Історія створення ПК апаратна складова Слово комп ютер походить

Історія створення ПК, апаратна складова Слово “комп'ютер” походить від латинського слова compute, що означає “обчислювати”.

Комп’ютер-це… n Персональний комп’ютер (ПК) — це пристрій, що виконує операції введення інформації, оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною.

Історія обчислювальних машин Першим пристроєм, призначеним для полегшення обчислень, була рахівниця. За допомогою кісточок рахівниць можна було здійснювати операції додавання й віднімання і нескладне множення. Однак рахівниця зовсім непридатна для операцій над нецілими числами і не може здійснювати складних операцій. А потреби людства в обчисленнях чимраз збільшувалися. n У 1642 р. французький математик Блез Паскаль сконструював першу механічну рахункову машину — «Паскаліна» , що могла механічно виконувати додавання чисел. n

n У 1673 р. Готфрід Вільгельм Лейбніц сконструював арифмометр, що дозволяв механічно виконувати чотири арифметичні дії. Починаючи з XIX ст. арифмометри одержали дуже широке застосування. З їх допомогою виконували навіть дуже складні розрахунки, наприклад, розрахунки балістичних таблиць для артилерійських стрільб. Існувала і спеціальна професія — обліковець — людина, що працює з арифмометром, швидко й точно дотримується певної послідовності інструкцій (таку послідовність інструкцій згодом почали називати програмою). Але багато розрахунків здійснювалися дуже повільно — навіть десятки обліковців повинні були працювати по кілька тижнів і місяців. Причина проста — при таких розрахунках вибір виконуваних дій і запис результатів здійснювався людиною, а швидкість її роботи досить обмежена.

n Ще в першій половині XIX ст. англійський математик Чарльз Беббідж спробував побудувати універсальний обчислювальний пристрій, тобто комп'ютер. Беббідж називав його аналітичною машиною. Саме Беббідж уперше додумався до того, що комп'ютер повинен містити пам'ять і управлятися за допомогою програми. Беббідж хотів побудувати свій комп'ютер як механічний пристрій, а програми збирався задавати за допомогою перфокарт — карт із цупкого паперу з інформацією, що наноситься за допомогою отворів (вони на той час уже широко вживалися в ткацьких верстатах). Однак довести до кінця цю роботу Беббідж не зміг — вона виявилася занадто складною для техніки того часу.

n n Першим реалізував ідею перфокарт Холлерит. Він винайшов машину для обробки результатів перепису населення. У своїй машині він уперше застосував електрику для розрахунків. У 40 х роках XX ст. відразу кілька груп дослідників повторили спробу Беббіджа на основі техніки XX ст. — електромеханічних реле. Деякі з цих дослідників нічого не знали про роботи Беббіджа і перевідкрили його ідеї заново. Першим із них був німецький інженер Конрад Цузе, який у 1941 р. побудував невгликий комп'ютер на основі декількох електромеханічних реле. Але через війну роботи Цузе не були опубліковані. А в США в 1943 р. на одному з підприємств фірми IBM (International Businness Machines Corporation) американець Говард Ейкен створив потужніший комп'ютер під назвою «Марк 1» . Він уже проводив обчислення в сотні разів швидше, ніж вручну (за допомогою арифмометра) і реально використовувався для військових розрахунків. У ньому використовувалося поєднання електричних сигналів і механічних приводів. «Марк 1» мав розміри 15 x 2, 5 м і містив 750. 000 деталей, він міг перемножити два 23 розрядні числа за 4 секунди.

n n У 1951 р. Дж. Форрестер опублікував статтю про застосування магнітних сердечників для зберігання цифрової інформації. У машині «Whirlwind 1» уперше була застосована пам'ять на магнітних сердечниках. Вона являла собою 2 куби з 32 x 17 сердечниками, що забезпечували зберігання 2048 слів для 16 розрядних двійкових чисел з одним розрядом контролю на парність. У розробку електронних комп'ютерів включилася фірма IBM. У 1952 р. вона випустила свій перший промисловий електронний комп'ютер IBM 701, що являв собою синхронну ЕОМ рівнобіжної дії, яка містить 4000 електронних ламп і 12 000 германієвих діодів. Удосконалений варіант машини IBM 704 відрізнявся високою швидкістю роботи, у ній використовувалися індексні регістри і дані представлялися у формі з плаваючою комою. n n Фірма IBM також зробила перші кроки в області автоматизації програмування, створивши в 1953 р. для машини IBM 701 «Систему швидкого кодування» . У СРСР О. А. Ляпунов запропонував одну з перших мов програмування. У 1957 р. група під керівництвом Д. Бекуса закінчила роботу над першою мовою програмування високого рівня, що отримала назву ФОРТРАН. Мова, реалізована вперше на ЕОМ IBM 704, сприяла розширенню сфери застосування комп'ютерів і згодом набула популярності. У Великобританії в липні 1951 р. на конференції в Манчестерському університеті М. Уїлкс представив доповідь «Найкращий метод конструювання автоматичної машини» , що стала першою роботою з основ мікропрограмування. Запропонований ним метод проектування пристроїв управління знайшов широке застосування.

