Ім'я файлу: Семінар 1.docx
Розширення: docx
Розмір: 29кб.
Дата: 10.12.2020
Пов'язані файли:
Інформатика2.doc

Тема – Персональні комп’ютери

1.Поява перших ПК

З 1975 року на ринку з’являються перші

системи, які можна назвати персональними (призначеними для

одного користувача). З’являється у продажу комплект Altair

фірми MITS, що складається з процесора фірми Intel і8080,

блоку живлення, лицьової панелі з індикаторами і

запам’ятовуючим пристроєм, об’ємом 256 байт. Цей комплект, з

якого користувач сам міг зібрати комп’ютер, коштував $395 і,

відповідно, був цілком доступний покупцю. У тому ж 1975 році

на ринку з’являється комп’ютер фірми IBM модель 5100. Ця

система була обладнана пам’яттю на 16 кілобайт, вбудованим

дисплеєм, здатним відображати 16 рядків по 64 символи і

касетним накопичувачем. Проте ціна системи була дуже

високою і робила її недоступною для покупця (в той же час

окремі любителі продавали свої власні комплекти за суми

близько $500). Таким чином IBM 5100 продавався дуже погано.

У 1976 році нова фірма Apple Computer вийшла на ринок з своїм

набором для збірки Apple I, вартістю $695. Це була плата,

пригвинчена до шматка фанери, а корпусу і блоку живлення не

було взагалі. У 1977 році Apple Computer випустив нову систему

Apple II. Для Apple було розроблено безліч різних програмних

продуктів, що, безумовно, додавало йому популярності.

Великої популярності і масовості може досягти лише та система, для якої створено багато програмного забезпечення. Але великої кількості програмного забезпечення не достатньо для того, щоб система стала масовою. Необхідно, щоб апаратні компоненти системи були уніфіковані (стандартизовані), і, більш того, щоб їх могли виробляти інші фірми, окрім розробника системи. Адже коли якусь систему виробляє тільки одна фірма, що має на неї повні права, і більше ніхто не має можливості таку систему повторити, то ціни визначатимуться виключно єдиною фірмою–виробником, і ці ціни будуть достатньо високими. 12 серпня 1981 року фірма IBM, враховуючи проблеми, що вони мали з реалізацією системи 5100, випустила комп’ютер IBM 5150, той самий комп’ютер, загальна будова якого залишається стандартом і до сьогоднішнього дня. Цю систему виявилося можливим копіювати, відтворювати для інших незалежних фірм, що відповідно вплинуло на ціни і попит на систему. Але IBM абсолютно не збиралася надавати кому б то не було право копіювати її систему, яка одержала назву IBM PC.

Для того, щоб скопіювати комп’ютер необхідно, природно, скопіювати апаратну частину. Але це далеко не все. Адже комп’ютер – це не тільки електроніка. Це ще і програмна частина. Необхідно було скопіювати базове програмне забезпечення, що на самому нижньому рівні керує апаратним забезпеченням. Це так звана Базова Система Вводу–Виводу (BIOS, Basic Input–Output System). Без неї комп’ютер не буде запущений. Вона управляє процесом початкового старту і початкової настройки системи.

Проблема копіювання апаратної частини є найменш складною. Справа у тому, що при розробці ПК IBM користувалася процесором і рештою системної логіки, створеною фірмою Intel. IBM навіть не могла запатентувати апаратну частину комп’ютера, оскільки фактично зібрала його з деталей Intel по наданих ними ж схемах взаємодії компонентів, а деталі ці міг придбати кожен бажаючий. Оскільки проект ПК не можна було запатентувати, будь–яка компанія могла виробляти аналогічну систему по схемах всіх плат, які IBM вільно поширювала.

Вихід був знайдений. І знайшла його фірма, яка дотепер розробляє BIOS для ПК – фірма Phoenix Software. Справа у тому, що хоч і згідно із законом не можна скопіювати BIOS, але можна написати таке програмне забезпечення, яке виконуватиме ті ж функції, що і копійоване. Були створені дві групи інженерів з розробки програмного забезпечення, причому особливо ретельно стежили, щоб до другої групи входили фахівці, які ніколи раніше не бачили код BIOSа, розробленого IBM. Перша група досліджувала базову систему вводу–виводу, розроблену фірмою IBM, і створювала опис функцій, що виконуються нею. Друга група читала опис, складений першою групою, і навмисно із самого початку писала нову базову систему вводу–виводу, яка робила все те, що було описане в складеній специфікації. Кінцевим результатом стала нова базова система вводу–виводу, з написаним із самого початку кодом, хоч і не ідентичним коду IBM, але таким, що мав такі самі функціональні можливості. Такий підхід став можливим тому, що BIOS фірми IBM містив лише 8 кбайт коду і був достатньо простим.

