Kompiuteris yra įrenginys, galintis išsaugoti ir grąžinti apdorojamą informaciją, kai tik norime. Šiandieniniai kompiuteriai gali sekti apibendrintus procesų rinkinius, vadinamus programomis. Šios programos leidžia kompiuteriams atlikti įvairiausias užduotis. Visas kompiuteris su aparatine įranga, operacine sistema (pagrindine programine įranga) ir periferine įranga, reikalinga ir naudojama "visiškam" darbui, gali būti vadinama kompiuterine sistema. Šis terminas taip pat gali būti vartojamas sujungtų ir kartu dirbančių kompiuterių grupei, ypač kompiuterių tinklui ar kompiuterių grupei. Pirmasis elektrinis kompiuteris yra ENIAC.
Per visą istoriją kompiuteriai pasirodė įvairiomis formomis. Pirmieji kompiuteriai XX amžiaus viduryje buvo didelio kambario dydžio ir sunaudojo šimtus kartų daugiau energijos nei šiandieniniai kompiuteriai. Iki XXI amžiaus pradžios kompiuteriai gali tilpti į rankinį laikrodį ir veikti su maža baterija. Pagrindinė priežastis, kodėl jie gali būti pagaminti taip maži, yra ta, kad 20 m. grandinės, kurios gali būti supakuotos į labai mažas erdves, gali būti pagamintos iš puslaidininkių. Šiandien naudojami kompiuteriai įgavo pagreitį po Intel 21, pirmojo kompiuterio procesoriaus pavadinimo. Mūsų visuomenė asmeninį kompiuterį ir jo nešiojamąjį atitikmenį nešiojamąjį kompiuterį pripažino informacijos amžiaus simboliais ir sutapatino su kompiuterio sąvoka. Šiandien jie plačiai naudojami. Pagrindinis kompiuterio veikimo principas yra dvejetainė skaičių sistema, tai yra, kodavimas susideda tik iš 1969 ir 4004.
Galimybė išsaugoti norimą programinę įrangą ir ją paleisti bet kuriuo metu yra pagrindinė savybė, dėl kurios kompiuteriai tampa universalūs ir skiriasi nuo skaičiuotuvų. Bažnyčios-Turingo darbas yra matematinė šio universalumo išraiška ir pabrėžiama, kad bet kuris kompiuteris gali atlikti kito užduotis. Nepaisant jų sudėtingumo, pradedant kišeniniais kompiuteriais ir baigiant superkompiuteriais, visi jie gali atlikti tas pačias užduotis be atminties ir laiko apribojimų.
Kompiuterio istorija
Daugelis prietaisų, anksčiau vadinamų „kompiuteriais“, nenusipelno šio apibrėžimo pagal šiandieninius kriterijus. Kompiuteris paleidimo metu sözcüTai buvo objektams suteiktas vardas, palengvinantis skaičiavimo procesą. Kompiuteriniai šio ankstyvojo laikotarpio pavyzdžiai yra skaičiaus karoliukas (abakas) ir „Antikitera“ mašina (150 m. Pr. M. E. - 100 m. Pr. M. E.). Praėjus šimtmečiams, atsižvelgiant į naujus mokslo atradimus viduramžių pabaigoje, pirmasis iš Europos inžinierių sukurtų mechaninių skaičiavimo prietaisų serijos priklauso Wilhelmui Schickardui (1623).
Tačiau nė vienas iš šių įrenginių neatitinka šiandienos kompiuterio apibrėžimo, nes jie nėra tinkami programinei įrangai (arba negalima įdiegti). Perforuotos kortelės, kurias 1801 m. Pagamino Josephas Marie Jacquardas, siekdamas automatizuoti procesą audimo staklėse, yra laikomi vienu iš pirmųjų programinės įrangos (diegimo) pėdsakų kompiuterių kūrimo procese, nors ir riboti. Dėl šių vartotojo pateiktų kortelių audimo staklės galėjo pritaikyti savo veikimą pagal aprašytą piešinį su kortelės skylutėmis.
1837 m. Charlesas Babbage'as konceptualizavo ir suprojektavo pirmąjį visiškai programinę įrangą galintį kompiuterinį kompiuterį, kurį jis pavadino „Analytical Engine“ (analitiniu ar analitiniu aparatu). Tačiau jis negalėjo sukurti šios mašinos dėl finansinių priežasčių ir nesugebėjimo užbaigti jo darbo.
