авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ...»

-- [ Страница 2 ] --

В 1673 г. другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646–1716), создает счетную машину (арифметический прибор, по словам Лейбница) для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятич ных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик, позволяющий осуществлять умножение и деление. «...Моя машина дает возможность совер шать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не при бегая к последовательному сложению и вычитанию», – писал В. Лейбниц од ному из своих друзей. О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы.

В ЭВМ, появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и «арифметический прибор»

Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим (АЛУ).

Оно стало основным устройством современных компьютеров.

Таким образом, два гения XVII века установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Заслуги В. Лейбница, однако, не ограничиваются созданием «арифметического прибора». Начиная со студенче ских лет и до конца жизни, он занимался исследованием свойств двоичной сис темы счисления, ставшей в дальнейшем основной при создании компьютеров.

Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно соз дать универсальный язык для объяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии.

В 1799 г. во Франции Жозеф Мари Жакард (1752–1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты. Не обходимые для этого исходные данные записывались в виде пробивок в соот ветствующих местах перфокарты. Так появилось первое примитивное устрой ство для запоминания и ввода программной (управляющей ткацким процессом в данном случае) информации.

Молодой британский ученый Чарльз Беббидж (1791–1871 гг.), будущий создатель первого «компьютера» – машины с памятью и хранимой в ней про граммой вычислений, специально ездил в Париж, чтобы изучить принципы управления посредством перфокарт, которые он потом и использовал в своей всемирно известной счетной «аналитической машине».

Аналитическая машина, проект которой он разработал в 1836–1848 годах, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие ЭВМ. В ней предполагалось иметь те же, что и в ЭВМ, пять основных устройств: арифме тическое, памяти, управления, ввода, вывода. Для арифметического устройства Ч. Беббидж использовал зубчатые колеса, подобные тем, что использовались ранее. На них же Ч. Беббидж намеревался построить устройство памяти из 1000 50-разрядных регистров (по 50 колес в каждом!). Программа выполнения вычислений записывалась на перфокартах (пробивками), на них же записыва лись исходные данные и результаты вычислений. В число операций, помимо четырех арифметических, была включена операция условного перехода и опе рации с кодами команд. Автоматическое выполнение программы вычислений обеспечивалось устройством управления. Время сложения двух 50-разрядных десятичных чисел составляло, по расчетам ученого, 1 с., умножения – 1 мин.

Особенностью аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитиче ская машина содержала два крупных узла: «склад» и «мельницу». Данные вво дились в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводи лись с перфокарт.

Механический принцип построения устройств и использование десятичной системы счисления, затрудняющей создание простой элементной базы, не по зволили Ч. Беббиджу полностью реализовать свой далеко идущий замысел, пришлось ограничиться скромными макетами. Иначе по размерам машина сравнялась бы с локомотивом, и чтобы привести в движение ее устройство, по надобился бы паровой двигатель.

До настоящего времени Беббидж считается пионером в этой области.

Его молодая помощница леди Ада Августа Лавлейс (Ада Байрон, 1815–1852), дочь поэта лорда Байрона, которую он опекал и обучал математике после кон чины собственной дочери, проявила необыкновенные математические способности.

За свою долгую жизнь Чарльз Бэббидж написал более 70 заметок, статей и книг по самым различным вопросам. Однако подробное изложение принципов работы разностной и аналитической машин сделано не им (Бэббидж говорил, что слишком занят созданием машин, чтобы еще заниматься и их описанием).

В частности, аналитическая машина была весьма детально описана в «Очерке аналитической машины...» Л. Ф. Менабреа, переведенном с итальянского на английский язык леди Лавлейс. Она не только сделала перевод, но и дополнила его собственными «Примечаниями», свидетельствующими о замечательном понимании принципов работы вычислительных машин Бэббиджа. Кроме того, она привела ряд примеров их практического использования: выражаясь совре менным языком, составила несколько программ для аналитической машины.

Программы вычислений на машине Беббиджа, составленные Адой Авгу стой Лавлейс, поразительно схожи с программами, составленными впоследст вии для первых ЭВМ. Не случайно замечательную женщину назвали первым программистом мира.

Ее изложение принципов действия разностной и аналитической машин, их вычислительных возможностей и некоторых структурных особенностей дает законченное и четкое представление об этих машинах. Недаром сам Бэббидж неоднократно повторял, что представления леди Лавлейс о его работе были яс нее, чем его собственные. К несомненным достижениям Ады следует также от нести введение и весьма подробное рассмотрение таких принципиально важ ных для программирования вопросов, как организация циклов, связь рекур рентных формул с циклическими процессами вычислений, использование ра бочих ячеек.

Программы, приведенные в работе леди Лавлейс, никогда не отлаживались и не работали. Но, несмотря на это, они, как и «Примечания» в целом, навсегда останутся в истории computer science как первая опубликованная работа в об ласти программирования. Слова «цикл» и «рабочие ячейки» относятся к наибо лее употребительным программистским терминам и вряд ли станут менее упот ребительными в обозримом будущем. Следует помнить, кто произнес их впер вые. Сегодня ее именем назван один из известных языков программирования.

Несмотря на все старания Ч. Беббиджа и А. Лавлейс, машину построить не удалось... Современники, не видя конкретного результата, разочаровались в ра боте ученого. Он опередил свое время. И сам понимал это: «Вероятно, пройдет половина столетия, прежде чем кто-нибудь возьмется за такую малообещаю щую задачу без тех указаний, которые я оставил после себя. И если некто, не предостереженный моим примером, возьмет на себя эту задачу и достигнет це ли в реальном конструировании машины, воплощающей в себя всю исполни тельную часть математического анализа с помощью простых механических или других средств, я не побоюсь поплатиться своей репутацией в его пользу, т. к.

только он один полностью сможет понять характер моих усилий и ценность их результатов».

После смерти Ч. Беббиджа Комитет Британской научной ассоциации, куда входили крупные ученые, рассмотрел вопрос, что делать с неоконченной ана литической машиной и для чего она может быть рекомендована. К чести Коми тета было сказано: «...Возможности аналитической машины простираются так далеко, что их можно сравнить только с пределами человеческих возможно стей... Успешная реализация машины может означать эпоху в истории вычис лений, равную введению логарифмов».

В 1991 г. английские инженеры под руководством сотрудника Лондонско го научного музея Дорона Суэйда изготовили эту машину по чертежам Бэб биджа, обнаружив в них лишь две ошибки!

Непонятым оказался еще один выдающийся англичанин, живший в те же годы, – Джордж Буль (1815–1864). Разработанная им алгебра логики (алгебра Буля) нашла применение лишь в следующем веке, когда понадобился матема тический аппарат для проектирования схем ЭВМ, использующих двоичную систему счисления. «Соединил» математическую логику с двоичной системой счисления и электрическими цепями американский ученый Клод Шеннон в сво ей знаменитой диссертации (1936 г.).

Через 63 года после смерти Ч. Беббиджа (он почти угадал срок!) нашелся «некто», взявший на себя задачу создать машину, подобную по принципу дей ствия той, которой отдал жизнь Ч. Беббидж. Им оказался... немецкий студент Конрад Цузе (1910–1985). Работу по созданию машины он начал в 1934 г., за год до получения инженерного диплома. Конрад (друзья его звали Куно) ниче го не знал ни о машине Беббиджа, ни о работах Лейбница, ни о алгебре Буля, которая словно создана для того, чтобы проектировать схемы с использованием элементов, имеющих лишь два устойчивых состояния.

Тем не менее, он оказался достойным наследником В. Лейбница и Дж. Бу ля, поскольку вернул к жизни уже забытую двоичную систему исчисления, а при расчете схем использовал нечто подобное булевой алгебре. В 1937 г. ма шина Z1 (что означало «Цузе 1») была готова и заработала! Она была, подобно машине Беббиджа, чисто механической. Использование двоичной системы со творило чудо – машина занимала всего два квадратных метра на столе в квар тире изобретателя! Числа и программа вводилась вручную. Еще через год в машине появилось устройство ввода данных и программы, использовавшее ки ноленту, на которую перфорировалась информация, а механическое арифмети ческое устройство заменило АУ последовательного действия на телефонные реле. Усовершенствованная машина получила название Z2. В 1941 г. Цузе с участием Г. Шрайера создает релейную вычислительную машину с программ ным управлением (Z3), содержащую 2000 реле и повторяющую основные ха рактеристики Z1 и Z2. Она стала первой в мире полностью релейной цифровой вычислительной машиной с программным управлением и успешно эксплуати ровалась.

К концу Второй мировой войны К. Цузе создает еще одну релейную вы числительную машину – Z4. Она окажется единственной сохранившейся из всех машин, разработанных им. Остальные будут уничтожены при бомбежке Берлина и заводов, где они выпускались.

