Научная статья на тему 'История возникновения и развития цифровых вычислительных машин (ЦВМ) и персональных компьютеров'

История возникновения и развития цифровых вычислительных машин (ЦВМ) и персональных компьютеров Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
1110
144
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЦИФРОВЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ / СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ ЦИФРОВЫХ МАШИН / ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР / DIGITAL COMPUTERS / NUMBER SYSTEM OF DIGITAL MACHINES / PERSONAL COMPUTER

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Сулейманов Наиль Тимерзянович

Историческим этапам возникновения и развития вычислительных машин посвящена фундаментальная книга Дж. С. Мэрфи «Как устроены и работают электронные цифровые машины» (Москва, Издательство «Мир», 1965), который отмечает, что каждый, кто хочет приобрести конкретную машину, ему необходимо научиться. В статье анализируются базовые составляющие современной компьютерной техники.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE HISTORY OF THE EMERGENCE AND DEVELOPMENT OF DIGITAL COMPUTERS AND PERSONAL COMPUTERS

The historical stages of the emergence and development of computing machines is devoted to the fundamental book of J. G. S. Murphy "How electronic digital machines work and work" (Publishing house "Mir", Moscow, 1965), which notes that everyone who wants to buy a particular machine, he needs to learn the concepts of computer technology. The article analyzes the basic concepts of modern computer tools.

Текст научной работы на тему «История возникновения и развития цифровых вычислительных машин (ЦВМ) и персональных компьютеров»

УДК 004.8

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН (ЦВМ) И ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

Н.Т. Сулейманов

THE HISTORY OF THE EMERGENCE AND DEVELOPMENT OF DIGITAL COMPUTERS AND PERSONAL COMPUTERS

N.T. Suleymanov

Аннотация. Историческим этапам возникновения и развития вычислительных машин посвящена фундаментальная книга Дж. С. Мэрфи «Как устроены и работают электронные цифровые машины» (Москва, Издательство «Мир», 1965), который отмечает, что каждый, кто хочет приобрести конкретную машину, ему необходимо научиться. В статье анализируются базовые составляющие современной компьютерной техники.

Ключевые слова: цифровые вычислительные машины; система счисления цифровых машин; персональный компьютер.

Abstract. The historical stages of the emergence and development of computing machines is devoted to the fundamental book of J. G. S. Murphy "How electronic digital machines work and work" (Publishing house "Mir", Moscow, 1965), which notes that everyone who wants to buy a particular machine, he needs to learn the concepts of computer technology. The article analyzes the basic concepts of modern computer tools.

Key words: digital computers; number system of digital machines; personal computer.

Введение

В предисловии [1] автор отмечает, что «независимо от того, какую конкретную машину он изучает, ему необходимо, прежде всего, научиться мыслить понятиями, терминологией и конструктивными элементами цифровых вычислительных машин», что предполагает знание принципов работы структурных элементов машины: памяти, системы управления, системы синхронизации, арифметикой и программированием.

Книга состоит из трех частей. В части I даются сведения из истории развития вычислительной техники и разъясняются общие понятия о цифровых вычислительных машинах (ЦВМ). Часть II посвящена описанию наиболее распространённых к тому времени элементов ЦВМ, из которых строятся схемы и узлы электронной машины, а также принципов работы некоторых основных узлов. В части III описываются различные запоминающие устройства («память»), входящие в состав электронной вычислительной машины, и системы ввода и вывода информации. Большое внимание уделяется изложению принципов и устройств управления работой машины.

В предисловии к данной книге Дж. С. Мэрфи отмечает - из опыта работы в области вычислительной техники известно, что каждый, кто хочет приобрести начальные сведения о вычислительных машинах или расширить свои познания в этой области, независимо от того, какую конкретную машину он изучает, необходимо прежде всего научиться мыслить понятиями вычислительной техники, т.е. освоиться с основными понятиями, терминологией и конструктивными элементами ЦВМ, необходимо усвоить принципы работы памяти машины, ее системы управления, системы синхронизации, ознакомиться с ее арифметикой и программированием.