Pirmasis plačios apimties kortelių naudojimas buvo Hermano Holleritho 1890 m. Sukurtas skaičiuotuvas, naudojamas apskaitos operacijose. Tuo metu „Hollerith“ buvo susijęs su „IBM“, kuris kitais metais taps pasauline kompiuterių milžine. Iki XIX amžiaus pabaigos pradėjo atsirasti programos (technologijos), kurios labai prisidės prie kompiuterinės įrangos ir teorijų kūrimo ateinančiais metais: perfokortos, Boolean algebra, kosminiai vamzdžiai ir teletipiniai įrenginiai.
20 amžiaus pirmojoje pusėje daugybė mokslinių reikalavimų buvo tenkinami vis sudėtingesniais analoginiais kompiuteriais. Tačiau jie vis dar buvo toli nuo šių dienų kompiuterių neklystamumo lygio.
Kompiuterių taikymas ir toliau tobulėjo 1930–1940 m., O skaitmeninis elektroninis kompiuteris atsirado tik išradus elektronines grandines (1937 m.). Tarp svarbių šio laikotarpio darbų yra šie:
- Konrado Zuse „Z mašinos“. Z3 (1941) yra pirmoji mašina, galinti veikti pagal dvejetainius skaičius ir veikti su realiaisiais skaičiais. 1998 m. Z3 pasirodė suderinamas su Tiuringu ir pelnė pirmojo kompiuterio vardą.
- „Atanasoff-Berry“ kompiuteris (1941) buvo pagrįstas kosminiais vamzdeliais ir turėjo dvejetainių skaičių bazę, taip pat kondensatoriaus atminties įrangą.
- Anglų gamybos „Colossus“ kompiuteris (1944) parodė, kad tūkstančių vamzdžių naudojimas, nepaisant riboto programinės aparatinės įrangos (įdiegiamumo), gali duoti pakankamai patikimą rezultatą. II. Jis buvo naudojamas Antrojo pasaulinio karo metais analizuojant slaptus Vokietijos ginkluotųjų pajėgų ryšius.
- Harvardo Markas I (1944) - riboto konfigūravimo kompiuteris.
- JAV armijos sukurtas ENIAC (1946) yra pagrįstas dešimtainiais skaičiais ir yra pirmasis bendrosios paskirties elektroninis kompiuteris.
Nustatydami ENIAC trūkumus, jo kūrėjai dirbo prie lankstesnio ir elegantiškesnio sprendimo ir pasiūlė tai, kas dabar vadinama paslėpta programinės įrangos architektūra, arba plačiau žinoma kaip von Neumanno architektūra. Pirmą kartą paminėjus šį dizainą Johno von Neumanno (1945 m.) Leidinyje, pirmieji iš kompiuterių, sukurti remiantis šia architektūra, buvo baigti Jungtinėje Karalystėje (SSEM). Po metų tą pačią architektūrą įsigijęs ENIAC buvo pavadintas EDVAC.
Kompiuteris, turintis beveik visus šiandienos kompiuterius, suderinamus su šia architektūra sözcüJis taip pat naudojamas kaip dienos apibrėžimas. Todėl pagal šį apibrėžimą, nors praeities įrenginiai nelaikomi kompiuteriais, istoriniame kontekste jie vis tiek vadinami. Nors kompiuterio diegimas nuo 1940-ųjų patyrė esminių pokyčių, dauguma jų liko ištikimi fon Neumanno architektūrai.
Po to, kai šeštajame dešimtmetyje buvo naudojami kosminių vamzdžių kompiuteriai, septintajame dešimtmetyje greitesni ir pigesni kompiuteriai su tranzistoriais tapo įprasti. Dėl šių veiksnių kompiuteriai buvo pradėti masinei gamybai precedento neturinčiu lygiu. Aštuntajame dešimtmetyje dėl integruotų grandynų įdiegimo ir mikroprocesorių, tokių kaip „Intel 1950“, kūrimo, vėl labai padidėjo našumas ir patikimumas, taip pat sumažėjo sąnaudos. Devintajame dešimtmetyje kompiuteriai pradėjo užimti savo vietą daugelio mechaninių įrenginių, tokių kaip skalbimo mašinos, valdymo įrenginiuose kasdieniame gyvenime. Tuo pačiu laikotarpiu asmeniniai kompiuteriai populiarėjo. Galiausiai, 1960-aisiais vystantis internetui, kompiuteriai tapo įprastais įrenginiais, tokiais kaip televizoriai ir telefonai.