Итак, К. Цузе установил несколько вех в истории развития компьютеров:

первым в мире использовал при построении вычислительной машины двоич ную систему исчисления (1937 г.), создал первую в мире релейную вычисли тельную машину с программным управлением (1941 г.) и цифровую специали зированную управляющую вычислительную машину (1943 г.).

Эти воистину блестящие достижения, однако, существенного влияния на развитие вычислительной техники в мире (за исключением Германии) не оказали...

Дело в том, что публикаций о них и какой-либо рекламы из-за секретности работ не было, и поэтому о них стало известно лишь спустя несколько лет по сле завершения Второй мировой войны.

По-другому развивались события в США. В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен (1900–1973) создает первую в США (тогда счита лось первую в мире!) релейно-механическую цифровую вычислительную ма шину МАРК–1. По своим характеристикам (производительность, объем памя ти) она была близка к Z3.

В машине использовалась десятичная система счисления. Как и в машине Беббиджа, в счетчиках и регистрах памяти использовались зубчатые колеса.

Управление и связь между ними осуществлялась с помощью реле, число кото рых превышало 3000. Г. Айкен не скрывал, что многое в конструкции машины он заимствовал у Ч. Беббиджа. «Если бы был жив Беббидж, мне нечего было бы делать», – говорил он. Замечательным качеством машины была ее надежность.

Установленная в Гарвардском университете, она проработала там 16 лет!

Вслед за МАРК–1 ученый создает еще три машины (МАРК–2, МАРК–3 и МАРК–4) – тоже с использованием реле, а не электронных ламп, объясняя это ненадежностью последних.

В отличие от работ Цузе, которые велись с соблюдением секретности, раз работка МАРК–1 проводилась открыто, и о создании необычной по тем време нам машины быстро узнали во многих странах. Шутка ли, за день машина вы полняла вычисления, на которые ранее тратилось полгода! Дочь К. Цузе, рабо тавшая в военной разведке и находившаяся в то время в Норвегии, прислала отцу вырезку из газеты, сообщающую о грандиозном достижении американско го ученого.

К. Цузе мог торжествовать. Он во многом опередил появившегося сопер ника. Позднее он направит ему письмо и скажет об этом. А правительство Гер мании в 1980 г. выделит ему 800 тыс. марок для воссоздания Z1, что он и осу ществил вместе с помогавшими ему студентами. Своего «воскресшего» пер венца К. Цузе передал на вечное хранение в музей вычислительной техники в Падеборне.

Что касается Г. Айкена, то он первым в мире начал чтение лекций по но вому тогда предмету, получившему сейчас название Computer Science – наука о компьютерах;

он же одним из первых предложил использовать машины в дело вых расчетах и бизнесе. Побудительным мотивом для создания МАРК– 1 было стремление Г. Айкена помочь себе в многочисленных расчетах, которые ему приходилось делать при подготовке диссертационной работы (посвященной, кстати, изучению свойств электронных ламп).

В 1941 г. сотрудники лаборатории баллистических исследований Абердин ского артиллерийского полигона в США обратились в расположенную непода леку техническую школу при Пенсильванском университете за помощью в со ставлении таблиц стрельбы для артиллерийских орудий, уповая на имевшийся в школе дифференциальный анализатор Буша – громоздкое механическое анало говое вычислительное устройство. Однако сотрудник школы физик Джон Моч ли (1907–1986), увлекавшийся метеорологией и смастеривший для решения за дач в этой области несколько простейших цифровых устройств на электронных лампах, предложил нечто иное. Им было составлено (в августе 1942 г.) и от правлено в военное ведомство США предложение о создании мощного компь ютера (по тем временам) на электронных лампах. Эти воистину исторические пять страничек были положены военными чиновниками под сукно, и предло жение Мочли, вероятно, осталось бы без последствий, если бы им не заинтере совались сотрудники полигона. Они добились финансирования проекта, и в ап реле 1943 г. был заключен контракт между полигоном и Пенсильванским уни верситетом на создание вычислительной машины, названной электронным цифровым интегратором и компьютером (ЭНИАК). На это отпускалось 400 тыс. долларов. К работе было привлечено около 200 человек, в том числе несколько десятков математиков и инженеров. Руководителями работы стали Дж. Мочли и талантливый инженер-электронщик Преспер Эккерт (1919–1995).

Именно он предложил использовать для машины забракованные военными представителями электронные лампы (их можно было получить бесплатно!).

Учитывая, что требуемое количество ламп приближалось к 20 тысячам, а сред ства, выделенные на создание машины, весьма ограничены, – это было мудрым решением. Он же предложил снизить напряжение накала ламп, что существен но увеличило надежность их работы. Напряженная работа завершилась в конце 1945 года. ЭНИАК был предъявлен на испытания и успешно их выдержал.

В начале 1946 г. машина начала считать реальные задачи. По размерам она бы ла более впечатляющей, чем МАРК–1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес 35 тонн.

Но поражали не размеры, а производительность – она в 1000 раз превышала производительность МАРК–1! Таков был результат использования электрон ных ламп! В остальном ЭНИАК мало чем отличался от МАРК–1. В нем исполь зовалась десятичная система исчисления.

В 1945 г., когда завершались работы по созданию ЭНИАК, и его создатели уже разрабатывали новый электронный цифровой компьютер ЭДВАК в кото ром намеревались размещать программы в оперативной памяти, чтобы устра нить основной недостаток ЭНИАКа – сложность ввода программ вычислений, к ним в качестве консультанта был направлен выдающийся математик, участник Матхеттенского проекта по созданию атомной бомбы Джон фон Нейман (1903–1957). Следует сказать, что разработчики машины, судя по всему, не просили этой помощи. Дж. Нейман, вероятно, сам проявил инициативу, услы шав от своего приятеля Г. Голдстайна, математика, работавшего в военном ве домстве, об ЭНИАКе. Он сразу оценил перспективы развития новой техники и принял самое активное участие в завершении работ по созданию ЭДВАКа. На писанная им часть отчета по машине содержала общее описание ЭДВАКа и ос новные принципы построения машины (1945 г.).

Она была размножена Г. Голдстайном (без согласования с Дж. Мочли и П. Эккертом) и разослана в ряд организаций. В 1946г. Нейманом, Голдстайном и Берксом (все трое работали в Принстонском институте перспективных иссле дований) был составлен еще один отчет («Предварительное обсуждение логи ческого конструирования устройства», июнь 1946 г.), который содержал раз вернутое и детальное описание принципов построения цифровых электронных вычислительных машин. В том же году отчет был распространен на летней сес сии Пенсильванского университета.

Изложенные в отчете принципы сводились к следующему:

1. Машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а двоичной системе исчисления.

2. Программа должна размещаться в одном из блоков машины – в запоми нающем устройстве, обладающем достаточной емкостью и соответствующими скоростями выборки и записи команд программы.

3. Программа, так же как и числа, с которыми оперирует машина, записы вается в двоичном коде. Таким образом, по форме представления команды и числа однотипны. Это обстоятельство приводит к следующим важным послед ствиям:

промежуточные результаты вычислений, константы и другие числа могут размещаться в том же запоминающем устройстве, что и про грамма;

числовая форма записи программы позволяет машине производить операции над величинами, которыми закодированы команды про граммы.

4. Трудности физической реализации запоминающего устройства, быстро действие которого соответствует скорости работы логических схем, требует ие рархической организации памяти.

5. Арифметическое устройство машины конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения, создание специальных устройств для вы полнения других операций нецелесообразно.

6. В машине используется параллельный принцип организации вычисли тельного процесса (операции над словами производятся одновременно по всем разрядам).

Нельзя сказать, что перечисленные принципы построения ЭВМ были впервые высказаны Дж. Нейманом и остальными авторами. Их заслуга в том, что они, обобщив накопленный опыт построения цифровых вычислительных машин, сумели перейти от схемных (технических) описаний машин к их обоб щенной логически ясной структуре, сделали важный шаг от теоретически важ ных основ (машина Тьюринга) к практике построения реальных ЭВМ. Имя Дж. Неймана привлекло внимание к отчетам, а высказанные в них принципы и структура ЭВМ получили название неймановских.

Под руководством Дж. Неймана в Принстонском институте перспектив ных исследований в 1952 г. была создана еще одна машина на электронных лампах МАНИАК (для расчетов по созданию водородной бомбы), а в 1954 г.

еще одна, уже без участия Дж. Неймана. Последняя была названа в честь уче ного «Джониак». К сожалению, всего три года спустя Дж. Нейман тяжело забо лел и умер.

Дж. Мочли и П. Эккерт, обиженные тем, что в отчете Принстонского уни верситета они не фигурировали и выстраданное ими решение располагать про граммы в оперативной памяти (и не только это!) стали приписывать Дж. Ней ману, а, с другой стороны, увидев, что многие, возникшие как грибы после до ждя, фирмы стремятся захватить рынок ЭВМ, решили взять патенты на ЭНИАК.