n Свою ідею мікропрограмування М. Уілкс реалізував у 1957 р. при створенні машини EDSAC 2. М. Уїлкс разом із Д. Уіллером і С. Гіллом у 1951 р. написали перший підручник із програмування «Складання програм для електронних обчислювальних машин» . У 1956 р. фірма Ferranti випустила ЕОМ «Pegasus» , у якій уперше знайшла втілення концепція регістрів загального призначення (РЗП). З появою РЗП було усунуте розходження між індексними регістрами й акумуляторами, і в розпорядженні програміста виявився не один, а кілька регістрів акумуляторів.

Винекнення ПК персональних комп’ютерів. n Спочатку мікропроцесори використовувалися в різних спеціалізованих пристроях, наприклад у калькуляторах. Але в 1974 р. кілька фірм оголосили про І створення на основі мікропроцесора Intel 8008 персонального комп'ютера, тобто пристрою, що виконує ті ж функції, що й великий комп'ютер, але розрахованого на одного користувача. На початку 1975 р. з'явився перший комерційно розповсюджуваний персональний комп'ютер «Альтаїр 8800» на основі мікропроцесора Intel 8080. Цей комп'ютер продавався за ціною близько 500 дол. І хоча можливості його були досить обмежені (оперативна пам'ять складала всього 256 байт, клавіатура й екран були відсутні), його поява була зустрінута з великим ентузіазмом: у перші ж місяці були продані кілька тисяч комплектів машини. Покупці обладнували цей комп'ютер додатковими пристроями: монітором для ! виведення інформації, клавіатурою, блоками розширення пам'яті й т. д. Незабаром ці пристрої почали випускатися іншими фірмами. Наприкінці 1975 р. Пол Аллен і Білл Гейтс (майбутні засновники фірми Microsoft) створили для комп'ютера «Альтаїр» інтерпретатор мови Basic, що дозволило користувачам досить просто спілкуватися з комп'ютером і легко писати для нього програми. Це також сприяло популярності персональних комп'ютерів.

n Успіх Альтаїр 8800 змусив багато фірм також зайнятися виробництвом персональних комп'ютерів. Персональні комп'ютери почали продаватися вже в повній комплектації, із клавіатурою й монітором, попит на них склав десятки, а потім і сотні тисяч штук на рік. З'явилося кілька журналів, присвячених персональним комп'ютерам. Зростанню обсягів продажу сприяли численні корисні програми, розроблені для ділових застосувань. З'явилися також комерційно розповсюджувані програми, наприклад, програма для редагування текстів Word. Star і табличний процесор Visi. Calc (1978 p. і 1979 p. відповідно). Ці й багато інших програм зробили придбання персональних комп'ютерів досить вигідним для бізнесу: за їхньою допомогою стало можливим виконувати бухгалтерські розрахунки, складати документи і т. д. Використання ж великих комп'ютерів для цих операцій було занадто дорогою втіхою,

n n Наприкінці 1970 х років поширення персональних комп'ютерів навіть призвело до деякого зниження попиту на великі комп'ютери й міні комп'ютери (міні ЕОМ). Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM (International Business Machines Corporation) — провідної компанії з виробництва великих комп'ютерів, і в 1979 р. фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів. Однак керівництво фірми недооцінило майбутню важливість цього ринку і розглядало створення персонального комп'ютера усього лише як дрібний експеримент — щось иа зразок однієї з десятків робіт, що проводилися у фірмі, із створення нового обладнання. Щоб не витрачати на цей експеримент занадто багато грошей, керівництво фірми надало підрозділу, відповідальному за цей проект, небачену свободу. Зокрема, йому було дозволено не конструювати персональний комп'ютер «із нуля» , а використовувати блоки, виготовлені іншими фірмами. І цей підрозділ сповна використав наданий шанс. Як основний мікропроцесор комп'ютера був обраний новітній тоді 16 роз рядний мікропроцесор Intel 8088. Його використання дозволило значно збільшити потенційні можливості комп'ютера, тому що новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 мегабайтом пам'яті, а всі комп'ютери, які тоді існували, були обмежені 64 кілобайтами.

