Оглавление

Компьютер

История компьютеров
- Ранние компьютеры использовались для вычислений с древних времен.
- В начале 20-го века появились электромеханические и термоэлектронные вычислительные машины.
- В конце 1940-х годов появились полупроводниковые транзисторы, что привело к революции в микропроцессорах и микрокомпьютерах.
Современные компьютеры
- Современные компьютеры состоят из центрального процессора, памяти и периферийных устройств.
- Периферийные устройства включают устройства ввода, вывода и ввода/вывода.
- Современные компьютеры выполняют множество функций, включая управление промышленными и потребительскими товарами.
Этимология слова “компьютер”
- Слово “компьютер” впервые использовалось в 1613 году для обозначения человека, выполняющего вычисления.
- В середине 20-го века слово приобрело современное значение.
Ранние механические устройства
- Антикитерский механизм считается самым ранним механическим аналоговым компьютером.
- Планисфера и астролябия использовались для астрономических и навигационных расчетов.
- Логарифмическая линейка и планиметр были изобретены для выполнения арифметических операций.
Механические аналоговые компьютеры
- Пьер Жаке-Дро создал механическую куклу-автомат, способную писать гусиным пером.
- Джованни Плана изобрел механизм вечного календаря.
- Уильям Томсон создал машину для предсказания приливов.
- Дифференциальный анализатор использовал колесно-дисковые механизмы для интегрирования.
Первый компьютер
- Чарльз Бэббидж разработал концепцию программируемого компьютера и изобрел первый механический компьютер.
Изобретение разностной машины
- Чарльз Бэббидж изобрел разностную машину в 1822 году.
- В 1833 году он начал разработку аналитической машины.
Аналитическая машина Бэббиджа
- Машина должна была использовать перфокарты для ввода данных.
- Включала арифметико-логический блок и встроенную память.
- Проект был закрыт из-за финансовых трудностей.
Электромеханическая вычислительная машина
- Леонардо Торрес Кеведо описал конструкцию машины в 1914 году.
- В 1920 году Торрес представил электромеханический арифмометр.
Аналоговые компьютеры
- В первой половине 20-го века использовались аналоговые компьютеры.
- Первый современный аналоговый компьютер был изобретен сэром Уильямом Томсоном в 1872 году.
Цифровые компьютеры
- Клод Шеннон заложил основы цифровых вычислений в 1937 году.
- В 1938 году ВМС США разработали электромеханический аналоговый компьютер.
- Z2 и Z3 Цузе были первыми электромеханическими релейными компьютерами.
Вакуумные трубки и цифровые электронные схемы
- Томми Флауэрс начал использовать электронику для телефонной станции в 1930-х годах.
- В США Джон Винсент Атанасов и Клиффорд Э. Берри разработали первый электронный цифровой компьютер в 1942 году.
Colossus и ENIAC
- Colossus был первым электронным цифровым программируемым компьютером.
- ENIAC был первым электронным программируемым компьютером в США.
Современные компьютеры
- Современные компьютеры используют полупроводники и интегральные схемы.
Принцип работы компьютера
- Алан Тьюринг предложил универсальную вычислительную машину в 1936 году.
- Машина Тьюринга способна вычислять все, что поддается вычислению.
- Современные компьютеры считаются полными по Тьюрингу.
Компьютеры с сохраненной программой
- Ранние компьютеры имели фиксированные программы.
- Компьютеры с сохраненной программой хранят инструкции в памяти.
- Первый компьютер с сохраненной программой был создан в Манчестерском университете в 1948 году.
Транзисторы
- Транзисторы заменили вакуумные лампы в 1955 году.
- Транзисторы меньше по размеру и потребляют меньше энергии.
- Первый полностью транзисторный компьютер был создан в Манчестерском университете в 1953 году.
Интегральные схемы
- Идея интегральной схемы возникла у Джеффри У.А. Даммера в 1952 году.
- Первые работающие микросхемы были изобретены Джеком Килби и Робертом Нойсом.
- Современные монолитные микросхемы основаны на МОП-транзисторах.
Микропроцессоры и системы на кристалле
- Разработка интегральной схемы MOS привела к изобретению микропроцессора.
- Первым однокристальным микропроцессором был Intel 4004.
- Современные SOC имеют размер монеты и объединяют миллиарды транзисторов.
Мобильные компьютеры
- Первые мобильные компьютеры были тяжелыми и работали от сети.
- Современные мобильные компьютеры значительно продвинулись вперед.
История развития портативных устройств
- Первые портативные устройства, такие как Osborne 1 и Compaq Portable, требовали подключения к сети.
- Ноутбуки, такие как Grid Compass, устранили это требование благодаря аккумуляторам.
- В 2000-х годах популярность портативных компьютеров возросла благодаря миниатюризации и увеличению срока службы батарей.
Типы компьютеров
- Компьютеры могут быть классифицированы по архитектуре, размеру, форм-фактору и назначению.
- Примеры типов: аналоговые, цифровые, гибридные, суперкомпьютеры, универсальные компьютеры, серверы, рабочие станции, домашние компьютеры, игровые компьютеры, неттопы, планшеты, смартфоны, ультрабуки, хромбуки, субноутбуки, умные книги, одноплатные компьютеры, программируемые логические контроллеры, системы на кристалле.
Аппаратное обеспечение
- Аппаратное обеспечение включает схемы, чипы, графические и звуковые карты, оперативную память, материнские платы, дисплеи, блоки питания, кабели, клавиатуры, принтеры и устройства ввода.
- История развития вычислительного оборудования включает развитие арифметико-логического блока (ALU), блока управления, памяти и устройств ввода-вывода.
Устройства ввода и вывода
