Компьютер деген не уикипедия
Компьютер (ағылшынша: computer — «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Аланом Тьюринг сипаттаған болатын.
Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.
Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды». Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылшынша: to compute, ағылшынша: computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер «есептеу», «есептегіш» мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің латынша: computo — «есептеймін» сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.
Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілді.
Есептеуіш техника есептеу және мәліметтерді өңдеу процессінің маңызды компоненті болып табылады. Есептеуге арналған алғашқы құрал ретінде есептеу таяқшаларын атауға болады, бұл құрал қазіргі кезде де бастауыш сынып оқушыларын есепке үйрету үшін қолданылады. Даму жолында бұл құралдар күрделене түсті (мысалы, финикиялық саз фигуралары).
Уақыт өте келе, қарапайым құрылғылардан күрделі құралдар пайда бола бастады: абак, логарифмдік сызғыш, механикалық арифмометр, электронды компьютер. Алғашқы есептеуіш құрылғылардың қарапайымдылығына қарамастан, олармен жұмыс жасауға үйренген адам, қазіргі заманғы калькуляторларды пайдаланғаннан да жылдам есептер жүргізе алады. Әрине, қазіргі заманғы есептеуіш құрылғыларының жұмыс өнімділігі және есептеу жылдамдығы ең жылдам есептегіш адамның өзін шаң қаптырып кетеді.
• б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды.
• б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың «жаңа» нұсқасы пайда болды.
• 1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы ХХ ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды.
• 1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті.
• 1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады.
• 1642 жыл — Блез Паскаль «Паскалин» — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді.
• 1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді.
• Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады.
• 1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді.
• 1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер «айырмалық машина» идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді.
• 1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді.
• 1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды.
• 1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады.
• 1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады.
• 1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады.
• 1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды.
• 1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды.
• 1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды.
• 1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті.
• 1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын.
• 1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді.
• 1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді.
• 1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты.
• 1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды.
• 1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды.
• Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды.
Компьютер техникасының экспоненциалды дамуы.
Қолданылуы бойынша бөлу.
- Калькулятор
- Консольдық компьютер
- Миникомпьютер
- Мэйнфрейм
- Дербес компьютер
- Ойын консолі
- Қалталық дербес компьютер
- Жұмыс станциясы
- Ноутбук (Лэптоп)
- Сервер
- Суперкомпьютер
Физикалық жүзеге асыру.
Компьютерлерді жіктеу үшін оларды құру кезінде қолданылған технологияларды пайдалануға болады. Бастапқыда компьютерлер толықтай механикалық жүйе болғандығы белгілі. Соған қарамастан, ХХ ғасырдың 30-жылдары телекоммуникациялық өндіріс электромеханикалық компоненттерді ұсынды, ал 40-жылдары вакуумдық электрондық лампалар негізінде құрылған толықтай электрондық компьютерлер жасалды. 50-60-жылдары лампалардың орнына транзисторлар келді, ал 70-жылдардың басында — қазіргі кезге дейін қолданылатын интегралдық жүйелер (кремний чиптері) пайдаланыла бастады.
Бұл тізім толық деп айта алмаймыз; ол тек есептеуіш техниканың негізгі даму тенденциясын ғана көрсетеді. Әр кезеңдерде көптеген түрлі технологиялар қолданылған болатын. Мысалы, гидравликалық және пневматикалық компьютерлерді жасау мүмкіндігі қарастырылған, ал 1903-1909 жылдары Перси И. Луджет атты өнертапқыш тігін механизмінің негізінде жұмыс жасайтын аналитикалық машина жобасын құрған болатын.
Қазіргі кезде оптикалық компьютерлердің жобасы жасалуда. Бұл компьютерлер электр сигналдарының орнына жарық сигналдарын қолданады. Басқа бағыт бойынша молекулярлық иология және ДНҚ зерттеулерінің жетістіктерін қолдану қажет. Ақыр аяғында, есептеуіш техника саласындағы өте үлкен өзгерістерге әкелуі мүмкін тәсілдердің бірі кванттық компьютерлерді жасауға негізделген.
Цифрлық немесе аналогтық.
Комьютерді құру кезінде, оның цифрлық немесе аналогтық жүйе болатынын анықтап алу керек. Егер цифрлық компьютерлер дискретті сандық және таңбалық айнымалылармен жұмыс жасайтын болса, аналогтық компьютерлер келіп түсетін мәліметтер ағынын үзіліссіз өңдеуге арналған. Қазір цифрлық компьютерлер кеңінен қолданылады, бірақ аналогтық компьютерлер де кейбір арнайы мақсаттарда қолданылады. Бұл жерде импульстік немесе кванттық есептеулер туралы айтпай отырған себебіміз — олар арнайы салаларда ғана қолданылады, немесе әзірге тек тәжірибе жүзінде қолданылады.
Аналогтық компьютерлер: логарифдік сызғыш, астролябия, осциллограф, теледидар, аналогтық дыбыстық процессор, автопилот, ми.
Ең қарапайым дискретті есептегіштер ретінде абакты айтсақ, ең күрделісі суперкомпьютер болып табылады.
Екілік, ондық немесе үштік есептеуіш техника.
Есептеуіш техниканың дамуындағы маңызды қадам ретінде сандардың ішкі көрсетілімінің екілік жүйеге ауысуын айтуға болады. Бұл қадам есептеуіш техникалардың және перифериялық құрылғылардың құрылыстарын біршама қарапайым етті. Екілік жүйесін қолдану арифметикалық функцияларды және логикалық амалдарды орындауды жеңілдетті.
Соған қарамастан, екілік логикаға өту процессі бір мезетте бола қойған жоқ. Көптеген ғалымдар компьютерді адамға ыңғайлы ондық санау жүйесінде жасап шығаруға тырысты. Басқа да тәсілдер қолданылды. Мысалы, кеңестік машиналардың бірі үштік жүйе негізінде жұмыс жасады, кей жағдайларда үштік жүйенің екілік жүйеден артықшылықтары бар еді (үштік Сетунь компьютерінің жобасын кеңес ғалымы Н.П.Брусенцов жасап шығарды)
Ондық санақ жүйесі негізіндегі компьютер ретінде алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I машинасын атауға болады.
Толықтай алғанда, мәліметтерді ішкі көрсету жүйесін таңдау компьютер жұмысының негізгі принциптерін өзгертпейді — кез-келген компьютер басқа жүйедегі компьютер жүйесін эмуляциялай алады.
Мүмкіндігі бойынша бөлу.