В IBM не розробляли операційну систему самостійно. Вони замовили розробку операційної системи у фірми Microsoft. Ця фірма розробила для IBM PC операційну систему MS DOS, і фактично з того часу контролює ринок операційних систем, а отже і всього програмного забезпечення IBM PC. Головна помилка IBM полягала в тому, що вони не придбали у Microsoft виняткову ліцензію на володіння MS DOS. Будь–який користувач IBM PC міг придбати у Microsoft ліцензію на використання MS DOS, і, таким чином, питання копіювання IBM PC було остаточно вирішеним. Досить було придбати у Intel необхідні мікросхеми, виготовити комп’ютер за схемами IBM, придбати BIOS у Phoenix Software і MS DOS у Microsoft. Фактично IBM втратила контроль над своїм же власним стандартом як тільки сторонні виробники змогли виробляти аналогічні сумісні системи. Тепер стає зрозуміло, чому, наприклад, не було клонів у комп’ютера фірми Apple. Адже в Apple розробляли і операційну систему, і BIOS для своїх систем, а скопіювати операційну систему описаним вище методом досить складно. Крім того, BIOS і операційна система у Apple тісно поєднані.

Отже, персональними комп’ютерами (ПК) називаються системи, що базуються на архітектурі створеній в 1981 році фірмою IBM, за якою і до цього дня продовжують виробляти комп’ютери багато фірм. Для цих систем існує велика кількість сумісного програмного і апаратного забезпечення.

2. Загальна будова ПК

Персональний комп’ютер – це універсальна технічна система, спроможна чітко виконувати визначену послідовність операцій певної програми. Персональним комп’ютером (ПК) може користуватись одна людина без допомоги обслуговуючого персоналу. Взаємодія з користувачем відбувається через багато середовищ, від алфавітно–цифрового або графічного діалогу за допомогою дисплея, клавіатури та мишки до пристроїв віртуальної реальності.

Персональний комп’ютер – це електронний пристрій, що виконує операції введення даних, зберігання та оброблення їх за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною. За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки комп’ютера:  пристрій введення,  центральний процесор,  запам’ятовуючий пристрій,  пристрій виведення. Тобто, ПК – це ціле сімейство комп’ютерів, поєднаних загальною архітектурою, тому називати ПК можна тільки ті системи, які відповідають цій архітектурі. Всі ці блоки складаються з окремих дрібніших пристроїв. Зокрема в центральний процесор можуть входити арифметико–логічний пристрій (АЛП), внутрішній запам’ятовуючий пристрій у вигляді регістрів процесора та внутрішньої кеш–пам’яті, керуючий пристрій (КП). Пристрій введення, як правило, теж не є однією конструктивною одиницею. Оскільки види даних, що вводяться, різноманітні, джерел може бути декілька. Це стосується і пристрою виведення.

Запам’ятовуючий пристрій – це блок ПК, призначений для тимчасового (оперативна пам’ять) та тривалого (постійна пам’ять) зберігання програм, вхідних і результуючих даних та деяких проміжних результатів. Дані в оперативній пам’яті зберігаються тимчасово лише при включеному живленні, але оперативна пам’ять має більшу швидкодію. В постійній пам’яті дані можуть зберігатися навіть при вимкненому комп’ютері, проте швидкість обміну даними між постійною пам’яттю та центральним процесором, у переважній більшості випадків, значно менша.

Арифметико–логічний пристрій – це блок ПК, в якому відбувається перетворення даних за командами програми: арифметичні дії над числами, перетворення кодів та ін. Керуючий пристрій координує роботу всіх блоків комп’ютера. У заданій послідовності він вибирає з оперативної пам’яті команду за командою. Кожна команда декодується, при потребі елементи даних з указаних в команді комірок оперативної пам’яті передаються в АЛП. АЛП настроюється на виконання дії, вказаної поточною командою (в цій дії можуть брати участь також пристрої введення–виведення); дається команда на виконання цієї дії. Цей процес буде продовжуватися доти, доки не виникне одна з наступних ситуацій: вичерпано вхідні дані, з одного з пристроїв надійшла команда на припинення роботи, вимкнено живлення комп’ютера.

Описаний принцип побудови ЕОМ носить назву архітектури фон Неймана – американського вченого угорського походження Джона фон Неймана, який її запропонував.

Сучасну архітектуру комп’ютера визначають також такі принципи:

Принцип програмного керування. Забезпечує автоматизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим принципом, запропонованим англійським математиком Ч.Беббіджем у 1833 р., для розв’язання кожної задачі складається програма, що визначає послідовність дій комп’ютера. Ефективність програмного керування є високою тоді, коли задача розв’язується за тією самою програмою багато разів (хоч і з різними початковими даними).

