Selgitame kõike arvutite, nende tüüpide, komponentide ja iga põlvkonna omaduste kohta läbi ajaloo.
Mis on arvuti?
A arvuti, arvuti ehk arvuti on programmeeritav digitaalne masin, elektrooniliselt juhitav, mis on võimeline töötlema suuri koguseid andmeid suurtel kiirustel. Nii et saate teavet kasulik, mis seejärel tutvustab operaatorit inimenevõi edastab selle kaudu teistele süsteemidele arvutivõrgud erinevat tüüpi.
Arvuti on kõige mitmekülgsem, võimsam ja revolutsioonilisem tööriist inimene on omas loonud ajalugu hiljutine. Esindab tippu Tööstusrevolutsioon, teaduslik tehnoloogia, mis oli tunnistajaks kahekümnendal sajandil pärast II maailmasõda.
Selle olemasolu ja populariseerimine meie ajal ei muutnud igaveseks mitte ainult teabe töötlemise viisi maailmas, vaid ka töö- ja töökorraldust, kaugsuhtlusviise, vaba aja veetmise vorme ja paljusid muid igapäevaelu valdkondi.
Need koosnevad peamiselt suurest hulgast integraallülitustest, tugikomponentidest ja elektroonilistest laiendustest. Arvutid on aga oma kiiruse jooksul radikaalselt muutunud ajalugu, muutudes tohututest ja ebamugavatest ruumidest nutitelefonide puhul nii väikese ruumi jaoks kui meie püksitasku.
Arvuti tohutu hulga komponente saab rühmitada kahte eraldi kategooriasse, milleks on:
- Riistvara. Süsteemi füüsiline ja käegakatsutav osa, st selle elektrilised ja elektroonilised komponendid, mis täidavad erinevaid põhifunktsioone, nagu arvutuste tegemine või süsteemi toide. Mingil moel oleks see samaväärne arvuti "kehaga".
- tarkvara. Süsteemi mittemateriaalne, digitaalne, abstraktne osa, mis käsitleb kontseptuaalset või representatiivset tüüpi toiminguid, tavaliselt simuleeritud virtuaalses keskkonnas, st simulatsioonis, mis muudab suhtluse kasutajaga sõbralikumaks. Kasutajanimi. See hõlmab igasuguseid programmid, baasprogrammidest (nt Operatsioonisüsteem mis hoiab süsteemi töös) hiljem installitud rakendustele. Jälgib metafoor, oleks samaväärne arvuti "mõistusega".
Arvutitüübid
Arvuteid on väga erinevat tüüpi, mis on seotud selliste funktsioonidega nagu suurus, võimsus ja kasulikkus. Nad eristuvad neist:
- Superarvutid. Maailma võimsaimad seadmed on tegelikult ühte seadmesse integreeritud erinevatest arvutitest koosnevad komplektid, mida saab eksponentsiaalselt toitestada. Maailma suurim superarvuti asub Hiina riiklikus kaitsetehnoloogia ülikoolis, see kannab nime Tianhe-2 ja suudab sooritada umbes 33,48 triljonit operatsiooni sekundis.
- Suurarvutid. Tuntud ka kui makroarvutid, kipuvad need olema suured (vähemalt võrreldes sülearvutitega) ja asuvad suurtes ruumides hoolikalt jahutatud ruumides. Äri või institutsioonid riigis, kus nad teevad miljoneid arvutusi ja toiminguid sekundis, varustades teabega terveid arvutivõrke ja süsteeme.
- Personaalarvutid (PC-d). Üksused, mis on mõeldud kasutamiseks ühele kasutajale korraga, võimaldades teil täita väga erinevaid ülesandeid, sealhulgas arvutivõrguga ühenduse loomine ning andmete saatmine ja vastuvõtmine suurel kiirusel. Neil on a mikroprotsessor muutuva võimsusega ja on seda tüüpi arvutid, millele saame kaubanduslikult juurde pääseda igas jaemüügikaupluses. tehnoloogia. Neid tuntakse ka lauaarvutitena.