Есептеуіш техникаларды жіктеудің тәсілдерінің бірі ретінде олардың қабілеттерін анықтауды атауға болады. Барлық есептеуіш машиналар, келесі үш типтің біреуіне жатқызылуы мүмкін:
• бір қызметті ғана орындайтын арнайы құрылғылар;
• аз ғана қызмет орындай алатын құрылғылар;
• қазіргі кезде қолданылатын жалпы мақсаттағы құрылғылар. Компьютер деп, осы үшінші тип машиналарын атайды.
Қазіргі заманғы жалпы мақсаттағы компьютер.
Қазіргі заманғы компьютерлерді қарастырған кезде, олардың бұрынғы есептеуіш машиналардан бір маңызды ерекшелігін байқаймыз: қажетті бағдарламаларды қолдану арқылы кез-келген компьютер басқа бір компьютердің әрекеттерін орындай алады (әрине, бұл мүмкіндік мәліметтерді сақтау құрылғыларының сыйымдылығымен және жылдамдықпен шектеледі). Осылайша, қазіргі заманғы компьютерлер болашақта құрылатын кез-келген есептеуіш техниканың жұмысын эмуляциялай алады деп есептеледі. Бұл қабілет арқылы жалпы мақсаттағы компьютерлерді және арнайы мақсаттағы құрылғыларды ажыратуға болады.
Алғашқы компьютерлер тек қана есептеулер үшін қолданылған болатын ("компьютер" және "ЭЕМ" терминдерінің шығу тегі де осыған байланысты). Ең қарапайым деген компьютерлердің өзі бұл салада адамдардан асып түседі. Ең алғашқы шыққан бағдарламалау тілі - Фортран тілі де осы себепті тек қана есептеулер шығаруға арналған болатын.
Екінші жолы - мәліметтер базасы үшін. Бірінші кезекте бұлар үкіметтерге және банктерге қажет болатын. Мәліметтер базасын басқару үшін күрделі компьютерлер және ақпаратты енгізу-шығару, сақтауға қажетті күрделі жүйелер қажет болды. Осы мақсаттарда Кобол тілі пайда болды. Кейінірек пайда болған мәліметтер базасын басқару жүйелерінің өз бағдарламалау тілдері бар болатын.
Үшінші жолы - әр түрлі құрылғылармен бірге қолдану. Даму жолы арнайы мамандандырылған (көп жағдайда аналогтық) құрылғылардан стандартты компьютерлік жүйеге дейін болды. Сонымен қатар, күн өткен сайын, техниканың көп бөлігі компьютерден тұратын болды.
Ақырында, компьютерлер кеңседе де, үйде де негізгі ақпараттық құрал ретінде пайдаланыла бастады. Яғни, ақпаратпен орындалатын кез-келген жұмыс (мәтінді енгізу, фильм қарау) компьютер көмегімен жүзеге асырылатын болды. Осы тұжырымды ақпаратты сақтауға да, тасымалдауға да байланысты айтуға болады.
Компьютерлер қолданылатын салалардың ішіндегі ең күрделі, ең аз дамыған саласы жасанды интеллект - компьютерлерді белгілі бір алгоритм жоқ жерде пайдалану болып табылады. Бұл салаға мысал ретінде мәтінді аудару, эксперттің жүйелерді айтуға болады.
Ондаған жылдар бойы компьютерлер адамзаттың ажырамас серігі болып келеді. Қазіргі таңда олардың 4-ші буыны қолданыста, кейбір тіпті адамдардың компьютердің 5-ші буынын пайдаланылып жатқанын айтады, себебі жүйелер көпядролық процессорлар архитектурасына өтті, бірақ бұл тұжырым әзірше зерттеуді қажет етеді, сол себепті біз бұл мақалада 4 буынды ұстанамыз.
Заманауи дербес компьютердің атасы болып Блез Паскальдың арифметикалық машинасы саналады. Машина арқылы Паскаль сонау 1642 жылы қосу мен алу сияқты қарапайым операцияларды орындаған. Ол «Паскаль сақинасы» немесе «Паскалина» деп аталады және ғалымдар оны компьютерлердің нөлінші буынына жатқызады. XVII ғасырдың соңына қарай, екінші ғалым Готфрид Вильгельм Лейбниц көбейтіп, бөле алатын және қосып, ала алатын есептеуіш машинасын жасап шығады.
Вильгельм Лейбництің есептеуіш машинасы
Есептеуіш машиналардың нөлінші буыны XIX ғасырда аяқталады. Мұндай техниканың соңғы нұсқаларының бірі болып Чарльз Бэббидждің өнертабысы саналады. Ол перфокарталардың құрамындағы нұсқаулар жиынтығына негізделіп есептеулер жасады. Мұндай перфокарталардағы бағдарламалардың ең бірінші бейнелерін алғашқы бағдарламашылар жасады, олардың арасында әйелдер де болған. Әйелдер арасында бұл мамандықтың алғашқы қарлығашы Ада Ловлейс болып табылады.
Чарльз Бэббидждің өнертабысы
XIX ғасырдың соңында Америкада пернетақтаға ұқсас бірдеңе қолданылатын алғашқы есептеуіш машина пайда болады. «Комптометр» деп аталған бұл құрылғыны Таррант және Фельт есімді америкалықтар жасады.
Шамамен дәл сол уақытта Герман Холлерит АҚШ халық санағының нәтижесін өңдеу процесін тездету үшін «статистикалық табулятор» жасап шығады. Перфокарталарға түсірілген мәліметтерді тануға арналған бұл машинада электр пайдаланылды. Құрылғы кең танымалдылыққа ие болды, ал оны құрастырушы табуляторды негізге ала отырып фирма құрды. 36 жылдан кейін дәл осы фирма әлемге танылған IBM корпорациясына — компьютер индустриясының әлемдік көшбасшысына айналды. XX ғасырдың ортасына қарай IBM-нің технологиялық жобаларын әлемнің көптеген дамыған елдері пайдаланды.
1930 жылдардан бастап нарықта «Friden», «Monroe» және «Marchant» фирмалары шығарған үстел үстілік механикалық калькуляторлар пайда болады. Бұлар қолданушыға 4 негізгі арифметикалық амалдарды іске асыруға мүмкіндік берді. Дәл осы уақытта «computer» термині (ағылш. аударғанда «есептеуіш») пайда болды. Калькулятордың көмегімен есептеу жүргізетін адамдардың мамандығын осылай атады.
Бағдарлама арқылы басқарылатын ең алғашқы автоматтандырылған механикалық машинаны неміс инженері Конрад Цузе 1938 жылы жасап шығарды.
Конрад Цузенің автоматтандырылған механикалық машинансы
Компьютерлердің екінші буыны XX ғасырдың ортасына қарай пайда болды және біріншісінен шам технологиясын пайдаланатынымен ерекшеленді. Бұл оларға секундына 20 000 операция жасауға дейін жылдамдығын арттыруға мүмкіндік берді. Тарихтағы тұңғыш электрлі-сандық компьютер АҚШ-та 1945 жылы пайда болды. Ол екі Джонның: Джон Уильям Мокли мен Джон Преспер Экерттің өнертабысы. Достар өз өнертабысын «ENIAC» (Electronic Numerical Integrator and Calculator) деп атады.
