Когда микрокомпьютеры стали доступны для широкого домашнего применения: Домашний компьютер — это… Что такое Домашний компьютер?

Персональные компьютеры — урок. Информатика, 10 класс.

Рис. \(1\) DPD-\(11\)   

Однако, в конце \(1980\) года совет директоров IBM принял решение создать «машину, которая нужна людям». Стратегическим партнёром в качестве поставщика процессоров была выбрана Intel. Команда разработчиков IBM PC заключила союз и с недоучившимся студентом Гарвардского университета Биллом Гейтсом.

Рис. \(2\) Билл Гейтс

На существовавшие тогда ПК ставилась популярная операционная система CP/M, созданная компанией Digital Research, или система UCSD компании Softech. Однако эти операционные системы стоили \($450\) и \($550\) соответственно, а Гейтс за свою PC-DOS брал всего лишь \($40\). IBM сделала выбор в пользу дешевизны.

\(12\) августа \(1981\) года IBM представила свой ПК, который был спроектирован не хуже, чем изделия тогдашних лидеров рынка — Commodore PET, Atari, Radio Shack и Apple.

IBM пошла на неожиданный шаг. Решив утвердить свою архитектуру в качестве стандарта, она открыла техническую документацию. Теперь каждый производитель ПК мог приобрести лицензию у IBM и собирать подобные компьютеры, а производители микропроцессоров — изготавливать элементы для них.

Весной \(1983\) г. фирма IBM выпускает модель PC XT с жёстким диском, а также объявляет о создании нового поколения микропроцессоров — 80286. Новый компьютер IBM PC AT (Advanced Technologies), построенный на основе МП 80286, быстро завоевал весь мир и несколько лет оставался наиболее популярным.

Рис. \(3\) IBM PC/AT

Первые \(32\) — разрядные микропроцессоры появились на мировом рынке в \(1983-1984\) гг., но их широкое использование в высокопроизводительных ПК началось с \(1985\) г. после выпуска фирмами Intel и Motorola микропроцессоров 80386 и М68020 соответственно.

В \(1989\) г. был начат выпуск более мощного МП 80486 с быстродействием более \(50\) млн. операций в секунду.

Кроме стационарных (так называемых, настольных) ПК широкое распространение получили сегодня переносные ПК. Большую популярность приобретают планшетные компьютеры и смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

Рис. \(4\) Персональные компьютеры

Компьютер нельзя представить без программного обеспечения. Как архитектура IBM PC стала стандартом для аппаратной части ПК, так и продукция фирмы MicroSoft стала эталоном для программ. Особенно популярны её операционные системы Windows и офисные приложения MS Office.

Какие существуют типы портативных компьютеров?

Портативные
компьютеры обычно нужны руководителям
предприятий, менеджерам, учёным,
журналистам, которым приходится работать
вне офиса — дома, на презентациях или
во время командировок.

Основные разновидности
портативных компьютеров:

Рис
Laptop

Laptop
(наколенник, от lap
— колено и top
— поверх). По размерам близок к обычному
портфелю. По основным характеристикам
(быстродействие, память) примерно
соответствует настольным ПК. Сейчас
компьютеры этого типа уступают место
ещё меньшим.

Рис
Notebook

Notebook
(блокнот, записная книжка). По размерам
он ближе к книге крупного формата. Имеет
вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат.
Для связи с офисом его обычно комплектуют
модемом.
Ноутбуки зачастую снабжают приводами
CD-ROM.

Многие современные
ноутбуки включают взаимозаменяемые
блоки со стандартными разъёмами.
Такие модули предназначены для очень
разных функций. В одно и то же гнездо
можно по мере надобности вставлять
привод компакт-дисков, накопитель на
магнитных дисках, запасную батарею или
съёмный винчестер. Ноутбук устойчив
к сбоям в энергопитании.
Даже если он получает энергию от обычной
электросети, в случае какого-либо сбоя
он мгновенно переходит на питание от
аккумуляторов.

Рис
Palmtop

Рис
Персональный цифровой помощник

Palmtop
(наладонник) — самые маленькие современные
персональные компьютеры. Умещаются на
ладони. Магнитные диски в них заменяет
энергонезависимая электронная память.
Нет и накопителей на дисках — обмен
информацией с обычными компьютерами
идет линиям связи. Если Palmtop дополнить
набором деловых программ, записанных
в его постоянную память, получится
персональный
цифровой помощник
(Personal Digital
Assistant).

Вопросы для самоконтроля

1.1.
По каким признакам можно разделять
компьютеры на классы и виды?

1.2.
Как эволюционировала элементная база
компьютеров от поколения к поколению?

1.3.
В какой последовательности возникали
известные Вам языки программирования?

1.4.
Когда микрокомпьютеры стали доступны
для широкого домашнего применения?

1.5.
Можете ли Вы связать понятия «яблоко»,
«гараж» и «компьютер»?

1.6.
На основе каких технических элементов
создавались компьютеры первого поколения?

1.7.
Какую основную проблему перед
разработчиками и пользователями выдвинул
опыт эксплуатации компьютеров первого
поколения?

1.8.
Какая элементная база характерна для
второго поколения компьютеров?

1.9.
Какую функцию выполняет операционная
система в процессе работы компьютера?

1.10.
На какой элементной базе конструируются
машины третьего поколения?

1.11.
Из каких основных этапов состоит процесс
изготовления микросхем?

1.12.
Для каких поколений компьютеров
характерно широкое использование
интегральных схем?

1.13.
Какое быстродействие характерно для
машин четвёртого поколения?

1.14.
Что подразумевают под «интеллектуальностью»
компьютеров?

1.15.
Какую задачу должен решать «интеллектуальный
интерфейс» в машинах пятого поколения?

1.16.
Какими особенностями должны обладать
промышленные компьютеры?

1.17.
Что такое операторский компьютерный
интерфейс?

1.18.
По каким основным признакам можно
отличить мэйнфреймы от других современных
компьютеров?

1.19.
На какое количество пользователей
рассчитаны мэйнфреймы?

1.20.
Какие идеи лежат в основе архитектуры
суперкомпьютеров?

1.21.
На каких типах задач максимально
реализуются возможности суперкомпьютеров?

1.22.
Какие свойства и конструктивные
особенности отличают векторные
процессоры?

1.23.
Назовите основные характеристики
какого-либо суперкомпьютера.

1.24.
Что означают в переводе на русский язык
названия Laptop, Notebook, Palmtop?

1.25.
Как в Palmtop компенсируется отсутствие
накопителей на дисках?

блог обычный

Вопрсы:
1. По каким признакам можно разделять компьютеры на классы и виды?
2. Как изменялась элементная база компьютеров от поколения к поколению?(поколение — элементная база)
3. Когда микрокомпьютеры стали доступны для широкого домашнего применения?
4. Можете ли Вы связать понятия «яблоко», «гараж» и «компьютер»?
5. Какую функцию выполняет операционная система в процессе работы компьютера?
6. Какое быстродействие характерно для машин четвёртого поколения?
7. Какую задачу должен решать «интеллектуальный интерфейс» в машинах пятого поколения?
8. Какими особенностями должны обладать промышленные компьютеры?
9. По каким основным признакам можно отличить мэйнфреймы от других современных компьютеров? На какое количество пользователей рассчитаны мэйнфреймы?
10. Какие идеи лежат в основе архитектуры суперкомпьютеров? На каких типах задач максимально реализуются их возможности ?
11. Что означают в переводе на русский язык названия Laptop, Notebook, Palmtop?
12. Используя поиск в интернете, попробуй охарактеризовать каким будет следующее поколение компьютеров.

1Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются.
2изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера использования.
3 80-е годы
4
5 Операционная система — важнейшая часть программного обеспечения компьютера, предназначенная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных операций обслуживания.
6 наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в десятки мегабайт.
7 понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.
8 разработка «операторского интерфейса» — пультов управления, дисплеев, клавиатур и указательных устройств во всевозможных исполнениях.
9 Мэйнфреймы предназначены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинами. Их целесообразно применять в больших системах при наличии не менее 200 — 300 рабочих мест.
10 Супер-компьютеры используются для решения сложных и больших научных задач (метеорология, гидродинамика и т. п.), в управлении, разведке, в качестве централизованных хранилищ информации и т.д.

11 Laptop (наколенник , Notebook (блокнот, Palmtop (наладонник)
12 компьютерах пятого поколения произойдёт качественный переход от обработки данных к обработке знаний. Архитектура компьютеров будущего поколения будет содержать два основных блока. Один из них — это традиционный компьютер. Но теперь он лишён связи с пользователем. Эту связь осуществляет блок, называемый термином «интеллектуальный интерфейс». Его задача — понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Персональный компьютер — gaz.wiki

Персональный компьютер ( ПК ) является многоцелевым компьютер , размер которого, возможность и цена делает возможной для индивидуального использования. ^[1] Персональные компьютеры предназначены для эксплуатации непосредственно конечным пользователем , а не компьютерным экспертом или техником . В отличие от больших и дорогих миникомпьютеров и мэйнфреймов , разделение времени несколькими людьми одновременно не используется с персональными компьютерами.

Изображение художника настольного персонального компьютера 2000-х годов, которое включает в себя металлический корпус с вычислительными компонентами, монитор дисплея и клавиатуру (мышь не показана).

Институциональные или корпоративные владельцы компьютеров в 1960-х годах должны были писать свои собственные программы для выполнения любой полезной работы с машинами. Хотя пользователи персональных компьютеров могут разрабатывать свои собственные приложения, обычно в этих системах используется коммерческое программное обеспечение , бесплатное программное обеспечение (« бесплатное ПО »), которое чаще всего является проприетарным, или бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом , которое предоставляется в «готовом» виде. to-run », или двоичная , форма. Программное обеспечение для персональных компьютеров обычно разрабатывается и распространяется независимо от производителей оборудования или операционной системы . ^[2] Многим пользователям персональных компьютеров больше не нужно писать свои собственные программы, чтобы использовать персональный компьютер, хотя программирование для конечных пользователей все еще возможно. Это контрастирует с мобильными системами, где программное обеспечение часто доступно только через канал, поддерживаемый производителем ^[3], а разработка программ для конечных пользователей может быть затруднена из-за отсутствия поддержки со стороны производителя. ^[4]

С начала 1990-х годов операционные системы Microsoft и оборудование Intel доминировали на большей части рынка персональных компьютеров , сначала с MS-DOS, а затем с Microsoft Windows . Альтернативы операционным системам Microsoft Windows занимают меньшую долю в отрасли. К ним относятся компании Apple «s MacOS и бесплатно и с открытым исходным кодом Unix-подобных операционных систем, таких как Linux .