История развития современных вычислительных машин

История развития современных вычислительных машин начинается с истории механического арифмометра - механических счетных приборов. Многие знаменитые

математики того времени (Паскаль, Лейбниц,Непер), создавали механические счетные устройства. Особенно интересна машина Паскаля, так как некоторые ее основные принципы и механизмы до сих пор используются в современных арифмометрах.

Первые механические устройства:

1. Палочка Непера - Джон Непер (1614 г.);

2. Арифмометр - Блэз Паскаль (1642 г.);

3. Счетная машина - Готфрид Лейбниц (1672 г.).

Паскаль для представления цифр применил колесо с десятью зубцами, причем каждый из десяти зубцов представлял одну цифру от «0» до «9», которое называется десятичным счетным колесом.

Тремя колесами с десятью зубцами представлено число 627. Это позволило механическому арифмометру выполнять простейшие арифметические операции, путем прибавления вычисления чисел, например, если прибавить к числу 627 число 111, повернуть каждое колесо в право на один зубец, тогда против окошек встанут соответственно цифры 7, 3 и 8, образуя сумму чисел 627 и 111, т.е. число 738.

Операции переноса вычислителем производятся вручную на счетах, и он манипулирует костяшками переноса. В механической настольной счетной машине для подачи каждой команды оператор нажимает клавишу.

В автоматических и без подвижных частях - в электронной цифровой машине выполняется вся программа вычислений без остановок.

Паскаль столкнулся с трудностью, с которой постоянно встречаются конструкторы вычислительных машин: как в механической, так и в электронной машине арифметическая операция уже не находиться под непосредственным контролем вычислителя арифметический перенос. В машине, в которой сложение выполняется механически, она сама должна определять, когда нужно производить перенос, в этой связи чтобы перенос производился автоматически, как в автомобильном счетчике километров, который «знает», когда одна колонка возвращается с 9 на 0, и автоматически добавляет единицу в следующей колонке слева. В этой связи создание автоматического механизма переноса было основной проблемой в машине Паскаля. Механизм переноса Паскаля знаменует собой начало автоматизации вычислений, тем самым одна из важнейших функций вычислителя была возложена машине.

К сожалению, изобретение Паскаля не нашло применения на практике. Та же участь постигла и другие суммирующие машины, которые периодически создавались в течение двух последующих столетий, не потому что плохи были заложенные в них идеи, а потому, что техника того времени была слишком несовершенной. Механизация счета отсутствовала до 1885 года, когда Вильям Сьюард Берроуз изготовил первую суммирующую машину, которая вызвала спрос на рынке для коммерческих расчетов. Эти первые вычислительные машины могли выполнять сложение и вычитание, но не могли автоматически производить такие операции, как умножение и деление.

По мере развития науки и техники возникала все большая потребность в вычислительных машинах с быстродействием производить умножение и деление. В годы первой мировой войны появились конторские клавишные счетные машины («калькуляторы»), в которых управление арифметическими операциями производились с помощью клавиатуры.

Арифметика и управление. Разработка клавишных счетных машин не потребовала создания нового механизма умножения, для этой цели был использован старый суммирующий механизм, достаточно было разработать устройство управления вычислителем, которое обеспечивало бы многократное последовательное срабатывание сумматора по заданной программе. Основными узлами клавишной счетной машины являются арифметическое устройство и устройство управления. Арифметическое числа,

устройство управления указывает арифметическому устройству, как и когда их обрабатывать.

Выдающееся достижение гения профессора математики Кембриджского университета Чарльза Бэббиджа в тридцатых годах девятнадцатого века, за 50 лет до появления первой практически пригодной суммирующей машины построил автоматически действующую механическую счетную машину. Однако эта попытка потерпела неудачу, так как задача оказалась технически для того времени слишком сложной. Ему удалось создать лишь груду механизмов, получившую известность как «Чудачество Баббэджа» Однако идеи, заложенные С. Бэббиджем, и некоторые ее основные принципы легли в основу современных электронных вычислительных машин (рис.1).

Рисунок 1 - Механизмы Баббэджа

Бэббидж предложил машину с использованием десятичных счетных колес, позволяющую производить одно сложение в секунду. Она должна была быть автоматизирована и работать без вмешательства оператора. Чтобы получить требуемую скорость, необходимо было ускорить не только производство арифметических операций, но и ввод данных, т.е. функции рабочего стола (являющегося накопителем первичных данных), так и функции оператора (ввода этих данных). Данные должны храниться в таком виде, чтобы их можно было по мере надобности быстро механически вводить в машину.