Бірнеше он жылдықтан кейін компьютерлік индустрия алға жылжыды. Бұл транзистор жасап шығару мен меңгеруден кейін белең алды. Оларды пайдалану компьютер өндірушілеріне өз өнімдерінің салмағы мен габариттерін төмендетуге, сонымен қатар олардың жылдамдығын арттыруға мүмкіндік берді. Осылайша компьютер секундына 1 млн. операция жасай алды.
50-ші жылдары IBM компаниясы ақпаратты сандық форматта сақтайтын тұңғыш магниттік дисктерді шығара бастайды. Олар RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) деген атау алады.
1963 жылы Бейсик бағдарламалаудың алгоритмдік тілі жасап шығарылды. Кейін соның негізінде көптеген жоғары деңгейлі тілдер жасалды.
Компьютерлердің үшінші буыны 1965 жылдан 1980 жылдар аралығында шығарылды және кремний кристаллдарының негізінде құрылған электрлік схемаларды пайдалануымен ерекшеленді.
Пол Аллен және Билл Гейтс есімді студенттер 1975 жылы «Альтаир» дербес компьютерінде пайдаланылатын Бейсик тіліне түсініктеме берушіні жасап шығарды. Кейін олар «Microsoft» компаниясын құрды. Бұл компания қазірдің өзінде бағдарламалық өнімдер шығаратын жетекші өндіруші болып табылады.
ДК-дің тышқан, дискеталар, компакт-дисктер сияқты құраушы элементтері өткен ғасырдың 80-ші жылдары пайда болды.
Дербес компьютерлердің даму тарихында жаңа дүмпу Windows 95 графикалық операциялық жүйесін жасап шығару кезінде болды. Ол көп тапсырмалылықты қолдады және бірдей архитектуралы көптеген құрылғылармен сәйкестендірілді. Бұдан өзге, бұл жүйе, графика қолданатын тұңғыш жүйе болды. Windows 95-те Microsoft фирмасы бірінші рет Plug & Play жаңа протоколын пайдаланды. Бұл құрылғыларға жүйеге автоматтық режимде қондырылуға мүмкіндік берді.
Компьютерлердің төртінші буыны 80-ші жылдардың соңында пайда болды және осы уақытқа дейін шығарылып келеді. Техниканың дамуы дербес компьютерлер өндірісін арзандатқанына байланысты, олар көптеген қолданушыларға қолжетімді бола бастады және әлемге кең таралды.
Компьютер дегеніміз не? Бұл – ақпарат және мәліметтермен жұмыс істейтін электронды құрылғы. Оның ақпаратты сақтап, өңдеп, алып, таратып және т.б. әрекеттер істеуге мүмкіндігі бар. Сіз компьютердің көмегімен құжаттармен, электронды поштамен жұмыс істеуге, ойын ойнауға, веб-парақшаларды ақтаруға, сонымен қатар кестелермен, презентациялармен жұмыс істеуге, видеолар көруге және т.б. көптеген істер істеуге болатынын білетін шығарсыз.
Бұл жазбада біз компьютерге жаңадан отырғандардың «компьютер деген не және компьютердің қандай түрлері бар» деген сияқты негізгі сұрақтарына жауап бермекпіз.
Компьютердің басқа да типтері
Біз компьютер деп қабылдай бермейтін, негізінде мамандандырылған компьютер болып келетін көптеген құрылғылар бар. Міне, бірнеше мысал:
Ұялы телефондар: бүгінде олар бұрындары тек компьютерде ғана істеуге мүмкін болатын көптеген функцияларды ұсына алады, мысалы, ойын ойнау, фильмдер көру және т.б. Мұндай телефондарды смартфон деп атайды.
Ойын приставкалары: видео ойындарды ойнатуға арналған компьютердің мамандандырылған түрі. Олар үстел үстілік компьютерлер сияқты көпфункционалды болмаса да, олардың көбі интернетте веб-парақша ашу сияқты тапсырмаларды орындай алады.
Теледидарлар: көптеген теледидарлар бүгінде интернетке кіруге немесе фильмдерді онлайн көруге мүмкіндік беретін бағдарламалар мен қосымшалардан тұрады.
Ішкі санаттар
Компьютерлік сәулет пәні үш негізгі санатқа ие: [13]
- Нұсқаулық архитектурасы (ISA): анықтайды машина коды бұл а процессор оқиды және сол сияқты әрекет етеді сөз мөлшері, жад мекенжайының режимдері, процессор регистрлері, және деректер түрі.
- Микроархитектура: «компьютерлік ұйым» деп те аталады, бұл нақты қалай сипатталады процессор ХАС-ты жүзеге асырады. [14] Компьютер өлшемі CPU кэші мысалы, бұл ISA-ға еш қатысы жоқ мәселе.
- Жүйелерді жобалау: есептеу жүйесіндегі барлық басқа аппараттық компоненттерді қамтиды, мысалы, процессордан басқа деректерді өңдеу (мысалы, жадқа тікелей қол жеткізу), виртуалдандыру, және көпөңдеу
Компьютерлік архитектурада басқа технологиялар бар. Келесі технологиялар Intel сияқты ірі компанияларда қолданылады және 2002 жылы есептелген [13] компьютер архитектурасының 1% -ын есептеуге болады:
- Макроархитектура: сәулеттік қабаттар микроархитектурадан гөрі абстрактілі
- Құрастыру нұсқаулығы архитектурасы: Ақылды құрастырушы рефератты өзгерте алады құрастыру тілі сәл өзгеше машиналар тобына ортақ машина тілі әр түрлі үшін іске асыру.
- Бағдарламашыларға көрінетін макроархитектурасияқты жоғары деңгейлі тілдік құралдар құрастырушылар оларды қолданатын бағдарламашыларға сәйкес интерфейсті немесе келісімшартты анықтауы мүмкін, негізінде ISA, UISA және микроархитектуралар. Мысалы, C, C ++, немесе Java стандарттар әр түрлі бағдарламалаушыларға көрінетін макроархитектураны анықтайды.
- Микрокод: микрокод - бұл чипте жұмыс істеу нұсқауларын аударатын бағдарламалық жасақтама. Ол аппараттық құралдың нұсқаулық жиынтығының интерфейсінің қолайлы нұсқасын ұсынатын қаптама сияқты жұмыс істейді. Бұл нұсқаулықты аудару қондырмасы чип дизайнерлеріне икемді мүмкіндіктер ұсынады: мысалы. 1. Чиптің жаңа жақсартылған нұсқасы ескі чип нұсқасымен бірдей нұсқаулар жиынтығын ұсыну үшін микрокодты қолдана алады, сондықтан осы нұсқаулыққа бағытталған барлық бағдарламалық жасақтама өзгертулерсіз жаңа чипте жұмыс істейді. Мысалы. 2. Микрокод сол негізгі чипке арналған әр түрлі нұсқаулар жиынтығын ұсына алады, бұл оның бағдарламалық жасақтамасын кеңірек басқаруға мүмкіндік береді.