Однако в этом им было... отказано! Дотошные соперники разыскали ин формацию о том, что еще в 1938–1941 годах работавший в сельскохозяйствен ном училище штата Айова профессор математики Джон Атанасов (1903– 1996), болгарин по происхождению, вместе со своим помощником Клиффор дом Бери разработал макет специализированной цифровой вычислительной машины (с использованием двоичной системы исчисления!) для решения сис тем алгебраических уравнений. Макет содержал 300 электронных ламп, имел память на конденсаторах. Таким образом, пионером ламповой техники в облас ти компьютеров оказался Атанасов!

К тому же Дж. Мочли, как выяснил суд, разбиравший (почти 20 лет!) дело по выдаче патента, оказывается, был знаком с работами Атанасова не пона слышке, а провел пять дней в его лаборатории в дни создания макета.

Что касается хранения программ в оперативной памяти и теоретического обоснования основных свойств современных компьютеров, то и здесь Дж. Мочли и П. Эккерт не были первыми. Еще в 1936 г. об этом сказал Алан Тьюринг (1912–1953) – гениальный математик, опубликовавший тогда свою за мечательную работу «О вычислимых числах» (в 24 года!).

Полагая, что наиболее важная черта алгоритма (задания на обработку ин формации) – это возможность механического характера его выполнения, А. Тьюринг предложил для исследования алгоритмов абстрактную машину, по лучившую название «машина Тьюринга». В ней он предвосхитил основные свойства современного компьютера. Данные должны были вводиться в машину с бумажной ленты, поделенной на клетки-ячейки. Каждая из них содержала символ или была пустой. Машина могла не только обрабатывать записанные на ленте символы, но и изменять их, стирая старые и записывая новые в соответ ствии с инструкциями, хранимыми в ее внутренней памяти. Для этого она до полнялась логическим блоком, содержащим функциональную таблицу, опреде ляющую последовательность действий машины. Иначе говоря, А. Тьюринг предусмотрел наличие некоторого запоминающего устройства для хранения программы действий машины. Но не только этим определяются его выдающие ся заслуги.

В 1942–1943 годах, в разгар Второй мировой войны в Англии в обстановке строжайшей секретности была построена и успешно эксплуатировалась первая в мире специализированная цифровая вычислительная машина «Колоссус» на электронных лампах (2000 ламп!). В Блечли–Парке А. Тьюринг создал совме стно с Г. Уэлчманом и инженером Г. Кином дешифровочную машину «Бомба»

для расшифровки секретных радиограмм немецких радиостанций. Она успешно справилась с поставленной задачей. Один из участников создания машины так оценил заслуги А. Тьюринга: «Я не хочу сказать, что мы выиграли войну бла годаря Тьюрингу, но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли ее и проиграть». После войны ученый принял участие в создании универсальной ламповой ЭВМ. Внезапная смерть на 41-м году жизни помешала реализовать в полной мере его выдающийся творческий потенциал. В память об А. Тьюринге установлена премия его имени за выдающиеся работы в области математики и информатики. ЭВМ «Колоссус» восстановлена и хранится в музее местечка Блечли–Парк, где она была создана.

Бывший сотрудник английской разведки Ми–5, инженер-электронщик То ни Сейл переписал программы «Колоссуса» и «Бомба» для современного пер сонального компьютера с «Пентиумом» внутри. Оказалось, что современный компьютер разгадывает начальное положение колесиков «Шлюссельцузатц– 40» вдвое медленнее, чем это делал «Колоссус». А задача, которую «Бомба» в 1943 году разрешала за 15 минут, занимает у «Пентиума» 18 часов! Дело в том, что современные компьютеры задуманы как универсальные, предназначенные для выполнения самых разных задач, и не всегда могут спорить со специализи рованными ЭВМ, умевшими делать только одно, зато очень быстро.

В практическом плане Дж. Мочли и П. Эккерт действительно оказались первыми, кто, поняв целесообразность хранения программы в оперативной па мяти машины (независимо от А. Тьюринга), заложили это в реальную машину – свою вторую машину ЭДВАК. К сожалению, ее разработка задержалась, и она была введена в эксплуатацию только в 1951 г. В это время в Англии уже два года работала ЭВМ с хранимой в оперативной памяти программой! Дело в том, что в 1946 г. в разгар работ по ЭДВАК Дж. Мочли прочитал курс лекций по принципам построения ЭВМ в Пенсильванском университете. Среди слушате лей оказался молодой ученый Морис Уилкс (родился в 1905 г.) из Кембридж ского университета, того самого, где сто лет назад Ч. Беббидж предложил про ект цифровой машины с программным управлением. Вернувшись в Англию, талантливый молодой ученый сумел за очень короткий срок создать ЭВМ ЭДСАК (электронный компьютер на линиях задержки) последовательного дей ствия с памятью на ртутных трубках с использованием двоичной системы ис числения и хранимой в оперативной памяти программой. В 1949 г. машина за работала! Так М. Уилкс оказался первым в мире, кто сумел создать ЭВМ с хра нимой в оперативной памяти программой. В 1951 г. он же предложил микро программное управление операциями. ЭДСАК стал прототипом первой в мире серийной коммерческой ЭВМ ЛЕО (1953 г.). Сегодня М. Уилкс – единственный из оставшихся в живых компьютерных пионеров мира старшего поколения, тех, кто создавал первые ЭВМ. Дж. Мочли и П. Эккерт пытались организовать собственную компанию, но ее пришлось продать из-за возникших финансовых затруднений. Их новая разработка – машина УНИВАК, предназначенная для коммерческих расчетов, перешла в собственность фирмы Ремингтон Рэнд и во многом способствовала ее успешной деятельности.

Хотя Дж. Мочли и П. Эккерт не получили патента на ЭНИАК, его созда ние стало, безусловно, золотой вехой в развитии цифровой вычислительной техники, отмечающей переход от механических и электромеханических к элек тронным цифровым вычислительным машинам.

В 1996 г. по инициативе Пенсильванского университета многие страны мира отметили 50-летие информатики, связав это событие с 50-летием создания ЭНИАК. Для этого имелись многие основания – до ЭНИАКа и после ни одна ЭВМ не вызвала такого резонанса в мире и не имела такого влияния на разви тие цифровой вычислительной техники, как замечательное детище Дж. Мочли и П. Эккерта.

Во второй половине XX века развитие технических средств пошло значи тельно быстрее. Еще стремительней развивалась сфера программного обеспече ния, новых методов численных вычислений, теория искусственного интеллекта.

Контрольные вопросы 1. Перечислите имена великих ученых и их идеи, которые внесли вклад в раз витие вычислительной техники.

2. Кто является автором аналитической машины?

3. Какие заслуги в развитии вычислительной техники принадлежат Чарльзу Бэббиджу?

4. Что вы можете рассказать об аналитической машины Чарльза Бэббиджа?

5. Кто считается первым в мире программистом?

6. Что вы знаете о первом в мире программисте?

7. Какая машина может считаться первым в мире механическим компьютером?

8. Первые вычислительные машины с использованием реле.

9. Вычислительные машины на электронных лампах.

10. Назовите принципы построения ЭВМ, получившие название неймановских.

11. Заслуги А. Тьюринга в теории компьютеров.

Тема 5. Общие принципы построения современных ЭВМ Основным принципом построения всех современных ЭВМ является прин цип программного управления (ППУ). Этот принцип обеспечивает универсаль ность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память за гружается другая программа и т. д. В соответствии с принципом программного управления любая ЭВМ – это совокупность аппаратной (технической) и про граммной частей.

Программа, требуемая для работы ЭВМ, предварительно размещается в памяти компьютера, а не вводится команда за командой. Память строится по принципу иерархии: для часто используемых данных выделяется память мень шего объема, но большего быстродействия;

для редко используемых данных выделяется память большего объема, но меньшего быстродействия.

Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика ко манд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.

А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно распо ложенных ячеек памяти.

Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехо дов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей сле дующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».

Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вме шательства человека.

ППУ реализуется за счет наличия в компьютере устройства управления (УУ) и развитого запоминающего устройства (ЗУ). В ЗУ хранятся данные и программы.

Большинство современных ЭВМ базируется на принципах, предложенных Джоном фон Нейманом (см. Тема 4), и имеет структуру, ставшую к настоящему времени классической.

Обобщенная структурная схема ЭВМ первых поколений, отвечающая про граммному принципу управления, представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений В любой ЭВМ имеются устройства ввода информации (УВв), с помощью которых пользователь вводит в ЭВМ программы и данные. Введенная инфор мация полностью или частично сначала запоминается в оперативном запоми нающем устройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее уст ройство (ВЗУ), предназначенное для длительного хранения информации в виде файла.