Pagal fon Neumanno architektūrą kompiuteriai susideda iš keturių pagrindinių komponentų.Kompiuteris turi aritmetinę logiką.
atmintis
Kompiuterio atmintį galima laikyti ląstelių rinkiniu, kuriame yra skaičiai. Jį galima įrašyti į kiekvieną langelį ir nuskaityti jo turinį. Kiekvienas langelis turi unikalų adresą. Viena komanda būtų, pavyzdžiui, susumuoti langelio numerio 34 turinį su ląstelės numeriu 5.689 ir įdėti jį į 78 langelį. Juose esantys skaičiai gali būti bet kokie, skaičius, komanda, adresas, raidė ir kt. Tik ją naudojanti programinė įranga lemia jos turinio pobūdį. Dauguma šiandieninių kompiuterių duomenims išsaugoti naudoja dvejetainius skaičius, o kiekvienoje langelyje gali būti 8 bitai (ty vienas baitas).
Taigi baitas gali atstovauti 255 skirtingus skaičius, tačiau jie gali būti tik nuo 0 iki 255 arba nuo -128 iki +127. Kai naudojami keli baitai, išdėstyti vienas šalia kito (paprastai 2, 4 arba 8), galima įrašyti daug didesnius skaičius. Šiuolaikinių kompiuterių atmintyje yra milijardai baitų.
Kompiuteriai turi trijų tipų atmintį. Procesoriaus registrai yra ypač greiti, tačiau jų talpa labai ribota. Jie naudojami patenkinti procesoriaus poreikį pasiekti daug lėtesnę pagrindinę atmintį. Pagrindinė atmintis yra padalinta į laisvosios kreipties atmintį (REB arba RAM, laisvosios kreipties atmintį) ir tik skaitymo atmintį (SOB arba ROM, tik skaitymo atmintį). Jį galima bet kada įrašyti į RAM, o jo turinys saugomas tik tol, kol išlaikoma energija. Yra informacijos, kurią galima perskaityti ir iš anksto įkelti tik į ROM. Tai išsaugo šį turinį, nepaisant stiprumo. Pavyzdžiui, nors bet kokie duomenys ar komanda yra RAM, jie yra BIOS ROM, kuris reguliuoja kompiuterio aparatinę įrangą.
Galutinis atminties potipis yra laikinoji atmintis. Jis yra procesoriuje ir yra greitesnis nei pagrindinė atmintis, taip pat turi didesnę talpą nei registrai.
Įvestis / išvestis yra įrankis, kurį kompiuteris naudoja keisdamasis duomenimis iš išorinio pasaulio. Dažniausiai naudojami įvesties įrenginiai apima klaviatūrą ir pelę, o išvesties atveju - ekraną (arba žiūriklį, monitorių), garsiakalbį ir spausdintuvą. Kita vertus, fiksuotieji ir optiniai diskai atlieka abi užduotis.
Kompiuterių tinklai
Kompiuteriai buvo naudojami nuo šeštojo dešimtmečio informacijos koordinavimui įvairiose aplinkose. JAV kariuomenės (SAGE) sistema buvo pirmasis išsamus tokių sistemų pavyzdys ir buvo daugelio specialios paskirties komercinių sistemų, tokių kaip (Sabre), pradininkė. Aštuntajame dešimtmetyje amerikiečių inžinieriai sujungė kompiuterius vienas su kitu (ARPANET), vykdydami kariuomenėje vykdomą projektą, ir padėjo pagrindus dabar vadinamam kompiuterių tinklui. Laikui bėgant šis kompiuterių tinklas neapsiribojo kariniais ir akademiniais padaliniais, bet išsiplėtė ir šiandien buvo sukurta milijonai Bilgisunar (interneto arba bendrojo tinklo) kompiuterių. Dešimtajame dešimtmetyje kompiuterių tinklai tapo plačiai paplitę – CERN tyrimų centre Šveicarijoje buvo sukurti protokolai, vadinami pasauliniu tinklu (World Wide Web, WWW), tokios programos kaip el. paštas ir nebrangūs techninės įrangos sprendimai, tokie kaip Ethernet.
techninė įranga
Aparatinės įrangos sąvoka apima visus kompaktiškus kompiuterio komponentus.
| Išoriniai įrenginiai (įleidimo / išleidimo angos) | Prisijungti | Pelė, klaviatūra, vairasvirtė, naršyklė |
| išeiti | Monitorius, spausdintuvas, garsiakalbis | |
| Jie abu | Diskelis, standusis diskas, optinis diskas | |
| Nuorodų vienetai | Trumpas atstumas | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Tolimas atstumas (kompiuterių tinklai) | Ethernet, bankomatas, TUI |
Įvesties / išvesties vienetai
Įvestis / išvestis leidžia bendrauti tarp skirtingų duomenų apdorojimo sistemos funkcinių vienetų (posistemių) arba siųsti informacijos signalus tiesiai į šias sąsajas.