- UISA: Пайдаланушы нұсқаулығы жиынтығының архитектурасы, үш жиынының бірін білдіреді RISC Орындаған процессордың нұсқаулықтары PowerPC RISC процессорлары. UISA ішкі қосымшасы қосымшаны әзірлеушілерді қызықтыратын RISC нұсқаулары болып табылады. Қалған екі ішкі топ - виртуалдандыру жүйесін жасаушылар қолданатын VEA (виртуалды қоршаған орта архитектурасы) нұсқаулары және операциялық жүйені жасаушылар пайдаланатын OEA (операциялық орта архитектурасы). [15]
- Пин сәулеті: А. Аппараттық функциялары микропроцессор жабдықтық платформаны қамтамасыз етуі керек, мысалы x86 A20M, FERR / IGNNE немесе FLUSH түйреуіштері. Сондай-ақ, процессор сырттан шығуы керек хабарламалар кэштер жарамсыз (бос) болуы мүмкін. Стандартты архитектура функциялары ISA функцияларына қарағанда икемді, себебі сыртқы жабдық жаңа кодтауға бейімделе алады немесе түйреуіштен хабарламаға ауысады. «Сәулет» термині сәйкес келеді, өйткені функциялар үйлесімді жүйелер үшін қамтамасыз етілуі керек, тіпті егжей-тегжейлі әдіс өзгерсе де.
Дербес компьютерлер және Мак
Дербес компьютерлер екі түрлі болады: ДК (Дербес Компьютер) және Мак. Екеуі де толықтай функционалды, бірақ сырт келбеті әртүрлі.
ДК: Мұндай компьютер ең алғаш 1981 жылы шығарылып, IBM PC деп аталды. Кейін осыған ұқсас компьютерлерді басқа компаниялар да шығара бастады. Бүгінде бұл ДК-нің ең көп таралған типі және ода Microsoft Windows операциялық жүйесі жұмыс істейді.
Мак: Бұл компьютерлерді Apple Inc. компаниясы 1984 жылы шығара бастады. Ол қолданушының графикалық интерфейсі (GUI) бар алғашқы компьютер болып саналады. Оларда Mac OS X операциялық жүйесі пайдаланылады.
Компьютер дегеніміз не? Бұл – ақпарат және мәліметтермен жұмыс істейтін электронды құрылғы. Оның ақпаратты сақтап, өңдеп, алып, таратып және т.б. әрекеттер істеуге мүмкіндігі бар. Сіз компьютердің көмегімен құжаттармен, электронды поштамен жұмыс істеуге, ойын ойнауға, веб-парақшаларды ақтаруға, сонымен қатар кестелермен, презентациялармен жұмыс істеуге, видеолар көруге және т.б. көптеген істер істеуге болатынын білетін шығарсыз.
Бұл жазбада біз компьютерге жаңадан отырғандардың «компьютер деген не және компьютердің қандай түрлері бар» деген сияқты негізгі сұрақтарына жауап бермекпіз.
Компьютерлік ұйымдастыру
Компьютерлік ұйым өнімділікке негізделген өнімді оңтайландыруға көмектеседі. Мысалы, бағдарламалық жасақтама инженерлері процессорлардың өңдеу қуатын білуі керек. Олар ең төменгі бағаға тиімділікке жету үшін бағдарламалық жасақтаманы оңтайландыруы қажет болуы мүмкін. Бұл компьютерді ұйымдастырудың толық талдауын талап етуі мүмкін. Мысалы, SD картасында дизайнерлерге картаны орналастыру қажет болуы мүмкін, сондықтан ең көп деректерді жылдам өңдеуге болады.
Компьютерлік ұйым сонымен қатар белгілі бір жоба үшін процессор таңдауды жоспарлауға көмектеседі. Мультимедиялық жобалар деректерге өте жылдам қол жеткізуді қажет етуі мүмкін, ал виртуалды машиналар жылдам үзілістерді қажет етеді. Кейде белгілі бір тапсырмалар қосымша компоненттерді қажет етеді. Мысалы, виртуалды машинаны басқаруға қабілетті компьютер қажет виртуалды жад әр түрлі виртуалды компьютерлердің жадын бөлек ұстауға болатын жабдық. Компьютердің ұйымдастырылуы мен мүмкіндіктері сонымен қатар қуат тұтынуға және процессордың құнына әсер етеді.
Портативті компьютерлер
Компьютерлердің екінші типі – бұл ноутбуктер. Бұлардың артықшылығы, батареямен жұмыс істейтіндігінде және жинақы, оңтайлылығында, сондықтан оны кез келген жерде пайдалануға болады.
Ноутбук үстел үстілік компьютерден кішкентай болғандықтан, ішкі компоненттеріне қолжетімділік қиынға соғады. Бұл дегеніміз – сіз оған үстел үстілік компьютердегі сияқты жаңа бөлшектер қосып немесе оңай жаңарта алмайсыз.
Дербес компьютерлер және Мак
Дербес компьютерлер екі түрлі болады: ДК (Дербес Компьютер) және Мак. Екеуі де толықтай функционалды, бірақ сырт келбеті әртүрлі.
ДК: Мұндай компьютер ең алғаш 1981 жылы шығарылып, IBM PC деп аталды. Кейін осыған ұқсас компьютерлерді басқа компаниялар да шығара бастады. Бүгінде бұл ДК-нің ең көп таралған типі және ода Microsoft Windows операциялық жүйесі жұмыс істейді.
Мак: Бұл компьютерлерді Apple Inc. компаниясы 1984 жылы шығара бастады. Ол қолданушының графикалық интерфейсі (GUI) бар алғашқы компьютер болып саналады. Оларда Mac OS X операциялық жүйесі пайдаланылады.
Процессоры жоқ процессоры бар негізгі компьютердің блок-схемасы. Қара сызықтар мәліметтер ағынын, ал қызыл сызықтар басқару ағынын білдіреді. Көрсеткілер ағынның бағытын көрсетеді.
