Общие принципы организации и работы компьютеров Введение. Краткая история вычислительных машин

Первыми вычислительными машинами можно считать:

Абак – счетная доска;

Счеты – появились в России.

В XVII веке появляется суммирующая машина фр. ученого Блеза Паскаля. В XIX веке создаются механические арифмометры (Чебышев, Ч.Бэббидж). Первое программируемое устройство счета было разработано при участии Ады Лавлейс – дочери Дж. Байрона (в ее честь разработан язык программирования АДА).

Теоретическую базу электронных вычислительных машин заложили А. Тьюринг (Англия), Э. Пост (США).

Основные принципы построения цифровых вычислительных машин разработаны Нейманом, Голдстайлом, Берксом.

I Поколение

Первая ЭВМ на ламповых схемах появилась в США в 1946г. Первая русская ЭВМ появилась в 1951 году, называлась МЭСМ (малая электронная счетная машина), в 1952 – БЭСМ (быстродействующая электронная счетная машина).

II Поколение

Конец 50-х – начало 60-х годов. Это ЭВМ на полупроводниковых схемах. Минск – 2, Минск – 22, Минск – 32.

Для ввода информации кроме перфоленты, появляются перфокарта, а для запоминания информации – магнитные карты. АЦТУ есть.

III Поколение

Конец 60-х годов. ЭВМ на малых интегральных схемах. В этих машинах для общения с ЭВМ стали использовать видеотерминальные устройства – дисплеи. К таким ЭВМ относятся IBM – 360, IBM – 370 (США), ЕС-ЭВМ (СССР), ЕС-1022, ЕС-1035, ЕС-1066.

VI Поколение

Конец 70-х – начало 80-х годов. Компьютеры на базе БИС (больших интегральных схем). ПК относятся к отдельному классу машин 4 поколения. Компьютер фирмы IBM AT (286) появился в 1981году.

V Поколение

Компьютеры пятого поколения находятся в стадии разработки. В качестве элементной базы компьютеров предполагается использовать оптоволоконную технику и оптоэлектронные элементы.

1. Что такое компьютер?

Компьютер (computer) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать данные и производить вычисления, а также выполнять другие задачи манипулирования символами.

Основу компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций.

Любая компьютерная программа представляет собой последовательность отдельных команд.

Команда — это описание операции, которую должен выполнить компьютер. Как правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат.

Совокупность всех команд, выполняемых данным компьютером, называется системой команд этого компьютера.

Современные компьютеры работают с очень высокой скоростью - от сотен миллионов до нескольких миллиардов операций в секунду.

2. Как устроен компьютер?

Структура компьютеров основана на общих логических принципах, включающих следующие основные устройства:

• память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящая из пронумерованных ячеек;

• процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• устройство ввода и вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Основные устройства компьютера и связи между ними по схеме фон Неймана представлены на рис. 1. Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации. Устройство управления передает управляющие сигналы и контролирует их выполнение для всех устройств компьютера.

Процессор

Рис. 1. Общая схема компьютера

Функции памяти:

• приём информации из других устройств;

• запоминание информации;

• передача информации по запросу в другие устройства машины.