Un computer este un dispozitiv care poate stoca și returna informațiile pe care le procesăm oricând dorim. Computerele de astăzi sunt capabile să urmărească seturi generalizate de procese numite programe. Aceste programe permit computerelor să efectueze o mare varietate de sarcini. Un computer complet care conține hardware-ul, sistemul de operare (software-ul principal) și echipamentele periferice necesare și utilizate pentru funcționarea „completă” poate fi denumit sistem de computer. Acest termen poate fi folosit și pentru un grup de computere conectate și care lucrează împreună, în special o rețea de calculatoare sau un grup de computere. Primul computer electric este ENIAC.
Calculatoarele au apărut sub multe forme diferite de-a lungul istoriei. Primele computere de la mijlocul secolului al XX-lea aveau dimensiunea unei încăperi mari și consumau de sute de ori mai multă energie decât calculatoarele de astăzi. Până la începutul secolului 20, computerele pot încăpea într-un ceas de mână și pot funcționa cu o baterie mică. Motivul principal pentru care pot fi fabricate atât de mici este că în 21 circuitele care pot fi împachetate în spații foarte mici pot fi realizate cu semiconductori. Calculatoarele pe care le folosim astăzi au câștigat avânt după Intel 1969, primul titlu de procesor al computerului. Societatea noastră a recunoscut computerul personal și echivalentul său portabil, laptopul, ca simboluri ale erei informației și l-a identificat cu conceptul de computer. Ele sunt utilizate pe scară largă astăzi. Principiul de bază de lucru al computerului este sistemul de numere binar, adică codificările constând doar din 4004 și 0.
Capacitatea de a salva software-ul dorit și de a-l rula oricând este caracteristica principală care face computerele versatile și le distinge de calculatoare. Teza Church-Turing este o expresie matematică a acestei versatilități și subliniază faptul că orice computer poate îndeplini sarcinile altcuiva. Deci, indiferent de complexitatea lor, de la computere de buzunar la supercomputere, toate pot îndeplini aceleași sarcini fără limite de memorie și timp.
Istoria computerului
Multe dispozitive cunoscute sub numele de „computere” în trecut nu merită această definiție după criteriile actuale. Computer la pornire sözcüA fost un nume dat obiectelor care au facilitat procesul de calcul. Exemplele computerizate ale acestei perioade timpurii includ mărgelele numerice (abacus) și Mașina Antikitera (150 î.Hr. - 100 î.Hr.). Secole mai târziu, în lumina noilor descoperiri științifice de la sfârșitul Evului Mediu, primul dintr-o serie de dispozitive de calcul mecanic dezvoltate de inginerii europeni îi aparține lui Wilhelm Schickard (1623).
Cu toate acestea, niciunul dintre aceste dispozitive nu îndeplinește definiția actuală a unui computer, deoarece nu sunt capabile de software (sau instalabile). Cardurile perforate produse de Joseph Marie Jacquard în 1801 pentru a automatiza procesul de țesut sunt considerate ca fiind una dintre primele urme de software (instalare) în procesul de dezvoltare a computerelor, deși limitat. Datorită acestor carduri furnizate de utilizator, războiul de țesut și-ar putea adapta funcționarea la desenul descris cu găurile de pe card.
În 1837, Charles Babbage a conceput și proiectat primul computer mecanic complet programabil, pe care l-a numit Motorul Analitic (motor analitic). Cu toate acestea, el nu a putut dezvolta această mașină din motive financiare și din incapacitatea de a-și termina activitatea.
Prima utilizare pe scară largă a cărților perforate a fost calculatorul proiectat de Herman Hollerith în 1890 pentru a fi utilizat în tranzacțiile contabile. Afacerea la care Hollerith era afiliată la acea vreme era IBM, care va deveni un gigant global al computerelor în următorii ani. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, au început să apară aplicații (tehnologii) care ar contribui în mare măsură la dezvoltarea hardware-ului și a teoriilor de calcul în anii următori: carduri perforate, algebră booleană, tuburi spațiale și dispozitive de teletip.
În prima jumătate a secolului al XX-lea, multe cerințe științifice au fost îndeplinite cu computerele analogice din ce în ce mai complexe. Cu toate acestea, erau încă departe de nivelul de infailibilitate al computerelor de astăzi.
Aplicația de calcul a continuat să se îmbunătățească pe parcursul anilor 1930 și 1940, iar apariția computerului electronic digital a avut loc numai după inventarea circuitelor electronice (1937). Lucrările importante din această perioadă includ următoarele:
- „Mașinile Z” ale lui Konrad Zuse. Z3 (1941) este prima mașină care poate funcționa pe baza numerelor binare și poate opera cu numere reale. În 1998, Z3 s-a dovedit a fi compatibil cu Turing și a obținut astfel titlul primului computer.
- Computerul Atanasoff-Berry (1941) se baza pe tuburi distanțiere și avea o bază de număr binar, precum și un hardware de memorie bazat pe condensatori.
