🗊Презентация История компьютеров

В ИНФОРМАТИКЕ ВЫДЕЛЯЮТ ТРИ НЕРАЗРЫВНО И СУЩЕСТВЕННО СВЯЗАННЫЕ ЧАСТИ: технические средства программные алгоритмические.

СТРУКТУРА ИНФОРМАТИКИ Технические средства, или аппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словом Hardware, которое буквально переводится как "твердые изделия". Для обозначения программных средств, под которыми понимается совокупность всех программ, используемых компьютерами, и область деятельности по их созданию и применению, используется слово Software (буквально — "мягкие изделия"), которое подчеркивает равнозначность самой машины и программного обеспечения, а также способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться и развиваться. Программированию задачи всегда предшествует разработка способа ее решения в виде последовательности действий, ведущих от исходных данных к искомому результату, иными словами, разработка алгоритма решения задачи. Для обозначения части информатики, связанной с разработкой алгоритмов и изучением методов и приемов их построения, применяют термин Brainware (англ. brain — интеллект).

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА Содержание: История возникновения персонального компьютера Структурная схема персонального компьютера (ПК) Устройство системного блока Микропроцессоры: назначение и основные характеристики Оперативная память Системная шина Устройства хранения информации Устройства ввода и вывода информации

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Этапы развития вычислительной техники: Этапы развития вычислительной техники: Этап Период развития Ручной до XVII века Механический с середины XVII века Электромеханический с 90-х годов XIX века Электронный с 40-х годов XX века

ПЕРВАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ МАШИНА

ПЕРВАЯ СУММИРУЮЩАЯ МАШИНА

За 10 лет построил около 50 машин Сложность создания и высокая стоимость препятствовали распространению Принцип связанных колес на три столетия стал основой для большинства вычислительных устройств

МЕХАНИЧЕСКИЙ КАЛЬКУЛЯТОР ЛЕЙБНИЦА

Были построены два прототипа, один хранится в Ганновере. Были построены два прототипа, один хранится в Ганновере.

РАЗНОСТНАЯ МАШИНА 1822 г. Создание малой разностной машины для вычисления астрономических и математических таблиц. Работа была основана на методе конечных разностей. Использовалась десятичная система счисления. 18 разрядные числа с точностью до восьмого знака после запятой. Была экспериментальной, т.е. имела небольшую память и не могла быть использована для больших вычислений

БОЛЬШАЯ РАЗНОСТНАЯ МАШИНА 1822 г. создание большой разностной машины, которая позволила бы заменить большое количество людей, занимающихся вычислением различных астрономических, навигационных и математических таблиц. Планировал за 3 года сконструировать, получил финансирование 1500 фунтов стерлингов Не учел технические возможности того времени. В 1834 г. Работы были приостановлены, 23000 фунтов, 12 лет

РАЗНОСТНАЯ МАШИНА

В 1954 г. Шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. В 1981 г. Была построена Разностная машина 2, которая находится в Лондонском музее.

РАЗНОСТНАЯ МАШИНА БЭББИДЖА

БЭББИДЖ

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА Составные части вычислительной машины Ч. Бэббиджа: «склад» для хранения чисел (по современной терминологии – память); «мельница» для производства арифметических действий (арифметическое устройство); устройство, управляющее последовательностью выполнения операций (устройство управления); Считывало последовательность операций с перфокарт. устройства ввода и вывода данных. (должна была содержать устройство печати и устройство вывода результата на перфокарты, для дальнейшего использования)

ТКАЦКИЙ СТАНОК ЖАККАРДА Для создания тканей с узором. Использовалась лента перфокарт, каждая карта соответствует одному проходу челнока. Станок программировался. Делал работу сам, без оператора.

ТАБУЛЯТОР ХОЛЛЕРИТА

Z1

МАРК -1

АРХИТЕКТУРА ФОН НЕЙМАНА

Джон фон Нейман (1903-1957 гг.) американский математик и физик венгерского происхождения. Разработал структуру ЭВМ (компьютера) из пяти базовых элементов: арифметико-логическое устройство (АЛУ); устройство управления (УУ); запоминающее устройство (ЗУ); система ввода информации; система вывода информации.