Появление персональных компьютеров и одновременная цифровая революция существенно повлияли на жизнь людей во всех странах.

Терминология

«ПК» — это инициализм для «персонального компьютера». IBM Personal Computer включен обозначение в названии модели, но термин эволюционировал для обозначения компьютеров любой марки. В некоторых контекстах «ПК» используется для контраста с «Mac», компьютером Apple Macintosh . ^{[5] [6] [7] [8]} Поскольку ни один из этих продуктов Apple не был мэйнфреймами или системами с разделением времени, все они были «персональными компьютерами», а не «ПК» (брендовые). В 1995 году сегмент CBS, посвященный растущей популярности ПК, сообщил: «Для многих новичков ПК означает боль и замешательство». ^[9]

История

«Мозг» [компьютер] может однажды опуститься до нашего уровня [простых людей] и помочь в наших расчетах по подоходному налогу и бухгалтерскому учету. Но это домыслы, и пока об этом нет никаких признаков.

- 
Британская газета The Star в новостной статье в июне 1949 года о компьютере EDSAC , задолго до эры персональных компьютеров. ^[10]

В истории вычислительной техники ранние экспериментальные машины могли управляться одним помощником. Например, ENIAC, который начал работать в 1946 году, мог управляться одним, хотя и хорошо обученным, человеком. ^[11] Этот режим предшествовал пакетному программированию или режимам разделения времени с несколькими пользователями, подключенными через терминалы к мэйнфреймам. Были построены компьютеры, предназначенные для лабораторных, измерительных или инженерных целей, и ими мог управлять один человек в интерактивном режиме. Примеры включают такие системы, как Bendix G15 и LGP-30 1956 года, и советские компьютеры серии МИР, разработанные с 1965 по 1969 год. ^{[ Цитата необходима ]} К началу 1970-х годов люди в академических или исследовательских учреждениях имели возможность работать в одиночку. использование компьютерной системы в интерактивном режиме в течение продолжительного времени, хотя эти системы все равно были бы слишком дорогими, чтобы принадлежать одному человеку.

Персональный компьютер стал возможным благодаря крупным достижениям в полупроводниковой технологии. В 1959 году кремния интегральная схема (ИС) был разработан Робертом Нойс в Fairchild Semiconductor , ^[12] , а металл-оксид-полупроводник (МОП) транзисторов был разработан Mohamed Atalla и Давон Канг в Bell Labs . ^[13] Микросхема МОП была коммерциализирована RCA в 1964 году, ^[14] а затем интегральная схема МОП с кремниевым затвором была разработана Федерико Фаггин в Fairchild в 1968 году. ^[15] Фаггин позже использовал технологию МОП с кремниевым затвором для разработки первый однокристальный микропроцессор , то Intel 4004 , в 1971 г. ^[16] первые микрокомпьютеров , основанные на микропроцессорах, были разработаны в течение начала 1970 — х. Широкая коммерческая доступность микропроцессоров с середины 1970-х годов сделала компьютеры достаточно дешевыми для малых предприятий и частных лиц.

В том, что позже было названо Матерью всех демонстраций , исследователь SRI Дуглас Энгельбарт в 1968 году дал предварительный обзор функций, которые позже станут основными в персональных компьютерах: электронная почта , гипертекст , обработка текста , видеоконференцсвязь и мышь . Для демонстрации потребовались сотрудники службы технической поддержки и мэйнфрейм с разделением времени, которые в то время были слишком дороги для индивидуального использования в бизнесе.

Ранние персональные компьютеры — «обычно называемые микрокомпьютерами» — часто продавались в виде комплектов и в ограниченных объемах и представляли интерес в основном для любителей и технических специалистов. Минимальное программирование выполнялось с помощью тумблеров для ввода инструкций, а вывод обеспечивался лампами на передней панели . Для практического использования требовалось добавление периферийных устройств, таких как клавиатуры, компьютерные дисплеи , дисководы и принтеры .

Micral N был первым коммерческим микрокомпьютером на базе микропроцессора Intel 8008 , не входящим в комплект . Его строили, начиная с 1972 года, было продано несколько сотен единиц. Этому предшествовал Datapoint 2200 в 1970 году, для которого был заказан Intel 8008, но не был принят для использования. Конструкция ЦП, реализованная в Datapoint 2200, стала основой архитектуры x86 ^[17], используемой в исходном IBM PC и его потомках. ^[18]

В 1973 году научный центр IBM в Лос-Гатосе разработал прототип портативного компьютера под названием SCAMP (Special Computer APL Machine Portable) на базе процессора IBM PALM с компактным кассетным приводом Philips , небольшим ЭЛТ и полнофункциональной клавиатурой. SCAMP эмулировал миникомпьютер IBM 1130 для запуска APL / 1130. ^[19] В 1973 году APL был доступен только на мэйнфреймах, а большинство микрокомпьютеров настольного размера, таких как Wang 2200 или HP 9800, предлагали только BASIC . Поскольку SCAMP был первым, кто имитировал производительность APL / 1130 на портативном однопользовательском компьютере, журнал PC Magazine в 1983 году назвал SCAMP «революционной концепцией» и «первым в мире персональным компьютером». ^{[19] [20]} Этот оригинальный однопользовательский портативный компьютер сейчас находится в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия. Успешные демонстрации прототипа SCAMP 1973 года привели к появлению портативного микрокомпьютера IBM 5100, выпущенного в 1975 году, с возможностью программирования как на APL, так и на BASIC для инженеров, аналитиков, статистиков и других лиц, решающих бизнес-задачи. В конце 1960-х годов такая машина была бы размером почти с два стола и весила бы около полтонны. ^[19]

Другой настольный портативный компьютер APL, MCM / 70 , был продемонстрирован в 1973 году и отправлен в 1974 году. Он использовал процессор Intel 8008 .

Семенной шаг в персональных компьютерах был в 1973 год Xerox Alto , разработанном в Xerox «ы Palo Alto Research Center (PARC) . У него был графический пользовательский интерфейс ( GUI ), который позже послужил источником вдохновения для Macintosh от Apple и операционной системы Windows от Microsoft . Alto был демонстрационным проектом, а не коммерческим, поскольку запчасти были слишком дорогими, чтобы быть доступными. ^[21]

Также в 1973 году Hewlett Packard представила полностью программируемые микрокомпьютеры BASIC, которые полностью помещаются на столе, включая клавиатуру, небольшой однострочный дисплей и принтер. Ван 2200 микрокомпьютер 1973 имел полноразмерную электронно — лучевой трубки (ЭЛТ) и хранение кассеты на магнитной ленте. ^[22] Обычно это были дорогие специализированные компьютеры, продаваемые для бизнеса или научных целей.

Компьютер Альтаир 8800

В 1974 году был представлен то, что многие считают первым настоящим «персональным компьютером», Altair 8800, созданный Micro Instrumentation and Telemetry Systems (MITS) . ^{[23] [24]} Основанный на 8-битном микропроцессоре Intel 8080 , ^[25] Altair широко известен как искра, положившая начало революции микрокомпьютеров ^[26] как первый коммерчески успешный персональный компьютер. ^[27] компьютер автобус предназначен для Альтаир должен был стать де — факто стандартом в виде шины S-100 , а также первый язык программирования для машины был учредительный продукт Microsoft, Altair BASIC . ^{[28] [29]}

В 1976 году Стив Джобс и Стив Возняк продали компьютерную печатную плату Apple I , которая была полностью подготовлена ​​и содержала около 30 микросхем. Компьютер Apple I отличался от других компьютеров для хобби того времени. По просьбе Пола Террелла , владельца магазина Byte Shop , Джобсу и Возняку был предоставлен их первый заказ на покупку 50 компьютеров Apple I, только если компьютеры были собраны и протестированы, а не комплектный компьютер. Террелл хотел, чтобы компьютеры продавались широкому кругу пользователей, а не только опытным любителям электроники, которые обладали навыками пайки для сборки компьютерного комплекта. Apple I сданным был еще технически комплект компьютера, так как он не имеет источника питания, корпус, или клавиатуру , когда он был доставлен в Byte Shop.

Три персональных компьютера, названные журналом Byte Magazine «троицей 1977 года» домашних компьютеров: Commodore PET, Apple II и TRS-80 Model I.

Первым успешно продаваемым на массовом рынке персональным компьютером, о котором было объявлено, был Commodore PET после того, как он был представлен в январе 1977 года. Однако он был заказан обратно и стал доступен только позже в том же году. ^[30] Три месяца спустя (апрель) был анонсирован Apple II (обычно называемый «Apple»), первые устройства были отправлены 10 июня 1977 г. ^[31], а TRS-80 от Tandy Corporation / Tandy Radio Shack. после этого в августе 1977 года было продано более 100 000 единиц за время своего существования. Вместе эти 3 машины назывались «троицей 1977 года». На массовом рынке появились готовые компьютеры, которые позволили более широкому кругу людей использовать компьютеры, уделяя больше внимания программным приложениям и меньше — разработке аппаратного обеспечения процессора.

В 1977 году компания Heath представила комплекты персональных компьютеров, известные как Heathkits , начиная с Heathkit H8 , а затем Heathkit H89 в конце 1979 года. Приобретая Heathkit H8, вы получали шасси и карту процессора для самостоятельной сборки, а также дополнительное оборудование, такое как поскольку плата памяти H8-1, содержащая 4 КБ ОЗУ, также может быть куплена для запуска программного обеспечения. Модель Heathkit h21 была выпущена в 1978 году и была одним из первых 16-битных персональных компьютеров; однако из-за высокой розничной стоимости в 1 295 долларов производство было прекращено в 1982 году. ^{[32] [33] [34]}

IBM 5150 , выпущенный в 1981 г.