Принцип програми, що зберігається в пам’яті. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Нейманом, команди програми подаються, як і дані, у вигляді чисел й обробляються так само, як і числа, а сама програма перед виконанням завантажується в оперативну пам’ять. Це прискорює процес її виконання.

Принцип довільного доступу до пам’яті. Згідно з цим принципом, елементи програм та даних можуть записуватися у довільне місце оперативної пам’яті. Довільне місце означає можливість звернутися до будь–якої заданої адреси (до конкретної ділянки пам’яті) без перегляду попередніх.

На підставі цих принципів можна стверджувати, що сучасний комп’ютер – технічний пристрій, який після введення в пам’ять початкових даних у вигляді цифрових кодів і програми їх обробки, вираженої також цифровими кодами, здатний автоматично здійснити обчислювальний процес, заданий програмою, і видати готові результати розв’язання задачі у формі придатній для сприйняття людиною. Реальна структура комп’ютера значно складніша, ніж розглянута вище (її можна назвати логічної структурою). У сучасних комп’ютерах, зокрема персональних, все частіше здійснюється відхід від традиційної архітектури фон Неймана, зумовлений прагненням розробників та користувачів до підвищення якості та продуктивності комп’ютерів.

Головним показником є швидкодія – кількість операцій, яку процесор здатний виконати за одиницю часу. На практиці користувача більше цікавить продуктивність комп’ютера – показник його ефективної швидкодії, тобто здатності не просто швидко функціонувати, а швидко розв’язувати конкретні поставлені задачі. Як результат, всі ці та інші фактори спричинили принципове і конструктивне вдосконалення елементної бази комп’ютерів, тобто створення нових, швидких, надійних і зручних у роботі процесорів, запам’ятовуючих пристроїв, пристроїв введення–виведення і т.д.

3.Методи класифікації ПК.

Номенклатура видів комп’ютерів на сьогодні величезна: машини розрізняються за призначенням, потужністю, розмірами, елементною базою і т.д. Тому класифікують ПК за різними ознаками. Слід зауважити, що будь–яка класифікація є певною мірою умовна, оскільки розвиток комп’ютерної науки і техніки настільки стрімкий, що, наприклад, сьогоднішня мікро– ПК не поступається за потужністю міні–ПК п’ятирічної давності і навіть суперкомп’ютерам віддаленішого минулого. Крім того, зарахування комп’ютерів до певного класу досить умовне як через нечіткість розмежування груп, так і внаслідок впровадження в практику замовного складання комп’ютерів, коли номенклатуру вузлів і конкретні моделі їх адаптують до вимог замовника.

Класифікація за призначенням:

Великі ЕОМ (Main Frame) застосовують для

обслуговування великих галузей народного господарства. Вони

обладнані паралельно працюючими процесорами (кількість яких

досягає до 100) з інтегральною швидкодією до десятків

мільярдів операцій за секунду, багатокористувацьким режимом

роботи. Домінуюче положення у випуску комп’ютерів такого

класу й досі займає фірма IBM.

Міні ЕОМ подібна до великих ЕОМ, але менших розмірів. Використовують на великих підприємствах, наукових закладах і установах. Часто використовують для керування виробничими процесами. Характеризуються мультипроцесорною архітектурою, підключенням до 200 терміналів, дисковими запам’ятовуючими пристроями, що нарощуються до сотень терабайт, розгалуженою периферією. Для організації роботи з мініЕОМ, потрібен обчислювальний центр, але менший ніж для великих ЕОМ. МікроЕОМ доступні багатьом установам. Для обслуговування достатньо обчислювальної лабораторії у складі декількох чоловік, у тому числі програмістів. Необхідні системні програми купуються разом з мікроЕОМ, розробку прикладних програм замовляють у великих обчислювальних центрах або спеціалізованих організаціях.

Персональні комп’ютери розвинулись в останні 20 років. Персональний комп’ютер призначений для обслуговування одного робочого місця і спроможний задовольнити потреби малих підприємств та окремих осіб. З появою Інтернет популярність ПК зросла значно вище, оскільки за допомогою ПК можна користуватись науковою, довідковою, навчальною та розважальною інформацією. Персональні комп’ютери умовно можна поділити на професійні та побутові, але в зв’язку із здешевленням апаратної частини, межа між ними практично зникла.