АРХИТЕКТУРА

ПРИНЦИПЫ ФОН НЕЙМАНА

ТЕМ ВРЕМЕНЕМ

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

МАШИНЫ, ОКАЗАВШИЕ НАИБОЛЬШЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВИТИЕ ПК

ПОКОЛЕНИЯ ПК

ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 1 поколение (1945-1954 гг.) Отличительные черты: ламповая элементная база; фон-неймановская структура; центральный процессор (состоит из арифметико-логического устройства и устройства управления); оперативно-запоминающее устройство; устройства ввода-вывода (внешние, или периферийные устройства).

ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 2 поколение (1955-1964 гг.) Отличительные черты: полупроводниковая элементная база (транзисторы); появление суперкомпьютеров (мэйнфреймов); повышение надежности и производительности ЭВМ; первые языки высокого уровня; первые операционные системы.

ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 3 поколение (1965-1970 гг.) Отличительные черты: в качестве элементной базы – интегральные микросхемы; снижение габаритов и стоимости ЭВМ; появление мини-ЭВМ; развитие науки технологий программирования, системного программирования; появление семейств ЭВМ (например, IBM System 360 и наш отечественный аналог – ЕС ЭВМ).

ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 4 поколение (1970 - 1984 гг.) Отличительные черты: переход на большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС); увеличение количества пользователей ЭВМ (программное обеспечение стало более «дружественным»); ноябрь 1972 г. годов фирмой Intel был выпущен первый микропро-цессор (все в одном чипе) i4004 (4-разрядный);

ПОКОЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 5 поколение Отличительные черты: можно назвать микропроцессорным; август 1981 г. построен первый персональный компьютер; поколения микропроцессоров : i80286, i80386, i80486; 1993 г. появились современные процессоры Pentium;

СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПК Аппаратное обеспечение – система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации. Персональный компьютер в своей базовой конфигурации состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и мыши. Также к компьютеру можно подключить разнообразные периферийные (внешние) устройства: принтер, сканер, графопостроитель (плоттер), модем, микрофон, акустика, веб-камера и т.д.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПК

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПК

СИСТЕМНАЯ ШИНА Системная шина интерфейсная система ПК, основной функцией которой является передача информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ. Системная шина состоит из трех шин: шины управления, шины данных, адресной шины. Основные функциональные характеристики: количество обслуживаемых устройств пропускная способность (т.е. максимально возможная скорость передачи информации)

СИСТЕМНЫЙ БЛОК Материнская (системная) плата – печатная плата с набором чипов, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы посредством различных разъёмов.

СТРУКТУРА И СОСТАВ ПК МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА

СИСТЕМНЫЙ БЛОК Контроллеры и адаптеры – это платы, управляющие определенными устройствами. Контроллер портов ввода-вывода присутствует практически в каждом компьютере. Обычно этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Порты ввода-вывода бывают следующих типов: параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), к ним обычно подключаются принтеры; последовательные (обозначаемые СОМ1-СОМ3), к ним обычно подключаются мышь, модем и т.д.; игровой порт (имеется не у всех компьютеров), к нему подключается джойстик.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР Центральный процессор Микропроцессор – это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов. Основные характеристики: тип процессора (Intel, Pentium, Pentium Pro) тактовая частота, МГц/c (чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена процессора)

ПРОЦЕССОРЫ INTEL – ОТ I4004 ДО P4 WILLAMETE

ВИДЕОСИСТЕМА КОМПЬЮТЕРА Видеоконтроллер (или видеокарта) – это электронная схема, обеспечивающая формирование видеосигнала и тем самым определяющая изображение, показываемое монитором. Видеосистема компьютера – контроллер и монитор (тип контроллера должен соответствовать типу монитора). Основная характеристика: разрешение – количество точек по горизонтали и по вертикали в выводимом графическом изображении. Стандартный SVGA режим – 800х600 точек. При выводе на экран может использоваться различная палитра цветов – от 16 до 16,8 млн. цветов.