Жылы компьютерлік инженерия, компьютерлік архитектура функционалдығын, ұйымдастырылуын және жүзеге асырылуын сипаттайтын ережелер мен әдістер жиынтығы компьютер жүйелер. Архитектураның кейбір анықтамалары оны компьютердің мүмкіндіктері мен бағдарламалау моделін сипаттайтын, бірақ нақты іске асырылмаған деп анықтайды. [1] Басқа анықтамаларда компьютер архитектурасы жатады нұсқаулық жиынтығының архитектурасы дизайн, микроархитектура дизайн, логикалық дизайн, және іске асыру. [2]
Нұсқаулық архитектурасы
Ан нұсқаулық жиынтығының архитектурасы (ISA) - бұл компьютердің бағдарламалық жасақтамасы мен аппараттық құралдары арасындағы интерфейс, сонымен қатар бағдарламашының машинаның көрінісі ретінде қарастырылуы мүмкін. Компьютерлер түсінбейді жоғары деңгейлі бағдарламалау тілдері Java, C ++ немесе көптеген бағдарламалау тілдері сияқты. Процессор тек сандық түрде кодталған нұсқауларды түсінеді, әдетте екілік сандар. Сияқты бағдарламалық құралдар құрастырушылар, сол жоғары деңгейдегі тілдерді процессор түсінетін нұсқауларға аударыңыз.
Нұсқаулардан басқа, АХС компьютерде бағдарлама үшін қол жетімді элементтерді анықтайды, мысалы. деректер түрлері, тіркеушілер, мекенжай режимдеріжәне жады. Нұсқаулар регистр индекстерімен (немесе атауларымен) және жадтың адрестік режимдерімен осы қол жетімді элементтерді табады.
Компьютердің ISA әдетте нұсқаулықтың қалай кодталатындығын сипаттайтын шағын нұсқаулықта сипатталады. Сондай-ақ, ол нұсқауларға арналған қысқа (анық емес) мнемикалық атауларды анықтай алады. Атауларды бағдарламалық жасақтама әзірлеу құралы арқылы тануға болады құрастырушы. Ассемблер - бұл ХСА-ның адамға түсінікті формасын компьютер оқи алатын түрге ауыстыратын компьютерлік бағдарлама. Бөлшектер кеңінен қол жетімді, әдетте түзетушілер екілік компьютерлік бағдарламалардағы ақауларды оқшаулауға және түзетуге арналған бағдарламалық жасақтама.
АХС сапасы мен толықтығы бойынша әр түрлі. ISA бағдарламашының ыңғайлылығы (кодты түсіну қаншалықты оңай), кодтың мөлшері (белгілі бір әрекетті орындау үшін қанша код қажет), компьютердің нұсқаулықтарды интерпретациялау құны арасында қиындықтар туғызады (күрделірек болу үшін қосымша жабдық қажет болады) кодты шешіп, орындаңыз) және компьютердің жылдамдығы (декодтаудың күрделі аппаратурасымен декодтау уақыты көбірек келеді). Есте сақтауды ұйымдастыру нұсқаулардың жадымен өзара әрекеттесуін және жадтың өзімен өзара әрекеттесуін анықтайды.
Дизайн кезінде еліктеу, эмуляторлар ұсынылған нұсқаулар жиынтығында жазылған бағдарламаларды орындай алады. Заманауи эмуляторлар белгілі бір АХС өз мақсаттарына сәйкес келетіндігін анықтау үшін мөлшерін, құнын және жылдамдығын өлшей алады.
Анықтама
Компьютерлік архитектура компьютерлік жүйенің өнімділігі, тиімділігі, құны және сенімділігін теңдестіруге қатысты. Нұсқаулар жиынтығының архитектурасын осы бәсекелес факторлардың тепе-теңдігін көрсету үшін пайдалануға болады. Неғұрлым күрделі командалар жиынтығы бағдарламашыларға кеңістікті тиімді бағдарламаларды жазуға мүмкіндік береді, өйткені бір нұсқаулық кейбір жоғары деңгейлі абстракцияны кодтай алады (мысалы, x86 Loop командасы). [16] Алайда, неғұрлым ұзақ және күрделі нұсқаулар процессордың декодтауын күтуге көп уақытты қажет етеді және оны тиімді іске асыру қымбатқа түсуі мүмкін. Үлкен нұсқаулар жиынтығындағы күрделіліктің жоғарылауы сонымен қатар нұсқаулар күтпеген түрде өзара әрекеттескенде сенімсіздікке көп орын береді.
Іске асыру интегралды схеманы жобалауды, орауды, қуат пен салқындатуды қамтиды. Дизайнды оңтайландыру компиляторлармен, операциялық жүйелермен, логикалық дизайнмен және ораммен таныс болуды талап етеді. [17]
Компьютердің басқа да типтері
Біз компьютер деп қабылдай бермейтін, негізінде мамандандырылған компьютер болып келетін көптеген құрылғылар бар. Міне, бірнеше мысал:
Ұялы телефондар: бүгінде олар бұрындары тек компьютерде ғана істеуге мүмкін болатын көптеген функцияларды ұсына алады, мысалы, ойын ойнау, фильмдер көру және т.б. Мұндай телефондарды смартфон деп атайды.
Ойын приставкалары: видео ойындарды ойнатуға арналған компьютердің мамандандырылған түрі. Олар үстел үстілік компьютерлер сияқты көпфункционалды болмаса да, олардың көбі интернетте веб-парақша ашу сияқты тапсырмаларды орындай алады.
Теледидарлар: көптеген теледидарлар бүгінде интернетке кіруге немесе фильмдерді онлайн көруге мүмкіндік беретін бағдарламалар мен қосымшалардан тұрады.
Мазмұны
Іске асыру
Нұсқау жинағы мен микро архитектура жасалғаннан кейін практикалық машина жасау керек. Бұл жобалау процесі деп аталады іске асыру. Іске асыру әдетте архитектуралық дизайн емес, аппараттық құрал деп саналады жобалау. Іске асыруды бірнеше кезеңге бөлуге болады:
- Логиканы енгізу а-да қажет тізбектерді жобалайды логикалық қақпа деңгей.
- Тізбекті енгізу жасайды транзистор- негізгі элементтердің деңгейлік құрылымдары (мысалы, қақпалар, мультиплексорлар, ысырмалар) және кейбір үлкен блоктардың (АЛУ, кэштер және т.б.) логикалық қақпа деңгейінде, тіпті егер дизайн қажет болса, физикалық деңгейде іске асырылуы мүмкін.
- Физикалық іске асыру физикалық схемаларды салады. Схеманың әртүрлі компоненттері чипке орналастырылған флорплан немесе тақтада және оларды жалғайтын сымдар жасалады.
- Дизайнды тексеру барлық жағдайда және барлық уақыттарда жұмыс істейтіндігін тексеру үшін компьютерді тұтастай тексереді. Дизайнды тексеру процесі басталғаннан кейін логикалық деңгейдегі дизайн логикалық эмуляторлардың көмегімен тексеріледі. Алайда, бұл шындыққа сай тестілеу үшін өте баяу. Сонымен, бірінші тесттің негізінде түзетулер енгізілгеннен кейін, прототиптер Field-Programmable Gate-Arrays көмегімен құрылады (FPGA). Хобби жобаларының көпшілігі осы кезеңде тоқтайды. Соңғы саты интегралды микросхемалардың прототипін тексеру болып табылады, ол бірнеше рет қайта құруды қажет етуі мүмкін.
