2.5. Персональные компьютеры
Рисунок.2.12. Apple II |
История создания ПК Первой начала развивать направление ПК фирма Apple, которая выпустила на рынок первый ПК Apple II, представленный на рисунке 2.12. |
Компьютер Apple II отличался от большинства своих "современников" тем, что это не был вполне законченный аппарат, там оставалась некоторая свобода для любительских упражнений: в Apple II можно было устанавливать дополнительные интерфейсные платы, платы памяти и пр. Именно эта особенность, которую впоследствии стали называть "открытой архитектурой", и сделалась его основным преимуществом. Успеху Apple II способствовали еще две новинки. Во-первых, это был разработанный в 1978 г. недорогой накопитель на гибких дисках, во-вторых, первая программа для коммерческих расчетов – электронная таблица VisiCalc, которую создали два студента Дэн Бриклин и Боб Фрэнкстон. Именно эта программа "пересадила" многих бизнесменов с калькулятора за микрокомпьютер.
Рисунок.2.13. IBM PC |
В начале августа 1981 г. корпорация IBM, которая производила Большие ЭВМ, организовала пресс-конференцию, на которой было объявлено о выпуске принципиально новой модели компьютера – IBM PC (см. рисунок 2.13). |
Можно считать поворотным именно этот момент, но на самом деле революция началась на несколько лет раньше. Выпуск IBM PC обозначил новую фазу революции: захват персональными компьютерами совершенно нового рынка – корпоративного.
Рисунок.2.14. Macintosh |
Однако самым важным событием 1984 г. (если не считать появления PC AT) был выпуск первых компьютеров Macintosh (см. рисунок 2.14) с графическим интерфейсом, манипулятором "мышь" и многими другими атрибутами пользовательского интерфейса, без которых не мыслятся современные настольные компьютеры. |
Тем не менее, корпорация IBM смогла завоевать рынок, поскольку она сотрудничала с фирмой Microsoft по вопросам создания программных продуктов в достаточно большом диапазоне и с фирмой Intel по вопросам создания микропроцессоров. Фирма Apple увлеклась усовершенствованием периферии, в частности, мониторы с прекрасной графикой, а программы были ориентированы первое время только на игры, издательскую деятельность и обслуживание (торговля).
Состав персональных компьютеров
Стандартный набор настольного персонального компьютера содержит:
Системный блок (процессорный блок)
Дисплей (Монитор)
Принтер
Клавиатуру
Мышь
В состав системного блока входит:
Материнская плата, на которой находится микропроцессор, оперативная память и шина (магистраль передачи данных между процессором и оперативной памятью и внешними устройствами). Общая шина делится на три отдельных: адресная (1), данных и команд (2), управления, контролирующая процессы передачи (3).
Внешние запоминающие устройства состоят из накопителей и носителей.
Накопители – это устройства, для записи или чтения информации (дисководы, стримеры).
Носители – это среда для хранения информации, т.е. собственно магнитные, магнитооптические и лазерные диски, магнитные ленты.
В зависимости от типа среды носители можно разделить на магнитные, оптические и смешанные.
Магнитные носители – это гибкие диски, ленты, диски типа ZIP (все они сменные) и жесткие (типа Винчестер).
Рисунок.2.15. Винчестер |
Жесткий магнитный диск типа Винчестер (см. рисунок 2.15) состоит из нескольких дисков-пластин (алюминиевых или керамических), покрытых магнитным материалом. Название Винчестер происходит от английского названия ружья Винчестер калибра 30/30. Первый жесткий диск имел память верхней и нижней поверхностей 30/30 Мб. |
Оптические компакт-диски появились сначала, как только на чтение типа CD-ROM. В 1995/96 годах появились новые устройства, использующие компакт-диски: CD-R (позволяет выполнять однократную запись), CD-RW (допускает многократную перезапись данных на диске), DVD (цифровой универсальный диск с высокой плотностью записи).
Смешанная память представлена флеш-памятью, которая представляет собой микросхему перепрограммируемого ПЗУ (постоянного запоминающего устройства).
Контроллеры или адаптеры – электронные схемы для управления внешними устройствами.
Порты – входы для внешних устройств. Параллельные порты LPT1, LPT2… для принтеров. Передается, по крайней мере, 1 байт, т.е. все 8 бит передаются по своему проводу. Следовательно, параллельный порт содержит 8 проводов. Последовательные порты COM1, COM2,..... для мыши и клавиатуры. Они содержат 1 провод и передают по 1 биту последовательно. На смену устаревшим последовательным и параллельным портам пришел USB порт. Это универсальная последовательная шина, обеспечивающая высокую скорость передачи данных. С интерфейсом USB выпускаются современные УВВ: клавиатуры, мыши др.
Основные характеристики микропроцессоров: тактовая частота, разрядность и архитектура. У современных микропроцессоров – наличие КЕШ-памяти (cache – тайник).
Тактовая частота ‑ это скорость выполнения элементарных операций в секунду (тактов одной операции).
Разрядность ‑ количество разрядов одновременно участвующих в выполнении операции, т.е. разрядность ячеек памяти - 8-, 16-, 32-, 64-разрядные. В связи с этим существуют 8-, 16-, 32-, 64-разрядные микропроцессоры.
Архитектура микропроцессора – это набор команд, которые могут исполняться процессором.
В настоящее время используются микропроцессоры (МП), имеющие CISC-архитектуру (Complex Instruction Set Computing ‑ полный набор команд) и RISC-архитектуру (Reduced Instruction Set Computing ‑ уменьшенный набор команд).
Отличие их состоит в том, что микропроцессор с CISC-архитектурой содержит полный набор команд, а микропроцессор типа RISC содержит набор простых команд чаще всего встречающихся в программах. Более сложные команды программисты создают из простых. В этих МП на выполнение каждой простой команды за счет их параллельного выполнения тратится один такт (на выполнение самой короткой команды CISC - архитектуры обычно тратится 4 такта).
МП типа RISC не совместимы с CISC МП программно. RISC‑архитектура позволяет существенно увеличить скорость выполнения команд. Микропроцессоры RISC-архитектуры широко используются для создания суперЭВМ.
МП Intel, начиная с 486-го, содержат ядро RISC, которое выполняет самые простые (и обычно самые распространенные) команды за один такт, а по обычной технологии CISC интерпретируются более сложные команды. В результате обычные команды выполняются быстро, а более сложные и редкие — медленно. Хотя при таком «гибридном» подходе работа происходит не так быстро, данная архитектура имеет ряд преимуществ, поскольку позволяет использовать старое программное обеспечение без изменений.
Первая модель процессора Intel, которая вплотную приблизилась к архитектуре RISC – PentiumPRO (Precision RISC Organization - Полноценная RISC-архитектура).