8-битный
персональный компьютер PMD 85, произведенный в 1985–1990 годах компанией
Tesla в бывшей социалистической
Чехословакии.

В начале 1980-х годов домашние компьютеры получили дальнейшее развитие для домашнего использования с программным обеспечением для личной работы, программирования и игр. Как правило, они могут использоваться с телевизором, уже находящимся дома, в качестве дисплея компьютера, с блочной графикой с низкой детализацией и ограниченным цветовым диапазоном, а также с текстом шириной около 40 и высотой 25 символов. Sinclair Research , ^[35] британская компания, выпустила ZX Series-The ZX80 (1980), ZX81 (1981), и ZX Spectrum ; последний был представлен в 1982 году, и было продано 8 миллионов единиц. Следом за ним последовали Commodore 64 , всего было продано 17 миллионов единиц ^{[36] [37],} и серия Amstrad CPC (464–6128).

В том же году был представлен NEC PC-98 , очень популярный персональный компьютер, проданный тиражом более 18 миллионов единиц. ^[38] Другой знаменитый персональный компьютер, революционный Amiga 1000 , был представлен Commodore 23 июля 1985 года. Amiga 1000 отличалась многозадачностью, оконной операционной системой, цветной графикой с палитрой из 4096 цветов, стереозвуком, процессором Motorola 68000, 256 цветами. КБ ОЗУ и 3,5-дюймовый диск на 880 КБ за 1295 долларов США. ^[39]

Несколько более крупные и дорогие системы были предназначены для использования в офисах и малом бизнесе. Они часто имели текстовые дисплеи с 80 столбцами, но могли не иметь графических или звуковых возможностей. Эти микропроцессорные системы были по-прежнему менее дорогостоящими, чем мэйнфреймы с разделением времени или мини-компьютеры.

Рабочие станции характеризовались высокопроизводительными процессорами и графическими дисплеями, с локальным диском большой емкости, возможностью работы в сети и работающими под управлением многозадачной операционной системы . В конце концов, из-за влияния IBM PC на рынок персональных компьютеров, персональные и домашние компьютеры потеряли всякое техническое различие. Деловые компьютеры приобрели цветную графику и звук, а пользователи домашних компьютеров и игровых систем использовали те же процессоры и операционные системы, что и офисные работники. Компьютеры массового рынка обладали графическими возможностями и памятью, сопоставимыми с выделенными рабочими станциями нескольких лет назад. Даже локальная сеть, изначально позволяющая бизнес-компьютерам совместно использовать дорогостоящие запоминающие устройства и периферийные устройства, стала стандартной функцией персональных компьютеров, используемых дома.

Первый ПК IBM был представлен 12 августа 1981 г. ^[40]

В 1982 году журнал Time назвал «Компьютер» Машиной года . В 2010-х годах несколько компаний, таких как Hewlett-Packard и Sony, продали свои подразделения по производству ПК и ноутбуков. В результате за этот период персональный компьютер несколько раз объявлялся мертвым. ^[41]

Все более важный набор применений персональных компьютеров зависел от способности компьютера связываться с другими компьютерными системами, позволяя обмениваться информацией. Экспериментальный доступ общественности к общей компьютерной системе ЭВМ был продемонстрирован еще в 1973 году в Community Memory проекте, но доски объявления и провайдеры интернета — услуг стали более широко доступны после 1978. Коммерческих Интернета провайдеров появились в конце 1980 — х лет, давая доступ общественности к быстрорастущая сеть.

В 1991 году всемирная паутина стала общедоступной. Комбинация мощных персональных компьютеров с графикой и звуком высокого разрешения, с инфраструктурой, предоставляемой Интернетом, и стандартизация методов доступа веб-браузеров заложили основу для значительной части современной жизни, от расписания автобусов до неограниченного количества времени. распространение бесплатной порнографии в онлайн-энциклопедиях, редактируемых пользователями.

Типы

Стационарный

Рабочая станция

Sun
SPARCstation  1+ начала 1990-х с процессором
RISC 25 МГц

Рабочая станция — это высокопроизводительный персональный компьютер, предназначенный для технических, математических или научных приложений. Предназначенные в основном для использования одним человеком за раз, они обычно подключаются к локальной сети и работают под управлением многопользовательских операционных систем . Рабочие станции используются для таких задач, как автоматизированное проектирование , черчение и моделирование, требующие больших вычислительных ресурсов научные и инженерные расчеты, обработка изображений, архитектурное моделирование и компьютерная графика для анимации и визуальных эффектов кинофильмов. ^[42]

Настольный компьютер

До того, как ПК стали широко использовать, компьютер, который можно было разместить на столе, был удивительно маленьким, что привело к номенклатуре «настольных компьютеров». Еще совсем недавно это словосочетание обычно обозначает определенный стиль компьютерного корпуса . Настольные компьютеры бывают самых разных стилей: от больших вертикальных корпусов в корпусе Tower до небольших моделей, которые можно спрятать позади или поставить прямо под (и поддерживать) ЖК-мониторы .

Хотя термин «настольный компьютер» часто относится к компьютеру с вертикально выровненным корпусом компьютерной башни , эти разновидности часто располагаются на земле или под столами. Несмотря на это кажущееся противоречие, термин «рабочий стол» обычно относится к этим вертикальным корпусам в корпусе Tower, а также к горизонтально выровненным моделям, которые предназначены для того, чтобы буквально опираться на столы, и поэтому больше подходят для термина «настольные», хотя оба типа имеют право на этот ярлык «настольный компьютер» в большинстве практических ситуаций, за исключением некоторых различий в физическом расположении. Оба стиля этих компьютерных корпусов содержат системные аппаратные компоненты, такие как материнская плата, микросхема процессора и другие внутренние рабочие части. Настольные компьютеры имеют внешний монитор с экраном и внешнюю клавиатуру, которые подключаются к портам на задней стороне корпуса компьютера. Настольные компьютеры популярны для домашних и деловых компьютерных приложений, поскольку они оставляют на столе место для нескольких мониторов .

Игровой компьютер является настольным компьютером , который обычно содержит высокую производительность видеокарты , процессор и память, чтобы улучшить скорость и оперативность требовательных видеоигры . ^[43]

Универсальный компьютер (также известный как моноблочный ПК) — это настольный компьютер, в котором монитор и процессор объединены в одном устройстве. Стандартные устройства ввода — это отдельные клавиатура и мышь, а некоторые мониторы поддерживают сенсорный экран . Размер процессора и других рабочих компонентов обычно меньше по сравнению со стандартными рабочими столами, расположенными за монитором, и их конфигурация аналогична ноутбукам.

В феврале 2008 года корпорация Intel представила неттопный компьютер , отличающийся низкой стоимостью и компактной функциональностью. Они были предназначены для использования с подключением к Интернету для запуска веб- браузеров и Интернет-приложений.

Домашний кинотеатр PC (HTPC) сочетает в себе функции персонального компьютера и цифровой видеомагнитофон . Он подключается к телевизору или компьютерному дисплею соответствующего размера и часто используется в качестве средства просмотра цифровых фотографий, музыкального и видеоплеера, ТВ-приемника и цифрового видеомагнитофона. HTPC также называют системами медиацентров или медиа-серверами . Цель состоит в том, чтобы объединить многие или все компоненты домашнего кинотеатра в одну коробку. HTPC также могут подключаться к службам, предоставляющим фильмы и телешоу по запросу. HTPC можно приобрести с предварительно сконфигурированным оборудованием и программным обеспечением, необходимым для добавления телевизионных программ на ПК, или их можно собрать из компонентов.

Компьютеры с клавиатурой — это компьютеры внутри клавиатур. Примеры включают Commodore 64 , MSX , Amstrad CPC , Atari ST и ZX Spectrum .

Портативный

Потенциальная польза портативных компьютеров была очевидна уже на раннем этапе. Алан Кей описал Dynabook в 1972 году, но никакого аппаратного обеспечения разработано не было. Xerox NoteTaker был произведен в очень малой опытной партии около 1978. В 1975 году IBM 5100 может быть пригодным в транспортировочном кейсе, что делает его портативный компьютер, но он весил около 50 фунтов.

До появления IBM PC портативные компьютеры, состоящие из процессора, дисплея, дисководов и клавиатуры, в переносном корпусе в стиле чемодана, позволяли пользователям приносить компьютер домой из офиса или делать заметки в классе. Примеры включают Osborne 1 и Kaypro ; и Commodore SX-64 . Эти машины питались переменным током и имели небольшой экран с ЭЛТ. Форм-фактор должен был позволить брать эти системы на борт самолета в качестве ручной клади, хотя их высокая потребляемая мощность означала, что их нельзя было использовать в полете. Интегрированный ЭЛТ-дисплей представлял собой относительно тяжелый корпус, но эти машины были более портативными, чем их современные настольные компьютеры. Некоторые модели имели стандартные или дополнительные разъемы для подключения внешнего видеомонитора, что позволяло использовать экран большего размера или использовать с видеопроекторами.

Компьютеры формата чемодана, совместимые с IBM PC, стали доступны вскоре после появления ПК, и Compaq Portable является ведущим примером этого типа. Более поздние модели включали жесткий диск, обеспечивающий примерно такую же производительность, что и современные настольные компьютеры.

Разработка тонких плазменных дисплеев и ЖК-экранов позволила создать несколько меньший форм-фактор, названный компьютером «ланчбокс». Экран составлял одну сторону корпуса со съемной клавиатурой и одним или двумя дисководами для гибких дисков половинной высоты, установленными лицом к торцам компьютера. Некоторые варианты включали аккумулятор, позволяющий работать вдали от розеток переменного тока. ^[44]

Ноутбуки, такие как TRS-80 Model 100 и Epson HX-20, имели в плане размеры примерно такие же, как у листа бумаги для набора текста ( ANSI A или ISO A4 ). Эти машины имели клавиатуру с немного уменьшенными размерами по сравнению с настольной системой и фиксированный ЖК-дисплей, копланарный клавиатуре. Эти дисплеи обычно были небольшими, с 8–16 строками текста, иногда с длиной строки всего 40 столбцов. Однако эти машины могут продолжительное время работать от одноразовых или аккумуляторных батарей. Хотя в них обычно не входили внутренние дисковые накопители, в этот форм-фактор часто входил модем для телефонной связи и часто предусматривались внешние кассеты или дисковые накопители. Позже портативные компьютеры формата «раскладушка» с такими же небольшими размерами в плане также стали называть «ноутбуками».