- Sülearvutid (sülearvutid, netbookid). Kuigi tegemist on tõepoolest personaalarvutitega, loetleme seda tüüpi seadmed eraldi, kuna need on füüsiliselt kerged osad, mis on mõeldud kasutamiseks välitingimustes või meiega portfellis reisimiseks. Kuigi neil on vähem võimsust kui arvutitel, korvavad nad selle praktilisuse ja mobiilsuse poolest.
- Tahvelarvutid ja mobiiltelefonid. Uusima põlvkonna tehnoloogilised vidinad (vidinaid) on sisuliselt arvutid, kuigi need on ette nähtud erinevateks funktsioonideks (tavaliselt rohkem meelelahutuseks või side) ja isegi väiksemad kui sülearvutid. Nutitelefonid on väikesed, kuid võimsad arvutid telekommunikatsioon ja sirvimine InternetKuigi tahvelarvutid on väikesed puuteekraanid, millel on sarnased funktsioonid.
Arvuti osad
Laias laastus koosneb arvutisüsteem või arvuti paljudest elementidest, mis on koondatud kolmeks komplektiks või osaks:
- Keskprotsessor (PROTSESSOR). Protsessor on akronüüm Kesktöötlusüksus, ja nii nimetatakse arvuti "aju" ehk selle loogilis-elektroonilist tuuma. Seal toimuvad loogilised toimingud süsteemi protsessorites või mikroprotsessorites ning fikseeritud mälu ja salvestusüksused on füüsiliselt paigutatud. Viimaseid nimetatakse "kõvakettaks" või "kõvakettaks" ja neid kasutatakse teabe sisaldamiseks. CPU omakorda koosneb:
- Aritmeetika-loogiline ühik (ALU). Pühendunud loogiliste operatsioonide läbiviimisele, matemaatika või ametlikke, mis süsteemi toetavad.
- Juhtseade (UC). Vastutab süsteemi jälgimise ja selle pideva töö tagamise eest.
- Registrid. Mis on informatsioon, mida süsteemi toimimine genereerib ja mida kasutatakse protsesside jaoks tagasisidet süsteemist.
- Mälu. Mälu on elektrooniline ruum, kuhu salvestatakse ajutiselt info, mida süsteem tööks vajab, mistõttu seda tuntakse ka töömäluna. Mälu on kaks vormi:
- Muutmälu (RAM: Muutmälu). Koosneb salvestusrakkude jadast, mis on ajutiselt hõivatud tööteabega. Vajadusel saab seda kirjutada ja ümber kirjutada. Süsteemi väljalülitamisel ja käivitamisel lähtestatakse RAM täielikult.
- Mälestus ainult lugemisest (ROM: Kirjutuskaitstud mälu). Ruum, kus arvuti töö alustamiseks vajalik minimaalne teave on juba tehases registreeritud, näiteks üles seada ja minimaalne konfiguratsioon, mis põhjustab kõige keerukamaid protsesse tarkvara. Seda mälu saab lugeda miljoneid kordi, kuid seda ei saa soovi korral muuta.
- Välisseadmed. Välisseadmed on arvuti põhikomponendid, st selle tarvikud või lisaseadmed, mida saab muuta või asendada ilma süsteemi toimingute põhiolemust muutmata. Need seadmed võimaldavad sisestada (sisend) või väljavõtte (väljund) süsteemist infot või sooritada mõlemat toimingut korraga (sisend-väljund). Välisseadmete näideteks on monitorid, printerid, klaviatuurid, kõlarid jne.
Arvutite areng
Arvutite ajalugu on üsna hiljutine. Arvukaid mittedigitaalseid ja isegi mitteelektroonilisi seadmeid suurte teabemahtude käsitlemiseks võib aga pidada eelkäijaks: näiteks aabits ehk minevikus kasutatud mehaanilised seadmed arvutamiseks on selle näide.