Цифровые машины

Бэббидж делил свою машину на три части: склад, мельница и управление. «Склад» -это часть машины, в которой хранился весь числовой материал, используемый в ходе длительных вычислений. «Мельница» обрабатывает этот Материал. «Управление» выполняло роль автоматического оператора. В «складе» - числовой материал располагался в упорядоченном виде, удобном для передачи его по мере необходимости в «мельницу». В состав «мельницы» входило арифметическое устройство. Когда «мельница» завершала операции, устройство управления извлекало новые числа со «склада».

В электронных цифровых машинах, англичане продолжают называть устройство для хранения числового материала «складом» или «накопителем» («store»). Американцы сравнивают электронные цифровые машины с разумным существом, называют это устройство «запоминающим устройством» или «памятью» («memory»).

Однако, Бэббидж очень скоро заметил, что наличие накопителя («склад») для числового материала еще не обеспечивало автоматическую работу машины. Недостаточно было получать нужные числа с большой скоростью - машина должна была знать, что с ними делать: складывать, вычитать, множить или делить. Для обеспечения большой скорости работы необходимо было получать как числа, так и команды, отсюда Бэббидж сделал вывод, что в машине должны храниться не только сами данные, но и команды. Намеривался он сделать два разных накопителя - для чисел и команд, в то время в современных вычислительных машинах числа и команды хранятся в одном и том же накопителе. Список команд подготавливаются заранее и помещаются в память, благодаря этому машина может получить команды с большей скоростью.

http://vestnik-

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

После первой мировой войны потребность в вычислительных машинах стала быстро возрастать, число расчетных операций в деловом мире неуклонно увеличивалось, что вызывало необходимость постоянного усовершенствования технических средств, для выполнения расчетов и обработки данных, что обеспечило и новые средства и устройства для создания более совершенных вычислительных машин. Первым устройством, которое стало работать в счетной машине, было реле, которое уже широко применялось в системе управления и коммутации телефонных станций. Тем самым для выполнения функций управления в счетной машине реле оказалось необходимым. Однако, с дальнейшим развитием вычислительной техники возникли трудности, так как реле имеет только два положения, тогда как для представления цифр от 0 до 9 необходимо десять различных положений. Решение данной проблемы способствовало применению в релейных счетных машинах 10-позиционных скоростных шаговых искателей, таких как от равнозначных 10-позиционных реле. В результате получается электромеханическое счетное колесо. Оно подобно механическому счетному колесу, которое работает от электромеханического импульса и дает на выходе электрический сигнал.

Так как реле обладает относительно большой скоростью работы, релейные счетные машины стали автоматическими, в которых были реализованы многие принципы управления, впервые в мире сформированные Бэббиджем. Несколько позже, чем реле, в начале 40-х годов, появилась электроника. Если реле срабатывает приблизительно за одну сотую долю секунды, то для оценки же времени срабатывания электронных элементов применяются миллионные доли секунды, или микросекунды.

Первая действующая электронная машина могла выполнить 50 сложений за время срабатывания одного реле. Те же самые Импульсы, которые применяются в Радиолокации и Телевидении используются для представления чисел в Электронных счетных машинах. Для электронных счетных машин существуют проблемы, а именно при быстром изменении напряжения в электронной схеме за малую долю микросекунды бывает сложно, что приходиться делать в электронной машине, где числа представлены электрическими импульсами - явление инерции электронов. Решению проблемы способствовало создание электронной схемы - Тригера, по своим свойствам аналогичным реле, которые первично исполнялись на электронных лампах, в последующем на полупроводниковых диодах (Транзисторах).

Триггеры, так же как и реле имеют два состояния, а именно он может быть в одном устойчивом состоянии или в другом, но никогда не может быть в промежуточном. Наилучшим решением казалось поставить десять триггеров так, чтобы каждый представлял одну из цифр от 0 до 9, что так и делалось в первых электронных вычислительных машинах.