Үшін CPU, бүкіл іске асыру процесі басқаша ұйымдастырылған және оны жиі атайды Процессордың дизайны.
Аппараттық жасақтама және бағдарламалық жасақтама
Сөзімізді жалғастырмас бұрын, сіз мына маңызды заттарды біліп алуыңыз керек: Бұл компьютердің аппараттық жасақтамасы немесе басқаша айтқанда «Темір», сонымен қатар бағдарламалық жасақтама немесе компьютерде сіздің жұмыс істейтін бағдарламаларыңыз.
Аппараттық жасақтама (темір) — бұл біз қолмен ұстап көре алатын компьютердің бөлігі, яғни монитор, жүйелік блок, пернетақта немесе тінтуір (mouse). Сонымен қатар компьютердің аппараттық бөлігіне барлық ішкі компоненттер кіреді, мысалы, жүйелік блоктың ішінде орналасқан жүйелік тақта.
Бағдарламалық жасақтама – бұл компьютердің аппараттық бөлігін басқаратын зат, яғни қарапайым сөзбен айтқанда бұл Microsoft Word, Excel, Windows, браузерлер, ойындар және т.б. бағдарламалар. Төмендегі суретте презентация құруға көмектесетін Microsoft PowerPoint бағдарламасын көре аласыз.
Сіздің компьютердегі барлық әрекеттеріңіз аппараттық жасақтама мен бағдарламалық жасақтамаға тікелей қатысты. Мысалы, қазір сіз осы веб-парақшаны ашып отырсыз және веб-браузердің (бағдарламалық жасақтама) көмегімен мақала оқып отырсыз және оң қолыңызбен сол парақшаларды ақтаруға көмектесетін тінтуірді (аппараттық жасақтама) ұстап отырсыз.
Үстел үстілік компьютерлер
Біз үстел үстілік компьютерлерді жұмыста, үйде, мектепте, кітапханада және т.б. жерлерде қолданамыз. Олар кішкентай, орташа, үлкен бола алады және әдетте үстел үстінде тұрады. Ол пернетақта, тінтуір, монитор және жүйелік блоктан тұрады.
Көптеген үстел үстілік компьютерлерді жаңарту, жетілдіру немесе ішіне жаңа бөлшектер салу оңай. Үстел үстілік компьютерлердің тағы бір артықшылығы – бұл олардың бағасы. Егер функционалдылығы жағынан бірдей болатын үстел үстілік компьютер мен ноутбукты салыстыратын болсаңыз, бағасы жағынан үстелік үстілік компьютер арзанырақ болатынын байқайсыз. Үстел компьютерінің негізгі бөліктері туралы осы жерден оқи аласыз.
Қуат тиімділігі
Қуатты үнемдеу - бұл қазіргі заманғы компьютерлердегі тағы бір маңызды өлшем. Қуаттылықтың жоғары тиімділігі көбінесе төмен жылдамдыққа немесе жоғары бағаға сатылуы мүмкін. Компьютер архитектурасында қуат тұтыну туралы айтылған кездегі өлшем - MIPS / W (бір ватт үшін секундына миллион нұсқаулық).
Қазіргі заманғы схемалардың қуаты аз транзистор бір чипке транзисторлар саны өскен сайын. [18] Себебі жаңа чипке салынған әрбір транзистордың өзіндік қорек көзі қажет және оны қуаттандыру үшін жаңа жолдар салынады. Алайда бір чипке транзисторлар саны баяу өсе бастайды. Сондықтан қуаттылық тиімділігі маңызды бола бастайды, егер транзисторларды бір чипке орналастырудан гөрі маңызды болса. Процессордың соңғы дизайны бұл транзисторларды мүмкіндігінше бір чипке жинамай, қуат тиімділігіне көбірек көңіл бөлетіндіктен, бұл ерекше назар аударды. [19] Кіріктірілген компьютерлер әлемінде қуат тиімділігі ұзақ уақыт өткізу қабілеттілігі мен кешігуінің жанында маңызды мақсат болып табылады.
Рөлдері
Өнімділік
Компьютердің қазіргі заманғы өнімділігі жиі сипатталады цикл бойынша нұсқаулық (IPC), ол сәулеттің тиімділігін кез-келген сағаттық жиілікте өлшейді; IPC жылдамдығы компьютердің жылдамдығын білдіреді. Ескі компьютерлерде IPC саны 0,1-ден төмен болған, ал қазіргі заманғы процессорлар 1-ге жақын орналасқан. Superscalar сағат циклына бірнеше нұсқауларды орындау арқылы процессорлар үш-бес IPC-ге жетуі мүмкін. [ дәйексөз қажет ]
Машиналарға арналған нұсқауларды санау жаңылыстырушылық болар еді, өйткені олар әр түрлі АХС-та әр түрлі жұмыс жасай алады. Стандартты өлшеулердегі «нұсқаулық» АХС-тың машиналық тілдегі нұсқауларының саны емес, көбінесе жылдамдыққа негізделген өлшем бірлігі болып табылады. VAX компьютерлік архитектура.
Көптеген адамдар компьютердің жылдамдығын сағат жиілігімен өлшейтін (әдетте МГц немесе ГГц). Бұл процессордың негізгі сағатының секундындағы циклдарына қатысты. Алайда, бұл көрсеткіш біршама жаңылыстырады, өйткені жоғары жылдамдықты машинаның өнімділігі үлкен болмауы мүмкін. Нәтижесінде өндірушілер өнімділік өлшемі ретінде сағаттық жылдамдықтан алшақтады.
Басқа факторлар жылдамдыққа әсер етеді, мысалы функционалдық бірліктер, автобус жылдамдықтар, қол жетімді жады және бағдарламалардағы нұсқаулардың түрі мен тәртібі.
Жылдамдықтың екі негізгі түрі бар: кешігу және өткізу қабілеті. Күту - бұл процестің басталуы мен аяқталуы арасындағы уақыт. Өткізгіштік - бұл уақыт бірлігінде жасалған жұмыс мөлшері. Кідірісті кідірту - бұл жүйенің электрондық оқиғаға жауап берудің кепілдендірілген максималды уақыты (мысалы, диск жетегі кейбір деректерді жылжытуды аяқтаған кезде).
