Компьютер и его родословная

Современный цивилизованный мир невозможно представить без компьютеров — устройств, способных быстро выполнять любые алгоритмические последовательности, которые чаще всего включают операции численных вычислений и расчетов, а также манипулирование данными и операции ввода-вывода. Компьютерами пользуются все — и научные работники, и работники различных предприятий, фирм, организаций, и любители посидеть у монитора с разными целями — от прогулок по Всемирной сети и занимательных игр, до художественного дизайна и литературного творчества. В общем — без компьютера в нашем обществе — никуда. Что же представляет собой компьютер, и из каких основных частей состоит эта уникальная и, судя по всему, очень умная машина.

Начнем с того, что слово «компьютер» имеет англоязычные корни, и в буквальном смысле переводится, как «вычислитель». Благодаря сложной электронной начинке он способен выполнять заданную последовательность операций, называемой алгоритмом. Алгоритмы задаются при помощи специально написанной «инструкции» — программы, которую способен прочитать «мозг» компьютера. Именно благодаря грамотно написанным программам, объединяющим множества алгоритмов, машина словно обретает интеллект, и способна творить чудеса, да еще с такой скоростью, на которую не способен человеческий разум.

Прежде, чем заглянуть внутрь компьютера и рассмотреть устройства, его составляющие, обратимся к истории возникновения и развития компьютерной техники.

***

История компьютера

Пожалуй, первым в мире компьютером были счеты — примитивное устройство, позволяющее производить простейшие арифметические вычисления. Считается, что счеты были изобретены в Древнем Вавилоне более 5000 лет назад и назывались они — абак. древние счеты - абакНесмотря на простоту этой «вычислительной машины», на протяжении веков она усовершенствовалась и до наших дней дошла в наиболее удобном для пользования виде — с косточками на проволочных стержнях, заключенных в деревянную или пластиковую рамку.

Примитивные вычислительные, логические и считающие устройства создавались в Древней Греции, Венеции, Англии. Оригинальный проект механической вычислительной машины — 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами разработал в конце XV века Леонардо да Винчи, но его чертежи обрели практическую жизнь лишь в XX веке, при этом была доказана реальная работоспособность проекта 500-летней давности. Примитивные счетно-вычислительные машины тех времен основывались на механических устройствах, чаще всего в виде зубчатых колес, и, конечно же, были очень неуклюжими, громоздкими и неудобными в применении. Но человеческая мысль медленно, но верно продвигала научно-технический прогресс, который, подобно тяжелому вагону, сначала двигался с большим трудом, но постепенно колеса набирают обороты, махина несется все стремительнее, и остановить ее уже невозможно.

В XVII веке Ричард Деламейн создал круговую логарифмическую линейку, Блез Паскаль — механическое цифровое вычислительное устройство, способное суммировать и вычитать восьмиразрядные десятичные числа. Чуть позже немецкий ученый Готфлид Лейбниц построил арифмометр, способный выполнять не только сложение и вычитание, но и умножение, и деление. Заслуга Лейбниц заключается и в том, что он первым описал двоичную систему счисления и высказал мысль, что именно такая система будет наиболее оптимальная для вычислительных машин будущего.

В 1801 году был построен первый ткацкий станок, управляемый программой, записанной на перфокартах, чуть позже был налажен уже промышленный выпуск счетных машин — арифмометров.

В 1822 году английский математик Чарльз Бэббидж изобрёл, но не смог построить, первый специализированный арифмометр для автоматического построения математических таблиц (разностную машину). Программы для этой машины готовила небезызвестная Леди Лавлейс, которую считают первым в мире программистом. Осуществить замысел Бэббиджа смогли спустя 30 лет братья Шурц из Швеции, построив первую разностную машину.

В 1912 году по проекту русского ученого А. Н. Крылова была создана машина для интегрирования дифференциальных уравнений, а спустя 15 лет В. Бушем в Массачусетском технологическом институте был разработан механический аналоговый компьютер.

В 1941 году К. Цузе создает первую вычислительную машину Z3, обладающую всеми свойствами современного компьютера, а год спустя в Университете штата Айова под руководством Д. Атанасова был разработан первый в США электронный цифровой компьютер АВС, который, впрочем достроен не был. Спустя еще два года, в 1944 году К. Цузе разработал еще более совершенный компьютер Z4, а также первый язык программирования высокого уровня Планкалкюль.

Первая универсальная электронная цифровая вычислительная машина ЭНИАК была представлена публике в 1946 году. Эта машина разрабатывалась в условиях строжайшей секретности с 1943 года. Эта ЭВМ была очень громоздкой — занимала помещение площадью около 40 кв. м и весила тонны.

В России первая советская ЭВМ была создана под руководством академика С. А. Лебедева в 1950 году.

Дальнейшее развитие компьютерной техники сопровождалось их миниатюризацией, ставшей возможным после изобретения полупроводниковых приборов и микросхем. Современный компьютер, обладающий мощностью в тысячи раз большей, чем мощности первых ЭВМ, имеет несравненно скромные габариты и вес.

***

Классификация компьютеров

По своему назначению все компьютеры можно классифицировать на следующие классы:

Калькулятор — электронное вычислительное устройство для выполнения операций над числами или алгебраическими формулами.

Консольный компьютер — компьютер, выполняющий подготовительные действия, необходимые для запуска основной компьютерной системы.

Мейнфрейм — большой универсальный высокопроизводительный отказоустойчивый сервер со значительными ресурсами ввода-вывода, большим объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для использования в критически важных системах.

Персональный компьютер (ПК) — настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности.

Ноутбук (Лэптоп) — переносной персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно сенсорная панель, или тачпад), а также аккумуляторные батареи. Название этого класса компьютеров имеет англоязычные корни — «notebook» в переводе означает «блокнот». Ноутбуки отличаются небольшими габаритами и весом. Миниатюрные разновидности ноутбука — субноутбук, нетбук и смартбук.

Планшетный компьютер — собирательное понятие, включающее различные типы мобильных устройств с сенсорным экраном.

К планшетным компьютерам можно отнести планшетный персональный компьютер, Slate PC (тонкий персональный компьютер), ультрамобильный ПК, интернет-планшет, электронную книгу.история появления и развития компьютерной техники

Игровая приставка (игровая консоль) — специализированное электронное устройство, предназначенное исключительно для видеоигр.

Карманный компьютер (КПК) портативное вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями. КПК часто называют «наладонником» из-за небольших размеров.

Коммуникатор — КПК,  дополненный функцией сотовой связи.

Смартфон — разновидность сотовых телефонов, дополненных функциями КПК.

Рабочая станция — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для решения определённого круга задач.

Сервер — специализированный компьютер и/или специализированное оборудование для выполнения на нём сервисного программного обеспечения (в том числе серверов тех или иных задач), работающий, как правило, без участия человека.

Суперкомпьютер — специализированная вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров.

***

Как устроен и из чего состоит компьютер?



Rambler's Top100