Ноутбук

Портативный компьютер

Ноутбук компьютер предназначен для портативности с « грейферного » дизайн, где клавиатуры и компьютерные компоненты находятся на одной панели, шарнирно вторую панель , содержащую экран плоский дисплей. Закрытие ноутбука защищает экран и клавиатуру во время транспортировки. Ноутбуки обычно имеют перезаряжаемый аккумулятор , что повышает их портативность. Для экономии энергии, веса и пространства графические чипы портативных компьютеров во многих случаях интегрируются в ЦП или набор микросхем и используют системную оперативную память, что приводит к снижению графической производительности по сравнению с настольными компьютерами, на которых обычно установлена ​​видеокарта. По этой причине настольные компьютеры обычно предпочтительнее ноутбуков для игровых целей.

В отличие от настольных компьютеров, возможны лишь незначительные внутренние обновления (например, память и жесткий диск) из-за ограниченного пространства и доступной мощности. Ноутбуки имеют те же порты ввода и вывода, что и настольные компьютеры, для подключения к внешним дисплеям, мышам, камерам, запоминающим устройствам и клавиатурам. Ноутбуки также немного дороже по сравнению с настольными компьютерами, поскольку сами миниатюрные компоненты для ноутбуков дороги.

Ноутбук на замену настольному ПК Acer Aspire

Компьютер- заменитель настольного компьютера — это портативный компьютер, обеспечивающий все возможности настольного компьютера . Такими компьютерами в настоящее время являются большие ноутбуки. Этот класс компьютеров обычно включает в себя более мощные компоненты и больший дисплей, чем обычно бывает в портативных компьютерах меньшего размера, и может иметь ограниченную емкость батареи или вообще не иметь батареи. ^[45]

Нетбуки , также называемые мини-ноутбуками или субноутбуками , представляли собой подгруппу ноутбуков ^{[46] [47],} подходящих для общих вычислительных задач и доступа к веб-приложениям . Первоначально основной определяющей характеристикой нетбуков было отсутствие привода оптических дисков , меньший размер и более низкая производительность, чем у полноразмерных ноутбуков. К середине 2009 года нетбуки были предложены пользователям «бесплатно» с расширенным контрактом на обслуживание тарифного плана сотовой связи. ^{[48] ​​С} тех пор ультрабуки и Chromebook заполнили пробел, оставленный нетбуками. В отличие от общего названия нетбука, Ultrabook и Chromebook технически являются спецификациями Intel и Google соответственно.

Планшет

Планшетный ПК HP Compaq с вращающейся / съемной клавиатурой

В планшете используется сенсорный дисплей, которым можно управлять с помощью стилуса или пальца. Некоторые планшеты могут иметь «гибридный» или «трансформируемый» дизайн, предлагая клавиатуру, которую можно снять в качестве вложения, или экран, который можно поворачивать и складывать прямо над клавиатурой. Некоторые планшеты могут использовать операционную систему настольного ПК, например Windows или Linux, или операционную систему, разработанную в первую очередь для планшетов. Многие планшетные компьютеры имеют USB-порты, к которым можно подключить клавиатуру или мышь.

Смартфон

LG G4 , типичный смартфон

Смартфоны часто похожи на планшетные компьютеры , с той разницей, что смартфоны всегда имеют сотовую интеграцию. Как правило, они меньше планшетов и могут не иметь форм-фактора «грифель».

Ультрамобильный ПК

Ультрамобильный ПК (UMP) — это небольшой планшетный компьютер . Его разработали, в частности, Microsoft , Intel и Samsung . Текущие UMPCs обычно имеют в Windows XP, Windows Vista, Windows 7 или Linux операционной системы и низкого напряжения Intel Atom или VIA C7-M процессоров.

Карманные ПК

Карманный компьютер
O
₂

Карманный ПК — это аппаратная спецификация карманного компьютера ( персонального цифрового помощника , КПК), работающего под управлением операционной системы Microsoft Windows Mobile . Он может иметь возможность запускать альтернативную операционную систему, такую ​​как NetBSD или Linux . Карманные ПК обладают многими возможностями настольных ПК . Для карманных компьютеров, соответствующих спецификации Microsoft Pocket PC, доступно множество приложений , многие из которых являются бесплатными . Карманные ПК, совместимые с Microsoft, также могут использоваться со многими другими надстройками, такими как приемники GPS , считыватели штрих-кода, считыватели RFID и камеры.

В 2007 году с выпуском Windows Mobile 6 Microsoft отказалась от названия Pocket PC в пользу новой схемы именования: устройства без встроенного телефона называются Windows Mobile Classic вместо Pocket PC, а устройства со встроенным телефоном и сенсорным экраном называются Windows Mobile Professional. ^[49]

Карманные и карманные компьютеры

Карманные компьютеры — это миниатюрные карманные компьютеры под управлением DOS, которые впервые появились в конце 1980-х годов, как правило, в форм-факторе раскладушки с клавиатурой. Устройства на базе архитектуры, отличной от x86, часто называли карманными компьютерами, например, Psion Series 3 . Позднее Microsoft выпустила аппаратную спецификацию под названием Handheld PC , работающую под управлением операционной системы Windows CE .

Аппаратное обеспечение

В разобранном виде персонального компьютера и периферийных устройств (некоторые из которых не являются обязательными):

Компьютерное оборудование — это всеобъемлющий термин для всех физических и материальных частей компьютера, в отличие от данных, которые он содержит или с которыми работает, и программного обеспечения, которое предоставляет инструкции для аппаратного обеспечения для выполнения задач. Некоторые подсистемы персонального компьютера могут содержать процессоры, на которых выполняется фиксированная программа или встроенное ПО , например контроллер клавиатуры. Прошивка обычно не изменяется конечным пользователем персонального компьютера.

Большинство компьютеров 2010-х годов требуют, чтобы пользователи подключили только кабель питания, монитор и другие кабели. Типичный настольный компьютер состоит из корпуса компьютера (или «башни»), металлического шасси, в котором находится блок питания , материнской платы , жесткого диска и часто привода оптических дисков . В большинстве башен есть пустое пространство, куда пользователи могут добавлять дополнительные компоненты. Внешние устройства, такие как компьютерный монитор или блок визуального отображения , клавиатура и указывающее устройство ( мышь ), обычно находятся в персональном компьютере.

Материнская плата соединяет весь процессор, память и периферийные устройства вместе. RAM , видеокарта и процессор в большинстве случаев устанавливаются непосредственно на материнскую плату. Центральный процессор (микропроцессор чип) подключается к разъему CPU , в то время как модули памяти подключить в соответствующие гнезда памяти. Некоторые материнские платы имеют видеоадаптер, звук и другие периферийные устройства, интегрированные в материнскую плату, в то время как другие используют слоты расширения для видеокарт, сетевых карт или других устройств ввода- вывода. Видеокарта или звуковая карта могут использовать защитную коробку для защиты аналоговых частей от электромагнитного излучения внутри корпуса компьютера. Дисковые накопители, обеспечивающие запоминающее устройство, подключаются к материнской плате одним кабелем, а к источнику питания — другим кабелем. Обычно дисководы монтируются в том же корпусе, что и материнская плата; шасси расширения также сделаны для дополнительной дисковой памяти.

Для больших объемов данных можно использовать ленточный накопитель или дополнительные жесткие диски во внешнем корпусе. Клавиатура и мышь — это внешние устройства, подключаемые к компьютеру через разъемы на панели ввода-вывода на задней стороне корпуса компьютера. Монитор также подключается к панели ввода / вывода (I / O) либо через встроенный порт на материнской плате, либо через порт на видеокарте. Возможности аппаратного обеспечения персонального компьютера иногда можно расширить, добавив карты расширения, подключенные через шину расширения . Стандартные периферийные шины, часто используемые для добавления карт расширения в персональные компьютеры, включают PCI , PCI Express (PCIe) и AGP (высокоскоростная шина PCI, предназначенная для графических адаптеров, встречающаяся в старых компьютерах). Большинство современных персональных компьютеров имеют несколько физических слотов расширения PCI Express, а некоторые также имеют слоты PCI.

Периферийное является «устройство , подключенное к компьютеру для обеспечения связи (например, вход и выход) или вспомогательных функций (например, дополнительного хранения)». ^[50] Периферийные устройства обычно подключаются к компьютеру через USB-порты или входы, расположенные на панели ввода-вывода. Флэш-накопители USB обеспечивают портативное хранилище с использованием флэш-памяти, что позволяет пользователям получать доступ к файлам, хранящимся на накопителе, на любом компьютере. Карты памяти также обеспечивают портативное хранилище для пользователей, обычно используемое в другой электронике, такой как мобильные телефоны и цифровые камеры, информация, хранящаяся на этих картах, может быть доступна с помощью устройства чтения карт памяти для передачи данных между устройствами. Веб-камеры, которые либо встроены в компьютерное оборудование, либо подключены через USB, представляют собой видеокамеры, которые записывают видео в реальном времени для сохранения на компьютер или для потоковой передачи в другом месте через Интернет. Игровые контроллеры могут быть подключены через USB и могут использоваться в качестве устройства ввода для видеоигр в качестве альтернативы использованию клавиатуры и мыши. Наушники и динамики могут быть подключены через USB или через вспомогательный порт (находится на панели ввода-вывода) и позволяют пользователям слушать аудио, доступное на их компьютере; однако для работы динамиков может также потребоваться дополнительный источник питания. Микрофоны могут быть подключены через порт аудиовхода на панели ввода-вывода и позволяют компьютеру преобразовывать звук в электрический сигнал, который будет использоваться или передаваться компьютером.

Программное обеспечение

Компьютерное программное обеспечение — это любая компьютерная программа , процедура или документация, которая выполняет какую-либо задачу в компьютерной системе. ^[51] Термин включает прикладное программное обеспечение, такое как текстовые процессоры, которые выполняют продуктивные задачи для пользователей, системное программное обеспечение, такое как операционные системы, которые взаимодействуют с компьютерным оборудованием для предоставления необходимых услуг для прикладного программного обеспечения, и промежуточное программное обеспечение, которое контролирует и координирует распределенные системы .