- Calculatorul Colossus fabricat în limba engleză (1944) a arătat că utilizarea a mii de tuburi, în ciuda firmware-ului său limitat (instalabilitate), ar putea produce un rezultat suficient de fiabil. II. A fost folosit în al doilea război mondial pentru a analiza comunicările secrete ale forțelor armate germane.
- Harvard Mark I (1944), un computer cu configurabilitate limitată.
- Dezvoltat de armata SUA, ENIAC (1946) se bazează pe o bază de zecimale și este primul computer electronic de uz general.
Identificând dezavantajele ENIAC, dezvoltatorii au lucrat la o soluție mai flexibilă și mai elegantă și au propus ceea ce este acum cunoscut sub numele de arhitectură software ascunsă, sau mai cunoscută sub numele de arhitectură von Neumann. După ce a menționat prima dată acest design într-o publicație a lui John von Neumann (1945), primul dintre computerele dezvoltate pe baza acestei arhitecturi a fost finalizat în Regatul Unit (SSEM). ENIAC, care a dobândit aceeași arhitectură un an mai târziu, a fost numită EDVAC.
Cu aproape toate computerele de astăzi care se adaptează la această arhitectură, computerul sözcüDe asemenea, este folosit ca definiție a zilei. Prin urmare, conform acestei definiții, deși dispozitivele din trecut nu sunt considerate computere, ele sunt încă menționate ca fiind în contextul istoric. Deși implementarea computerului a suferit modificări fundamentale încă din anii 1940, majoritatea au rămas fidele arhitecturii von Neumann.
După ce computerele bazate pe tuburi spațiale au fost folosite în anii 1950, calculatoarele bazate pe tranzistori mai rapide și mai ieftine au devenit obișnuite în anii 1960. Ca urmare a acestor factori, calculatoarele au fost puse în producție de masă la un nivel fără precedent. Până în anii 1970, a existat din nou o creștere uriașă a performanței și fiabilității, precum și reducerea costurilor, datorită implementării circuitelor integrate și dezvoltării de microprocesoare precum Intel 4004. În anii 1980, computerele au început să-și ocupe locul în echipamentele de control ale multor dispozitive mașini din viața de zi cu zi, cum ar fi mașinile de spălat. În aceeași perioadă, computerele personale câștigau popularitate. În cele din urmă, odată cu dezvoltarea internetului în anii 1990, computerele au devenit dispozitive de rutină precum televizoarele și telefoanele.
Conform arhitecturii von Neumann, computerele sunt formate din patru componente principale: computerul are logică aritmetică.
memorie
Memoria unui computer poate fi gândită ca un set de celule care conțin numere. Poate fi scris în fiecare celulă și conținutul său poate fi citit. Fiecare celulă are o adresă unică. O comandă ar fi, de exemplu, să însumăm conținutul celulei numărul 34 cu numărul de celulă 5.689 și să-l plasăm în celula 78. Numerele pe care le conțin pot fi orice, număr, comandă, adresă, literă etc. Numai software-ul care îl folosește determină natura conținutului său. Majoritatea computerelor de astăzi folosesc numere binare pentru a salva date și fiecare celulă poate conține 8 biți (adică un octet).
Deci un octet poate reprezenta 255 de numere diferite, dar acestea pot fi doar de la 0 la 255 sau de la -128 la +127. Când sunt folosiți mai mulți octeți dispuși unul lângă altul (de obicei 2, 4 sau 8), este posibil să înregistrați numere mult mai mari. Memoria computerelor moderne conține miliarde de octeți.
Calculatoarele au trei tipuri de memorie. Registrele din procesor sunt extrem de rapide, dar au o capacitate foarte limitată. Sunt utilizate pentru a satisface nevoia procesorului de a accesa memoria principală mult mai lentă. Memoria principală este împărțită în memorie cu acces aleatoriu (REB sau RAM, memorie cu acces aleatoriu) și memorie numai în citire (SOB sau ROM, memorie numai în citire). Poate fi scris în RAM în orice moment, iar conținutul său este păstrat numai atâta timp cât este menținută alimentarea. Conține informații care pot fi citite și preîncărcate numai în ROM. Păstrează acest conținut indiferent de forță. De exemplu, în timp ce orice date sau comenzi se află în RAM, acestea sunt localizate în BIOS ROM, care reglează hardware-ul computerului.
Un subtip final de memorie este memoria cache. Acesta este situat în procesor și este mai rapid decât memoria principală, precum și are o capacitate mai mare decât registrele.
Intrarea / ieșirea este instrumentul pe care un computer îl folosește pentru a face schimb de date din lumea exterioară. Unitățile de intrare utilizate în mod obișnuit includ tastatura și mouse-ul, iar pentru ieșire, ecranul (sau vizualizatorul, monitorul), difuzorul și imprimanta. Discurile fixe și optice, pe de altă parte, își asumă ambele sarcini.