Затем программа команда за командой считывается в устройство управле ния (УУ). Устройство управления предназначается для автоматического вы полнения программ путем синхронизации всех остальных устройств ЭВМ.

Управляющие сигналы показаны на рис. 5.1 штриховыми линиями. Вызывае мые из ОЗУ команды дешифрируются устройством управления: определяется код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса операндов, принимающих участие в данной операции.

Все команды программы выполняются последовательно, команда за ко мандой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования команд). Возможно присутствие в программе команд условного пе рехода, которые меняют последовательное выполнение команд в зависимости от значений данных.

АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Ре зультаты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего ис пользования в одном из регистров АЛУ или записываются в память. Результа ты, полученные после выполнения всей программы вычислений, передаются на устройства вывода (УВыв). В качестве УВыв могут использоваться экран мони тора, принтер, графопостроитель и др.

Связь между устройствами ЭВМ осуществляется с помощью сопряжений, которые в ВТ называются интерфейсом. Интерфейс представляет собой сово купность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечи вающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интер фейсов лежит унификация и стандартизация.

В персональных компьютерах (ПК), относящихся к ЭВМ четвертого поко ления, используется структура с шинным интерфейсом: все устройства компь ютера обмениваются информацией и управляющими сигналами через шину (рис. 5.2). Шина представляет собой систему функционально объединенных проводов, обеспечивающих передачу трех потоков: данных, адресов и управ ляющих сигналов.

Процессор Основная память Системная шина...

Контроллер Контроллер...

ВнУ ВнУ Рис. 5.2. Структурная схема ПЭВМ Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи данных, называется разрядностью шины. Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно. Коли чество проводов для передачи адресов, или адресных линий, определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован.

Единая система аппаратурных соединений значительно упростила струк туру, сделав ее более децентрализованной. Все передачи данных по шине осу ществляются под управлением сервисных программ.

Ядро ПК образуют процессор и основная память (ОП) (поскольку на их основе реализуется ППУ), состоящая из оперативной памяти и постоянного за поминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначается для постоянного хране ния наиболее часто используемых программ управления. Подключение всех внешних устройств (ВнУ): дисплея, клавиатуры, внешних ЗУ и других обеспе чивается через соответствующие контроллеры – специальные устройства управления периферийной аппаратурой.

Децентрализация построения и управления вызвала к жизни такие элемен ты, которые являются общим стандартом структур современных ЭВМ: модуль ность построения, магистральность, иерархия управления.

Модульность построения предполагает выделение в структуре ЭВМ дос таточно автономных, функционально и конструктивно законченных устройств (процессор, модуль памяти, накопитель на жестком диске и другие).

Модульная конструкция ЭВМ делает ее открытой системой, способной к адаптации и совершенствованию. К ЭВМ можно подключать дополнительные устройства, улучшая ее технические и экономические показатели. Появляется возможность увеличения вычислительной мощности, улучшения структуры пу тем замены отдельных устройств на более совершенные, изменения и управле ния конфигурацией системы, приспособления ее к конкретным условиям при менения в соответствии с требованиями пользователей.

В современных ЭВМ принцип децентрализации и параллельной работы распространен как на периферийные устройства, так и на сами ЭВМ (процессо ры). Появились вычислительные системы, содержащие несколько вычислите лей (ЭВМ или процессоры), работающие согласованно и параллельно.

Все существующие типы ЭВМ выпускаются семействами, в которых раз личают старшие и младшие модели. Всегда имеется возможность замены более слабой модели на более мощную. Это обеспечивается информационной, аппа ратурной и программной совместимостью. Программная совместимость в се мействах устанавливается по принципу снизу-вверх, т. е. программы, разрабо танные для ранних и младших моделей, могут обрабатываться и на старших, но не обязательно наоборот.

Контрольные вопросы 1. Что является основным принципом построения современных ЭВМ?

2. Что обеспечивает принцип программного управления?

3. За счет наличия каких блоков в компьютере реализуется принцип программ ного управления?

4. Приведите структурную схему ЭВМ первых поколений.

5. Какие устройства имеются в архитектуре любой ЭВМ? Как они взаимодей ствуют?

6. Для чего предназначено устройство управления?

7. Для чего предназначено АЛУ?

8. Что такое интерфейс?

9. Что такое структура с шинным интерфейсом? В каких компьютерах она поя вилась?

10. Что представляет собой шина?

11. Приведите структурную схему ЭВМ четвертого поколения?

12. Что называется разрядностью шины и что она определяет?

13. Что образует ядро персональных ЭВМ?

14. Что включает в себя основная память?

15. Что такое контроллеры? Их назначение?

16. Могут ли программы, разработанные для старших моделей, обрабатываться на младших моделях семейств ЭВМ?

Тема 6. Основные классы вычислительных машин Вычислительные машины могут быть классифицированы по ряду призна ков, в частности:

по принципу действия;

по этапам создания и элементной базе;

по назначению;

по способу организации вычислительного процесса;

по размеру и вычислительной мощности;

по функциональным возможностям;

по способности к параллельному выполнению программ и т. д.

Классификация ЭВМ по принципу действия По принципу действия вычислительные машины делятся на три больших класса (рис. 6.1): аналоговые, цифровые и гибридные.

Вычислительные машины АВМ ГВМ ЦВМ Рис. 6.1. Классификация вычислительных машин по принципу действия Критерием деления вычислительных машин на эти три класса является форма представления информации, с которой они работают (рис. 6.2).

Аналоговая форма Цифровая импульсная форма Рис. 6.2. Две формы представления информации в машинах ЦВМ – цифровые вычислительные машины, или вычислительные маши ны дискретного действия – работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

АВМ – аналоговые вычислительные машины, или вычислительные ма шины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, то есть в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

ГВМ – гибридные вычислительные машины, или вычислительные маши ны комбинированного действия – работают с информацией, представлен ной и в цифровой, и в аналоговой форме;

они совмещают в себе достоин ства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

В экономике (да и в науке и технике) получили подавляюще широкое рас пространение ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.

Классификация ЭВМ по этапам создания и элементной базе По этапам создания и элементной базе компьютеры условно делятся на поколения:

1-е поколение, 50-е годы: ЭВМ на электронных вакуумных лампах.

2-е поколение, 60-е годы: ЭВМ на дискретных полупроводниковых при борах (транзисторах).

3-е поколение, 70-е годы: компьютеры на полупроводниковых инте гральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни–тысячи тран зисторов в одном корпусе).

ПРИМЕЧАНИЕ Интегральная схема – электронная схема специального назначения, выполненная в ви де полупроводникового кристалла, объединяющего большое число активных элементов (диодов и транзисторов).

4-е поколение, 80– 90-е годы: компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах, основная из которых – микропроцессор (десятки тысяч – миллионы активных элементов на одном кристалле).

ПРИМЕЧАНИЕ Большие интегральные схемы столь плотно упаковывают активные элементы, что все электронное оборудование компьютера 1-го поколения (монстра, занимавшего зал площадью 100–150 м2) размещается сейчас в одном микропроцессоре площадью 1,5–2 см2. Расстояния между активными элементами в сверхбольшой интегральной схеме составляют 0,11– 0,15 микрона (для сравнения, толщина человеческого волоса равна нескольким десяткам микронов).

5-е поколение, настоящее время: компьютеры со многими десятками па раллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний;

компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки по следовательных инструкций программы.

6-е и последующие поколения: оптоэлектронные компьютеры с массо вым параллелизмом и нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитек туру нейронных биологических систем.

Развитие вычислительной техники в современном периоде принято рас сматривать с точки зрения смены поколений компьютеров, вызванной перехо дом на новую элементную базу.

Первое поколение компьютеров. Элементная база – электронные лампы.

В 1946 году американские ученые Джон Мочли и Преспер Эккерт сконструи ровали компьютер, названный ЭНИАК (электронный вычислительный интегра тор и калькулятор). По сравнению с «Марк–1» скорость работы увеличилась в 1000 раз. Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал – ведь для задания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоеди нять нужным образом провода. А сам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.

Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Эккерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу в своей памяти. К этой работе был привлечен американский математик Джон фон Нейман. Были разработаны общие принципы функционирования и элемен ты архитектуры компьютеров, как универсальных вычислительных устройств, которые получили название принципы фон Неймана.

Компьютер, согласно принципам фон Неймана (см. рис. 6.3), должен иметь следующие устройства:

- арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметиче ские и логические операции;

- устройство управления (УУ), которое синхронизирует работу всего ком пьютера;

- память для хранения программ и данных;

- внешние устройства (ВУ) для ввода-вывода информации.

АЛУ УУ ВУ - информационные связи - управляющие связи Память Рис. 6.3. Структурная схема компьютера АЛУ и УУ объединены в единое устройство – процессор (центрально об рабатывающее устройство).