Программные приложения широко используются для обработки текстов , просмотра веб- страниц, отправки факсов через Интернет , электронной почты и других цифровых сообщений, воспроизведения мультимедиа , компьютерных игр и компьютерного программирования . Пользователь может иметь значительные познания в операционной среде и прикладных программах, но не обязательно интересуется программированием или даже может писать программы для компьютера. Поэтому большая часть программного обеспечения, написанного в первую очередь для персональных компьютеров, имеет тенденцию проектироваться с учетом простоты использования или « удобства для пользователя ». Однако индустрия программного обеспечения постоянно предоставляет широкий спектр новых продуктов для использования в персональных компьютерах, ориентированных как на опытных, так и на обычных пользователей.

Операционная система

Операционная система (ОС) управляет компьютерными ресурсами и предоставляет программистам интерфейс, используемый для доступа к этим ресурсам. Операционная система обрабатывает системные данные и вводимые пользователем данные и реагирует, выделяя и управляя задачами и внутренними системными ресурсами как услугу для пользователей и программ системы. Операционная система выполняет основные задачи, такие как управление и выделение памяти , приоритезация системных запросов, управление устройствами ввода и вывода , упрощение компьютерных сетей и управление файлами.

Распространенными современными настольными операционными системами являются Microsoft Windows , macOS , Linux , Solaris и FreeBSD . У Windows, macOS и Linux есть серверные и персональные варианты. За исключением Microsoft Windows, дизайн каждого из них был вдохновлен операционной системой Unix или непосредственно унаследован от нее .

Ранние персональные компьютеры использовали операционные системы, которые поддерживали взаимодействие с командной строкой , используя буквенно-цифровой дисплей и клавиатуру. Пользователь должен был запомнить большой набор команд, например, чтобы открыть файл для редактирования или переместить текст из одного места в другое. Начиная с начала 1960-х годов начали изучаться преимущества графического пользовательского интерфейса , но широкое распространение потребовало более дешевого оборудования для графического отображения. К 1984 г. стали доступны массовые компьютерные системы, использующие графические пользовательские интерфейсы; К началу 21 века операционные системы с текстовым режимом перестали составлять значительную часть рынка персональных компьютеров. ^[52]

Приложения

Обычно пользователь компьютера использует прикладное программное обеспечение для выполнения определенной задачи. ^[53] Системное программное обеспечение поддерживает приложения ^[53] и предоставляет общие услуги, такие как управление памятью, сетевое соединение и драйверы устройств, все из которых могут использоваться приложениями, но не представляют прямого интереса для конечного пользователя. Упрощенная аналогия в мире оборудования — это связь между электрической лампочкой (приложением) и электростанцией (системой): ^[54] электростанция просто вырабатывает электричество, а сама по себе не имеет никакого реального использования, пока не будет использована. в такое приложение, как электрический свет, которое выполняет услугу, приносящую пользу пользователю.

Типичными примерами программных приложений являются текстовые процессоры , электронные таблицы и медиаплееры . Несколько приложений, объединенных в один пакет, иногда называют набором приложений . Microsoft Office и LibreOffice , ^[55] , который связывайте вместе текстовый процессор, электронную таблицу, и несколько других дискретных приложений, являются типичными примерами. ^[56] Отдельные приложения в комплекте обычно имеют пользовательский интерфейс, который имеет некоторую общность, что упрощает пользователю изучение и использование каждого приложения. Часто они могут иметь некоторую способность взаимодействовать друг с другом способами, выгодными для пользователя; например, электронную таблицу можно встроить в документ текстового процессора, даже если она была создана в отдельном приложении для работы с электронными таблицами.

Разработка для конечных пользователей адаптирует системы к конкретным потребностям пользователя. Программное обеспечение, написанное пользователем, включает шаблоны электронных таблиц, макросы текстового процессора, научные симуляции, графические и анимационные сценарии; даже фильтры электронной почты — это своего рода пользовательское программное обеспечение. Пользователи сами создают это программное обеспечение и часто забывают, насколько оно важно.

Игры

Компьютерные игры популярны на рынке высокопроизводительных ПК. Согласно анализу рынка, проведенному Newzoo в апреле 2018 года , компьютерные игры уступают как консольным, так и мобильным играм с точки зрения доли рынка, составляя 24% от всего рынка. Рынок компьютерных игр все еще продолжает расти и, как ожидается, принесет 32,3 миллиарда долларов дохода в 2021 году. ^[57] Компьютерные игры находятся на переднем крае конкурентных игр, известных как киберспорт , с такими играми, как Overwatch и Counter-Strike: Global Offensive возглавляет отрасль, выручка которой в 2019 году, как предполагается, превысит триллион долларов ^[58].

Продажи

Доля рынка

Количество персональных компьютеров во всем мире в миллионах различается в развитых и развивающихся странах

В 2001 году было поставлено 125 миллионов персональных компьютеров по сравнению с 48 000 в 1977 году. ^{[59] В} 2002 году использовалось более 500 миллионов персональных компьютеров, и с середины 1970-х годов до этого времени во всем мире было продано один миллиард персональных компьютеров. Из последнего числа 75% были профессиональными или связанными с работой, а остальные были проданы для личного или домашнего использования. Около 81,5% отгруженных персональных компьютеров составили настольные компьютеры , 16,4% ноутбуки и 2,1% серверы . Соединенные Штаты получили 38,8% (394 миллиона) отгруженных компьютеров, Европа — 25% и 11,7% — пришлось на Азиатско-Тихоокеанский регион, самый быстрорастущий рынок по состоянию на 2002 год. Второй миллиард должен был быть продан к 2008 году. . ^[60] Почти половина всех семей в Западной Европе имели персональный компьютер и компьютер может быть найден в 40% домов в Великобритании, по сравнению с 13% в 1985 году ^[61]

Глобальная персональные компьютеры поставка была 350,9 миллионов единиц в 2010 год ^[62] 308.3 миллионов единиц в 2009 году ^[63] и 302,2 млн единиц в 2008 году ^{[64] [65]} Поставки были 264 миллионов единиц в 2007 году, в соответствии с ISuppli , ^[66] увеличившись на 11,2% с 239 миллионов в 2006 году. ^[67] В 2004 году глобальные поставки составили 183 миллиона единиц, что на 11,6% больше, чем в 2003 году. ^[68] В 2003 году было отгружено 152,6 миллиона компьютеров по оценочной стоимости. 175 миллиардов долларов. ^[69] В 2002 году было отгружено 136,7 миллиона компьютеров на сумму 175 миллиардов долларов. ^[69] В 2000 году было поставлено 140,2 миллиона персональных компьютеров на сумму 226 миллиардов долларов. ^[69] Мировые поставки персональных компьютеров превысили 100-миллионную отметку в 1999 году, увеличившись до 113,5 миллионов единиц с 93,3 миллионов единиц в 1998 году. ^[70] В 1999 году в Азию было отправлено 14,1 миллиона единиц. ^[71]

По состоянию на июнь 2008 года количество персональных компьютеров, используемых во всем мире, достигло одного миллиарда ^{[72], в} то время как ожидается, что к 2014 году будет достигнут еще один миллиард. На зрелые рынки, такие как США, Западная Европа и Япония, приходилось 58% всех установленных во всем мире компьютеров. ПК. На развивающихся рынках должны были удвоить свои установленные ПК к 2012 году и принять 70% второй миллиард компьютеров. Около 180 миллионов компьютеров (16% от существующей установленной базы) должны были быть заменены и 35 миллионов будут отправлены на свалки в 2008 году. Общая установленная база росла на 12% ежегодно. ^{[73] [74]}

Согласно данным International Data Corporation (IDC) за второй квартал 2011 года, Китай впервые превзошел США по поставкам ПК на 18,5 млн и 17,7 млн ​​соответственно. Эта тенденция отражает рост развивающихся рынков, а также относительную стагнацию зрелых регионов.

В развитом мире сложилась традиция поставщиков продолжать добавлять функции для поддержания высоких цен на персональные компьютеры. Однако с появлением фонда « Один ноутбук на ребенка» и его недорогого ноутбука XO-1 компьютерная индустрия тоже начала гоняться за ценой. Несмотря на то, что они были представлены только годом ранее, в 2008 году было продано 14 миллионов нетбуков . ^[75] Помимо обычных производителей компьютеров, возникли компании, выпускающие особо защищенные версии компьютеров, предлагающие альтернативы для людей, эксплуатирующих свои машины в экстремальных погодных условиях или окружающей среде. ^[76]

В 2011 году консалтинговая фирма Deloitte предсказывала, что смартфоны и планшетные компьютеры в качестве вычислительных устройств превзойдут продажи ПК ^[77] (как это происходило с 2012 года). По состоянию на 2013 год мировые продажи ПК начали падать, поскольку многие потребители перешли на планшеты и смартфоны. Продажи в размере 90,3 миллиона единиц в 4 квартале 2012 года представляют собой снижение на 4,9% по сравнению с продажами в 4 квартале 2011 года. ^[78] Согласно данным IDC, в первом квартале 2013 года мировые продажи ПК резко упали. Снижение на 14% по сравнению с прошлым годом было самым большим за всю историю наблюдений с момента начала отслеживания компанией в 1994 году и вдвое больше, чем ожидали аналитики. ^{[79] [80]} Снижение поставок ПК во втором квартале 2013 года ознаменовало падение продаж пятый квартал подряд. ^[81] «Это ужасная новость для ПК», — заметил аналитик. «Сейчас все дело в мобильных вычислениях. Мы определенно достигли переломного момента». ^[79] Данные Gartner показали аналогичное снижение за тот же период времени. ^[79] Китайская группа Lenovo нарушила общую тенденцию, поскольку высокие продажи впервые покупателям из развивающихся стран позволили компании в целом остаться на прежнем уровне. ^[79] Windows 8 , которая была разработана, чтобы быть похожей на программное обеспечение планшетов / смартфонов, была названа фактором, способствующим снижению продаж новых ПК. «К сожалению, кажется очевидным, что запуск Windows 8 не только не дал положительного толчка рынку ПК, но и, похоже, замедлил рынок», — сказал вице-президент IDC Боб О’Доннелл. ^[80]

