19

Стоимость портативного персонального компьютера (ПК) в два–пять раз выше, чем у настольного, имеющего такие же основные параметры (размер оперативной памяти, тип процессора, емкость жесткого диска и т.д.).

Отнесение машин к тому или иному подклассу весьма условно как из-за размытости границ групп, так и вследствие широкого внедрения в жизнь практики заказной сборки машин, когда номенклатура узлов ПК и даже конкретные модели подгоняются под требования заказчика.

2.4.Тенденции развития ЭВМ

Вистории развития ЭВМ принято выделять несколько поколений вычислительных машин:

•первое поколение (ЭВМ на электронных лампах, были распространены в начале 50-х годов прошлого столетия);

•второе поколение (ЭВМ на полупроводниках, использовались в конце 50-х годов ХХ века);

•третье поколение (ЭВМ на интегральных микросхемах с небольшим количеством полупроводниковых элементов, появились

в60-х годах);

•четвертое поколение (на больших интегральных схемах было создано в 70-х годах);

•пятое поколение (персональные компьютеры и большие ЭВМ на сверхбольших интегральный микросхемах, используются сегодня).

На протяжении недавней истории ЭВМ, то есть примерно с середины 60- х годов, когда полупроводники уже полностью вытеснили электронные лампы из элементной базы вычислительных машин, в развитии этой области техники произошло несколько драматических поворотов. Все они явились следствием, с одной стороны, бурного развития технологии микропроцессоров, с другой – интенсивного прогресса программного обеспечения компьютеров. Тот и другой процессы развивались параллельно, подстегивая друг друга, в какой-то мере конкурируя. Новые технические возможности, появлявшиеся с созданием новых элементов и устройств,

20

позволили разработать более совершенные (и функциональные, и по производительности) программы; это, в свою очередь, порождало потребность в новых, более совершенных компонентах и т.д.

В 60-е годы, в эпоху машин третьего поколения, то есть машин на базе отдельных полупроводниковых элементов и интегральных схем небольшой плотности (типичной представитель - ЭВМ семейства IBM 360), пользователи пришли к осознанию необходимости изменения организации использования ЭВМ. До того ЭВМ предоставлялась в распоряжение одного человека (это был либо оператор, выполняющий готовую программу, либо программист, занятый разработкой новой). Такой порядок не позволял использовать весь потенциал машины. Поэтому возникла технология так называемой пакетной обработки заданий, характерная тем, что пользователь был отделен от машины. Он должен был заранее подготовить свое задание (чаще всего – в виде колоды перфокарт с управляющими кодами и исходными данными) и передать его в руки операторов, которые формировали очередь заданий. Таким образом, машина получала для обработки сразу несколько заданий и не простаивала в ожидании каждого нового задания или реакции пользователя на свои сообщения. Но и этого оказалось недостаточно: по быстродействию центральный процессор намного опережал внешние устройства, такие, как считыватели перфокарт и перфолент, АЦПУ (алфавитно-цифровые печатающие устройства), и

поэтому его мощность оказывалась не полностью использованной. Возникла идея организации многозадачного использования процессора. Ее суть состояла в том, что процессор как бы одновременно выполнял несколько программ. На самом деле процессор работал по-прежнему последовательно. Но когда, положим, в рамках какой-то программы очередь доходила до обмена с внешним устройством, эта операция перепоручалась недорогому специализированному устройству, а центральный процессор переключался на продолжение другой программы и т.д. Таким образом, коэффициент использования аппаратной части вычислительной установки резко возрос. В рамках одного из направлений развития идеи многозадачности появились и так называемые многопультовые системы. Они представляли собой комплексы, состоявшие из центральной ЭВМ и группы видеотерминалов (дисплеев) числом до нескольких десятков. Человек-оператор, работавший за пультом такого терминала, ощущал себя полным распорядителем ЭВМ, поскольку ЭВМ реагировала на его действия и команды с минимальной задержкой. В действительности же центральная ЭВМ квази-одновременно работала со многими программами, переключаясь с одной на другую в соответствии с определенной дисциплиной (например, уделяя каждому терминалу по несколько миллисекунд в течение секунды).

В 1971 г. был создан первый микропроцессор, то есть функционально законченное устройство, способное выполнять обязанности центрального процессора (правда, в то же время весьма маломощного). Это событие

21

имело значение поворотного момента в истории вычислительной техники (и не только вычислительной: в дальнейшем процесс микроэлектроники привел к существенным переменам и в других областях – в станкостроении, автомобилестроении, технике связи и т.д.). Совершенствование технологии, опиравшихся на достижения фундаментальных наук, на успехи оптики, точного машиностроения, металлургии и других отраслей, дало возможность получить микропроцессоры со все большим количеством элементов, размещенных на поверхности полупроводникового кристалла со все большей плотностью, а значит – все более мощные. Забота о возможно более полном использовании вычислительных ресурсов теряла свою остроту и даже актуальность.

В1979 г. мировой лидер в производстве средств вычислительной техники (ВТ), корпорация IBM, отреагировала на появление «персоналки» с некоторым запаздыванием, но в 1980 г. вышла на рынкок со своим IBM РС, самой важной особенностью которой была так называемая открытая архитектура. Это означает, во-первых, возможность реализации принципа взаимозаменяемости, то есть использования для сборки ПК узлов от разных производителей (лишь бы они соответствовали определенным соглашениям), и, во-вторых – возможность доукомплектования ПК, наращивание его мощности уже в ходе эксплуатации. Это смелое и дальновидное техническое решение дало мощный толчок всей индустрии ВТ. Десятки и сотни фирм включились в разработку и производство отдельных блоков и целых ПК, создав всплеск спроса на элементы, новые материалы, новые идеи. Последующие годы отмечены фантастически быстрым совершенствованием микропроцессоров (каждые 5 лет плотность размещения элементов на полупроводниковом кристалле возрастала в 10 раз!), запоминающих устройств (оперативных и накопителей), средств отображения и фиксации данных. И, повторимся, очень существенно то, что одновременно снижалась себестоимость и цены.

Вконечном счете, последние полтора десятилетия ознаменованы широчайшим распространением персональных ЭВМ во всех сферах человеческой деятельности. Заметны и социальные последствия этого феномена, но это – отдельный вопрос. Важно отметить, что ПК стали преобладать и как аппаратная база систем управления, вытесняя большие ЭВМ, что привело к ряду негативных последствий, в частности к неприемлемому снижению уровня централизации и частичной потере управляемости.

Как и ранее, технологические достижения приносили не только удовлетворение, но и новые проблемы. Усилия по их разрешению приводят к новым интересным результатам как в аппаратной сфере, так и в создании новых программных средств и систем. Проиллюстрируем это положение несколькими примерами.

22

2.5. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой, В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства (рис. 2):

•системный блок;

•монитор;

•клавиатуру;

•манипулятор «мышь».

23

Рис. 2

Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Монитор

Монитор — устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Клавиатура

Клавиатура — клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощь монитора получают от нее отклик.