Память компьютера состоит из ячеек, каждая из которых имеет свой уни кальный адрес. Каждая ячейка хранит команду программы или единицу обра батываемой информации.

В любой момент процессор выполняет одну команду программы, адрес ко торой находится в специальном регистре процессора – счетчике команд.

Информация в процессор поступает из памяти или от внешнего устройства.

Процессор выполняет программу команду за командой в соответствии с изменением счетчика команд до тех пор, пока не получит команду остановиться.

В дальнейшем архитектура фон Неймана незначительно изменялась и до полнялась, но исходные принципы управления работой компьютера с помощью хранящихся в памяти программ остались нетронутыми. Подавляющее боль шинство современных компьютеров построено именно по архитектуре фон Неймана. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Ней мана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом (см. Тема 4).

В 1951 году был создан первый компьютер, предназначенный для коммер ческого использования, – УНИВАК (универсальный автоматический компью тер), в котором были реализованы все принципы архитектуры фон Неймана.

Работа по созданию вычислительных машин велась и в СССР. Так, в 1950 году под руководством академика С. А. Лебедева была разработана МЭСМ (малая электронная счетная машина).

В компьютерах этого поколения использовался машинный язык – способ записи программ (команды в виде двоичных кодов), допускающий их непо средственное исполнение на компьютере. Для каждого компьютера существо вал свой собственный машинный язык, что ограничивало область применения компьютеров.

Компьютеры первого поколения имели невысокую производительность: до нескольких тысяч операций в секунду. Область применения была ограничена.

Электронные лампы выделяли большое количество тепла, поглощали много электроэнергии, были громоздкими, дорогими и ненадежными.

В 1948 году был изобретен транзистор. Транзисторы выполняли те же функции, что и электронные лампы, но использовали электрические свойства полупроводников.

Второе поколение компьютеров. Элементная база – транзисторы. В то же время появляются новые устройства для организации памяти компьютеров – ферритовые сердечники. С изобретением транзистора и использованием новых технологий хранения данных в памяти появилась возможность значительно уменьшить размеры компьютеров, сделать их более надежными и быстрыми.

В 1954 году началось серийное производство транзисторов, а в 1956 году ученые Массачусетского технологического института создали первый полно стью построенный на транзисторах компьютер.

Машинный язык, применявшийся во втором поколении компьютеров, был крайне неудобен для восприятия человеком. Для преодоления этих неудобств был придуман язык ассемблер. После ввода программы ассемблер сам заменяет символические имена на адреса памяти, а символические коды команд – на чи словые. Использование ассемблера сделало процесс написания программ более наглядным.

К 1965 году большая часть крупных компаний обрабатывала финансовую информацию с помощью компьютеров.

Вскоре появилась потребность в более естественных языках, которые бы упрощали процесс программирования. Подобные языки программирования по лучили названия языков высокого уровня. Для их использования необходимо иметь транслятор (компилятор или интерпретатор), то есть программу, которая преобразует операторы языка в машинный язык.

Одним из первых языков программирования стал язык Фортран, который предназначался для математических алгоритмов. Затем появился Кобол, кото рый предназначался для обработки финансово-экономических данных.

Со второго поколения компьютеров началось развитие индустрии про граммного обеспечения.

В целом, данный период развития вычислительной техники характеризует ся применением для создания компьютеров транзисторов и памяти на феррито вых сердечниках, увеличением быстродействия компьютеров до нескольких со тен тысяч операций в секунду, возникновением новых технологий программи рования, языков программирования высокого уровня, операционных систем.

После появления транзисторов наиболее трудоемкой операцией при про изводстве компьютеров было соединение и спайка транзисторов для создания электронных схем.

В 1959 году Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел спо соб, позволяющий создавать на одной пластине кремния транзисторы и все не обходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали на зываться интегральными схемами или чипами.

Третье поколение компьютеров. Элементная база – интегральные мик росхемы. Первые интегральные микросхемы состояли всего из нескольких эле ментов. Однако, используя полупроводниковую технологию, ученые довольно быстро научились размещать на одной интегральной микросхеме сначала де сятки, а затем сотни и больше транзисторных элементов.

В 1964 году компания IBM выпустила компьютер IBM System 360, постро енный на основе интегральных микросхем. Выпуск этих компьютеров можно считать началом массового производства вычислительной техники. IBM System 360 относится к классу так называемых мэйнфреймов. Компания DEC выпусти ла в 1965 г. первый мини-компьютер PDP–8 размером с холодильник и стоимо стью всего 20 тыс. долл. (для сравнения – компьютеры 1940–50-х годов обычно стоили миллионы долл.).

В 1970 г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на еди нице площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каж дый год (этот эмпирический факт, замеченный в 1965 году соучредителем ком пании Intel Гордоном Е. Муром, назвали по его имени Законом Мура), что и обеспечивает постоянное уменьшение стоимости компьютеров и повышение их быстродействия.

Основой для компьютеров этого поколения послужили интегральные мик росхемы, что позволило значительно уменьшить стоимость и размеры компью теров. Началось массовое производство компьютеров. Продолжалось увеличе ние скорости обработки информации: до одного миллиона операций в секунду.

Появились новые внешние устройства. Появились первые коммерческие опера ционные системы, специально разработанные для них языки программирова ния высокого уровня.

В 1964 году появился язык программирования Бейсик (BASIC), предназна ченный для обучения начинающих программистов. В 1970 году швейцарец Никлас Вирт разработал язык программирования Паскаль. Созданный как язык для обучения, Паскаль оказался очень удобен для решения многих прикладных задач.

В 1969 году компания Intel выпустила еще одно важное для развития вы числительной техники устройство – микропроцессор. Микропроцессор пред ставляет собой интегральную микросхему, аналогичную по своим функцио нальным возможностям центральному процессору большого компьютера.

Четвертое поколение компьютеров. В течение следующих десятилетий продолжалось все большее увеличение скорости и интеграции микропроцессо ров. Появились сверхбольшие интегральные схемы, включающие сотни тысяч и даже миллионы элементов на один кристалл. Это позволило продолжить уменьшение размеров и стоимости компьютеров и повысить их производитель ность и надежность.

Практически одновременно с микропроцессорами появились микро компьютеры, или персональные компьютеры, отличительной особенностью которых стали небольшие размеры и низкая стоимость. Компьютеры перестали быть прерогативой крупных компаний и государственных учреждений, а пре вратились в товар массового потребления.

В 1975 году появился компьютер Альтаир 8800, родоначальник линии пер сональных компьютеров.

Одним из пионеров персональных компьютеров была компания Apple.

Ее основатели Стив Джобс и Стив Возняк собрали первую модель персональ ного компьютера в 1976 году и назвали ее Apple I. В 1977 году компания Apple представила следующую модель персонального компьютера – Apple II, кото рый стал первым массовым персональным компьютером. Это явилось пред вестником бума всеобщей компьютеризации населения.

В конце 1970-х годов распространение персональных компьютеров даже привело к некоторому снижению спроса на большие компьютеры и мини компьютеры (мини-ЭВМ). Это стало предметом серьезного беспокойства фир мы IBM – ведущей компании по производству больших компьютеров, и в г. фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компью теров. Однако руководство фирмы недооценило будущую важность этого рын ка и рассматривало создание персонального компьютера всего лишь как мелкий эксперимент – что-то вроде одной из десятков проводившихся в фирме работ по созданию нового оборудования. Чтобы не тратить на этот эксперимент слишком много денег, руководство фирмы предоставило подразделению, от ветственному за данный проект, невиданную в фирме свободу. В частности, ему было разрешено не конструировать персональный компьютер «с нуля», а использовать блоки, изготовленные другими фирмами.


В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16– разрядный микропроцессор Intel–8088. Его использование позволило значительно увеличить потенциальные возможности компьютера, так как но вый микропроцессор позволял работать с 1 мегабайтом памяти, а все имевшие ся тогда компьютеры были ограничены 64 килобайтами. Программное обеспе чение было поручено разработать небольшой фирме Microsoft.

В августе 1981 году новый компьютер под названием IBM PC (персональ ный компьютер фирмы IBM) был представлен публике и вскоре приобрел большую популярность у пользователей. Через пару лет компьютер IBM PC за нял ведущее место на рынке, вытеснив модели 8-битовых компьютеров.

Секрет популярности IBM PC в том, что фирма IBM не сделала свой ком пьютер единым неразъемным устройством и не стала защищать его конструк цию патентами. Наоборот, она собрала компьютер из независимо изготовлен ных частей и не стала держать спецификации этих частей и способы их соеди нения в секрете. Напротив, принципы конструкции IBM PC были доступны всем желающим. Этот подход, называемый принципом открытой архитекту ры, обеспечил потрясающий успех компьютеру IBM PC, хотя и лишил фирму IBM возможности единолично пользоваться плодами этого успеха. Вот как от крытость архитектуры IBM PC повлияла на развитие персональных компьютеров.