В августе 2013 года Credit Suisse опубликовал результаты исследования, согласно которому около 75% доли операционной прибыли в индустрии ПК приходится на Microsoft (операционная система) и Intel (полупроводники). ^[82] По данным IDC, в 2013 году поставки ПК упали на 9,8%, что стало самым большим падением за всю историю в соответствии с тенденциями потребителей использовать мобильные устройства. ^[83]

Во втором квартале 2018 года продажи ПК выросли впервые с первого квартала 2012 года. По данным исследовательской компании Gartner, рост пришелся в основном на бизнес-рынок, тогда как на потребительском рынке наблюдался спад. ^[84]

Средняя цена продажи

Продажные цены на персональные компьютеры неуклонно снижались из-за снижения затрат на производство и изготовление, в то время как возможности компьютеров увеличивались. В 1975 году комплект Altair продавался всего за 400 долларов США, но потребовал от клиентов пайки компонентов в печатные платы; периферийные устройства, необходимые для взаимодействия с системой в буквенно-цифровой форме вместо мигающих огней, добавили бы еще 2000 долларов, и полученная система была полезна только любителям. ^[85]

Когда они были представлены в 1981 году, цена Osborne 1 и его конкурента Kaypro составляла 1795 долларов США, что считалось привлекательной ценой; в этих системах были только текстовые дисплеи и только дискеты для хранения. К 1982 году Майкл Делл заметил, что система персональных компьютеров, продаваемая в розницу по цене около 3000 долларов США, была сделана из компонентов, которые стоили дилеру около 600 долларов; типичная валовая прибыль на компьютерное устройство составляла около 1000 долларов. ^[86] Общая стоимость покупок персональных компьютеров в США в 1983 году составила около 4 миллиардов долларов, что сопоставимо с общим объемом продаж кормов для домашних животных . К концу 1998 года средняя цена продажи персональных компьютерных систем в США упала ниже 1000 долларов. ^[87]

Для систем Microsoft Windows средняя продажная цена (ASP) в 2008/2009 году снизилась, возможно, из-за недорогих нетбуков: в августе 2008 года в рознице в США было потрачено 569 долларов США для настольных компьютеров и 689 долларов США для ноутбуков. упала до 533 долларов для настольных компьютеров и до 602 долларов для ноутбуков к январю и до 540 и 560 долларов в феврале. ^[88] По данным исследовательской компании NPD , средняя цена продажи всех портативных ПК с Windows упала с 659 долларов в октябре 2008 года до 519 долларов в октябре 2009 года. ^[89]

Воздействие на окружающую среду

Внешние затраты, связанные с воздействием на окружающую среду, не полностью включаются в продажную цену персональных компьютеров. ^[90]

По данным Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, персональные компьютеры стали основным источником 50 миллионов тонн выбрасываемых электронных отходов, образующихся ежегодно . Для решения проблемы электронных отходов, затрагивающей развивающиеся страны и окружающую среду, в различных странах и штатах были приняты законы о расширенной ответственности производителей (РОП) . ^[91] В связи с отсутствием всеобъемлющего национального законодательства или нормативных актов по экспорту и импорту электронных отходов Коалиция по токсичным веществам Кремниевой долины и BAN (Basel Action Network) объединились с переработчиками электроники в США и Канаде для создания программы электронного стюарда. для упорядоченной утилизации электронных отходов. Некоторые организации выступают против регулирования РОП и заявляют, что производители естественным образом стремятся к сокращению использования материалов и энергии.
Нэш, Дженнифер; Боссо, Кристофер (2013). «Расширенная ответственность производителя в США: впереди всех?» (PDF) . Журнал промышленной экологии . 17 (2 — РПП – 2013–04): 175–185. DOI : 10.1111 / j.1530-9290.2012.00572.x . S2CID  154297251 . Проверено 23 августа 2014 года .

дальнейшее чтение

• Случайные империи: как мальчики из Кремниевой долины зарабатывают свои миллионы, борются с иностранными конкурентами и все еще не могут назначить свидание , Роберт X.
  ISBN  0-201-57032-7
• Журнал PC , Vol. 2, No. 6, ноябрь 1983 г., «SCAMP: Недостающее звено в прошлом ПК?»

Внешние ссылки

Самый первый компьютер в мире: кто создал, характеристики, фото

Техника и гаджеты

01.06.2019698

Компьютерная эра началась относительно недавно. Многие современные пользователи иногда думают о том, почему ноутбук не подключается к Wi-Fi или чем аутентификация отличается от авторизации. Создатели первых в мире компьютеров подобных проблем и представить себе не могли. Кто же изобрел ПК и когда это произошло?

Когда появился компьютер?

Точное время изобретения компьютеров определить очень трудно. Их предшественники — механические вычислительные машины, например счеты, были придуманы человеком задолго до нашей эры. Однако сам термин «компьютер» намного моложе и появился только в XX веке.

Наряду с машинами с перфокартами IBM 601 (1935) важную роль в истории развития компьютерной техники сыграли первые изобретения немецкого ученого Конрада Цузе. На сегодняшний день многие считают, что есть несколько первых компьютеров, изобретенных примерно в одно время.

Как выглядел первый компьютер — фото

Вычислительная техника была громоздкой. Например, на фотографии первого аналогового компьютера представлены лишь несколько его секций.

Механическая машина Конрада Цузе тоже не отличалась компактностью.

ЭНИАК, разработанный под руководством Неймана, занимал несколько комнат и весил более 20 тонн.

1936: Конрад Цузе (Konrad Zuse) и Z1

Модель вычислительной машины Z1 в Немецком техническом музее Берлина
В 1936 году Конрад Цузе начал разрабатывать первый программируемый калькулятор, работа над которым была завершена в 1938 году. Z1 был первым компьютером с двоичным кодом и работал с перфолентой. Но к сожалению, механические части калькулятора были очень ненадежны. Реплика Z1 находится в Музее технологий в Берлине.

Каким был самый первый компьютер?

ENIAC занимал площадь 200 м2, а его вес достигал 27 тонн. Он потреблял примерно 174 кВт и производил до 5 тыс. операций сложения в секунду. Компьютер имел десятичную систему исчисления и работал на частоте 0,1 МГц, что на сегодняшний день считается изрядно низким показателем. Чтобы достичь данной работоспособности в создании первого компьютера были задействованыболее

• 70 000 отдельных резисторов;
• около 10 000 конденсаторов;
• 1500 реле;
• 6000 переключателей.

Помимо этого, ENIAC включал 20 слотов памяти и 17000 ламп и 7000 диодов, поломка последних приводила сразу же к поломке полностью всей системы.

Кроме всего выше сказанного устройство при работе издавало сильнейший гул, а также очень нагревалось. Поэтому выполняя большой объем работ, оно не могло работать более 20 часов. Из-за огромных размеров обслуживание компьютера требовало большого штата сотрудников, а процесс вычисления забирал неимоверное количество электроэнергии. Спустя время ЭВМ усовершенствовали и значительно упростили. В конце войны в 1945 году, когда необходимость в артиллерийских таблицах отпала, ENIAC стали применять при создании оружия и даже прогноза погоды. В конечном итоге на разработку первого компьютера США было затрачено примерно 486 тысяч долларов, но в то время эти затраты вполне себя оправдали.

1956-1980 годы: системы обработки данных 2-5 поколений

Programma 101
В эти годы были разработаны языки программирования более высокого уровня, а также принципы работы виртуальной памяти, появились первые совместимые компьютеры, базы данных и многопроцессорные системы. Первый в мире свободно программируемый настольный компьютер был создан компанией Olivetti. В 1965 году стала доступна для покупки электронная машина Programma 101 стоимостью 3200 долларов.

Конрад Цузе: мечтатель, создавший первый компьютер

Вторая мировая война дала мощный толчок развитию техники и науки. Военно-промышленный комплекс всегда собирал огромные человеческие, денежные и другие ресурсы. И нацисты в своей одержимости к мировому господству, особенно рьяно трудились над изобретениями и научно-техническими инновациями. Тем ни менее история создания первого программирующего компьютера началась еще до войны, с обычного желания одного немецкого архитектора упростить себе жизнь.

Конрад Цузе (1910-1995 г.г.)

Немецкий инженер и изобретатель первого в мире работающего программируемого компьютера Конрад Цузе попал в мир информационных технологий практически случайно. Будущий изобретатель был наделен неплохими способностями к изобразительному искусству, а также любил строительство и конструирование. Поэтому он поступил в Берлинский Технический Университет на факультет архитектуры и гражданского строительства (1930-1935), где увлекся математикой и физикой. Во время обучения, изучая строительство зданий и дорог, Цузе столкнулся с серьезной проблемой. Этот тип конструкций требовал решения огромных систем линейных уравнений, которые было очень трудно просчитать с помощью логарифмической линейки или даже механического калькулятора того времени. Как вспоминал Цузе:
«Я был студентом в гражданской инженерии в Берлине. Берлин — это красивый город, открывающий перед молодым человеком множество возможностей приятно провести время, например, с хорошенькой девушкой. Но вместо этого мы вынуждены были выполнять громадные и ужасные расчеты».
Для подобных просчетов инженеры использовали особые таблицы, куда записывали формулы выполнения основных операций в двоичной системе счисления. Именно тогда у Цузе возникла идея автоматизировать этот процесс применив несложное вычислительное устройство. Говоря иными словами — изобрести первую программируемую двоичную вычислительную машину.

(фото двоичной программируемой вычислительной машины Z1)

Через тернии к звездам

В 1936 году Цузе завершил логический план для своего первого компьютера V1 (от немецкого Versuchsmodell-1, то есть «опытная модель»). На самом деле названия всех машины должны были начинаться с V (от V1 до V4), но после Второй мировой войны он изменил имена на Z1-Z4 (начальная буква фамилии изобретателя), чтобы избежать неприятных ассоциаций с V1-V4 военных ракет.

