Компьютер


Компьютер — это машина , которую можно запрограммировать на автоматическое выполнение последовательности арифметических или логических операций ( вычислений ). Современные цифровые электронные компьютеры могут выполнять общие наборы операций, известные как программы . Эти программы позволяют компьютерам выполнять широкий спектр задач. Компьютерная система — это номинально законченный компьютер, включающий аппаратное обеспечение , операционную систему (основное программное обеспечение ) и периферийные устройства .оборудование, необходимое и используемое для полноценной работы. Этот термин может также относиться к группе компьютеров, которые связаны и функционируют вместе, например, к компьютерной сети или компьютерному кластеру .

Широкий спектр промышленных и потребительских товаров использует компьютеры в качестве систем управления . Включены простые устройства специального назначения, такие как микроволновые печи и пульты дистанционного управления , а также заводские устройства, такие как промышленные роботы и системы автоматизированного проектирования , а также устройства общего назначения, такие как персональные компьютеры и мобильные устройства, такие как смартфоны . Компьютеры питают Интернет , который связывает миллиарды других компьютеров и пользователей.

Ранние компьютеры предназначались только для расчетов. Простые ручные инструменты, такие как счеты, с древних времен помогали людям в вычислениях. В начале промышленной революции были созданы некоторые механические устройства для автоматизации длительных и утомительных задач, таких как создание направляющих для ткацких станков . В начале 20 века более сложные электрические машины выполняли специализированные аналоговые вычисления. Первые цифровые электронные вычислительные машины были разработаны во время Второй мировой войны . За первыми полупроводниковыми транзисторами в конце 1940-х последовали кремниевые полевые МОП-транзисторы .(МОП-транзистор) и технологий монолитных интегральных микросхем в конце 1950-х годов, что привело к революции микропроцессоров и микрокомпьютеров в 1970-х годах. С тех пор скорость, мощность и универсальность компьютеров резко возросли, а количество транзисторов увеличилось быстрыми темпами (как и предсказывает закон Мура ), что привело к цифровой революции в конце 20-го - начале 21-го веков.

Обычно современный компьютер состоит как минимум из одного процессорного элемента , обычно центрального процессора (ЦП) в виде микропроцессора, а также некоторого типа компьютерной памяти , обычно полупроводниковых микросхем памяти. Элемент обработки выполняет арифметические и логические операции, а блок упорядочивания и управления может изменять порядок операций в ответ на сохраненную информацию . К периферийным устройствам относятся устройства ввода (клавиатуры, мыши, джойстик и т. д.), устройства вывода (экраны мониторов, принтеры и т. д.) и устройства ввода/вывода, выполняющие обе функции (например, сенсорный экран 2000-х гг.).). Периферийные устройства позволяют получать информацию из внешнего источника, а также позволяют сохранять и извлекать результаты операций.

Согласно Оксфордскому словарю английского языка , первое известное использование компьютера было в книге 1613 года под названием The Yong Mans Gleanings английского писателя Ричарда Брэтуэйта : «Я читал самый верный компьютер Times и лучший арифметик, который когда-либо [ sic ] вдохнул, и он сокращает дни твои до короткого числа». Это использование термина относилось к человеческому компьютеру , человеку, который выполнял расчеты или вычисления. Слово сохраняло то же значение до середины 20 века. Во второй половине этого периода женщин часто нанимали в качестве компьютеров, потому что им можно было платить меньше, чем их коллегам-мужчинам. [1]К 1943 году большинство людей-компьютеров были женщинами. [2]


Компьютеры и вычислительные устройства разных эпох.
Верхний ряд: автоматический механический калькулятор (1820 г.) ( разностный двигатель ), компьютер первого поколения ( компьютер Colossus )
Средний ряд: ранний ламповый компьютер ( ENIAC ), суперкомпьютер (IBM Summit )
Нижний ряд: игровая приставка (Nintendo GameCube ), смартфон ( ЛИФ Вода 2)
Человеческий компьютер с микроскопом и калькулятором, 1952 г.
Кость Ишанго , костяной инструмент , относящийся к доисторической Африке.
Китайский суаньпань (算盘). Число, представленное на этих счетах, равно 6 302 715 408.
Механизм Antikythera , восходящий к Древней Греции примерно 150–100 гг. До н.э., является ранним аналоговым вычислительным устройством.
Логарифмическая линейка
Часть разностной машины Бэббиджа
Третья машина сэра Уильяма Томсона для предсказания приливов, 1879–1881 гг.
Реплика Z3 Конрада Цузе , первого полностью автоматического цифрового (электромеханического) компьютера.
Конрад Цузе , изобретатель современного компьютера [23] [24]
Colossus , первое электронное цифровое программируемое вычислительное устройство, использовалось для взлома немецких шифров во время Второй мировой войны. Здесь он используется в Блетчли-парке в 1943 году.
ENIAC был первым электронным устройством, полным по Тьюрингу, и выполнял баллистические расчеты траектории для армии Соединенных Штатов .
Часть реконструированного Manchester Baby , первого электронного компьютера с хранимой в памяти программой.
Биполярный переходной транзистор (BJT)
МОП-транзистор (МОП-транзистор) с выводами затвора (G), корпуса (B), истока (S) и стока (D). Ворота отделены от корпуса изоляционным слоем (розовый).
Штамповая фотография MOS 6502 , микропроцессора начала 1970-х, объединяющего 3500 транзисторов на одном кристалле.
Интегральные схемы обычно упаковываются в пластиковые, металлические или керамические корпуса для защиты ИС от повреждений и простоты сборки.
Видео, демонстрирующее стандартные компоненты «тонкого» компьютера
Диаграмма, показывающая, как конкретная инструкция архитектуры MIPS будет декодирована системой управления.
Память с магнитным сердечником (с использованием магнитных сердечников ) была предпочтительной компьютерной памятью в 1960-х годах, пока ее не заменила полупроводниковая память (с использованием ячеек памяти MOS ).
Жесткие диски — это обычные устройства хранения данных, используемые в компьютерах.
Cray разработал множество суперкомпьютеров, которые активно использовали многопроцессорность.
Реплика Manchester Baby , первого в мире электронного компьютера с хранимой в памяти программой , в Музее науки и промышленности в Манчестере, Англия.
Перфокарта 1970-х годов , содержащая одну строку из программы на Фортране . На карте написано: «Z(1) = Y + W(1)» и помечено как «PROJ039» для целей идентификации.
Настоящая первая компьютерная ошибка, мотылек, найденный в ловушке на реле компьютера Harvard Mark II.
Визуализация части маршрутов в Интернете