История развития
вычислительной техники (Тема)
Появление ЭВМ
было подготовлено историей развития средств вычисления. Древнейшим счетным
инструментом человеку была его рука. Система счисления: пятеричная и десятичная.
Были палочки.
Появились
счетные приборы. Абак – доска с вертикальными желобками, где двигаются камушки.
Русский абак – счеты появились на рубеже 16-18 веков. В счетах применяется
десятичная система счисления.
В 17 веке
появились первые логарифмические линейки.
Первым
механическим счетным устройством (1624 г.) был механический сумматор Паскаля,
который работал на основе часового диска. В России суммирующее устройство было
изобретено в 1770 году Е.Якобсеном. Все эти счетные устройства были ненадежны.
В 19 веке появился клавишный ввод и был налажен промышленный
выпуск суммирующих устройств.
Параллельно создавался арифмометр. Первым в мире арифмометром стала арифметическая
машина Г.Лейбница. В 1878 году в России Чебышевым был создан арифмометр,
который позволял делать перенос в старший разряд.
Впервые
автоматизированный вычислительный механизм был создан Чарльзом Бэббиджем,
который создал проект арифметической машины – прообраз современного компьютера.
В ней операции сложения и вычитания выполнялись за одну секунду, операция
умножения – за одну минуту.
В 1944 году
фирма IBM сообщила о создании
ЭВМ на электромеханической основе перфоленточной системы. В 1946 году на
ламповой системе.
В августе 1981
года появился первый персональный компьютер (ПЭВМ). Тогда фирма IBM представила конструкцию, названную IBM PC XT.
Американцы
считают первым компьютером машину под названием Альтаир-8800, которая была
разработана в 1974 году фирмой MITS
(глава Э. Робертс) в городе Альбукерке. Эта машина была серии Intel 8080, 256 Кбайт, нет экрана и клавиатуры.
Данные вводились в двоичном коде с помощью выключателя, результат определялся
по мигающим лампочкам.
В 1977 году
фирма Apple Computers создала компьютер, используя процессор фирмы
Motorola.
В 1981 году в
Англии появилась первая ЭВМ: ZX-Spectrum (Автор Клайв Синклер, процессор Z-80).
Конструкция ПК IBM PC XT имеет ряд черт, определивших ее успех:
1)
применение
перспективного дорогого процессора Intel 8088, который имел внутренние регистры, рассчитанные на 16
разрядов двоичного кода;
2)
у IBM PC – открытая архитектура. Дает возможность расширить
конструкцию компьютера путем подключения дополнительных блоков или карт
расширения через специальные устройства подключения, называемых шиной расширения;
3)
фирма IBM не закрепила свои авторские права, были запатентованы
только коды базовой системы ввода/вывода BIOS.
Появилось
большое количество программного обеспечения, которое выдвигает требования
совместимости каждого последующего поколения ПК с предыдущим. Поэтому даже Pentium IV умеет выполнить коды процессора 8086.
Структура
подобного компьютера показана на рис. 2.1.
Системная плата
выделена пунктиром. ПК подобен конструктору, позволяющему из разных устройств
собрать вычислительную машину, и объединяющим элементом его является системная
плата или главная плата mainboard
(MB). На системной плате
размещается центральный процессор(ЦП), оперативная память: КЭШ L2 и RAM,
микросхемы базовой системы ввода/вывода BIOS (данные аппаратов настройки), аккумулятор
для ее питания.
Чипсет – набор управляющих микросхем, вспомогательных микросхем и контроллеров
ввода/вывода. Он характеризует электрические свойства платы. На плате
расположены разъемы расширения или слоты: разъемы для подключения интерфейсных
кабелей, жестких дисков, последовательных и параллельных портов,
последовательной шины.
Рис. Блок-схема IBM-совместимого ПК
Платы бывают
интегрированные и неинтегрированные. Интегрированные платы – платы, в
которые встроены некоторые устройства (звуковая карта, видеокарта). Они более
дешевые. Важным фактором платы являются ее габариты и конструктивное
расположение соединительных разъемов, который определяется терминами
«типоразмер, конструктив, form
factor». Form factor задает совместимость с определенным
корпусом, возможность охлаждения плотно размещенных устройств, перспективы
модернизации ПК и расширения его функций. Основные типоразмеры материнской
платы: AT, ATX, NLX,
LPX. Главным разъемом материнской
платы является разъем, в который вставляется микропроцессор. Этот разъем
отличается количеством и расположением «ножек» (выводов) и их конструктивным
исполнением или в виде щелевой контактной группы slot, или в виде прямоугольной панели socket. Выбор разъема определяет тип процессора.
Основными
элементами IBM совместимого ПК
являются:
– ЦПУ – ЦП – центральный процессор;
– КЭШ L2 – память;
– RAM
– ОЗУ (SIMM, DIMM, RIMM, DDR);
– Чипсет – характеризует электрические
характеристики процессора;
– LA
– адаптер локальной сети;
– COM
– последовательный порт;
– LPT1
– параллельный порт.
Операционная
система с помощью Plug
and Play выполняет настройки и выбор внешних устройств:
– IDE
(Integrated devices Electronics) – адаптер для винчестера;
– HDD
– жесткий диск;
– SB
– звуковая карта;
– CDROM – дисковод лазерных дисков;
– LS120
– дисковод магнитооптических дисков 4,6 Гбайт;
– SCSI – универсальный интерфейс для любых классов устройств;
– PC/2
– последовательный интерфейс для мыши;
– ISA
– шина;
– PCI
– шина данных 32 разряда, шина адреса 32 разряда;
– ZIP
– дисковод (замещение гибкого дисковода).