(набросок плана)

Цузе не имел опыта в области электроники, не обладал достаточными знаниями в области механики и конечно же, не мог знать принципы работы других вычислительных устройств. Но эти обстоятельства его не смущали. Молодой изобретатель незамедлительно начал реализацию своей идеи. С помощью знакомых он собрали небольшую сумму денег для исследования и вместе с несколькими друзьями приступил к работе. Процесс разработки и сборки происходил в берлинской квартире его родителей — домашняя гостиная превратилась в настоящую мастерскую. Никаких специально оборудованных лабораторий, никакой помощи от правительства, министерств или университетов. Конрад делал все сам, создавая свой компьютер практически из ничего. С другой стороны, возможно именно это обстоятельство дало ему преимущество, так как он смог иначе посмотреть на вопросы машинной арифметики и найти новый подход к решению определенных задач. Позже изобретатель писал, что в силу неосведомленности он не был ограничен в поисках системы, наилучшей для автоматических вычислений. Попробовав десятичную систему, Цузе остановился на двоичной.

(Цузе в процессе работы)

Существовавшие на то время вычислительные механизмы были построены с использованием вращающихся элементов и оперировали значениями в десятичной системе счисления. Особенностью Z1 было то, что она занималась обработкой чисел в двоичной системе и для переключения использовались не реле, а металлические пластины. Надо заметить, что эти пластины вырезались Цузе и его друзьями вручную, обычным лобзиком (2000 штук!). Пластины перемещались в строго определенном направлении. Смещенные пластины, указывающие значения вычисляемых величин и математические операции, перемещали ряд других пластин, изменяющих регистр двоичных чисел и сохраняющих промежуточный результат. Полученные данные позволяли производить другие преобразования. Собственно задаваемый оператором несложный последовательный алгоритм вычислений и был прототипом современной компьютерной программы. Примечательной особенностью первого компьютера была клавиатура для ввода данных с мигающими лампочками для указания результатов.

Работа над изобретением заняла более двух лет. В 1938 году машина Z1 увидела свет. Она была огромной, состояла из 20 000 частей. Электрический двигатель мощностью 1 кВт. обеспечивал тактовую частоту одного Герца (один цикл в секунду).

Основные характеристики Z1

Реализация:

тонкие металлические пластины
Частота:
1 Гц
Вычислительный блок:
обработка чисел с плавающей запятой
Средняя скорость расчета:
умножение — 10 секунд, сложение — 5 секунд
Ввод данных:
клавиатура, устройство считывания с перфоленты
Вывод данных:
ламповая панель (десятичное представление)
Память:
64 слова по 22 бита
Вес:
около 1000 кг

Первое устройство Цузе не имело способности «сохранять программу». Также отсутствовала команда условного перехода. Но стоит ли желать большего от машины, построенной из металлических пластин и имеющей 64 слова памяти? К тому же Цузе сам разрабатывал теоретические основы для своих компьютеров. Он был знаком с двоичной цифровой системой Лейбница. Но не имел понятия о алгебре Джорджа Буля. Он должен был изучать математическую логику многих выдающихся ученых, чтобы разработать свою собственную систему, назвав обозначения «Условные комбинаторные» (Bedingungskombinatorik).

(рабочая гостиная)

Механическое устройство Цуза имело великую научную ценность, доказывая возможность создания программных вычислительных машин, работающих с двоичным кодом. А вот надежность машины оставляла желать лучшего. Устройство постоянно ломалось из-за плохого качества комплектации. При работе процессора с памятью возникала проблема в синхронизации, требуемой для предотвращения чрезмерной механической нагрузки на подвижные части. Но архитектура изобретения казалась вполне удачной и побудила Цузе рассмотреть другие виды технологий.

На дальнейшую работу над машиной сильно повлиял друг Цузе, инженер-электронщик Гельмут Шреер. Он по достоинству оценил разработку и предложил ее усовершенствовать, заменив пластины на электровакуумные лампы. И при создании новой модели сохранить в ней логические принципы предыдущей, позволяющие операторам производить математические операции с десятичными числами.

В 1938 году Цузе и Шреер выступили с демонстрацией электронных схем в Берлинском Университете, подробно рассказывая про построение электронного компьютера. Но стоило им упомянуть, что такое устройство потребует около 2000 радиоламп и несколько тысяч ламп накаливания, как их едва не высмеяли. Университетские ученые классифицировали затею, как фантазию двух мечтателей. Дело в том, что крупнейшие электронные устройства того времени состояли всего лишь из нескольких сотен электронных ламп. Но критика профессоров не повлияла на решение друзей выполнить задуманное и собрать новую модель.

(друзья-ученые Цузе и Шреер)

Пытаясь найти финансирование Цузе попытался заключить контракт с бывшим производителем механических калькуляторов Куртом Паннке. На что получил вежливый отказ. Паннке выразил уверенность в том, что в области вычислительных машин уже изобрели все возможное. Тем не менее, бывший производитель калькуляторов согласился посетить мастерскую Цузе и был так впечатлен его работой, что решил дать изобретателю семь тысяч рейхсмарок.

Стремление к совершенству

Начало второй мировой войны положило конец совместным исследованиям, Цузе призвали в нацистскую армию. Там он провел менее полугода. Благодаря ходатайству влиятельных инженеров и ученых в 1940 году Цузе демобилизовался в Берлин, где стал членом гитлеровской научной элиты.

Работа над созданием релейной электронной вычислительной машины возобновилась. Шреер снова предложил свои услуги. Ученые обратились за финансовой поддержкой к военному руководству, предлагая разработать современное устройство для военно-воздушных сил Германии. Такая машина могла быстро обрабатывать сложные расчеты, повышая тем самым эффективность тактической авиации. По предварительной оценке ученых на изобретение подобного аппарата потребовалось бы около двух лет. Но военные ответили отказом. Руководство вермахта было убеждено, что за такой срок нацистская Германия уже достигнет мирового господства.

Не теряя надежды, ученые обратились к директорам берлинского авиационного , производившего тактические бомбардировщики. И наконец-то получили одобрение, руководство завода ухватилось за возможность использовать в процессе создания военной техники компьютерные технологии. Цузе был предоставлен специальный отдел с лучшими инженерами-электрониками компании. И уже в конце 1940 года Z2 была введена в эксплуатацию. Новый компьютер был оснащен цифровым процессором на основе реле и электровакуумных ламп. Он автоматически высчитывал ряд параметров геометрии стабилизаторов авиационных бомб, преобразовывал их аналоговое значение в двоичную систему счисления, вычисляя необходимые данные по заранее введенным оператором формулам и выдавал готовый результат в виде десятичных чисел. Результаты отправлялись сразу в производственный цех.

В том же году Цузе начал разработку Z3 — машины полностью построенной на реле, но с логической структурой от Z1 и Z2. Она была готова к эксплуатации в 1941 г., за 4 года до разработки американских ученых — электронного цифрового компьютера ENIAC.

Программируемая вычислительная машина Z3 и была создана на базе электронных реле (600 для арифметического устройства, 1400 для памяти и 400 для блока управления). Во всех других аспектах она напоминала Z1 и Z2: двоичная система исчисления, числа с плавающей запятой, арифметическое устройство с двумя 22-разрядными регистрами, управление через 8 канальные ленты (т.е. команда состоит из 8 битов). Каждое из слов могло быть помещено в память компьютера за один тактовый цикл. Общий общем памяти достигал 64 слов по 22 бита. Именно этой машиной был впервые применен современный принцип адресного распределения памяти, когда каждое 22-разрядное слово можно поместить в память или извлечь из нее командами PRz и PSz (z — соответствующий регистр оперативного запоминающего устройства с адресами от 1 до 64). Арифметический модуль компьютера составляли параллельные сумматоры, которые применялись для обработки логарифмических выражений и чисел с плавающей запятой.

Цузе разработал свой набор инструкций, который включал около десяти основных и нескольких десятков дополнительных команд. Это был самый настоящий язык программирования использовавшийся для задания сложных алгоритмов вычислений. Так что Цузе приписывают еще и создание первого языка программирования высокого уровня — Планкалкюль (на немецком Plankalkül — «исчисление планов»). Его характерными особенностями были: свободная переносимость (независимость от архитектуры и набора команд машины), операторы условия (кроме ELSE), циклы, подпрограммы, отсутствие рекурсии, работа с массивами и подмассивами, а также сложный синтаксис

В декабре 1941 года Z3 был введен в эксплуатацию и тут же взят на вооружение производителями военных самолетов. Именно с помощью Z3 обсчитывались аэродинамические и баллистические характеристики первых немецких крылатых ракет.

После успешного внедрения в военную промышленность Z3, Цузе заключил контракт с Научно-исследовательским управлением ВВС Германии (DIV) на проектирование электрической вычислительной машины нового поколения.

(Цузе на фоне Z3)

Долгожданный Z4

Новая модель была очень похожа на Z3, включая в себя все усовершенствованные разработки Цузе. Этот компьютер включал элементы: 2500 реле, 21 ступенчатое реле. Он обладал уже 1024 регистрами памяти для хранения 22-битных слов. Благодаря более мощному процессору повысилась скорость выполнения преобразования двоичных чисел. Z4 имел устройство для подготовки программы. Также он умел избегать исчисления неверных результатов. Потребляемая мощность машины составляла 4 кВт.

Создание нового компьютера заняло три года и к декабрю 1944 проект подходил к завершению. Работая над Z4, изобретатель ставил главной целью построить прототип машины, которая в дальнейшем сможет производится тысячами. Но отсутствие нужных материалов и сложная ситуация в стране (разгар военных действий), сделали эту задачу практически невыполнимой. Во время одного из налетов авиации на Берлин первый экземпляр Z3 был полностью разрушен, а когда в мае 1945 года в столицу Германии вошла советская армия, Цузе был вынужден бежать вместе с семьей в Баварию. С собой он конечно же прихватил уже собранный компьютер Z4. В Баварских Альпах он спрятал машину до более спокойных времен.