- Устройства ввода: клавиатуры, цифровые камеры, графические планшеты, сканеры изображений, джойстики, микрофоны, мыши, наложенные клавиатуры, часы реального времени, трекболы, сенсорные экраны, световые перья.
- Устройства вывода: компьютерные мониторы, принтеры, динамики, проекторы, звуковые карты, видеокарты.
Блок управления
- Блок управления управляет различными компонентами компьютера, считывает и интерпретирует программные инструкции.
- Функции блока управления включают считывание кода, расшифровку инструкций, увеличение счетчика программ, считывание данных, предоставление данных в ALU, запись результатов и возврат к шагу 1.
Центральный процессор (CPU)
- Центральный процессор включает блок управления, ALU и регистры.
- Ранние процессоры состояли из множества компонентов, с 1970-х годов процессоры изготавливались на основе одной интегральной микросхемы MOS.
Арифметико-логический блок (ALU)
- ALU выполняет арифметические и логические операции.
- Арифметические операции включают сложение, вычитание, умножение, деление, тригонометрические функции и квадратные корни.
- Логические операции включают AND, OR, XOR и NOT.
Память
- Память компьютера состоит из ячеек, в которые можно помещать или считывать числа.
- Каждая ячейка имеет пронумерованный адрес и может хранить одно число.
- Современные компьютеры имеют миллиарды или триллионы байт памяти.
- Центральный процессор содержит регистры для быстрого доступа к данным.
- Оперативная память (ОЗУ) может считываться и записываться, ПЗУ (ПЗУ) доступна только для чтения.
ПЗУ и ОЗУ
- ПЗУ хранит первоначальные инструкции по запуску компьютера
- ОЗУ стирается при выключении питания, ПЗУ сохраняет данные
- BIOS управляет загрузкой операционной системы
- Встроенные компьютеры часто используют ПЗУ для хранения ПО
Флэш-память
- Сохраняет данные при выключении, но медленнее ПЗУ и ОЗУ
- Используется в приложениях, где высокая скорость не требуется
Кэш-память
- Работает медленнее регистров, но быстрее основной памяти
- Автоматически перемещает часто используемые данные в кэш
Ввод/вывод
- Устройства ввода и вывода называются периферийными
- Жесткие диски, дисководы и сети также являются устройствами ввода/вывода
- Современные компьютеры содержат множество компьютеров для ввода/вывода
Многозадачность
- Компьютер переключается между программами с помощью прерываний
- Современные компьютеры выполняют инструкции быстрее, чем человек воспринимает
- Многозадачность позволяет запускать несколько программ одновременно
Многопроцессорная обработка
- Компьютеры могут распределять работу между несколькими процессорами
- Многопроцессорные и многоядерные компьютеры становятся все более доступными
- Суперкомпьютеры используются для специализированных задач
Программное обеспечение
- Программное обеспечение включает программы, данные и протоколы
- Делится на системное и прикладное ПО
- Встроенное ПО хранится в аппаратном обеспечении
Языки программирования
- Существуют тысячи языков программирования
- Современные компьютеры могут выполнять миллиарды команд в секунду
Архитектура хранимой программы
- Инструкции считываются из памяти и выполняются в порядке
- Инструкции перехода позволяют компьютеру выполнять программы
- Поток управления позволяет компьютеру многократно выполнять задачи
Машинный код
- Инструкции хранятся в виде машинного кода с уникальными кодами операций
- Память компьютера может хранить коды команд и программы
Архитектура фон Неймана и гарвардская архитектура
- Архитектура фон Неймана: программы хранятся вместе с данными.
- Гарвардская архитектура: программы хранятся отдельно от данных.
Языки программирования
- Машинный язык: длинные списки чисел.
- Язык ассемблера: мнемоники для базовых инструкций.
- Языки высокого уровня: абстрактные языки для упрощения программирования.
Разработка программ
- Анализ проблемы, сбор данных, использование языков программирования.
- Формальные методологии для больших программ.
Ошибки в программах
- Ошибки могут быть доброкачественными или вредоносными.
- Ошибки обычно возникают из-за ошибок программиста.
Создание сетей и Интернет
- Компьютеры использовались для координации информации с 1950-х годов.
- ARPANET: первая компьютерная сеть, ставшая основой для Интернета.
Нетрадиционные компьютеры
- Компьютеры могут быть не только электронными.
- Ведутся исследования по созданию новых типов компьютеров.
Парадигмы компьютерной архитектуры
- Квантовые компьютеры, химические компьютеры, скалярные и векторные процессоры.
- Универсальность компьютеров подтверждена тезисом Черча-Тьюринга.
Искусственный интеллект
- Компьютеры решают проблемы по заданной программе.
- Искусственный интеллект: программы, обучающиеся и адаптирующиеся.
Профессии и организации
- Рост числа профессий, связанных с компьютерами.
- Организации по стандартизации и клубы для взаимодействия компьютеров.
Примеры систем, основанных на шаблонах
- Распознавание голоса
- Распознавание шрифтов
- Перевод
- Онлайн-маркетинг
Профессии и организации
- Рост числа профессий, связанных с компьютерами
- Потребность в организациях по стандартизации
- Формальные и неформальные клубы и общества
Смотрите также
- Теория вычислимости
- Компьютерная безопасность
- Глоссарий терминов по компьютерному оборудованию
- История информатики
- Список этимологий компьютерных терминов
- Список производителей компьютерных систем
- Список вымышленных компьютеров
- Список фильмов о компьютерах
- Список пионеров в области компьютерных наук
- Общие сведения о компьютерах
- Вычисление импульсов
- TOP500 (список самых мощных компьютеров)
- Нетрадиционные вычисления
- Записи
- Рекомендации
- Источники
- Внешние ссылки
- Материалы, связанные с компьютерами на Викискладе
- Тест по этой статье в Викиверситете

Компьютер

Компьютер

История компьютеров

Современные компьютеры

Этимология слова “компьютер”

Ранние механические устройства

Механические аналоговые компьютеры

Первый компьютер

Изобретение разностной машины

Аналитическая машина Бэббиджа

Электромеханическая вычислительная машина

Аналоговые компьютеры

Цифровые компьютеры

Вакуумные трубки и цифровые электронные схемы

Colossus и ENIAC

Современные компьютеры

Принцип работы компьютера

Компьютеры с сохраненной программой

Транзисторы

Интегральные схемы

Микропроцессоры и системы на кристалле

Мобильные компьютеры

История развития портативных устройств

Типы компьютеров

Аппаратное обеспечение

Устройства ввода и вывода

Блок управления

Центральный процессор (CPU)

Арифметико-логический блок (ALU)

Память

ПЗУ и ОЗУ

Флэш-память

Кэш-память

Ввод/вывод

Многозадачность

Многопроцессорная обработка

Программное обеспечение

Языки программирования

Архитектура хранимой программы

Машинный код

Архитектура фон Неймана и гарвардская архитектура

Языки программирования

Разработка программ

Ошибки в программах

Создание сетей и Интернет

Нетрадиционные компьютеры

Парадигмы компьютерной архитектуры

Искусственный интеллект

Профессии и организации

Примеры систем, основанных на шаблонах

Профессии и организации

Смотрите также

Полный текст статьи:

Компьютер

Похожие статьи:

Оставьте комментарий Отменить ответ