Первой полностью электронной вычислительной машиной была машина ЭНИАК (ENIAC), построенная в Пенсильванском университете в 1943 году. Основой арифметического устройства машины ЭНИАК является счетчик из десяти тригеров, известный как кольцевой счетчик, так как элементы его электрически соединены между собой в кольцевую схему. Кольцевой счетчик изменяет свои показания под воздействием электрических импульсов, подаваемых на вход. Приходящий импульс сбрасывает тригер, который до этого находился во взведенном («установленном») состоянии, и взводит следующий за ним, что увеличивает показание счетчика на единицу. Чтобы записать в таком счетчике число 3, необходимо на вход подать три импульса. Если теперь подать еще четыре импульса, счетчик станет показывать число 7. Очевидно, что при использовании такого счетчика в ЭВМ цифра 3 должна быть представлена последовательностью из трех импульсов, цифра 4 - последовательностью из четырех импульсов и так далее. Приходится иметь дело с явлением инерции электронов. Поэтому изменить уровень напряжения в схеме за малую долю микросекунды бывает сложно, а именно это и приходится делать в электронной машине. Упрощенная блок-схема электронной цифровой машины показана на рис. 2.

СХЕМА РАБОТЫ ЦИФРОВОЙ МАШИНЫ

на

Би^ч | ^prAtllinffcU |i(b C1BJN Ml^JI'Hju

Рисунок 2 - Блок схема работы цифровой машины

Для связи с машиной необходимы устройства ввода и вывода, через входное устройство в память машины вводятся числа и команды. Выходное устройство выводит из памяти машины результаты вычислений. Одновременно входные и выходные устройства должны обладать способностью хранить числа, как это делает память машины. Входным и выходным устройствам работать с «электронной» скоростью нет необходимости, в этой связи для связи машины с внешним миром используют магнитную или бумажную ленту или перфокарты.

Запоминающее устройство («память машины»), хранит всю необходимую для работы машины информацию и выдает ее для обработки по требованию других устройств. Результаты вычислений по мере их получения направляются обратно в память для их использования для дальнейших расчетов, или будут переданы в выходное устройство. Все операции, которые может выполнять машина, производиться в арифметическом устройстве.

Устройство управления объединяет все узлы машины, заставляя их работать как единое целое, полностью автоматически.

В целом, как вывод, отдавая должное гениальности Ч. Бэббиджа, «Чудачество Бэббиджа» (около 1830 г.) состояло в попытке построить полностью автоматическую вычислительную машину задолго до того времени, как развитие техники создало необходимые для этого средства. Это накопитель для хранения информации («склад»), устройство управления, указывающее, когда и что делать, и «мельница» для производства самих вычислений были основными узлами машины Бэббиджа. Они остаются основными узлами и в современных электронных цифровых машинах.

Системы счисления цифровых машин

При создании первых цифровых машин многие принципы были заимствованы из области механических счетных машин. Устройство для представления чисел в машинах ЭНИАК фактически являлось электронным вариантом десятичного счетного колеса.

Когда человек впервые начал считать, он считал на пальцах латинское слово «digitus» означает единицу счета от 0 до 9, разряд в числе, а иногда и палец. Счет в десятичной системе может осуществляться в ручную - руки с 10 пальцами, механически - колесо с 10

зубцами, электрически - шаговый искатель с 10 позициями, электронно - кольцевой счетчик с 10 триггерами.

В машине ЭНИАК использовалось десять триггеров, но изготовление такого счетчика было неэкономичным, так в кольцевом счетчике из десяти триггеров только один из них был во взведенном состоянии, остальные девять были сброшены. Это заставило применять другие десятичные коды. Одним из первых десятичных кодов, который был применен в вычислительных машинах, был двоично-пятеричный код, состоящий из двух частей -двоичной и пятеричной. Но данная конструкция вычислительных машин была громоздкой и не универсальной. Простейшая система счисления получается, если за основание принять число два, т.е. двоичная система, где только две цифры - 0 и 1.