Класифікація за рівнем спеціалізації:

На базі універсальних ПК можна створити будь–яку конфігурацію для роботи з графікою, текстом, музикою, відео тощо. Спеціалізовані ПК створені для розв’язання конкретних задач, зокрема, бортові комп’ютери у літаках та автомобілях. Спеціалізовані мініЕОМ для роботи з графікою (кіно– відеофільми, реклама) називаються графічними станціями. Спеціалізовані комп’ютери, що об’єднують комп’ютери у єдину мережу, називаються файловими серверами. Комп’ютери, що забезпечують передачу інформації через Інтернет, називаються мережними серверами.

Класифікація за розміром:

Найбільш поширеними є настільні ПК, які дають змогу легко змінювати конфігурацію. Портативні зручні для користування, мають засоби комп’ютерного зв’язку. Кишенькові моделі можна назвати „інтелектуальними” записниками, дозволяють зберігати оперативні дані і отримувати швидкий доступ до мережевих ресурсів.

Класифікація за сумісністю:

Існує безліч видів і типів комп’ютерів, що збираються з деталей, які виготовлені різними виробниками. Важливим є сумісність забезпечення комп’ютера:

апаратна сумісність (платформа IBM PC та Apple Macintosh)

сумісність на рівні операційної системи;

програмна сумісність;

сумісність на рівні даних.

4.Основні терміни і поняття ПК

Плата – це шматок текстоліту, зазвичай прямокутної форми, на якому припаяні деякі електричні компоненти, і є можливість з’єднувати плату з іншими компонентами комп’ютера. Кожна конкретна плата в комп’ютері виконує певні властиві їй функції.

Чіп – синонім слова мікросхема. Раніше найпростішим елементом електричного логічного пристрою була електронна лампа, потім транзистор, сьогодні ступінь інтеграції електричних компонентів настільки високий, що в одній мікросхемі (чіпі) розташовуються десятки мільйонів транзисторів. У чіпі електрично реалізується певна логіка, яка і дозволяє чіпу виконувати ті функції, для яких він призначений. Наприклад: чіп може бути фізичним місцем зберігання інформації (бути чіпом пам’яті), або вміти виконувати розрахунки, або узгоджувати сполучення компонентів один з одним.

Контролером прийнято називати деякий пристрій, що служить для сполучення одного пристрою з іншим. Наприклад: Вам необхідно підключити до комп’ютера принтер: значить, в комп’ютері повинен бути спеціальний контролер, який забезпечить можливість взаємодії комп’ютера з принтером. Або якщо телевізор допускає підключення DVD–плеєра, то можна говорити про те, що в телевізорі є контролер (тобто електроніка і логіка) для зчитування даних з DVD–плеєра; якщо роз’єму для DVD–плеєра немає, то підключити його до телевізора не вдасться, принаймні доти, доки потрібну електроніку в телевізор не впаяють. У комп’ютері так само, тільки замість паяння вставляють додаткову плату, яку прийнято називати контролером. Іноді контролером називають плату, яка забезпечує підключення додаткового пристрою, іноді контроллером називають чіп, який може бути вже припаяний і вставляти додаткову плату немає потреби, іноді контроллером називають частину чіп – якщо один чіп одночасно є контроллером багатьох пристроїв.

Термін „порт” вживається в декількох значеннях, нас же зараз цікавить наступне: порт – це те, чим закінчується контроллер. Пояснимо: контроллер, як ми вже говорили, забезпечує логіку взаємодії комп’ютера і деякого пристрою. Контроллер повинен забезпечити роз’єм до якого можна підключити пристрій! І цей роз’єм для підключення деякого пристрою і називають портом. У вже приведеному прикладі з принтером в системі повинен бути контроллер принтера і повинен бути роз’єм (порт) для підключення цього ж самого принтера. Тому зазвичай говорять не контроллер принтера, а контроллер порту принтера.

Шина. Шина це магістраль, що зв’язує певні компоненти комп’ютера між собою. Фізично шина – це дроти(набір провідників), що забезпечують передачу електричного сигналу. Природно характеризувати шину швидкістю, з якою по ній можуть передаватися дані. Інтерфейс. Інтерфейс – дуже широке поняття.

Інтерфейсом називають, наприклад, зовнішній вигляд програми з якою ви працюєте, її вікна і меню, її елементи управління і т.д. З точки зору апаратного забезпечення інтерфейсом називають наявність деякого контроллера, який закінчується портом. Ми ще неодноразово користуватимемося цим поняттям і його значення буде детальніше пояснюватися.

5.Базова конфігурація ПК

ПК можна змінювати в міру необхідності. Але, існує поняття базової конфігурації, яку можна вважати типовою:

 системний блок;

 монітор;

 клавіатура;

 миша.

Системний блок – основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що під’єднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виведення даних називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full) та надто вузький (Baby). Корпуси персональних комп’ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу, засоби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу)
скачати

© Усі права захищені
написати до нас