Принцип фон Неймана
Склад комп'ютера :
Арифметично-логічний пристрій – виконує арифметичні і логічні операції.
Пристрій керування -- організує процес виконання програм.
Запам'ятовуючий пристрій — або пам'ять для збереження програм і даних.
Зовнішні пристрої - для введення і виведення інформації.
Склад комп'ютера за принципом фон Неймана показаний на рис. 1.1.
Пам'ять комп'ютера повинна складатися з деякої кількості пронумерованих комірок, у кожній з яких можуть знаходитись або оброблятись дані чи інструкції до програм. Усі комірки пам'яті повинні бути однаково легко доступні для інших пристроїв комп'ютера.
Рис. 1.1. Принцип фон Неймана
Принципи роботи комп'ютера
Спочатку за допомогою будь-якого зовнішнього пристрою в пам'ять комп'ютера вводиться програма. Пристрій керування зчитує вміст комірки пам'яті, де знаходиться перша інструкція (команда) програми, і організується її виконання. Ця команда може задавати виконання арифметичних або логічних операцій або запис їхніх результатів у пам'ять, введення даних із зовнішнього пристрою в пам'ять або результат даних з пам'яті на зовнішній пристрій. Як правило, виконавши одну команду, пристрій керування починає виконувати команду з комірки пам'яті, що знаходиться безпосередньо за тільки що виконаною командою. Але цей порядок може бути змінений за допомогою команд передачі керування. Ці команди вказують пристроєві керування, що йому варто продовжити виконання програми, починаючи з команди, що утримується в деякій іншій комірці пам'яті. Такий « стрибок », або перехід, у програмі може виконуватися не завжди, а тільки за дотриманням деяких умов, наприклад, якщо деякі числа рівні, якщо в результаті попередньої арифметичної операції вийшов нуль і т.д. Це дозволяє використовувати ті самі послідовності команд у програмі багато разів, виконувати різні послідовності команд у залежності від отримання різних умов , тобто створювати складні програми.
Особливості сучасних комп'ютерів.
Арифметично - логічний пристрій і пристрій керування в сучасних комп'ютерах об'єднані в єдиний пристрій − центральний процесор. Крім того, процес виконання програм може перериватися для виконання невідкладних дій, пов'язаних із сигналами, що надійшли від зовнішніх пристроїв комп'ютера.
Поява персональних комп'ютерів
Комп'ютери 40-х і 50-х років були дуже громіздкими пристро-ями − величезні зали були заставлені шафами з електронним устаткуванням. Усе це коштувало дуже дорого, тому комп'ютери були доступні тільки великим компаніям і установам.
Перший крок до зменшення розмірів комп'ютерів став можливий з винаходом у 1948 р. транзисторів − мініатюрних приладів, що змогли замінити в комп'ютерах електронні лампи. До середини 60-х років з'явилися і більш компактні зовнішні пристрої для комп'ютерів, що дозволило випустити в 1965 р перший міні комп'ютер РDР – 8, розміром з холодильник вартістю 20 тис. доларів. Але на той час був підготовлений ще один крок до мініатюризації комп'ютерів − були винайдені інтегральні схеми. У 1968 р. фірма Вurroughs випустила перший комп'ютер на інтегральних схемах, а в 1970 р. фірма Intel почала продавати інтегральні схеми пам'яті. У тому ж році був зроблений ще один важливий крок на шляху до персонального комп'ютера − Маршиан Эдвард Хофф із тієї ж фірми Intel сконструював інтегральну схему, аналогічну за своїми функціями центральному процесорові великої ЕОМ. Так з'явився перший мікропроцесор Intel−4004, що був випущений у продаж наприкінці 1970 р. Звичайно, можливості Intel−4004 були куди скромніші, ніж у центрального процесора великої ЕОМ, він працював набагато повільніше і міг обробляти одночасно тільки 4 біти інформації (великі ЕОМ 16 або 32 біта). Але в 1973 р фірма Intel випустила 8-бітовий мікропроцесор Intel−8008, а в 1974 р. більш кращу версію Intel−8080.
Спочатку ці мікропроцесори використовувались тільки у різних спеціалізованих пристроях. Але в 1974 р. кілька фірм оголосили про створення на основі мікропроцесора Intel−8008 комп'ютера, тобто пристрою, що виконував ті ж функції, що і великі ЕОМ. На початку 1975 р. з'явився перший комп’ютер, що комерційно розповсюджувався, − Альтаір−8300, побудований на основі мікропроцесора Intel−8080. Цей комп'ютер, розроблений фірмою MITS, продавався за ціною близько 500 дол. Хоча можливості його були досить обмежені (оперативна пам'ять складала всього 256 байт, клавіатура й екран були відсутні), його появу було зустрінуто з великим ентузіазмом. У перші ж місяці було продано кілька тисяч комплектів машин. Наприкінці 1975 р. Пол Аллен і Білл Гейтс (майбутні засновники компанії Microsoft) створили для комп'ютера "Альтаір" інтерпретатор мови ВАSІС, що дозволило користувачам досить просто спілкуватися з комп'ютером і легко писати для нього програми. Успіх фірми МITS змусив багато фірм також зайнятися виробництвом персональних комп'ютерів. З'явилося і кілька журналів, присвячених персональним комп'ютерам. Комп'ютери вже стали продаватися в повній комплектації, із клавіатурою і монітором. Росту обсягу продажів сприяли численні корисні програми, розроблені для ділових застосувань. З'явилися і комерційно розповсюджувані програми, наприклад, програма для редагування текстів WordStar і табличний процесор VisiCalc (відповідно 1978 і 1979р.).