Lisaks tuleb arvestada, kui vanad on kõigi arvutisüsteemide, nagu matemaatika ja matemaatika, kontseptuaalsed alused. algoritmid (830 pKr) või arvutusreeglid (1620 pKr). Küll aga peetakse esimesteks arvutiteks Charles Babbage’i "analüütilist mootorit" ja Hermann Hollerithi tabelimootorit.
Kuid need ei olnud veel võrreldavad süsteemidega, mis hakkasid tekkima 20. sajandil. Inglise matemaatiku Alan Turingi (1912–1954) juhtimisel töötasid Teise maailmasõja ajal mitmed liitlasteadlased koostööd automaatsete süsteemide väljatöötamisel vaenlase sõjaliste koodide dešifreerimiseks.
Seda asus ellu viima ka vastaspool strateegia, Saksa inseneri Konrad Zuse (1910-1995) automaatse kalkulaatori Z1 loomisega, millele järgneksid Z2, Z3 ja Z4 versioonid, mille edu jäi sõja tõttu märkamatuks.
Esimene elektromehaaniline arvuti Harvard Mark I sündis 1944. aastal Ameerika ettevõtte IBM viljana ning peagi ilmusid selle järglased Colossus Mark I ja Colossus Mark 2. Sellest ajast alates on järjest arendatud viis põlvkonda arvuteid, mis saavutasid iga üha suuremad võimsused:
- Esimene põlvkond. Ilmus 1951. aastal, see koosnes pirnidega varustatud mahukatest arvutusmasinatest, õhukestest vedela elavhõbeda torudest ja magnettrumlitest. Operaatorid pidid sisenema programmid juhtimine perforeeritud pappkaartide kogude abil, milles see krüpteeriti binaarne kood (augu olemasolu või puudumine) teavet. Selle põlvkonna lähtepunktiks on UNIVAC-arvuti kommertsialiseerimine, mis kaalus umbes 30 tonni ja nõudis täielikku ruumi.
- Teine põlvkond. Esimene revolutsioon arvutimaailmas sündis 1959. aastal turule toomisega transistorid, mis asendas vaakumventiilid ja võimaldas kiiremat arvutamist, süsteemi väiksemat füüsilist suurust ning vähem ventilatsiooni- ja jahutusvajadusi. Need masinad said kasu esimese COBOLi leiutamisest programmeerimiskeel ajaloost.
- Kolmas põlvkond. Tekkis integraallülituste (ränitablettides) leiutisest 1957. aastal ja nende tutvustamisest andmetöötlus 1964. aastal. See andis suuremad logistilised võimalused ja muutis arvuti kasutamise paindlikumaks tänu multiprogrammeerimisele, mis andis arvutile suure mitmekülgsuse. tööstusele arvutitest.
- Neljas põlvkond. Tänu integraallülituste miniaturiseerimisele toimus 1971. aastal protsessori ja mikroprotsessori leiutamine ning sellega koos uus arvutusrevolutsioon. Kiibid ja mikrokiibid osutusid odavateks, võimsateks ja tõhusateks ning nende pooljuhttehnoloogia võimaldas arendada väikseid, praktilisi ja võimsaid arvuteid. Kommertsarvutid on juba saamas elu ja töö lahutamatuks osaks ning algavad nende esimesed avatud võrguühendused, millest 1990. aastal sünnib internet.
- Viies põlvkond. Sellest hetkest alates muutub arvutite põlvkondade õige tuvastamine väga keeruliseks, kuna pidevalt toimuvad revolutsioonilised muutused. Aga kiirete infokandjate (CD, DVD, Flash drive) ilmumine, jälle protokollid vastastikuse ühendamise ja ammu pärast nutitelefonide, tahvelarvutite ja kogu puutepõhise andmetöötluse maailma Juhtmeta (traadita) on selge märk sellest, et alates 2000. aastatest ujutas turge üle uue põlvkonna arvutid.
Millised on kuuenda põlvkonna tunnused? Me ei tea veel. On neid, kes osutavad kvantarvutitele või tehisintellektile kui oma võimalikele tulevikuteedele, kuid aeg näitab, kas neil oli õigus.