2байта - 16-розрядним і тд.Високопродуктивні комп'ютери мають 8-байтові регістри (64разряда)

Час доступу - Швидкодія модулів ОП, це період часу, необхідний для зчитування min порції інформації з елементів пам'яті або запису в пам'ять. Сучасні модулі володіють швидкістю доступу понад 10нс (1нс = 10-9с)

Об'єм пам'яті (ємність) - max об'єм інформації, який може зберігатися в ній.

Щільність запису - об'єм інформації, записаної на одиниці довжини доріжки (біт / мм)

Швидкість обміну інформації - швидкість запису / зчитування на носій, яка визначається швидкістю обертання і переміщення цього носія в пристрої

Питання6

Портативні комп'ютери кишенькові комп’ютери.

Мобільний або портативний комп'ютер — персональний комп'ютер, який може бути зручно транспортований одною людиною і здатний бути швидко бути увімкнений у робочий стан, найчастіше з автономним живленням, з опціональною можливістю бути підключеним до мережі електроживлення.

[ред.]Особливості

Мобільні комп'ютери використовуються тими, хто часто міняє місце діяльності або працює просто у дорозі, тому одною з ключових їхніх характеристик є вага. Особливості використання портативних комп'ютерів вимагають застосування

§ спеціального апаратного забезпечення (з увагою до розмірів, ваги і енергоспоживання)

§ мобільного програмного забезпечення, яке враховує портативний екран, обмежені засоби вводу, і часто обмежені обчислювальні ресурси

§ комунікаційні можливості — наприклад, важливою особливістю сучасних портативних комп'ютерів є здатність підключатися до бездротових мереж.

Одною з ключових технологій, що дозволила створювати портативні комп'ютери, стала розробка та впровадження рідкокристалічних дисплеїв, а також похідних сучасних технологій.

Для зберігання інформації сучасні мініатюрні комп'ютери як правило користуються флеш-пам'яттю замість традиційних твердих дисків — вона компактніша, легша і стійкіша до механічних впливів.

Для спеціальних потреб розроблені моделі ударо- і вібростійких комп'ютерів та їхніх компонентів, використовуються броньовані водо- і пилонепроникні корпуси з амортизаторами.

[ред.]Класифікація

Мобільні комп'ютери включають кілька класів комп'ютерів, перелік яких розширюється з часом і розвитком інформаційної техніки. Звичайно сюди включають:

§ ноутбук або лептоп (буквально — робота на колінах) — повнофункціональний комп'ютер, в корпусі якого об'єднані дисплей)(звичайно від 13 до 17 дюймів у діагоналі), клавіатура і вказівний пристрій

§ нетбук — маленький ноутбук (діагональ екрана 7-10 дюймів), призначений для роботи в інтернеті

§ Мобільний інтернет-пристрій чи ручний комп'ютер — мініатюрний ноутбук з розміром екрана 4-6 дюймів, на якому який можна робити, тримаючи на одній руці

§ планшетний комп'ютер — комп'ютер без окремої клавіатури

§ кишеньковий комп'ютер, нині практично витіснений смартфонами

Цей перелік не вичерпний з кількох причин.

По перше існують класи комп'ютерів «на межі»: наприклад дескноут, який за формою виглядає як типовий ноутбук, але не має автономного живлення — це переносний, а не мобільний комп'ютер.

По друге, виробники вводять (часто з маркетингових міркувань) проміжні або нішеві класи портативних комп'ютерів, наприклад,смартбук, ультрабук тощо.

По третє, такі сучасні електронні пристрої як смартфони (комунікатори) чи гральні приставки за можливостями мало чим поступаються класичному розумінню комп'ютера, але традиційно відносяться до класів засобів зв'язку чи споживчої електроніки відповідно

 

Питання7

Структура ПК. Призначення основних блоків.

Зазвичай персональний комп'ютер складається з трьох частин:

· Системного блоку;

· Клавіатури, що дозволяє вводити символи в комп'ютер;

· Монітора (чи дисплея) - для зображення текстової або графічної інформації.

Комп'ютери випускаються і в портативному варіанті (як дипломат) або блокнотном (ноутбук) виконанні. Тут системний блок, монітор і клавіатура вкладені в один корпус: системний блок "захований" під клавіатурою, а монітор зроблений як кришка до клавіатури.

Хоча з цих частин комп'ютера системний блок виглядає найменш ефектно, саме він є в комп'ютері "головним". У ньому розташовуються всі основні вузли комп'ютера:

· Електронні схеми, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесори, оперативна пам'ять, контролери пристроїв);

· Блок живлення, що перетворить електроживлення мережі в постійний струм низької напруги, що подається на електронні схеми комп'ютера;

· Накопичувачі (чи дисководи) для гнучких магнітних дисків, використовувані для читання і запису на гнучкі магнітні диски (дискети);

· Накопичувач на жорстких магнітних дисках, призначені для читання і запису на незнімні жорсткі магнітні диски (вінчестер).

Мікропроцесор - найважливіший елемент комп'ютера, так як їм визначається швидкість виконання машиною програм користувача. З часу появи персональних комп'ютерів (ПК) змінилося кілька поколінь процесорів, що складає наступний ряд в порядку збільшення швидкості: 8088, 286, 386SX, 386DX, 486SX, 486DX, 486DX2, Pentium, Pentium Pro та інші.

Параметри процесора:

· Розрядність - ширина "такту", по якому передається комп'ютерна інформація: 8, 16, 32 або 64 біта;

· Тактова частота, що характеризує число команд, які виконуються процесором за одну секунду (вимірюється в мегагерцах (МГц)). Зазвичай тактова частота відповідає 160... 200МГц.

Мікропроцесор включає в себе:

· Арифметико-логічний пристрій (АЛП), що виконує операції (мікрооперації), необхідні для виконання команд мікропроцесора;

· Пристрій керування (УУ) - керує всіма частинами комп'ютера за допомогою принципів програмного управління;

· Мікропроцесорна пам'ять (МПП). В мікропроцесорі є кілька осередків власної пам'яті, вони називаються регістрами. Деякі з них призначені для зберігання операндів - величин, що беруть участь в поточній операції. Такі регістри називаються регістрами загального призначення (RON).

Регістр команд (RK) призначений для зберігання поточної команди. У регістрі - лічильнику команд (СК) зберігається поточний адресу. Перед виконанням п