Өнімділікке дизайн таңдауының кең ауқымы әсер етеді - мысалы, құбыр жүргізу процессор әдетте кідірісті нашарлатады, бірақ өткізу қабілетін жақсартады. Машиналарды басқаратын компьютерлерге, әдетте, үзілістің төмен кідірісі қажет. Бұл компьютерлер а шынайы уақыт қоршаған орта және егер белгілі бір уақыт ішінде операция аяқталмаса, сәтсіздікке ұшырайды. Мысалы, компьютермен басқарылатын құлыпқа қарсы тежегіштер тежегіш педальды сезінгеннен кейін болжанатын және шектеулі мерзімде тежеуді бастауы керек, әйтпесе тежегіш істен шығады.
Салыстыру барлық осы факторларды компьютердің бірнеше тестілік бағдарламалардан өту уақытын өлшеу арқылы ескереді. Бенчмаркинг мықты жақтарды көрсеткенімен, компьютерді қалай таңдағаныңызға сәйкес келмеуі керек. Көбінесе өлшенген машиналар әртүрлі өлшемдер бойынша бөлінеді. Мысалы, бір жүйе ғылыми қосымшаларды жылдам басқара алады, ал екіншісі бейне ойындарды біркелкі көрсете алады. Сонымен қатар, дизайнерлер белгілі бір эталонды жылдам орындауға мүмкіндік беретін, бірақ жалпы міндеттерге ұқсас артықшылықтар ұсынбайтын аппараттық немесе бағдарламалық жасақтама арқылы өз өнімдеріне арнайы мүмкіндіктер қосуы және қосуы мүмкін.
Компьютердің түрлері мен типтері
Көптеген адам компьютер сөзін естігенде дербес компьютер немесе ноутбукты елестетеді. Алайда, түрлері мен мөлшерлері әртүрлі компьютерлер болады және олар күнделікті өмірде әртүрлі функцияларды атқарады. Сіз банкоматтан ақша алғанда, супермаркетте азық-түлігіңізді бағасын анықтайтын сканерден өткізгенде немесе калькулятор қолданғаныңызда. Мұның бәрі компьютер, тек типі мен мақсаты басқа.
Серверлер
Сервер — бұл желідегі басқа компьютерлерді қамсыздандыратын компьютер. Көптеген фирмалар, өнеркәсіптер ақпарат сақтайтын файлық серверлерге ие. Сервер қарапайым үстел үстілік компьютер немесе одан да үлкен пішінді бола алады.
Серверлердің интернетте маңызы зор. Олар өздерінде веб-парақшаларды, сайттарды, суреттер мен видеоларды сақтайды. Және олардың қауіпсіздігі мен браузерде жүктелу уақытына жауап береді.
Тарих
Бірінші құжатталған компьютер архитектурасы арасындағы сәйкестікте болды Чарльз Бэббидж және Ада Лавлейссипаттайтын аналитикалық қозғалтқыш. Компьютерді құру кезінде Z1 1936 жылы, Конрад Зусе өзінің болашақ жобаларына арналған екі патенттік өтінімде машина нұсқаулығын мәліметтер үшін пайдаланылатын бірдей қоймада сақтауға болатындығын сипаттады, яғни сақталған бағдарлама тұжырымдама. [3] [4] Басқа екі маңызды және маңызды мысалдар:
-
1945 жылғы қағаз, EDVAC туралы есептің алғашқы жобасы, логикалық элементтердің ұйымдастырылуын сипаттаған; [5] және толығырақ Ұсынылған электрондық калькулятор үшін Автоматты есептеуіш қозғалтқыш, сонымен қатар 1945 ж Джон фон Нейманқағаз. [6]
Компьютерлік әдебиеттегі «архитектура» терминін Лайл Р.Джонсон мен Брукс, кіші Фредерик П., 1959 жылы IBM-дің негізгі зерттеу орталығында машиналарды ұйымдастыру бөлімінің мүшелері. Джонсонның меншікті зерттеу хабарламасын жазуға мүмкіндігі болды. Созу, IBM әзірлеген суперкомпьютер үшін Лос-Аламос ұлттық зертханасы (Лос-Аламос ғылыми зертханасы деп аталатын уақытта). Сәнді безендірілген компьютерді талқылауға арналған егжей-тегжейлердің деңгейін сипаттау үшін ол форматтарды, нұсқаулық типтерін, аппараттық құралдардың параметрлерін және жылдамдықты жақсартуды сипаттаудың «жүйенің архитектурасы» деңгейінде болғандығын, бұл термин «машинаны ұйымдастырудан» гөрі пайдалы болып көрінгенін атап өтті. ». [7]
Кейіннен Stretch дизайнері Брукс кітаптың 2 тарауын ашты Компьютерлік жүйені жоспарлау: жобалық созылу «Компьютерлік архитектура, басқа архитектура сияқты, бұл құрылымды пайдаланушының қажеттіліктерін анықтау, содан кейін бұл қажеттіліктерді экономикалық және технологиялық шектеулер аясында мүмкіндігінше тиімді қанағаттандыру үшін жобалау». [8]
Брукс дамытуға көмектесті IBM System / 360 (қазір деп аталады IBM zSeries) «сәулет» «қолданушы нені білуі керек» дегенді білдіретін зат есімге айналған компьютерлер желісі. [9] Кейінірек компьютер қолданушылары бұл терминді түсініксіз тәсілдермен қолдана бастады. [10]
Алғашқы компьютерлік архитектуралар қағаз жүзінде жобаланған, содан кейін тікелей соңғы аппараттық формаға салынған. [11] Кейінірек компьютерлік архитектураның прототиптері физикалық түрде а түрінде құрылды транзистор - транзисторлық логика (TTL) компьютер - мысалы прототиптері сияқты 6800 және PA-RISC- соңғы аппараттық формаға кіріспес бұрын тексеріліп, өзгертілді. 1990 ж. Жаңа компьютерлік архитектуралар әдетте «құрастырылады», тексеріледі және өзгертіледі - компьютердің басқа архитектурасында. компьютерлік сәулет тренажері; немесе FPGA ішінде а жұмсақ микропроцессор; немесе екеуі де - соңғы аппараттық формаға өтпес бұрын. [12]
Нарық сұранысының өзгеруі
Соңғы бірнеше жыл ішінде электр қуатын азайтуды жақсартумен салыстырғанда сағат жиілігінің өсуі баяу өсті. Бұл соңына қарай басқарылды Мур заңы және батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту және ұялы байланыс технологиясының көлемін азайту. Фокустағы бұл жоғары сағаттық жылдамдықтардан қуат тұтыну мен миниатюризацияға дейінгі өзгерісті Intel тұтынушылардың электр қуатын тұтынудың едәуір төмендеуімен 50% көрсетуге болады, бұл Intel компаниясының шығарылымында Haswell микроархитектурасы; онда олар энергияны тұтыну эталонын 30-40 ваттдан 10-20 ваттға дейін төмендетті. [20] Мұны өңдеу жылдамдығының 3 ГГц-тен 4 ГГц-ке дейін жоғарылауымен салыстыру (2002 жылдан 2006 жылға дейін) [21] Зерттеулер мен әзірлемелерде фокустың сағат жиілігінен алшақтап, аз қуатты тұтынуға және аз орын алуға бағытталуы байқалады.
