budowa komputera

Download budowa komputera

Post on 21-Nov-2014

2.208 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

  • 1. Budowa komputera Komputer okrelany mianem PC (Personal Computer), czyli osobisty, zdoby najwiksz popularno, zarwno w rnych dziedzinach dziaalnoci zawodowej, jak i w domach. Okrelenie PC spotyka ci w literaturze fachowej, reklamach i mowie potocznej od 1981 roku, kiedy to firma IBM (International Business Machines Corporation) wprowadzia na rynek mikrokomputer serii IBM PC. Komputer (mikrokomputer) jest to zestaw urzdze elektronicznych, realizujcy przetwarzanie informacji (danych). Pojcie przetwarzania danych jest bardzo szerokie, bo kryje si pod nim zarwno przetwarzanie prostych i zoonych tekstw, organizacja baz danych, realizacja oblicze finansowych a take przetwarzanie grafiki oraz dwiku w praktycznie dowolnej postaci. Za pomoc komputera mona sterowa innymi urzdzeniami takimi jak np. centrala telefoniczna. Aby waciwie i efektywnie wykorzystywa komputer istnieje konieczno posiadania odpowiedniego oprogramowania. Na zamwienie firmy IMB zosta opracowany przez firm Microsoft dzi ju coraz rzadziej stosowany system operacyjny DOS (Disk Operating System). Obecnie jego miejsce zajmuje opracowany take przez t sam firm system Windows 98, Milenium, XP, NT. Poza systemem operacyjnym do pracy komputera niezbdne s rwnie inne programy umoliwiajce obsug urzdze zewntrznych takich jak monitor czy drukarka. W zwizku z bardzo dynamicznie rozwijajcym si rynkiem komputerw programy i systemy operacyjne staj si coraz prostsze w obsudze, przez cosbardziejprzyjazne dlauytkownika.Dzisiejsze komputery to nie tylko maszyny liczce wspomagajce prace badawcze, ale take: kasy fiskalne sklepie, urzdzenia sterujce miliardami pocze telefonicznych, pomagajce w skomplikowanych operacjach bankowych i wykonujce wiele innych dziaa w przemyle, medycynie oraz wkraczajce coraz czciej do naszych domw. Dla penego zrozumienia znaczenia komputerw istotne jest poznanie historii ich rozwoju oraz wpywu na rozwj cywilizacji.Ludzko wytwarza coraz wicej informacji. Tak wiele, e jej przetwarzanie, czyli pamitanie, klasyfikowanie, poszukiwanie, obrazowanie i zestawianie jest ponad ludzkie siy. Dlatego tak due znaczenie osigny maszyny , ktre radz sobie z tym zadaniem lepiej i szybciej od czowieka - komputery. Komputery, czyli maszyny liczce ( z ang. compute - oblicza) maj wicej lat ni si na og

2. przypuszcza. Za przodkw komputera uzna, bowiem naley wszystkie urzdzenia suce do liczenia.Prawie 5000 lat temu w rodkowej Azji powstao urzdzenie liczce nazywane Abacus i uznawane za pierwsze mechaniczne urzdzenie tego typu. Po polsku nazywamy je liczydami i o dziwo - liczyda w niektrych regionach wiata uywane s do dzisiaj. Zbudowane w postaci nanizanych na sztywny prt przesuwanych w trakcie wykonywania operacji kuleczek lub talerzykw liczyo w kombinowanym systemie dwjkowo-pitkowym. Liczyda straciy nieco sw popularno wraz z upowszechnieniem papieru i pira. Niemniej jednak przetrway w niektrych biurach do poowy lat 50-tych naszego wieku ze wzgldu na niewielk cen i prostot.W roku 1642 Blaise Pascal (1623 -1662), majcy wwczas 18 lat syn francuskiego poborcy podatkowego, skonstruowa maszyn liczc, nazwan (Pascaline), ktra miaa uatwi ojcu obliczanie i sumowanie zebranych podatkw. Pascal pracowa nad ni wiele lat, ulepsza j i wykona sam kilkanacie egzemplarzy tego urzdzenia. Maszyna Pascala miaa tylko moliwo dodawania liczb omiocyfrowych. W 1694 r. niemiecki matematyk i filozof, Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 -1716), wykorzysta dowiadczenia Pascala do stworzenia maszyny, ktra moga rwnie wykonywa operacje mnoenia. Podobnie jak jego poprzednik, Leibniz wykorzysta do wykonywania operacji system odpowiednio sprzonych mechanicznie i obracajcych si przekadni, krkw i dwigni. Znajc z notatek i opisw rozwizanie Pascala mg on udoskonali jego konstrukcj.W 1820 francuski konstruktor Xavier Thomas de Colmar skonstruowa urzdzenie nazywane potem popularnie arytmometrem, ktre mogo wykonywa cztery podstawowe operacje matematyczne. Arytmometry byy powszechnie uywane do I wojny wiatowej, a w wielu krajach w znacznie ulepszonej postaci (ju jako urzdzenia elektryczne) mona je byo spotka w biurach i urzdach jeszcze w latach 60-tych naszego stulecia.Za najwybitniejszego twrc maszyn liczcych, yjcego przed er elektroniczn, uwaa si Anglika Charlesa Babbage'a (1791 - 1871). Swoj pierwsz maszyn nazwan - maszyn rnicow, ( gdy wykonywaa obliczenia metod rnicow), konstruowa przez ponad 10 lat. Trapiony jednak wieloma kopotami rodzinnymi i finansowymi oraz nie mogc do koca porozumie si ze swoim gwnym wykonawc - konstruktorem Clementem zaprzesta dalszych prac nad ni w 1842 roku. Zmontowan cz maszyny (podobno nadal sprawn) mona oglda w Muzeum Nauk w Londynie. Naley doda, e w odrnieniu od maszyn Leibniza i Pascala, po rcznym ustawieniu pocztkowego stanu, dalsze dziaania maszyny rnicowej nie wymagaj ju adnej ingerencji uytkownika poza krceniem korb. Koniec XIX wieku by pocztkiem rozwoju urzdze mechanograficznych, ktrych 3. gwnym przeznaczeniembyo usprawnienierachunkw statystycznych, ksigowych i biurowych.Zaczo si w Stanach Zjednoczonych od Hermana Holleritha, ktry postanowi zautomatyzowapracestatystyczne zwizanezespisem ludnoci przeprowadzanym wtedy w Stanach co dziesi lat. Hollerith sign po elektryczno, jako rdo impulsw i energii, rozwin posta karty perforowanej, na ktrej zapisywano dane i zbudowa elektryczny czytnik - sorter kart. Olbrzymim sukcesem Holleritha okaza si spis 1890 roku, ktrego wyniki zostay cakowicie opracowane za pomoc jego urzdze na podstawie danych zebranych na jego kartach. W nastpnych latach Hollerith dostarcza lub wypoycza swoje urzdzenia do przeprowadzenia spisw w wielu krajach, w tym take w Europie, midzy innymi w Rosji. Na przeomie XIX i XX wieku powstao wiele firm, ktre pocztkowo oferoway maszyny sterowane kartami perforowanymi i z latami zyskiway na swojej potdze a wiele z nich przetrwao do dzisiaj, jak na przykad IBM, Bull, Remington - Rand, Burroughs, a take NCR (kasy), i Bell (telefony). Udoskonalona i znormalizowana karta perforowana przez wiele dziesicioleci bya uniwersalnym nonikiem informacji, a pierwsze maszyny mechaniczne do przetwarzania danych zapocztkoway stale rosncy popyt na przetwarzanie informacji.W latach II wojny wiatowej Alan Turing zosta wczony do grupy specjalistw zajmujcych si w Wielkiej Brytanii deszyfracj kodw Enigmy - maszyny, ktr Niemcy uywali do kodowania meldunkw i rozkazw rozsyanych swoim jednostkom na wszystkich frontach. W 1941 roku dziaalno tej grupy przyczynia si do zredukowania brytyjskich strat na morzach o 50%. Brytyjscy specjalici korzystali z materiaw (wrd ktrych by egzemplarz Enigmy oraz maszyna deszyfrujca zwana bomb) przekazanych im w 1939 roku przez grup Polakw kierowan przez Mariana Rejewskiego, zajmujcych si od piciu lat skonstruowaniem maszyny deszyfrujcej. Chocia Brytyjczycy udoskonalili maszyn deszyfrujc otrzyman od Polakw, pozostawaa ona nadal maszyn mechaniczn i jej dziaanie nie nadao za cigle udoskonalanymi i zmienianymi przez Niemcw egzemplarzami Enigmy. Ocenia si e w szczytowym okresie II wojny wiatowej Niemcy uywali ponad 70 tysicy maszyn szyfrujcych Enigma. Prace nad maszyn deszyfrujc Enigm przyczyniy si do powstania pod koniec wojny w Wielkiej Brytanii kalkulatorw elektronicznych. Powstao kilka wersji maszyny o nazwie Coloss, ktrych gwnym konstruktorem by T.H. Fowers. Byy to ju maszyny elektroniczne, w ktrych wykorzystano arytmetyk binarn, sprawdzane byy warunki logiczne (a wic mona byo projektowa obliczenia z rozgazieniami), zawieray rejestry, mogy wykonywa programy (poprzez uruchomienie tablic rozdzielczych) i wyprowadza wyniki na elektryczn maszyn do pisania.W 1941 roku Konrad Zuse ukoczy w Niemczech prace nad maszyn Z3, ktra wykonywaa obliczenia na liczbach binarnych zapisanych w reprezentacji, nazywanej dzisiaj zmiennopozycyjn, sterowane programem zewntrznym 4. podawanym za pomoc perforowanej tamy filmowej. Maszyna Z3 zostaa cakowicie zniszczona w czasie bombardowania w 1945 roku. Nastpny model maszyny Zusego, Z4 przetrwa i dziaa do koca lat pidziesitych.John von Neumann (1903 - 1957), z pochodzenia Wgier, by w swoich czasach jednym z najwybitniejszych matematykw. W 1946 roku zainspirowa on prace w projekcie EDVAC (ang. Electronic Discrete Variable Automatic Computer), ktrych celem byo zbudowanie komputera bez wad poprzednich konstrukcji. Zaproponowano architektur, zwan odtd von neumannowsk, wedug ktrej buduje si komputery do dzisiaj.W komputerze von Neumanna mona wyrni przynajmniej nastpujce elementy: pami zoon z elementw przyjmujcych stan 0 lub 1, arytmometr zdolny wykonywa dziaania arytmetyczne, logiczne i inne, sterowanie, wprowadzanie danych i wyprowadzanie wynikw. Program, czyli zbir instrukcji, wedug ktrych maj odbywa si obliczenia, jest wpisywany do pamici. Kolejne rozkazy programu s pobierane przez jednostk sterujc komputerem w takt centralnego zegara i rozpoznawane zgodnie z mikroprogramem wpisanym w ukad elektroniczny. Postp w elektronice umoliwi dalszy rozwj komputerw. W latach szedziesitych lampy zastpiono tranzystorami. Pierwszy tranzystorowy komputer zbudowano w 1956 roku w Massachusetts Institute of Technology. Z kolei ukady scalone zastpiy tranzystory (ukad scalony zawiera w jednej obudowie kilkadziesit tranzystorw i innych elementw elektronicznych). Dalszy postp produkcji tych ukadw pozwoli umieszcza w jednej kostce dziesitki tysicy tranzystorw. Obwody takie nazwano ukadami wielkiej skali integracji (VLSI z ang. - Very Large Scale of Integration). Wymylono termin: generacja komputerw i nazwano komputery lampowe mianem pierwszej generacji, tranzystorowe - drugiej, zbudowane z ukadw scalonych - trzeciej, a w technologii VLSI komputerw odbywa si tak szybko, e zaczto mwi o rewolucji komputerowej. Wprowadzenie na rynek tanich ukadw scalonych umoliwio powstanie mikrokomputerw, w ktrych elementy przetwarzajce informacje umieszczono w jednym ukadzie - mikroprocesorze.Pierwsze komputery osobiste (PC z ang. Personal Computer) zostay opracowane przez IBM. Poniewa firma ta nie miaa ni