Перспективность и популярность IBM PC сделали весьма привлекатель ным производство различных комплектующих и дополнительных устройств для IBM PC. Конкуренция между производителями привела к удешевлению комплектующих и устройств. Очень скоро многие фирмы стали сами собирать компьютеры, совместимые с IBM PC. Поскольку этим фирмам не требовалось нести огромные издержки фирмы IBM, они смогли продавать свои компьютеры значительно дешевле (иногда в 2–3 раза) аналогичных компьютеров фирмы IBM. Совместимые с IBM PC компьютеры вначале презрительно называли «клонами», но эта кличка не прижилась, так как многие фирмы–производители IBM PC–совместимых компьютеров стали реализовывать технические дости жения быстрее, чем сама IBM. Пользователи получили возможность самостоя тельно модернизировать свои компьютеры и оснащать их дополнительными устройствами сотен различных производителей. Все это привело к удешевле нию IBM PC–совместимых компьютеров и стремительному улучшению их ха рактеристик, и как следствие, к росту их популярности.

Это интересно. Ведущий инженер компании IBM Дэвид Бредли (David J. Bradley), в 1980 году входивший в «группу двенадцати» создателей первой персоналки IBM PC, имеет семь зарегистрированных в США патентов на изо бретения, потребовавшие много знаний, сил и времени. Однако мировую из вестность Бредли приобрел благодаря «изобретению» комбинации клавиш, ко торая может вывести ПК из глубокой комы.

В период работы над своим первым компьютером инженеры пришли к вы воду, что некорректно написанная программа неизбежно приводит к «зависа нию» ПК, поэтому необходимо предусмотреть способ восстановления его функционирования после аварийного сбоя. Бредли работал тогда над програм мированием ПЗУ BIOS. Для перезагрузки ПК он ввел комбинацию клавиш «ALT+CTRL+DEL», затратив на ее обдумывание и написание не более пяти минут. Свой выбор он объяснил тем, что нажатие клавиш, одна из которых уда лена от двух других, не может быть сделано пользователем нечаянно. Разра ботчики IBM даже не собирались документировать в руководстве пользователя вызов аварийной перезагрузки машины тремя клавишами. Эта возможность первоначально описывалась только в руководстве для программиста.

На юбилейном праздновании двадцатилетней годовщины IBM PC, где присутствовали многие именитые персоны мира IT, Дэвид Бредли заметил, что хоть он придумал эту комбинацию и написал машинный код обработки BIOS, истинную славу сочетанию ALT+CTRL+DEL принесла компания Microsoft, а не он. Находившийся в зале Билл Гейтс на шутку никак не отреагировал.

Классификация ЭВМ по назначению По назначению компьютеры можно разделить на три группы (рис. 6.4):

универсальные (общего назначения), проблемно–ориентированные и специали зированные.

Вычислительные машины Проблемно Универсальные Специализированные ориентированные Рис. 6.4. Классификация компьютеров по назначению Универсальные компьютеры предназначены для решения самых раз личных инженерно-технических, экономических, математических, информаци онных и т. д. задач, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных.

Характерными чертами универсальных компьютеров являются:

высокая производительность;

разнообразие форм обрабатываемых данных: двоичных, десятичных, символьных, при большом диапазоне их изменения и высокой точности их представления;

обширная номенклатура выполняемых операций как арифметических, ло гических, так и специальных;

большая емкость оперативной памяти;

развитая организация системы ввода–вывода информации, обеспечиваю щая подключение разнообразных видов внешних устройств.

Проблемно –ориентированные компьютеры предназначены для реше ния более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением техноло гическими объектами, с регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных, с выполнением расчетов по относительно неслож ным алгоритмам;

они обладают ограниченными по сравнению с универсальны ми компьютерами аппаратными и программными ресурсами.

Специализированные компьютеры предназначены для решения опреде ленного узкого круга задач, или реализации строго определенной группы функ ций. Такая узкая ориентация компьютеров позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.

К этому классу ЭВМ относятся компьютеры, управляющие работой уст ройств ввода–вывода и внешней памятью в современных компьютерах. Такие устройства называются адаптерами, или контроллерами.

Классификация ЭВМ по размерам и вычислительной мощности По размерам и вычислительной мощности компьютеры можно разде лить на сверхбольшие (суперкомпьютеры, суперЭВМ), большие, малые и сверх малые (микрокомпьютеры или микроЭВМ) (рис. 6.5).

Вычислительные машины СуперЭВМ Большие ЭВМ Малые ЭВМ МикроЭВМ Рис. 6.5. Классификация компьютеров по размерам и вычислительной мощности Исторически первыми появились большие ЭВМ, элементная база которых прошла путь от электронных ламп до интегральных схем со сверхвысокой сте пенью интеграции. Первая большая ЭВМ – ENIAC (Electronic Numerical Integra tor and Computer) была создана в 1946 году.

Производительность больших компьютеров оказалась недостаточной для ряда задач (прогнозирования метеообстановки, управления сложными оборон ными комплексами, биологических исследований, моделирования экологиче ских систем и др.). Это явилось предпосылкой для разработки и создания су перкомпьютеров, самых мощных вычислительных систем, интенсивно разви вающихся и в настоящее время. Появление в 70-х годах малых компьютеров обусловлено, с одной стороны, прогрессом в области электронной элементной базы, а с другой – избыточностью ресурсов больших ЭВМ для ряда приложе ний. Малые компьютеры используются чаще всего для управления технологи ческими процессами. Они более компактны и существенно дешевле больших компьютеров. Дальнейшие успехи в области элементной базы и архитектурных решений привели к возникновению супермини–компьютера – вычислительной машины, относящейся по архитектуре, размерам и стоимости к классу малых компьютеров, но по производительности сравнимой с большой ЭВМ.

Изобретение в 1969 году микропроцессора (МП) привело к появлению в 70-х годах еще одного класса компьютеров – микрокомпьютеров. Именно на личие МП послужило первоначально определяющим признаком микрокомпью теров. Сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах компьютеров.

Большие компьютеры Большие компьютеры за рубежом часто называют мэйнфреймами (main frame), характеризуются многопользовательским режимом (до 1000 пользова телей одновременно могут решать свои задачи). Мейнфреймы отличаются ис ключительной надежностью, высоким быстродействием, очень большой пропу скной способностью устройств ввода и вывода информации.

Основные направления применения мэйнфреймов – решение научно технических задач, работа с большими базами данных, управление вычисли тельными сетями и их ресурсами (в качестве больших серверов вычислитель ных сетей).

Термин мэйнфрейм используется в трех основных значения:

1. Большая универсальная ЭВМ – высокопроизводительный компьютер со значительным объемом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой емкости и вы полнения интенсивных вычислительных работ.

2. Компьютер c архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries.

3. Наиболее мощный компьютер (например удовлетворяющий признакам значения (1)), используемый в качестве главного или центрального компьютера (например, в качестве главного сервера).

ПРИМЕЧАНИЕ Мэйнфреймы часто именуются большими серверами (серверами–мэйнфреймами).

В принципе это допустимо, но иногда вносит путаницу в терминологию. Дело в том, что сер веры – это многопользовательские компьютеры, используемые в вычислительных сетях.

Серверы обычно относят к микрокомпьютерам, но по своим характеристикам мощные сер веры можно отнести и к малым компьютерам, и даже к мэйнфреймам, а суперсерверы при ближаются к суперкомпьютерам. Сервер – это классификационная группа компьютеров, вы деляемая по сфере применения компьютеров, а микрокомпьютеры, малые компьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры – это классификационные группы компьютеров, выделяе мые по размерам и функциональным возможностям.


Историю мейнфреймов принято отсчитывать с появления в 1964 году уни версальной компьютерной системы IBM System/360, на разработку которой корпорация IBM затратила 5 млрд долларов. Сам термин «мейнфрейм» проис ходит от названия типовых процессорных стоек этой системы. В 1960–х – нача ле 1980-х годов System/360 была безоговорочным лидером на рынке. Ее клоны выпускались во многих странах, в том числе – в СССР (серия ЕС ЭВМ).

Мейнфреймы IBM используются в более чем 25 000 организациях по все му миру (без учета клонов), в России их по разным оценкам от 1500 до (с учетом клонов). Около 70% всех важных бизнес-данных обрабатываются на мейнфреймах.

В начале 1990-х начался кризис рынка мейнфреймов, пик которого при шелся на 1993 год. Многие аналитики заговорили о полном вымирании мейн фреймов, о переходе от централизованной обработки информации к распреде ленной (с помощью персональных компьютеров, объединенных двухуровневой архитектурой «клиент–сервер»). Многие стали воспринимать мейнфреймы как вчерашний день вычислительной техники, считая Unix– и PC–серверы более современными и перспективными.