Үстел үстілік компьютерлер
Біз үстел үстілік компьютерлерді жұмыста, үйде, мектепте, кітапханада және т.б. жерлерде қолданамыз. Олар кішкентай, орташа, үлкен бола алады және әдетте үстел үстінде тұрады. Ол пернетақта, тінтуір, монитор және жүйелік блоктан тұрады.
Көптеген үстел үстілік компьютерлерді жаңарту, жетілдіру немесе ішіне жаңа бөлшектер салу оңай. Үстел үстілік компьютерлердің тағы бір артықшылығы – бұл олардың бағасы. Егер функционалдылығы жағынан бірдей болатын үстел үстілік компьютер мен ноутбукты салыстыратын болсаңыз, бағасы жағынан үстелік үстілік компьютер арзанырақ болатынын байқайсыз. Үстел компьютерінің негізгі бөліктері туралы осы жерден оқи аласыз.
Планшеттік компьютерлер
Планшеттік компьютерлер немесе жай ғана «планшет». Олар ноутбуктен де жинақы әрі оңтайлы. Пернетақта мен тачпадтың орнына мәтінді теру мен навигация үшін сенсорлық экран қолданылады. iPad — планшеттік компьютерге мысал бола алады.
Планшет үстел үстілік компьютер немесе ноутбуктың орнын толық баса алмайды, өйткені бағдарламаларды ашуға және құжаттармен жұмыс істеуге ноутбук немесе үстел үстілік компьютер ыңғайлы. Бірақ егер сіз жай ғана ойын ойнап, әлеуметтік желіде отырып, видео көріп, музыка тыңдауды ойласаңыз, онда планшет компьютерді толықтай алмастыра алады.
Аппараттық жасақтама және бағдарламалық жасақтама
Сөзімізді жалғастырмас бұрын, сіз мына маңызды заттарды біліп алуыңыз керек: Бұл компьютердің аппараттық жасақтамасы немесе басқаша айтқанда «Темір», сонымен қатар бағдарламалық жасақтама немесе компьютерде сіздің жұмыс істейтін бағдарламаларыңыз.
Аппараттық жасақтама (темір) — бұл біз қолмен ұстап көре алатын компьютердің бөлігі, яғни монитор, жүйелік блок, пернетақта немесе тінтуір (mouse). Сонымен қатар компьютердің аппараттық бөлігіне барлық ішкі компоненттер кіреді, мысалы, жүйелік блоктың ішінде орналасқан жүйелік тақта.
Бағдарламалық жасақтама – бұл компьютердің аппараттық бөлігін басқаратын зат, яғни қарапайым сөзбен айтқанда бұл Microsoft Word, Excel, Windows, браузерлер, ойындар және т.б. бағдарламалар. Төмендегі суретте презентация құруға көмектесетін Microsoft PowerPoint бағдарламасын көре аласыз.
Сіздің компьютердегі барлық әрекеттеріңіз аппараттық жасақтама мен бағдарламалық жасақтамаға тікелей қатысты. Мысалы, қазір сіз осы веб-парақшаны ашып отырсыз және веб-браузердің (бағдарламалық жасақтама) көмегімен мақала оқып отырсыз және оң қолыңызбен сол парақшаларды ақтаруға көмектесетін тінтуірді (аппараттық жасақтама) ұстап отырсыз.
Дизайн мақсаттары
Компьютерлік жүйенің нақты формасы шектеулер мен мақсаттарға байланысты. Компьютерлік архитектура әдетте стандарттарға, қуатқа, өнімділікке, шығындарға, есте сақтау қабілеттеріне, кешігу (кідіріс - бұл бір түйіннен ақпарат көзіне жету үшін кететін уақыт мөлшері) және өткізу қабілеттілігі. Кейде ерекшеліктер, өлшем, салмақ, сенімділік және кеңейту мүмкіндігі сияқты басқа да ойлар факторлар болып табылады.
Ең кең таралған схема қуатты терең талдайды және барабар өнімділікті сақтай отырып, электр энергиясын тұтынуды қалай төмендетуге болатынын анықтайды.
Компьютердің түрлері мен типтері
Көптеген адам компьютер сөзін естігенде дербес компьютер немесе ноутбукты елестетеді. Алайда, түрлері мен мөлшерлері әртүрлі компьютерлер болады және олар күнделікті өмірде әртүрлі функцияларды атқарады. Сіз банкоматтан ақша алғанда, супермаркетте азық-түлігіңізді бағасын анықтайтын сканерден өткізгенде немесе калькулятор қолданғаныңызда. Мұның бәрі компьютер, тек типі мен мақсаты басқа.
Планшеттік компьютерлер
Планшеттік компьютерлер немесе жай ғана «планшет». Олар ноутбуктен де жинақы әрі оңтайлы. Пернетақта мен тачпадтың орнына мәтінді теру мен навигация үшін сенсорлық экран қолданылады. iPad — планшеттік компьютерге мысал бола алады.
Планшет үстел үстілік компьютер немесе ноутбуктың орнын толық баса алмайды, өйткені бағдарламаларды ашуға және құжаттармен жұмыс істеуге ноутбук немесе үстел үстілік компьютер ыңғайлы. Бірақ егер сіз жай ғана ойын ойнап, әлеуметтік желіде отырып, видео көріп, музыка тыңдауды ойласаңыз, онда планшет компьютерді толықтай алмастыра алады.
Портативті компьютерлер
Компьютерлердің екінші типі – бұл ноутбуктер. Бұлардың артықшылығы, батареямен жұмыс істейтіндігінде және жинақы, оңтайлылығында, сондықтан оны кез келген жерде пайдалануға болады.
Ноутбук үстел үстілік компьютерден кішкентай болғандықтан, ішкі компоненттеріне қолжетімділік қиынға соғады. Бұл дегеніміз – сіз оған үстел үстілік компьютердегі сияқты жаңа бөлшектер қосып немесе оңай жаңарта алмайсыз.
Серверлер
Сервер — бұл желідегі басқа компьютерлерді қамсыздандыратын компьютер. Көптеген фирмалар, өнеркәсіптер ақпарат сақтайтын файлық серверлерге ие. Сервер қарапайым үстел үстілік компьютер немесе одан да үлкен пішінді бола алады.
Серверлердің интернетте маңызы зор. Олар өздерінде веб-парақшаларды, сайттарды, суреттер мен видеоларды сақтайды. Және олардың қауіпсіздігі мен браузерде жүктелу уақытына жауап береді.
Читайте также: