Технічні засоби виробництва

В якості пристрою який відображає інформацію в персональних ЕОМ використовують спеціальний дисплей, або їх називають монітори. В цих пристроях інформація виводиться на екран електронно-проміневою трубкою в вигляді двокольорових або багатокольорових зображеннях: текстів, схем, малюнків та ін.

 

 Клавіатура призначена для передачі інформації від людини до ЕОМ та схожа на клавіатуру звичайної друкарської машинки.

 

В системний блок входять програмований пристрій керування ( процесор) та внутрішня пам’ять ( ОЗУ та ПЗУ).

 

В якості пристрою запису інформації використовують зовнішні магнітні носії: магнітофони, спеціальні накопичувачі, які називаються дисководами (Накопичувачі на гнучких магнітних дисках – НГМД, та накопичувачі на жорстких  магнітних дисках, їх по іншому називають «вінчестерами», програвачі лазерних компакт-дисків – CDROM.

 

Пристрій друкування або принтер – його призначення повністю вказане в його назві – швидко та точно роздрукувати інформацію на папері.

 

«Миш» - це пристрій для  передачі інформації від людини до ЕОМ. « Миш» представляє собою  невелику коробочку з кулькою  на дні, яку людина може пересувати по поверхні столу і при цьому переміщенні посилає сигнал до ЕОМ. За допомогою цього пристрою можливо вводити в ЕОМ малюнки. Для цього достатньо покласти малюнок на стіл і обвести його «мишкою».

 

Окрім цього, ЕОМ може містити пристрої вводу та виводу для отримання інформації від різних датчиків і подачі сигналів керування різним маніпуляторам, працям та ін. виконавцям.

 

 3.2 Внутрішня архітектура ЕОМ

Зв’язок  та обмін  інформацією між компонентами ЕОМ  здійснюється з допомогою магістралі.

 

Магістраль – це загальна лінія провід, до якої паралельно підключають всі компоненти ЕОМ. Посилаючи по магістралі електричні сигнали, будь-який компонент ЕОМ може передавати інформацію іншим компонентам (або іншій машині по каналу).

 

Під компонентами ми розуміємо  різноманітні пристрої. Підключаючи до магістралі різні набори модулів, можливо отримувати різні ЕОМ. Такий магістрально – модульний принцип побудови ЕОМ отримав зараз широке розповсюдження, так як має особливі властивості:

1. Процесор керує нашими пристроями за допомогою тих же команд, якими він працює з пам’яттю.
2. Можливо підключати до магістралі нові зовнішні пристрої. При цьому не потребує ніяких змін в вже існуючих пристроях, процесорі, пам’яті.
3. З готових модулів можна легко складати ЕОМ різної потужності та призначення. Склад ЕОМ можна легко змінювати в процесі експлуатації.

 

 

 

 

4 Яке призначення процесора.

 

Процесор – це своєрідний «мозок»  ЕОМ. Він керує спільною працею всіх пристроїв. Процесор насамперед здійснює всі можливі операції над числами – операції складання, віднімання, помноження та ділення над цілими та речовими числами. За цією причиною ЕОМ і називають обчислювальною машиною. Крім того, процесор може виконувати різні перетворення символів і пересилати їх по лініям зв’язку з одних пристроїв введення-виведення на інші.

 

В пам’яті комп’ютера зберігаються програми і та інформація яка опрацьовується для поточного та майбутнього використання. Пам’ять зберігає інформацію, передає її на обробку процесору і приймає від нього отриману в результаті обробки нову інформацію. Вся пам’ять ЕОМ за особливостями поділяється організації та використання поділяється на внутрішню та зовнішню.

 

       В  пам'яті комп'ютера зберігаються програми і та інформація яка обробляється для поточного та майбутнього використання. Пам'ять зберігає інформацію, передає її на обробку процесору і приймає від нього отриману в результаті обробки нову інформацію. Вся  пам'ять ЕОМ за особливостями організації та використання ділиться на внутрішню та зовнішню.

        Основну частину  внутрішньої пам'яті створюють оперативний запам'ятовуючий пристрій ( ОЗУ) та постійно запам’ятовуючий пристрій (ПЗУ).

       ОЗУ служить  для зберігання інформації під  час її безпосередньої обробки.  Ця пам’ять необхідна процесору  для вирішення тої чи іншої  задачі в даний момент часу. В ній зберігається текст оброблюваної ним інструкції (програми). Сюди вміщуються отриманні в процесі обчислювань проміжний та завершальний результат. Після відключення ЕОМ інформація в ОЗУ пропадає.

         Основне достоїнство ПЗУ полягає в тому, що інформація яка в ньому зберігається не знищується при відключенні комп’ютера. Однак ця властивість тягне за собою і великий недолік: її не можна змінювати. Інформація заноситься в ПЗУ тільки один раз – при його виготовлені. Процесор лише читає її з високою швидкістю, однак змінювати та доповнювати не може. В зв’язку з цим ПЗУ порівнюють зі складом, з якого можна тільки отримувати що-небудь. Зазвичай в ПЗУ заносять інструкції по запуску комп’ютера.

          Зовнішня  пам’ять використовується в комп’ютерах  для тривалого зберігання великих об’ємів інформації (програми та дані до них), які неможливо забезпечити з допомогою пристроїв внутрішньої пам’яті. Пристрій зовнішньої пам’яті (магнітні стрічки та диски) можна по практичні цінності зрівняти з паперовими носіями інформації які використовує людина: книжками, довідниками, конспектами і та ін.

 

5.Охарактреризуйте  покоління ЕОМ та зв’яжіть  його з інформаційною революцією.

 

Історію розвитку ЕОМ варто описувати, використовуючи знання про покоління обчислювальних машин. Кожне покоління ЕОМ характеризується своїми конструктивними особливостями і можливостями. Зробимо опис кожного з поколінь, однак пам'ятатимемо, що розподіл ЕОМ на покоління є умовним, оскільки водночас випускалися машини різного рівня.

5.1 Перше покоління

         Різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки відбувся в 40-х роках, після Другої світової війни, і пов'язаний він був із появою якісно нових електронних пристроїв - електронно-вакуумних ламп.

          Електричні схеми, побудовані на цих лампах, працювали значно швидше, ніж схеми на електромеханічних реле. Зросла швидкодія обчислювальних машин, і релейні машини були усунуті продуктивнішими і надійнішими електронними обчислювальними машинами (ЕОМ). Застосування ЕОМ значно розширило коло розв'язуваних завдань. Доступними стали завдання, які раніше просто не ставилися: розрахунки інженерних споруд, розрахунки руху планет, балістичні розрахунки тощо.

         Перша ЕОМ створювалася в 1943 - 1946 pp. у США і називалася ЕНІАК (ENIAC-Electronic Numerical Integrator and Calculator - електронно-числовий інтегратор і обчислювач). Ця машина містила близько 18 тисяч електронних ламп, багато електромеханічних реле, причому щомісяця виходило з ладу близько 2 тисяч ламп. У машини ЕНІАК, а також в інших перших ЕОМ був серйозний недолік -програма, що виконувалася і зберігалася не в пам'яті машини, а набиралася складним способом за допомогою зовнішніх перемичок. У 1945 р. відомий математик і фізик-теоретик фон Нейман сформулював загальні принципи роботи універсальних обчислювальних пристроїв.

За фон Нейманом, обчислювальна  машина повинна керуватися програмою з послідовним виконанням команд, а сама програма — зберігатися в пам'яті машини. Перша подібна ЕОМ була побудована в Англії в 1949 р.

У 1951 році в СРСР була створена «МЗСМ» (малая злектронно-счетная машина). Ці роботи здійснювались в Україні (м. Київ) в Інституті електродинаміки під керівництвом видатного конструктора обчислювальної техніки С.О. Лебедєва. Можна стверджувати, що «МЗСМ» була першою ЕОМ в континентальній Європі.

ЕОМ постійно вдосконалювалися, завдяки  чому до середини 50-х років їх швидкодію  вдалося підвищити від кількох  сотень до кількох десятків тисяч  операцій за секунду. Однак при цьому  електронна лампа залишалася най-ненадійнішим елементом ЕОМ. Використання ламп почало гальмувати подальший прогрес обчислювальної техніки.

Згодом на зміну лампам прийшли  напівпровідникові прилади. Так  завершився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління.

Характерними рисами ЕОМ першого покоління є застосування електронних ламп у цифрових схемах, великі габарити, а також трудомісткий процес програмування.

Насправді, ЕОМ першого  покоління розміщувалися у великих  машинних залах, споживали багато електроенергії та вимагали охолодження за допомогою потужних вентиляторів. Програми для цих ЕОМ потрібно було складати у машинних кодах, і це могли робити тільки фахівці, що знали детально пристрій ЕОМ.

5.2 Друге покоління

Розробники ЕОМ завжди прямували за прогресом в електронній техніці. Коли в середині 50-х років на зміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прилади, почалося переведення ЕОМ на напівпровідники. 

Напівпровідникові прилади (транзистори, діоди) були, по-перше, значно компактнішими, ніж їхні лампові попередники. По-друге, вони мали триваліший термін служби. По-третє, споживання енергії в ЕОМ на напівпровідниках було істотно нижчим. З упровадженням цифрових елементів на напівпровідникових приладах почалося створення ЕОМ другого покоління.

ЕОМ другого  покоління відрізняються застосуванням напівпровідникових елементів і використанням алгоритмічних мов програмування.

Завдяки застосуванню більш  досконалої елементної бази почали створюватися невеликі ЕОМ, сталося розподілення обчислювальних машин на великі, середні й малі. В Україні першою малою ЕОМ стала машина «Днепр-1», серійне виробництво якої було налагоджено на заводі «Арсенал» (м. Київ). ЕОМ «Днепр-1» передувала унікальній за своєю архітектурою машині «Мир-1», розробленій в 1965 р. в Інституті кібернетики (керівник В.М. Глушков). Машина «Мир-1» та її наступна модифікація «Мир-2» передбачались для інженерних розрахунків, які виконував на ЕОМ сам користувач без допомоги оператора.

У СРСР були розроблені і широко використовувалися також малі ЕОМ «Раздан» і «Наїрі». До середніх ЕОМ належали машини серій «Урал», «М-20» і «Минск». Але рекордною серед вітчизняних машин другого покоління і однією з найкращих у світі була «БЗСМ-6», створена колективом на чолі з академіком CO. Лебедєвим. Ця машина виконувала понад 1 млн. операцій за секунду.За кордоном найпоширенішими машинами другого покоління були «Елліот» (Англія), «Сіменс» (ФРН), «Стретч» (США).

5.3Третє покоління

Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60-х років при переході від напівпровідникових приладів у пристроях ЕОМ до інтегральних схем. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика пластинка кристалу кремнію, на якій розміщуються сотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо.

Застосування інтегральних схем надало можливість збільшити кількість  електронних елементів в ЕОМ  без зміни їхніх реальних розмірів. Швидкодія ЕОМ зросла до 10 мільйонів  операцій за секунду. Крім того, складати програми для ЕОМ стало під  силу простим користувачам, а не тільки фахівцям у галузі електроніки.

Характерними  рисами ЕОМ третього покоління є застосування інтегральних схем і можливість використання розвинутих мов програмування (мов високого рівня).

У третьому поколінні  з'явилися великі серії ЕОМ, що розрізняються за своєю продуктивністю і призначенням. Це родина великих і середніх машин IBM 360/370, розроблених у США. У Радянському Союзі й у країнах РЕВ були створені аналогічні серії машин: ЄС ЕОМ (Єдина Система ЕОМ, машини великі і середні), CM ЕОМ (Система Малих ЕОМ) і «Електроніка» (система мікро-ЕОМ).

5.4 Четверте покоління

У процесі вдосконалення  мікросхем збільшувалася їхня надійність і щільність розміщених в них елементів. З'явилися великі інтегральні схеми (ВІС), у яких на один квадратний сантиметр припадає декілька десятків тисяч елементів. На основі ВІС були розроблені ЕОМ наступного   четвертого покоління.

Завдяки ВІС на одному невеличкому кристалі кремнію стало можливим розмістити таку велику електронну схему, як процесор ЕОМ (про процесори йтиметься пізніше). Однокристальні процесори згодом почали називати мікропроцесорами. Перший мікропроцесор був створений компанією Intel (США) у 1971 р. Це був 4-розрядний Intel 4004, що містив 2250 транзисторів і виконував 60 тис. операцій за секунду.

Мікропроцесори стали  основою міні-ЕОМ, а потім і  персональних комп'ютерів, тобто ЕОМ, орієнтованих на одного користувача. Почалася епоха персональних комп'ютерів (ПК), що триває і досі. Однак четверте покоління ЕОМ - це не тільки покоління ПК. Крім персональних комп'ютерів, існують й інші, значно потужніші комп'ютерні системи.

ЕОМ четвертого покоління характеризуються застосуванням мікропроцесорів, побудованих на великих інтегральних схемах.

Вплив персональних комп'ютерів на уявлення людей про обчислювальну техніку виявився настільки великим, що поступово з ужитку зник термін «ЕОМ», а його місце зайняло слово «комп'ютер».

 

5.6 П'яте покоління

Починаючи із середини 90-х  років, у потужних комп'ютерах застосовуються супермаштабні ВІС, які вміщують сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. Багато фахівців почали говорити про комп'ютери п'ятого покоління.

Характерною рисою комп'ютерів п'ятого покоління повинно бути використання штучного інтелекту і природних мов спілкування.