Элементы цифровой техники, используемые для представления двоичных чисел, показаны на рис. _

Рг - Г ■1 v К DP* (Яч атр

К»МИ(=! Ким* ГЩИЬ=| Instil ipoinh =

Рисунок 3 - Элементы цифровой техники

Анатомия персонального компьютера

К 1990 году пользование вычислительной техникой вышло за рамки научных коллективов. Однако, сведения о возможностях персональных компьютеров, их использование и техническое обслуживание и ремонта к этому времени не были созданы. Решение этой проблемы была посвящена книга М.А. Рыбакова «Анатомия персонального компьютера [2]. В данной книге описано устройство персонального компьютера, приведена последовательность действий по установке и замене основных компонентов 1ВМ, в которой даны характеристики существующих их моделей персональных компьютеров фирмы 1ВМ, а также об устройствах, которые могут входить в их состав, что дает возможность самостоятельно установить персональный компьютер и начать работы. Автором этой книги был реализован опыт работы с вычислительной техникой в коллективах «Института механики» Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и совместного советско-гонконгского предприятия «Интермеханика». Текст книги и оригинал макет был подготовлен автором на персональном компьютере ПК 386.

http://vestnik-

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

История персонального компьютера начинается с августа 1981 года, когда фирма 1ВМ (International Machines Согрогайоп),бросив вызов конкурентам, выпустила первый в мире ПК, которая произвела в мире настоящую информационную революцию. Однако, нельзя считать, чтобы эта модель 1ВМ РС - была первым микропроцессором персонального пользования, уже существовали Tandy TRS-80 фирмы Tandy Corporation, Apple II фирмы Apple Computers и другие. Но все они имели значительные недостатки ограничивающие распространение ПК в среде неподготовленных потребителей, т. е. отвечали интересам узкого круга любителей и профессионалов [3].

ПК 1ВМ оказался именно тем, чего с нетерпением ожидал рынок, гибкий легко адаптируемой системой, способной использовать разнообразно аппаратные и программные дополнения других производителей. Если рассмотреть по отдельности каждый из компонентов ПК 1ВМ, его разработчики не предложили ничего нового: они лишь использовали готовый микропроцессор фирмы Intel, готовые дисководы фирм Tandon, готовые мониторы и т.п. Единственным передовым шагом стало введение в конструкцию системной платы ПК 1ВМ разъемов расширения для подключения дополнительных устройств непосредственно к шине. Этим было достигнуто главное преимущество, заключающееся в разработке важнейшего принципа построения системы ПК - открытой архитектуры [4].

До появления ПК 1ВМ все известные модели имели закрытую архитектуру это означало, что аппаратные средства компьютера оставались для конечного пользователя вещью в себе: любая их модификация требовало достаточно высокой специальной квалификации в области электроники. Тем самым фирма 1ВМ произвело в этой области настоящий революционный переворот, т.к. еще до появления ее первого ПК 1ВМ была фирмой - производителем больших вычислительных систем и мини - ЭВМ, тем самым 1ВМ просто перенесла модульный принцип их построения в структуру ПК. Именно через короткий срок после своего рождения 1ВМ РС (1ВМ Personal Computer - ПК 1ВМ) началось лавинообразное нарастание производства ПК, совместимых с оригинальной моделью:

1.Первая модель ПК 1ВМ - 1ВМ РS (1ВМ Personal Computer) использовала микропроцессор Intel 8088 и имела 64 Кб оперативной памяти, магнитофон для загрузки, сохранения программ и данных, дисковод и встроенную версию языка BASIC, которая затем была усовершенствована.

2. Новая модификация получила название «расширенного» ПК-ГОМ РС/XT (Personal Computer/ex Tended version. Производители отказались от использования магнитофона в качестве накопителя информации, добавили второй дисковод гибких дисков, а также возможность использования жесткого диска емкостью 10-30МВ. Модель базировалась на использовании того же микропроцессора Intel 8088.

3. ГОМ PS/АТ. Постоянный партнер ЮМ - фирма Intel освоила выпуск новой серии процессоров Intel 80286, появилась и новая модель ПК ЮМ с названием ЮМ РС/АТ (Personal Computer/Advanced Technology) - ПК усовершенствованной технологии тем самым у нового микропроцессора производительность системы возрасла более чем вдвое. Она была укомплектована дисководами гибких дисков нового типа (с утроенным объемом хранимой информации) жестким диском от 40 МБ и выше. Шина ПК расширена до 16 бит.