Важной причиной резкого уменьшения интереса к мейнфреймам в 80-х го дах было бурное развитие PC и Unix–ориентированных машин, в которых бла годаря применению новой технологии создания КМОП–микросхем (компле ментарная логика на транзисторах металл–оксид–полупроводник;

КМДП;

англ.

CMOS, Complementary–symmetry/metal–oxide semiconductor – технология по строения электронных схем;

КМОП– схемы обладают более высоким быстро действием и меньшим энергопотреблением, однако при этом характеризуются более сложным технологическим процессом изготовления) удалось значитель но уменьшить энергопотребление, а их размеры достигли размеров настольных станций. В то же время для установки мейнфреймов требовались огромные площади, а использование устаревших полупроводниковых технологий в мейнфреймах того времени влекло за собой необходимость жидкостного (на пример, водяного) охлаждения. Так что, несмотря на их вычислительную мощь, из-за дороговизны и сложности обслуживания мейнфреймы все меньше поль зовались спросом на рынке вычислительных средств.

Еще один аргумент против мейнфреймов состоял в том, что в них не со блюдается основной принцип открытых систем, а именно – совместимость с другими платформами.

Отнесясь к критике конструктивно, руководство компании IBM, основного производителя аппаратного и программного обеспечения мейнфреймов, выра ботало кардинально новую стратегию в отношении этой платформы с целью резко повысить производительность, снизить стоимость владения, а также до биться высокой надежности и доступности систем. Достижению этих планов способствовали важные перемены в технологической сфере: на смену биполяр ной технологии изготовления процессоров для мейнфреймов пришла техноло гия КМОП. Переход на новую элементную базу позволил значительно снизить уровень энергопотребления мейнфреймов и упростить требования к системе электропитания и охлаждения (жидкостное охлаждение было заменено воз душным). Мейнфреймы на базе КМОП–микросхем быстро прибавляли в про изводительности и уменьшались в габаритах. Поворотным же событием стал переход на 64-разрядную архитектуру z/Architecture. Современные мейнфрей мы перестали быть закрытой платформой: они способны поддерживать на од ной машине сотни серверов с различными ОС.

C 1994 года вновь начался рост интереса к мейнфреймам. Стоимость мейнфреймов относительно высока: один компьютер с пакетом прикладных программ оценивается минимум в миллион долларов. Несмотря на это, они ак тивно используются в финансовой сфере и оборонном комплексе, где занимают от 20 до 30 процентов компьютерного парка, так как, как показала практика, использование мейнфреймов для централизованного хранения и обработки дос таточно большого объема информации обходится дешевле, чем обслуживание распределенных систем обработки данных, состоящих из сотен и тысяч персо нальных компьютеров.

На данный момент мейнфреймы IBM занимают доминирующее положение на мировом рынке. Также на рынке со своей продукцией присутствуют фирмы Hitachi, Amdahl и Fujitsu.

Малые компьютеры Малые компьютеры (миниЭВМ) – надежные, недорогие и удобные в экс плуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по сравнению с мэйнфреймами возможностями.

Все модели миникомпьютеров разрабатываются на основе микропроцес сорных наборов интегральных микросхем.

К достоинствам миникомпьютеров можно отнести:

специфичную архитектуру с большой модульностью;

лучшее, чем у мэйнфреймов, соотношение производительность – цена;

повышенную точность вычислений.

Миникомпыотеры ориентированы на использование в качестве управляю щих вычислительных комплексов. Наряду с использованием миникомпьютеров для управления технологическими процессами, они успешно применяются для вычислений в многопользовательских вычислительных системах, в системах автоматизированного проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта.

Родоначальником современных миникомпьютеров можно считать компь ютеры PDP–11 фирмы DEC (США), они явились прообразом и наших отечест венных миниЭВМ – Системы Малых ЭВМ (СМ ЭВМ): СМ 1, 2, 3, 4, 1400, 1700 и т. д. В настоящее время семейство миникомпьютеров PDP–11 включает большое число моделей, начиная от VAX–11 до VAX–3600;

мощные модели миникомпьютеров класса 8000 (VAX–8250, 8820);

суперминикомпьютеры класса 9000 (VAX–9410, 9430) и т. д.

Основными производителями миникомпьютеров являются фирмы Ай–Ти– энд–Ти (AT&T), Хьюлетт–Паккард (Hewlett–Packard), Digital Equipment.

Микрокомпьютеры Микрокомпьютеры весьма многочисленны и разнообразны. Среди них можно выделить несколько подклассов (рис. 6.6).

Многопользовательские микрокомпьютеры – это мощные микрокомпью теры, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям.

Персональные компьютеры – однопользовательские микрокомпьютеры, удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения.

Рабочие станции (workstation) представляют собой однопользовательские микрокомпьютеры, часто специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и т. д.).

Серверы (server) – многопользовательские мощные микрокомпьютеры в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех рабочих станций сети.

МИКРОЭВМ Универсальные Специализированные Многопользова- Однопользова- Многопользова- Однопользо тельские тельские вательские тельские (персональные) (серверы) (рабочие станции) Сетевые компьютеры Рис. 6.6. Классификация микрокомпьютеров Сетевые компьютеры (network computer) – упрощенные микрокомпьюте ры, обеспечивающие работу в сети и доступ к сетевым ресурсам, часто специа лизированные на выполнение определенного вида работ (защита сети от не санкционированного доступа, организация просмотра сетевых ресурсов, элек тронной почты и т. д.).

Персональные компьютеры (ПК) относятся к классу универсальных од нопользовательских микроЭВМ и являются наиболее распространенными на данный момент. ПК для удовлетворения требованиям общедоступности и уни версальности применения должны обладать следующими качествами:

малая стоимость ПК, находящаяся в пределах доступности для индивиду ального покупателя;

автономность эксплуатации без специальных требований к условиям ок ружающей среды;

гибкость архитектуры, обеспечивающая ее адаптируемость к разнообраз ным применениям в сфере управления, науки, образования, в быту;

дружественность операционной системы и прочего программного обес печения, обусловливающая возможность работы с ней пользователя без специ альной профессиональной подготовки;

высокая надежность работы (более 5000 часов наработки на отказ).

Среди ПК в первую очередь следует отметить компьютеры американской фирмы IBM (International Business Machine Corporation).

Широко известны персональные компьютеры, выпускаемые американски ми фирмами: Apple (компьютеры Macintosh), Compaq Computer, Hewlett– Packard, Dell, DEC (Digital Equipment Corporation), а также фирмами Велико британии: Spectrum, Amstrad;

Франции: Micral;

Италии: Olivetti;

Японии: Toshi ba, Matsushita (Panasonic) и Partner.

Отечественная промышленность (страны СНГ) выпускала микрокомпьютеры:

Apple–совместимые – диалоговые, вычислительные комплексы ДВК–1– ДВК–4 на основе «Электроника МС–1201»;

«Электроника 85», «Электроника 32» и т. п.;

IBM PC–совместимые – ЕС1840–ЕС1842, ЕС1845, ЕС1849, ЕС1861, «Искра 1030», «Истра 4816», «Нейрон И9.66» и т. д.

С каждым годом продажа ПК растет. Двигателем рынка, по прогнозу, должны стать мобильные персональные компьютеры, вклад которых в прирост составит 90% в течение следующих трех лет.

Ключевые изменения в архитектуре распространенных персональных ком пьютеров:

появление extended memory (более 1 Мб);

переход с 16-битных на 32-битные процессоры;

замена шины ISA на шину PCI;

внедрение шины AGP;

появление стандарта ATX;

переход с шины AGP (и PCI) на PCI-Express;

внедрение многоядерных процессоров;

переход с 32-битных на 64-битные процессоры.

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные – тип DeskTop) и перенос ные. В свою очередь переносные ПК встречаются различных типов, например, ноутбуки, органайзеры, карманные и т. д.

Первые персональные компьютеры (как и любые первые компьютеры вообще) не предназначались для переноски. То есть первые ПК были стационарными.

Они состояли из отдельных конструктивно завершен ных частей, как например системного блока, монито ра, клавиатуры соединенными интерфейсными кабелями с системным блоком.

Это пример раздельной схемы построения ПК. Но в настоящее время широкое распространение получили ПК–моноблоки, в которых системный блок, мони тор и, нередко, другие устройства (клавиатура, звуковая подсистема, веб– камера, микрофон) конструктивно объединены в одно устройство.