СИСТЕМНЫЙ БЛОК Оперативная память (ОП) Это «мозг» компьютера. Здесь хранятся все программы, с которыми в данный момент работает компьютер и все данные, которые он обрабатывает в этот момент. Энергозависимая память – при выключении компьютера содержимое ОП не сохраняется. Основная характеристика объем оперативной памяти, измеряется в байтах. В современных ПК оперативная память не менее 1 Гб

В состав внешней памяти компьютера входят: накопители на жёстких магнитных дисках; накопители на гибких магнитных дисках; накопители на компакт-дисках; накопители на магнито-оптических компакт-дисках; накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Жесткие диски предназначены для долговременного хранения информации, энергонезависимая память.

Основные параметры жесткого диска: Емкость – винчестер имеет объем от нескольких мегабайт до нескольких террабайт. Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с. Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс. Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов. Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт. Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний:Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Гибкие диски (дискеты) Дискета – портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х – начале 1990-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД — «гибкий магнитный диск»

УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Компакт-диски (CD) используются практически во всех современных ПК, имеют соответствующие дисководы. CD-R (Record-able) – диски дешевы в производстве и содержат до 700 Мбайт информации. Запись данных на CD-R диски осуществляется однократно. CD-RW (ReWritable) диски имеют возможность неоднократной перезаписи данных. Основная характеристика: скорость чтения данных (150 Кбайт/с, 600 Кбайт/с и т.д.) DVD–диски (DigitalVideoDisc) относительно новое поколение компакт-дисков, рассчитаны на запись порядка 4 Гбайт информации. Дисковод – устройство для чтения и записи информации на диске. Характеристики дисководов: скорость вращения, время доступа к данным.

УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Магнитооптические диски емкость магнитооптических дисков составляет от нескольких десятков Мбайт до нескольких сотен Мбайт обладают высокой надёжностью высокая стоимость

УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Флэш-память (FlashCardMemory) в настоящее время наиболее популярна у пользователей ПК USB (Universal Serial Bus) – стандарт универсальной последовательной шины, позволяет быстро соединять высокоскоростные устройства ПК с внешними низкоскоростными.

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Устройства ввода информации:

УСТРОЙСТВА ВВОДА И УПРАВЛЕНИЯ - МЫШИ

УСТРОЙСТВА ВВОДА И УПРАВЛЕНИЯ - КЛАВИАТУРЫ

Устройства ввода изображения: Сканер Графический планшет Видеокамера Вебкамера Плата видеозахвата

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Устройства ввода звука: Аккордовая клавиатура Микрофон Диктофон Указательные устройства: мышь Трекбол Тачпад Джойстик Световое перо Планшет Игровые устройства ввода: Джойстик Педаль Геймпад

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Сканеры Сканер – устройство ввода информации непосредственно с бумажного документа Характеристики: скорость работы; оптическое разрешение (чем оно выше, тем более мелкие детали изображения могут быть считаны); глубина цвета (насколько точнее считываются цвета); цена.

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Устройства для вывода визуальной информации Монитор (дисплей) Принтер Графопостроитель (плоттер) Устройства для вывода звуковой информации Встроенный динамик Колонки Наушники

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Мониторы Монитор – устройство отображения текстовой и графической информации на экране. Основные характеристики: тип монитора (ЭЛТ, ЖК, плазменные, проекционные) размер (измеряется в дюймах: 15-, 17- и 19-дюймовые мониторы); разрешающая способность (количество точек, изображаемых по вертикали и горизонтали); количество цветов; частота кадровой развертки (чем она больше, тем меньше устают глаза при работе с компьютером); цена (обычно зависит от фирмы-производителя и размера монитора).

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Принтеры Принтеры – устройства вывода информации из компьютера на бумагу. Характеристики: принцип печати; цветность (цветные, черно-белые); ширина каретки (с широкой кареткой могут печатать листы А3, а узкой кареткой - максимальный размер А4); скорость печати; разрешающая способность (количество точек на дюйм); цена.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛЕКЦИИ Литература: Информатика: учебник. 3-е перераб. изд. / под ред. проф. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2001. 768 с.: ил. Информатика. Базовый курс / под ред. С.В.Симоновича. СПб.: Питер, 2000. 640 с.: ил. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2003. – 928 с. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2003. – 864 с. Электронный адрес: mvkis@mail.ru