n n У серпні 1981 р. новий комп'ютер під назвою IBM PC був офіційно представлений публіці, і незабаром після цього він набув великої популярності у користувачів. Через пару років комп'ютер IBM PC зайняв провідне місце на ринку, витіснивши моделі 8 бітових комп'ютерів. Секрет популярності IBM PC у тому, що фірма IBM не зробила свій комп'ютер єдиним нероз'ємним пристроєм і не захищала його конструкцію патентами. Навпаки, вона зібрала комп'ютер із незалежно виготовлених частин і не тримала специфікації цих частин і способи їхнього з'єднання в секреті. Принципи конструкції IBM PC були доступні всім бажаючим. Цей підхід, названий принципом відкритої архітектури, забезпечив приголомшливий успіх комп'ютеру IBM PC, хоча і позбавив фірму IBM можливості особисто користуватися плодами цього успіху. Ось як відкритість архітектури IBM PC вплинула на розвиток персональних комп'ютерів.

Конфігурація n n Склад обчислювальної системи називається конфігурацією. Апаратні та програмні засоби обчислювальної системи розглядаються окремо. Тому розрізняють апаратну на програмну конфігурацію. Такий поділ для інформатики є істотним, тому що часто розв’язання одних і тих же завдань може забезпечуватись як апаратними, так і програмними засобами. Критерієм вибору того чи іншого засобу є його ефективність та продуктивність. Структурно комп’ютер складається з чотирьох основних пристроїв відповідно до тих завдань, які він вирішує при опрацюванні даних ( рис. 2. 1).

Основні пристрої. n n Пристрої вводу призначені для вводу (накопичення) інформації та управління роботою комп’ютера користувачем. До цих пристроїв відносяться: клавіатура, маніпулятор миша, сканер, джойстик. Пристрої виводу призначені для виводу інформації з метою візуального спостереження за роботою комп’ютера та створення твердих копій документів. До них належа ть монітор, принтер (друкуючий пристрій), плоттер. Запам’ятовуючі пристрої призначені для збереження інформації, як тривалого, так і тимчасового, на час їх опрацювання комп’ютером. Пам’ять поділяють на внутрішню та зовнішню. Внутрішня призначена для збереження інформації під час роботи комп’ютера. Сюди відносять оперативну, постійну, кеш та CMOS пам’ять. Вміст цієї пам’яті, як правило, зберігається лише при увімкненому живленні. Зовнішня пам’ять призначена для тривалого збереження інформації незалежно від того, чи є живлення. Для зовнішньої пам’яті розрізнять пристрої пам’яті (накопичувачі) та носії даних (дискети, диски, магнітні стрічки, лазерні диски, тощо). Пристрій опрацювання інформації здійснює її переробку та загальне управління роботою всіх інших пристроїв. Цим пристроєм є процесор.

Внутрішня будова ПК n n n n Персональний комп’ютер (ПК) – універсальна технічна система. Термін “персональний” підкреслює ту його особливість, що він орієнтований на обслуговування одного робочого місця. Разом з тим, існує поняття базової конфігурації ПК, яку вважають типовою. Це поняття може змінюватись з часом. На даний час базова конфігурація включає такі пристрої: · клавіатуру; · маніпулятор миша; · монітор; · системний блок. Клавіатура на даний час є основним пристроєм вводу даних. За допомогою неї можна вводити алфавітно цифрову інформацію та подавати команди управління. Стандартна клавіатура містить більше 100 клавіш, функціонально розділених на групи. Група алфавітно цифрових клавіш призначена для введення знакової інформації та подачі команд, що задаються літерами. Кожна клавіша може працювати в декількох режимах, які визначаються регістрами. До алфавітно цифрових клавіш відносять також деякі службові клавіші: Enter, Tab, Esc, Spacebar, Back. Space. Група регістрових клавіш здійснює переключення регістрів клавіатури, а також в комбінації з клавішами алфавітно цифрової групи розширяє можливості клавіатури по вводу символів та подачі команд. До неї відносять клавіші Alt, Ctrl, Shift, Caps. Lock, Num. Lock, Scroll. Lock, Print. Screen, Break.