Įėjimai yra signalai, gaunami iš skirtingų įrenginių. Išėjimai yra šiems įrenginiams siunčiami signalai. Įvesties / išvesties įrenginius naudoja vartotojas (ar kitos sistemos), kad prisijungtų prie kompiuterio. Pavyzdžiui, klaviatūra ir pelė yra kompiuterio įvesties įrenginiai. Ekranas, garsiakalbis ir spausdintuvas yra kompiuterio išvesties įrenginiai. Skirtingi prietaisai naudoja įvesties ir išvesties signalus, kad prisijungtų prie kompiuterio. Modemas ir ryšio kortelės gali būti pavyzdžiai.
Klaviatūra ir pelė naudoja fizinius vartotojų judesius kaip įvestį ir perkelia šiuos fizinius judesius į kompiuteriams suprantamą lygį. Išvesties įrenginiai (pvz., Spausdintuvas, garsiakalbis, ekranas) priima kompiuterio išvesties signalus kaip įvesties signalus ir paverčia juos signalais, kuriuos vartotojai gali matyti ir skaityti.
Kompiuterio architektūroje centrinis procesorius (CPU) ir pagrindinė atmintis sudaro kompiuterio širdį. Kadangi atmintis gali tiesiogiai nuskaityti duomenis centriniame procesoriuje ir rašyti duomenis tiesiai į centrinį procesorių savo instrukcijomis. Pavyzdžiui, diskelių įrenginyje atsižvelgiama į įvesties / išvesties signalus. Centrinio procesoriaus įvesties įvesties / išvesties metodai padeda užbaigti įrenginio tvarkykles žemo lygio kompiuteriniame programavime.
Aukšto lygio operacinės sistemos ir aukšto lygio programavimas leidžia veikti išskiriant idealias įvesties / išvesties sąvokas ir pagrindinius elementus. Pavyzdžiui, C programavimo kalboje yra funkcijos, skirtos programinės įrangos įvestims / išvestims tvarkyti. Šios funkcijos leidžia nuskaityti duomenis iš failų ir į juos įrašytus duomenis.
programinė įranga
Programinės įrangos sąvoka apibūdina visus nematerialius kompiuterio komponentus: programinė įranga, protokolai ir duomenys yra visa programinė įranga.
| OS | „Unix“ / BSD | „UNIX V“, „AIX“, „HP-UX“, „Solaris“ („SunOS“), „FreeBSD“, „NetBSD“, „IRIX“ |
| GNU / Linux | „Linux“ paskirstymai | |
| "Microsoft Windows" | „Windows 3.0“, „Windows 3.1“, „Windows 95“, „Windows 98“, „Windows NT“, „Windows CE“, „Windows XP“, „Windows Vista“, „Windows 7“, „Windows 8“ „Windows 8.1“ „Windows 10“ „Windows XNUMX“ | |
| JB | DOS / 360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| "Mac OS | "Mac OS X | |
| Įterptosios ir realaus laiko operacinės sistemos | Įterptosios operacinės sistemos | |
| bibliotekos | Multimedija | „DirectX“, „OpenGL“, „OpenAL“ |
| Programinės įrangos biblioteka | C biblioteka | |
| Duomenys | Bendravimo taisyklė | TCP / IP, „Kermit“, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Dokumentų formatai | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| vartotojo sąsaja | Grafinė vartotojo sąsaja (WIMP) | „Microsoft Windows“, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Tekstinė vartotojo sąsaja | Komandos eilutė, „Shell“ | |
| Diğer | ||
| taikymas | biuras | Žodžių procesorius, Kompiuterių leidyba, Pristatymų programinė įranga, Duomenų bazių valdymo sistema, Skaičiuoklė, Apskaitos programinė įranga |
| Prieiga prie kompiuterio | Skaitytuvas, el. Pašto klientas, pasaulinis interneto serveris, tiesioginių pranešimų programinė įranga | |
| dizainas | Kompiuterinis projektavimas, Kompiuterinė gamyba | |
| Grafikai | Korinio grafikos redaktorius, Kryptinės grafikos redaktorius, 3D modeliuotojas, Animacijos redaktorius, 3D kompiuterinė grafika, Vaizdo įrašų redagavimas, Vaizdų apdorojimas | |
| Skaitmeninis garsas | Skaitmeninis garso redaktorius, garso grotuvas | |
| Programinės įrangos inžinerija | Kompiliatorius, vertėjas, vertėjas, derintuvas, teksto rengyklė, integruota kūrimo aplinka, našumo peržiūra, pokyčių valdymas, programinės įrangos konfigūracijos valdymas | |
| Žaidimai | Strategija, Nuotykių, Dėlionė, Modeliavimas, Vaidmenų žaidimas, Interaktyvi fantastika | |
| Ek | Dirbtinis +, Antivirusinė programinė įranga, Dokumentų tvarkyklė |
Būkite pirmas, kuris komentuoja