Rețele de calculatoare
Calculatoarele au fost folosite încă din anii 1950 pentru a coordona informații în mai multe medii. Sistemul militar american (SAGE) a fost primul exemplu cuprinzător de astfel de sisteme și a fost pionierat în multe sisteme comerciale cu scop special, cum ar fi (Sabre). În anii 1970, inginerii americani au conectat calculatoarele între ele (ARPANET) în cadrul unui proiect realizat în cadrul armatei și au pus bazele a ceea ce este cunoscut în prezent sub numele de rețea de calculatoare. De-a lungul timpului, această rețea de calculatoare nu s-a limitat la unitățile militare și academice, ci s-a extins și astăzi au fost create milioane de calculatoare în interiorul Bilgisunar (Internet sau rețea generală). Până în anii 1990, rețelele de calculatoare s-au răspândit, cu protocoale numite Rețea globală (World Wide Web, WWW) dezvoltate la centrul de cercetare CERN din Elveția, aplicații precum e-mailul și soluții hardware ieftine, cum ar fi ethernetul.
hardware-
Conceptul de hardware cuprinde toate componentele tactile ale unui computer.
| Unități periferice (intrare / ieșire) | Intrare | Mouse, tastatură, joystick, browser |
| Çıkıș | Monitor, imprimantă, difuzor | |
| Amândoi | Unitate de dischetă, hard disk, disc optic | |
| Unități de legătură | Interval scurt | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Rază lungă (rețele de calculatoare) | Ethernet, ATM, FDDI |
Unități de intrare / ieșire
Intrarea / ieșirea permite comunicarea între diferite unități funcționale (subsisteme) ale sistemului de procesare a datelor sau pentru a trimite semnale de informații direct către aceste interfețe.
Intrările sunt semnale primite de la diferite unități. Ieșirile sunt semnalele trimise către aceste unități. Dispozitivele I / O sunt utilizate de un utilizator (sau de alte sisteme) pentru a se conecta la computer. De exemplu, tastatura și mouse-ul sunt dispozitive de intrare a computerului. Ecranul, difuzorul și imprimanta sunt dispozitivele de ieșire ale computerului. Diferite dispozitive utilizează semnale de intrare și ieșire pentru a se conecta la computer. Modemul și cardurile de conexiune pot fi exemple.
Tastatura și mouse-ul iau ca intrări mișcările fizice ale utilizatorilor și aduc aceste mișcări fizice la un nivel pe care computerele îl pot înțelege. Unitățile de ieșire (cum ar fi imprimanta, difuzorul, ecranul) iau semnalele de ieșire produse de computer ca semnal de intrare și convertesc aceste semnale în ieșiri pe care utilizatorii le pot vedea și citi.
În arhitectura computerului, unitatea centrală de procesare (CPU) și memoria principală formează inima computerului. Deoarece memoria poate citi direct datele de la unitatea centrală de procesare cu propriile instrucțiuni și poate scrie date direct la unitatea centrală de procesare. De exemplu, o unitate de dischetă ia în considerare semnalele I / O. Furnizarea de metode I / O de către unitatea centrală de procesare ajută la completarea driverelor de dispozitiv în programarea computerelor de nivel scăzut.
Sistemele de operare la nivel înalt și programarea la nivel înalt permit să funcționeze distingând conceptele ideale de I / O și elementele de bază. De exemplu, limbajul de programare C conține funcții de organizare a E / S ale software-ului. Aceste funcții permit citirea datelor din fișiere și datele scrise în aceste fișiere.
software-ul
Conceptul de software descrie toate componentele nemateriale din computer: software-ul, protocoalele și datele sunt toate software.
| OS | Unix / BSD | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| GNU / Linux | Distribuții Linux | |
| 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 | |
| DOS | DOS / 360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| Mac OS | Mac OS X | |
| Sisteme de operare încorporate și în timp real | Sisteme de operare încorporate | |
| Biblioteci | multimedia | DirectX, OpenGL, OpenAL |
| Biblioteca software | Biblioteca C | |
| Date | Regula comunicării | TCP / IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Formate de documente | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| interfața cu utilizatorul | Interfață grafică de utilizator (WIMP) | Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Interfață de utilizator textuală | Linia de comandă, Shell | |
| Diğer | ||
| cerere | birou | Procesor de text, editare desktop, software de prezentare, sistem de gestionare a bazelor de date, foaie de calcul, software de contabilitate |
| Acces computer | Scanner, client de e-mail, server web global, software de mesagerie instant | |
| desen | Proiectare asistată de computer, Producție asistată de computer | |
| Grafice | Editor grafic celular, editor grafic direcțional, modelator 3D, editor animație, grafică 3D computerizată, editare video, procesare imagine | |
| Sunet numeric | Editor de sunet digital, player audio | |
| Inginerie software | Compilator, Traducător, Interpret, Depanator, Editor de text, Mediu de dezvoltare integrat, Revizuirea performanței, Controlul modificărilor, Managementul configurației software | |
| Jocuri | Strategie, aventură, puzzle, simulare, joc de rol, ficțiune interactivă | |
| Ek | Artificial +, software antivirus, manager de documente |
Fii primul care comenteaza