Клавіатура n n Група функціональних клавіш розташована в верхній частині клавіатури. Ці клавіші призначені для подання команд. Функції клавіш не є жорстко детермінованими і можуть змінюватись для різних програм. Група клавіш управління курсором виконує функції переміщення курсору по екрану. Курсором називають спеціальний екранний маркер, який показує місце введення знакової інформації (поточну позиції екрану). До цієї групи входять клавіші управління курсором (стрілки), Page. Up, Page. Down, End, Home. До цієї групи відносять також клавіші Insert (здійснює переключення між режимами вставки та заміни при введені тексту) та Delete (здійснює видалення символів рядка справа від позиції курсору).

Клавіатура n n Група клавіш додаткової цифрової клавіатури виконує дві функції. В одному режимі ці клавіші призначені для введення цифрової інформації, а в іншому для управління переміщенням курсору. Переключення режимів здійснюється клавішею Num. Lock. Для зручності роботи з клавіатурою деякі клавіші (Alt, Ctrl, Shift, Enter) дубльовані.

Маніпулятор миша n Маніпулятор миша призначений для подачі команд управління. Крім цього, за допомогою мишу можна також створювати графічні об’єкти, змінювати властивості деяких елементів інтерфейсу користувача, тощо. Робота з маніпулятором полягає у переміщенні миші по пласкій поверхні. При цьому синхронно на екрані переміщується графічний покажчик. Команди подаються за допомогою клацань кнопками миші, яких є дві. детальніше використання миші буде розглянуто при дослідженні роботи з операційною системою.

Монітор n Монітор – це пристрій візуального подання даних. Основними характеристиками монітора є розмір екрану по діагоналі, який вимірюється в дюймах; роздільна здатність. Якість зображення визначається також типом відеоадаптера монітора – спеціального пристрою, який управляє виводом зображення. Тип адаптера визначає розміри екрана в пік селах, кількість кольорів графіки.

Системний блок n n n Системний блок являє собою основний вузол, у якому зібрані найбільш важливі компоненти. Основною компонентою є материнська плата. На ній розміщені: · процесор; · шини – набір провідників для передачі даних та сигналів управління; · оперативна пам’ять – набір мікросхем, призначених для зберігання даних під час їх безпосереднього опрацювання; · постійна пам’ять – мікросхема, призначення для постійного зберігання інформації, у тому числі і при вимкненому живленні.

Системний блок стаціонарного ПК — прямокутний каркас, в якому розміщено всі основні вузли комп'ютера: материнську плату, адаптери, блок живлення, один два накопичувачів на гнучких магнітних дисках (НГМД), один (іноді більше) накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД), динамік, дисковод для компакт дисків або інші накопичувачі, органи керування. Серед органів керування, що, як правило, встановлюють на передній панелі можуть бути: вимикач електроживлення; кнопка загального скидання RESET; кнопка "сну", яка дає змогу знизити енергоспоживання, коли комп'ютер не використовується; індикатори живлення та режимів роботи. Із тильного боку системного блока розташовано штепсельні рознімні з'єднання — порти для підключення шнурів живлення і кабелів зв'язку із зовнішніми (встановленими поза системним блоком) пристроями. В середині системного блока розміщено плати сполучення пристроїв із центральним процесором (ЦП) та іншими пристроями на материнській платі (адаптери, або контролери, і плати розширення).

Материнська плата n Так називають велику друковану плату одного із стандартних форматів, яка несе на собі головні ком поненти комп'ютерної системи: ЦП; оперативну пам'ять; кеш пам'ять; комплект мікросхем логіки, що підтримують роботу плати, — чіпсет (chipset); центральну магістраль, або шину; контролер шини і кілька рознімних з'єднань гнїзд (слотів, від англ. slot — щілина), які служать для підключення до материнської плати інших плат (контролерів, плат розширення та ін. ). Частина слотів у початковій комплектації ПК залишається вільною. В рознімні з'єднання іншої конфігурації встановлюють модулі оперативної пам'яті. Кількість і тип рознімних з'єднань є однією з важливих характеристик системної плати, оскільки при доукомплектовуванні або модернізації комп'ютера вільних слотів може не вистачити.

Материнська плата n n n Крім того, на материнській платі є мініатюрні перемички (jumpers) або перемикачі (switches), за допомогою яких відбувається настроювання плати. На системній платі розташовано також з'єднувачі, до яких за допомогою спеціальних кабелів (шлейфів) підключають додаткові пристрої. Ще один важливий елемент, який встановлюють на системній платі, — мікросхема BIOS(Basic Input Output System, базова система введення виведення). Вона є енергонезалежним постійним запам’ятовуючим пристроєм (ПЗП), в який записано програми, що реалі зують функції введення виведення, а також програму тестування комп'ютера в момент вмикання живлення (POST, Power On Self Test), програму настроювання параметрів BIOS і системної плати та інші спеціальні програми. У роботі BIOS використовують відомості про апаратну конфігурацію комп'ютера, які зберігає ще одна мікро схема — CMOS RAM ( Complementary Metal Oxide Semiconductor RAM). Це енергозалежна пам'ять, що постійно підживлюється від батарейки, яка також знаходиться на системній платі. Вона живить і схему кварцового годинника — годинника реального часу (real time, clock, RTC), що безперервно відлічує час і поточну дату.

Накопичувачі n n n Накопичувачі — це запам'ятовуючі Накопичувачі пристрої, призначені для тривалого (що не залежить від електроживлення) зберігання великих обсягів інформації. Накопичувач можна розглядати як сукупність носія та відповідного приводу. Розрізняють накопичувані зі змінними і незмінними носіями. Привід — це поєднання механізму читання Привід — запису з відповідними електронними схемами керування. Його конструкція визначається принципом дії та виглядом носія. Носій, що є середовищем зберігання інформації, на зовнішній вигляд може бути інформації, на дисковим або стрічковим; за принципом дисковим або стрічковим; за запам'ятовування — магнітним, магнітооптичним, оптичним. Стрічкові носії застосовують тільки в магнітних накопичувачах; у дискових використовують магнітні, магнітооптичні й оптичні методи запису зчиту вання. Дискові носії (дисководи) розрізняються залежної від типу носія.

Накопичувачі n Інформація на дискових носіях зберігається в сектоpax (як правило, по 512 байт). На магнітних носіях секто рирозташовуються вздовж концентричних кіл — доріжок. Якщо запис ведеться на кількох поверхнях носія (для дискети це два боки магнітного диска), то сукупність доріжок з однаковими номерами називається циліндром. Сектори і доріжки утворюються під час форматуванняносія. Форматування виконує користувач за допомогою спеціальних програм утилітів. Ніяка інформація користувача не може бути записана на неформатований носій.

Накопичувані на жорстких магнітних дисках (НЖМД) n n n Накопичувач на жорстких магнітних дисках — це пристрій з незмінним носієм. Його конструктивна схема схожа зі схемою НГМД, але реалізація істотно інша. НЖМД має забезпечувати в сотні разів більші ємність та швидкість обміну даними. Тому інформація записується не на один, а на набір дисків, що складається з кількох пластин, ідеально плоских і з відполірованим феро магнітним шаром. При цьому запис проводиться на обидві поверхні кожної пластини (крім крайніх). Отже, працює не одна, а група магнітних головок, складених в єдиний блок. Пакет дисків обертається без перервно і з великою частотою (до 7500, а в окремих мо делях до 10 000 об/ ), поки ПК ввімкнений, і тому ме ідео ід пі контакт головок і дисків недопустимий. Кожна головка „плаває” над поверхнею диска на відстані 0, 5— 0, 13 мкм. Проникнення в такий механізм найдрібніших пилинок вивело б його з ладу; тому електромеханіч ну частину накопичувана закрито герметичним корпусом. На швидкодію НЖМД впливають такі характеристики: частота обертання шпинделя, ємність кеш памяті, час пошуку або час доступу, час затримки, швидкість обміну.

Види пам’яті n n Розрізняють постійну (постійний запам’ятовуючий пристрій ПЗП) та оперативну (оперативний запам’ятовуючий пристрій ОЗП) пам’ять. Постійна пам’ять (RОМ — Read Onily Memory) – це енергонезалежна пам’ять, яка використовується для тривалого зберігання інформації. До неї відносяться пристрої: НЖМД або вінчестер, накопичувач на гнучкому магнітному диску (НГМД) або дискети, компакт диски. Дискети та компакт диски крім збереження інформації використовуються для переносу формації між комп’ютерами. Оперативна пам’ять (RAM— random access memory — пам'ять прямого доступу) – це енергозалежна пам’ять, яка використовується під час роботи комп’ютера. Характерною є великашвидкість виконання операцій. Обсяг ОЗП персональних ЕОМ зараз становить від 16 Мb і вище 1 Gb в зaлeжнocтi вiд класу. Після вимикання живлення інформація в пам’яті не зберігається. Оперативна пам'ять розподілена на елементарні області — байти. Кожний байт має свою адресу.

КІНЕЦЬ Презентація підготована учнем 9 А класу Григоряном Геворгом