2. История развития вычислительной техники

История персонального компьютера насчитывает чуть более 20 лет. Вычислительные же устройства появились значительно раньше. История компьютера связана с именами многих великих ученых разных стран, увлеченных идеей автоматизации вычислений.

1623 г. Вильгельм Шикард – автоустройство для выполнения сложения на базе механических часов;

1642 г. Блез Паскаль – «паскалина»;

1673 г. Г.В.Лейбниц – арифмометр, выполняющий четыре арифметических действия; он первый предложил возможность представления любых чисел двоичными цифрами;

1834 г. Ч.Беббедж – разработал идею создания Аналитической машины, имеющей память и управляющейся с помощью программ, посредством перфокарт;

1842 г. А.Лавлейс – сформулировала основы программирования для аналитической машины Беббиджа;

1853 г. П.Г.Шютц – разностная машина.

1890 г. табулятор Холлерита.

1924 г. IBM (International Business Machines).

Математическую основу будущего компьютера составила логика Дж. Буля, т.е. логика с двумя возможными состояниями – истиной и ложью, которая хорошо применима для описания электротехнических переключательных систем. В 40-е годы 20 в. Были созданы компьютеры на электро-механических реле.

В 1946 г. Джон Фон Нейман сформулировал общие принципы функционирования компьютера, которые используются до сих пор.

• АЛУ - арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

• УУ – устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

• ЗУ – запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

• внешние и внутренние устройства для ввода-вывода информации.

Поколения ЭВМ

Конец 40-х – первая машина на принципах Неймана, на ламповых схемах (1-е поколение);

Конец 50-х – вычислительные машины на полупроводниковых схемах (2-е поколение);

60-е г.г. – вычислительные машины на малых интегральных схемах (чипах – Роберт Нойс) 3-е поколение;

70-е г.г. – вычислительные машины на центральных микропроцессорах (Маршан Эдвард Хофф, фирма Intel) и появились ПК (4-е поколение).

Стандартом для 90% производимых ПК стал IBM PC, появившийся в августе 1981 г. в его конструкции использовался принцип «открытой архитектуры». Возможность модернизации комплектующих, подключение дополнительных блоков и программного обеспечения, сделанного посторонними программистами, называется принципом открытой архитектуры.

3. Базовая аппаратная конфигурация

Базовая конфигурация персонального компьютера состоит из четырёх элементов:

• системный блок;

• монитор;

• клавиатура;

• мышь.

Системный блок содержит все основные устройства ПК, к нему так же подключаются все дополнительные внешние (периферийные) устройства.

Г лавная часть системного блока – системная материнская плата – набор электронных схем, управляющих работой ПК, к которой подключены все комплектующие (микропроцессор, оперативная память, другие виды памяти, видео и звуковая карта, системная магистраль данных).

М икропроцессор – электронная схема, выполняющая все вычисления и управляющая работой остальных элементов персонального компьютера (АЛУ и УУ).

Основные характеристики микропроцессора –

а) тактовая частота (скорость работы) – количество элементарных операций, выполняемых за единицу времени (секунду), измеряется в МГц;

б) модель (производители – AMD, Intel, Sun, IBM);

в) ядерность (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64).

О перативная память (ОЗУ) – запоминающее устройство, временно хранящее информацию.

Основные характеристики ОЗУ –

а) объём (в Мб) до 2 ГБ в одном модуле;

б) рабочая частота (время доступа к памяти).

П остоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – обеспечивает надёжное хранение и выдачу информации. Содержание ПЗУ не может быть изменено, в нём хранится наиболее важная и всегда используемая информация.

КЭШ-память – память небольшого объема, расположена между микропроцессором и опе-ративной памятью, хранит наиболее часто используемые участки оперативной памяти, повышает скорость работы ОЗУ.

Системная магистраль данных (шина) – предназначена для передачи сигналов между устройствами системного блока. Различают – командную, адресную и информационную шины.

Основная характеристика шины –

разрядность – количество одновременно передаваемых сигналов (8; 16; 32; 64; 128; 256; 1024).

Н акопители информации –

а) накопитель на жёстком магнитном диске (винчестер);

в) оптический дисковод CD-ROM и BluRay;

б) накопитель на гибком магнитном диске;

г) DVD и HDDVD-дисководы.

Носители информации –

а ) оптические диски с одно-кратной записью – CD-R, DVD-R, HDDVD-R, BR-R и многократной записью – CD-RW, DVD-RW, HDDVD-RW, BR-RW ;

б) флэш-карты.

Адаптеры – преобразователи информации, необходимые для согласования скорости передачи информации между внешними устройствами, формируются в виде отдельных карт, снабжены разъемом, к которому присоединяются внешние устройства.

Видеокарта – управляет работой монитора.

З вуковая карта – управляет работой звука в компьютере.

Монитор – устройство предназначенное для отображения текстовой и графической информации. Изображение формируется совокупностью точек (пикселов).

Основные характеристики монитора

а) размер по диагонали (в дюймах);

б) разрешение экрана (количество пикселей по горизонтали и вертикали), чем больше тем лучше качество изображения;

в) время отклика (мс);

г) плоскость экрана («Flatron»).

Виды мониторов по принципу действия

1. ЭЛТ – электронно-лучевая трубка.

2. Жидко-кристаллические (LCD): главным элементом является жидкое вещество, обладающее свойствами кристаллов, экран представляет собой массив ячеек с жидким кристаллом.

3 . Плазменные.

Клавиатура – устройство ввода информации.

Мышь – устройство ввода, управляет движением курсора по экрану, служит для управления работой программ. Различают – трекбол – в ноутбуках (сенсорная панель); пентмаус – похож на шариковую ручку, на рабочем конце находится узел, регистрирующий её перемещение.

М одем – устройство для обмена информацией с другими ПК через телефонную сеть. (МОдулятор-ДЕМодулятор) преобразовывает цифровой сигнал, идущий от компьютера, в аналоговый сигнал, передаваемый по телефонной линии (и наоборот).

встроенный модем (вставляемый в системный блок)

внешний модем (подключаемый к системному блоку)