4. PS/2. Накал конкурентной борьбы заставил разработчиков ЮМ отказаться от принципа «открытой архитектуры» Новое семейство моделей ПК ЮМ получила название PS/2 (Personal System 2 - «персональная система/2»). Она абсолютно несовместима с первым поколением на аппаратном уровне, но сохраняет совместимость на уровне программного обеспечения. В моделях PS/2 фирма ЮМ заявила о своем переходе на новую шинную архитектуру - микроканальную (Micro Channel Architecture, МСА). Это позволило отгородиться от сторонних производителей, но ограничило потребителей в выборе: все дополнительные устройства для этих ПК выпускает только сама ЮМ. Первые модели семейства PS/2 использовали микропроцессор Intel 80286 и фактически копировали ПК АТ,

http://vestnik

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

но на базе новой архитектуры. Затем ЮМ начала использовать микропроцессор 80386 и даже Intel 80486.

5. ПК 386. Новая модель ПК на базе очередного поколения микропроцессора Intel 80386 (ПК 386) была впервые разработана уже не ЮМ, а фирмой Compaq. Этот ПК мог работать в реально многопользовательском режиме. С некоторым запозданием ЮМ выпустила компьютер такого класса как новую модель семейства PS/2.

6. ПК 486. После освоения производства процессора Intel 80486 в выпуске моделей ПК 486 лидировали Apricot, Compaq, затем AST, Zenith и другие. Сама ЮМ также выпускает ПК с этим микропроцессором недостаточно расширенным производством.

Основные составные части ПК: СИСТЕМНЫЙ БЛОК - все основные компоненты электроники ПК, МОНИТОР - универсальное стандартное устройство вывода информации, КЛАВИАТУРУ - универсальное стандартное устройство ввода информации (рис. 4). ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА - дополнительные приспособления (принтер, - сканер, плоттер, дигитайзер, мышь и т.п.).

Основные компоненты персональных компьютеров

В процессе своей работы компьютер осуществляет [5]: ввод информации извне; ее временное хранение; преобразование; вывод в виде, доступном для восприятия человеком.

В процессе ввода информация из внешнего мира приводится к формату, который может быть воспринят компьютером, а при выводе — к виду, привычному для человека.

Каждый из перечисленных четырех этапов процесса реализует отдельная функциональная подсистема:

-подсистема (блок устройств) ввода информации;

-подсистема хранения информации — память;

-подсистема преобразования информации — центральный вычислительный блок;

-подсистема (блок устройств) вывода информации.

Все подсистемы связаны между собой каналами обмена информации, сгруппированными в потоки. Эти потоки имеют конструктивное выражение и получили название шины. Термин "шина" впервые был введен в электротехнике для обозначения исходной развязки электрической сети. С понятием "шина" неразрывно связано понятие "каналы ввода-вывода". Шина — это совокупность линий или сигналов, сгруппированных по их назначению.

В ПК имеются три стандартных шины: -АДРЕСНАЯ представляет собой совокупность каналов, по которым следуют сигналы, определяющие адресацию (то есть пункты назначения) данных. В конечном счете, адрес данных — основная характеристика их местоположения в памяти ПК, своеобразная координата, по которой они могут быть затребованы.

-УПРАВЛЯЮЩАЯ - комплекс служебных сигналов, предназначенных для управления процессами передачи информации, форматирования потоков ввода/вывода и др.

МОНИТОР

Рисунок 4 - Компоненты ПК.

http://vestnik-

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

-ШИНА ДАННЫХ - каналы данных, то есть конкретной информации, предназначенной для хранения и обработки.

Существуют несколько стандартов организации шины для ПК, различающихся по способам кодирования сигналов и скоростям передачи информации:

Промышленный стандарт архитектуры (ISA — Industry standard architecture) - принят в моделях первой генерации ПК (I PC/XT, PC/AT и 386). Характеризуется относительно невысокими скоростями обмена информации по шине;

Расширенный промышленный стандарт архитектуры (EISA — extended Industry standard architecture) - предложен для реализации большего объема адресуемой оперативной памяти и ускорения вычислительных и обменных операций в ПК с микропроцессорами Intel 80386 и 80486;

Микроканальная архитектура (MCA — micro channel architecture) предложена фирмой IBM как новый перспективный принцип построения шины ПК и реализована ею в разработках моделей семейства PS/2.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Устройства ввода информации

Ввод информации в компьютер осуществляется специализированными устройствами — как стандартными (то есть входящими в состав базовой системы ПК) и нестандартными. Стандартными устройствами ввода в ПК являются клавиатура и накопители — на гибких магнитных дисках (НГМД) и/или на жестких магнитных дисках (НЖМД). К нестандартным устройствам ввода можно отнести мышь, модем, дигитайзер, сканер, -цифровой преобразователь и т.п.

Ввод информации в ПК всегда происходит в три этапа:

1. восприятие информации из внешней среды,

2. представление информации в определенном формате (то есть в виде, пригодном для использования ПК),

3. передача информации на компьютерную шину.

Первые два этапа реализуются обычно вовне ПК, а третий — внутри.

Устройства вывода информации

Устройства вывода (так же, как и устройства ввода) могут быть стандартными (входящими в базовый комплект ПК) и нестандартными. К стандартным устройствам вывода относятся монитор (дисплей) и дисковые накопители (на жестких и гибких магнитных дисках). К нестандартным устройствам вывода относятся принтер, модем, плоттер (графопостроитель), цифро-аналоговый преобразователь и т.п.

Подсистема преобразования информации

Преобразованием информации в компьютере занимается блок центрального процессора — БЦП (centralprocessing unit — CPU). БЦП объединяет: -блок управления (CU — control unit);

-арифметико-логическое устройство (ALU — arithmetic-logical unit).

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) играет в ПК роль главного вычислителя. Блок управления (БУ) управляет передачей информации по адресной шине и шине данных, воспринимает и обрабатывает служебные сигналы, следующие по управляющей шине системы.

Оперативная память компьютера выполняет подсистема хранения информации. У внешних запоминающих устройств есть два главных преимущества перед оперативной памятью: хранение данных не требует обеспечения энергией; объемы информации могут быть чрезвычайно большими.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мэрфи Дж. Как устроены и работают электронные цифровые машины. Москва: Мир, 1965. 388 с.

2. Рыбаков М. А. Анатомия персонального компьютера. Москва: Интермеханика, 1990. 208 с.

3. Апокин И. А., Майстров Л.Е. Развитие вычислительных машин. Москва: Наука, 1974, 399 с.

4. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. Москва: Финансы и статистика, 2004. 512 с.

5. Зубков В.Г. Введение в информатику: учебное пособие. Москва: ГИНФО, 2000.

181 с.

REFERENCES

1. Merfi Dzh. Kak ustroeny i rabotayut elektronnye cifrovye mashiny [How electronic digital machines work and work]. Moscow: Mir Publ., 1965. 388 p.

2. Rybakov M.A. Anatomiya personal'nogo komp'yutera [Anatomy of a personal computer]. Moscow: Intermeccanica Publ., 1990. 208 p.

3. Apokin I.A., Majstrov L.E. Razvitie vychislitel'nyh mashin [Development of computing machines]. Moscow: Nauka, 1974. 399 p.

4. Pyatibratov A.P., Gudyno L.P., Kirichenko A.A. Vychislitel'nye sistemy, seti i telekommunikacii [Computing systems, networks and telecommunications]. Moscow: Finance and statistics, 2004. 512 p.

5. Zubkov V.G. Vvedenie v informatiku: uchebnoe posobie [Introduction to computer science: a textbook]. Moscow: GINFO, 2000. 181 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Сулейманов Наиль Тимерзянович Центр поддержки технологий и инноваций Роспатента и Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС), Руководитель, ООО «Институт интеллектуальной собственности и сертификации» Директор, г. Уфа, Россия, доктор технических наук, профессор БашГУ, действительный член Российской инженерной академии, действительный член Международной инженерной академии. E-mail: iiss@bk.ru

Suleymanov Nail Timerzyanova Center for support of technologies and innovations of Rospatent and the world intellectual property organization (WIPO), Head, LLC "Institute of intellectual property and certification" Director, Ufa, Russia, doctor of technical Sciences, Professor of Bassu, full member of the Russian engineering Academy, full member of the International engineering Academy. E-mail: iiss@bk.ru

Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с автором статьи: 450098, Республика Башкортостан, г.Уфа, Проспект Октября, 128/1, оф.1, 8 (347) 277-26-00

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.