Ноутбуки. Компактные компьютеры, содержащие все необходимые ком поненты (включая дисплей, клавиатуру и устройство указания – обычно сен сорная панель, или тачпад) в одном небольшом корпусе, как правило, склады вающемся в виде книжки (отсюда и название дан ного вида ПК). Приспособлены для работы в доро ге, на небольшом свободном пространстве. Для достижения малых размеров в них применяются специальные технологии: специально разработан ные специализированные микросхемы (ASIC), ОЗУ и жесткие диски уменьшенных габаритов, компактная клавиатура, не содержащая цифрового поля, внешние блоки питания, минимум интерфейсных гнезд для подключения внешних устройств.

Как правило, содержат развитые средства подключения к проводным и беспроводным сетям, встроенное мультимедийное оборудование (динамики, микрофон и веб–камеру). В последнее время вычислительная мощность и функциональность ноутбуков не сильно уступают стационарным ПК, а иногда и превосходит их. Очень компактные модели не оснащаются встроенным CD/DVD–дисководом.

Начало массового выпуска машин этого класса относится к первой поло вине 1990– х годов. Ведущие мировые производители – компании IBM, Apple, Compaq, Dell, Toshiba.

Современные ноутбуки можно разделить на несколько основных классов:

1. Ультракомпактные ноутбуки (или субноутбуки) отличаются компакт ными размерами и служат для работы в «полевых условиях» (в дороге, в дли тельных командировках и разъездах) и больше эксплуатируются на коленях, чем на столе. В свою очередь, они могут подразделяться на две категории:

SuperSlim (сверхтонкие, сверхпортативные) – занимают промежу точное положение между Slim–ноутбками и КПК. Диагональ матри цы не превышает 10–11", вес – не более 1 кг, клавиатура предельно уменьшена и для постоянной работы практически непригодна;

Slim (тонкие и легкие): диагональ матрицы (в последнее время попу лярны широкоформатные) 12"–13", вес – менее 2 кг, клавиатура пол нофункциональная, но из-за небольшого размера (определяемого, в первую очередь, габаритами корпуса) не всегда удобна.

2. Замена настольного компьютера (Desktop replacement), или дескноуты – высокопроизводительные ноутбуки, используемые не столько в качестве ноут бука, сколько в качестве обычного ПК, полноценно заменяющего настольную рабочую станцию. Дескноуты отличаются значительными габаритами и весом (3,5 кг и более), достаточно большим экраном (чаще всего – 17" дюймов и бо лее), высокой производительностью (зачастую – также и в «тяжелой» 3D– графике), полноразмерной клавиатурой (иногда даже с блоком цифровых кла виш) и полным набором различных портов ввода–вывода. Все это превращает встроенную батарею такого ноутбука в своего рода интегрированный ИБП – о сколь-нибудь серьезном времени автономной работы столь мощного компью тера говорить не приходится.

3. Разновидностью дескноутов для домашнего использования являются мультимедийные ноутбуки (или мобильные медиацентры), имеющие, в полном соответствии со своим названием, расширенные возможности по работе с мультимедийным контентом.

4. Легкие и тонкие бизнес–ноутбуки являются достаточно производитель ными и максимально функциональными, могут долго работать от батареи.

Компактные размеры, определяемые 14"–15" матрицами (в последнее время сплошь и рядом – широкоформатными), и относительно небольшая масса (в пределах двух–трех кг) также являются одними из немаловажных достоинств этих мобильных компьютеров. Как правило, современные бизнес–ноутбуки об ладают поддержкой ряда специфических функций корпоративного класса, на пример, дополнительными средствами защиты от несанкционированного дос тупа (вроде биометрической идентификации по отпечатку пальца).

5. Одной из разновидностей бизнес–ноутбуков являются дорогие имидже вые (или элитные) ноутбуки, основной отличительной чертой которых является стильный и оригинальный (порой, даже вычурный) дизайн. Такие ноутбуки обычно выпускаются в небольших количествах и служат исключительно для подтверждения высокого социального статуса (или претензий на него) своего владельца. Весьма часто к этой категории относятся планшетные и «трансфор мерные» модели.

6. На самой нижней ступени иерархической «лестницы» ноутбуков стоят дешевые и наиболее многочисленные бюджетные ноутбуки. Это портативные компьютеры по габаритам и массе располагаются примерно посередине между бизнес–ноутбуками и дескноутами, оснащены такими же матрицами (в смысле размера, но не всегда такого же качества), их функциональность не особо впе чатляет и определяется, в первую очередь, максимально низкой ценой.

7. Так называемые UMPC (Ultra Mobile PC) – сверхлегкие компактнейшие модели, габаритами немногим более КПК или даже смартфонов, с экраном по рядка пяти–семи дюймов – что-то вроде уменьшенных вариантов планшетных ПК, умудряющихся, тем не менее, оставаться x86-системами под управлением полноценных «стационарных» операционных систем вроде Windows Vista.

Нетбуки. Нетбуки как отдельная категория ноутбуков были выделены из категории субноутбуков в первом квартале 2008 года компанией Intel. Размер диагонали нетбуков от 7 до 12,1 дюйма. Нетбуки ориентированы на просмотр веб-страниц, работу с электронной почтой и офисными программами.

Для этих ноутбуков разработаны специальные энергоэффективные процессоры Intel Atom, VIA C7, VIA Nano, AMD Geode. Малый размер экрана, небольшая клавиатура и низкая производительность подобных устройств компенсируется умеренной ценой и относительно большим временем автономной работы. Габа риты обычно не позволяют установить в нетбук дисковод оптических дисков, однако Wi–Fi–адаптер является обязательным компонентом.

Планшетные ПК, или Tablet PC. Аналогичны ноутбукам, но содержат сенсорный, то есть чувствительный к нажатию, экран и не содержат механиче ской клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальца ми. Некоторые модели могут распознавать рукопис ный текст, написанный на экране.

Чаще всего корпус не раскрывается, как у ноут буков, а экран расположен на внешней стороне верх ней поверхности. Бывают и комбинированные моде ли, у которых корпус может тем или иным образом раскрываться (например, как слайдер), предоставляя доступ к расположенной внутри клавиатуре.

По габаритам, да и основным возможностям, они, в основном, соответствуют Slim–ноутбукам – в них устанавливаются такие же процессоры, жесткие диски, интерфейсы.

По вычислительной мощи планшетные ПК уступают стационарным и но утбукам, так как для длительной работы без внешнего источника питания при ходится использовать энергосберегающие комплектующие, жертвуя их быст родействием.

Карманные ПК (КПК, англ. Personal Digital Assistant, PDA, буквально «личный цифровой помощ ник»;

также палмтоп, palmtop computer) – самый ми ниатюрный вид портативного микрокомпьютера, умещающийся в кармане или на человеческой ладони.

В английском языке словосочетание «карманный ПК» (Pocket PC) не является обозначением всего класса устройств, а является торговой маркой фирмы Майкрософт, т. е. относится лишь к моделям КПК, ба зирующихся на операционных системах производства этой компании. Английское словосочетание Palm PC («наладонный компьютер») также ассоциируется с совершенно конкретной торговой маркой. Для обозначения всего класса устройств в английском языке используется словосочетание Personal Digital Assistant, PDA, что на русский можно перевести как «личный цифровой помощник».

Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по раз мерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специаль ной палочки-указки – стилуса, а клавиатура и мышь отсутствуют. Некоторые модели, впрочем, содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающую ся из корпуса клавиатуру.

Разрешение экрана стремится приблизиться к мониторам обычных компь ютеров, в среднем около 800480 в современных моделях.

В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флеш-накопители небольшого объема, поэтому их вычислительная мощь несо поставима с другими ПК (особенно стационарными). Тем не менее, они содер жат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, опера тивную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры и ориентированность на индивидуальное использование.

Все более популярными становятся КПК, содержащие также функции мо бильного телефона (коммуникаторы). Встроенный коммуникационный модуль позволяет не только совершать звонки, но и подключаться к интернету в любой точке, где есть сотовая связь совместимого стандарта (GSM/GPRS/3G, CDMA).

Наиболее распространены карманные компьютеры фирм Эпл (Apple), Хьюлетт–Паккард (Hewlett–Packard), Сони (Sony), Псион (Psion).

Эра Apple. В ноябре 2001 года появился первый iPod. Новинка, безусловно, произвела фурор, но завоевала рынок не сразу, а лишь с выпуском в 2003 году iTunes для Windows. К этому же времени в iTunes появилась функция Music Store, не пользующаяся особой популярностью в России по причине ее отсутст вия на территории нашей страны, но крайне прибыльная в США. В первый же год работы через iTunes было продано более 70 млн композиций. «Айподов» же за время существования плеера реализовано более ста миллионов!

В 2005 году, окончательно разочаровавшись в процессорах Motorola, Джобс снова решил проблему в свойственном ему бескомпромиссном стиле. Начиная с 2006 года Apple станет выпускать компьютеры на основе процессоров Intel!



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.