Основные характеристики Z4

Реализация:

Реле, память — металлические пластины
Частота:
30 Гц
Вычислительный блок:
обработка чисел с плавающей запятой, длина машинного слова — 32 бита
Средняя скорость расчета:
0,4 секунды для сложения, 0,3 секунды для умножения
Средняя скорость вычислений:
11 операций умножения в секунду
Ввод данных:
десятичная клавиатура, устройство считывания с перфоленты
Вывод данных:
печатная машинка марки «Mercedes»
Память:
64 слова по 22 бита
Вес:
около 1000 кг

(компьютер Z4)

В 1948 году Цузе связался с профессором Эдуардом Штифелем, который признал Z4 пригодным для научных расчетов. Несмотря на немного старомодный технологии машины, Штифель был впечатлен простотой программирования и мощностью арифметического устройства с его способностью обработки исключений.

Ободренный успехом, Цузе создал собственную фирму Zuse KG. По сути, это была первая в мире коммерческая компания, занимающаяся исключительно развитием и производством компьютерных технологий для авиации и оптической промышленности, университетских лабораторий. Компания наладила выпуск коммерческих компьютеров, популярных в Германии 50-х годов (Z5, Z11, Z22 и Z23). Фирма Цузе создала первый компьютер с памятью на магнитных носителях Z22.

(компьютер с памятью на магнитных носителях Z22)

Несмотря на инженерный талант и усердие, Цузе отставал от своих американских конкурентов. Послевоенная Германия была не самым подходящим местом для инноваций в электронное будущее. Все средства правительства шли на восстановление страны. Да и у Цузе не было инфраструктуры, необходимой для дальнейших разработок. Он не мог вовремя узнавать о новых приборах и программах.

И уже в 60-х годах рынок Европы активно заполнили американские электронно-вычислительные машины, которые постепенно вытеснили компьютеры Цузе. В 1962 году фирма была продана , а в последствии вошла в состав корпорации «Siemens».

Конрад Цузе называл себя аполитичным человеком. Делом всей своей жизни он считал развитие компьютерных технологий в Германии и сожалел, что так и не осуществил свою мечту — создать переносной персональный компьютер для деловых людей. В этом его опередили американские разработчики. После продажи компании он занялся своим давним увлечением — живописью. И даже написал несколько портретов известных людей в мире компьютерных технологий. Одним из них был Билл Гейтс, с которым Вузе познакомился на выставке.

(Цузе за вторым своим любимым занятием)

Конрад Цузе умер в 1995 году в городе в Хюхнфельд (Германия), дожив до восьмидесяти пяти лет.

Оригиналы Z1, Z2 и Z3 не сохранились до наших дней, они были разрушены во время бомбардировок Берлина в 1945 году. Зато Цузе удалось спасти компьютер Z4, который находится на родине изобретателя в Техническом музее Берлина.

Калифорнийский Музей истории компьютеров в Маунтин-Вью посмертно включил в свой состав Конрада Цузе, как выдающегося изобретателя первого полностью автоматизированного компьютера с программным управлением.

1970-1974: Компьютерная революция

Xerox Alto
Микропроцессоры стали дешевле, и в течение этого периода времени на рынок было выпущено достаточно много компьютерной техники. Ведущую роль здесь сыграли, прежде всего, компании Intel и Fairchild. В эти годы Intel создал, первый микрокомпьютер: 15 ноября 1971 года был представлен 4-битный процессор Intel 4004. В 1973 году вышел Xerox Alto — первый компьютер с графическим пользовательским интерфейсом (монитором), мышью и встроенной картой Ethernet.

Американский компьютер «ENIAC»

Этот компьютер был создан 14 февраля 1946 года, и именно эта дата считается Днем компьютерщика. Фактически эта была первая машина, которую можно назвать программируемой. Вес этой «малышки» был около 30 тонн, и она успешно функционировала вплоть до 1956 года.

В этом компьютере впервые применили двоичную систему исчислений, которую впоследствии использовали и более современные модели. Заказ на эту машину поступил от армии – ее планировали использовать в авиации и артиллерии. Раньше над составлением баллистических таблиц, применяемых военными, трудился целый штат сотрудников. Самый первый компьютер в мире ENIAC взял на себя эти расчеты, которые ранее проводились с помощью простой логарифмической линейки и были далеки от совершенства.

1976-1979 годы: микрокомпьютеры

Микрокомпьютеры стали популярны, появились новые операционные системы, а также флоппи-дисководы. Компания Microsoft зарекомендовала себя на рынке. Появились первые компьютерные игры и стандартные названия программ. В 1978 году на рынок вышел первый 32-разрядный компьютер от DEC.

IBM 5100

IBM разработала IBM 5100 — первый «портативный» компьютер весом 25 килограмм. Он имел 16 килобайт оперативной памяти, дисплей 16х64 и стоил более 9 000 долларов. Именно такая высокая цена не позволила компьютеру утвердиться на рынке.

Квантовый компьютер

Все уже примерно понимают, когда появился первый компьютер, но что касается квантового устройства? Приятной неожиданностью стала недавняя разработка россиян и ученых из Америки. Впервые в мире они смогли собрать квантовый компьютер и успешно опробовать его.

На данный момент более сложного квантового устройства ещё не создавалось. Такого рода масштабное достижение позволило российским ученым стать лидерами в гонке за созданием полноценной квантовой машины.

Такие устройства представляют собой специальные вычислительные механизмы, которые состоят из кубитов, в данном случае из 51 штуки, и стандартных модулей для вычислений – они хранят в себе спектр значений, заложенный в промежутке между 0 и 1.

Такой квантовый компьютер готовились создать ещё несколько ученых из разных стран. Считалось, что самым близким к его созданию является представитель компании Google – Джон Мартинис.

Но всё-таки российские ученые, на пару с американцами, смогли всех опередить. Они заметили, что наборы атомов, которые удерживаются внутри лазерных клеток и имеют очень низкую температуру, можно применить в качестве квантовых кубитов. Именно применение этой технологии в квантовом устройстве смогло вывести отечественных ученых в лидерские позиции на мировом рынке.

Как будет обстоять ситуация со стоимостью такой машины пока не известно, но ожидать низкой цены, учитывая возможности и сложность устройства, пока не приходится.

1980-1984: первый «настоящий» ПК

Atari 800XL
В 80-е годы наступило время «домашних компьютеров», таких как Commodore VC20, Atari XL или компьютеров компании Amiga. IBM оказала большое влияние на будущие поколения ПК, представив в 1981 году IBM PC. Обозначенный IBM класс оборудования действителен и сегодня: процессоры x86 основаны на последующих разработках оригинального дизайна IBM.

В конце 1970-х годов существовало множество технических устройств и производителей, но IBM стала доминирующим поставщиком компьютерной техники. В 1980 году компания выпустила первый «настоящий» компьютер — он задал направление развития компьютерных технологий по настоящее время. В 1982 году IBM также вывела на рынок Word, NetWare и другие знакомые нам и по сей день приложения.

В 1983 появился первый Apple Macintosh, сделав ставку на удобство пользователя. В 1984 начали серийный выпуск ПК в СССР. Первый отечественный компьютер, ставший на поток, назывался «АГАТ».

Кто создал первый компьютер?

Проект ENIAC получил всемирную известность лишь в 1946 году. Над его разработкой трудилась сплоченная команда программистов и инженеров. В связи с этим трудно определить создателя первого компьютера. Но все же его основными разработчиками принято считать Джона Мокли и Джона Эккерта. Первый из них был преподавателем института Мура, а другой студеном. Вместе они разработали модель ЭВМ и представили её на обозрение.

Рекомендуем – Что такое робототехника, определение и 3 закона

Несмотря на предельную ясность, все же существует не мало споров об основоположнике первого электронного устройства и это не беспочвенно. Разногласия возникают вследствие рассекреченных документов британских спецслужб. Согласно им, появление первого компьютера произошло еще в начале 1940 года. Он получил название Colossus, а его основателями стала команда британских ученых во главе с Аланом Тьюрингом.

Обе разработки появились во время второй мировой войны и преследовали различные цели. Именно поэтому сложно определить кто первым создал компьютер. Можно отметить лишь что они положили начало новым компьютерным технологиям.

Однако первый персональный компьютер каким мы привыкли его видеть появился лишь в 1980-х годах. Модель получила имя CDC 6600, но все же она не была популярной. Самым известным домашним ПК стал Commodore 64, который выпустила фирма Commodore International в августе 1982 года. Он предназначался не только для письма и решения математических формул, но и имел простые игры.

XXI век: дальнейшее развитие

PowerMac G5
В 2003 году Apple выпустила PowerMac G5. Это был первый компьютер с 64-битным процессором. В 2005 году Intel создала первые двухъядерные процессоры.

В последующие годы основной курс развития стал направлен на разработку многоядерных процессоров, расчеты на графических чипах и также планшетных компьютерах. С 2005 года начали учитывать экологические аспекты при дальнейшей разработке компьютерной техники.

Немного истории

Стремление к облегчению математических подсчетов родилось, наверное, вместе с первым человеком. Еще за 3000 лет до н.э. в древнем Вавилоне были придуманы первые счеты, которые назывались абак. А уже через 2 500 лет китайцы усовершенствовали этот прибор и придумали счеты на соломинках, где для подсчета использовались косточки. Назвали они свое изобретение – суаньпань.

В России первые счеты появились в 16 веке – на каждой проволоке располагалось 10 деревянных шариков. В 1912 году по проекту русского ученого А.Н.Крылова была построена уникальная машина, с помощью которой можно было интегрировать обычные дифференциальные уравнения.

Основные этапы развития персонального компьютера

2.1. Компьютеры первого поколения

Первые компьютеры появились в начале 50-х годов прошлого века (до этого вычислительные устройства имели скорее научное, нежели прикладное значение), Это были ЭВМ так называемого первого поколения (сконструированные на лампах), но они уже могли хранить программы и использовали трансляторы. Первыми такими компьютерами стали UNIVAC I в Америке и БЭСМ в России, которые были ориентированы на решение сложных задач науки и техники[4].

2.2.Компьютеры второго поколения

Элементная база компьютеров 60-х годов начала переходить от ламп к полупроводниковым элементам. Размеры компьютеров значительно уменьшились, они стали дешевле и доступнее, появилось много алгоритмических языков (как универсальных, так и специализированных). В 1963 году Айвен Сазерленд разработал программу Блокнот, которую можно считать первым коммерческим проектом в области интерактивной компьютерной графики, в 1964 году Дугласом Энгельбартом было изобретено первое ручное устройство ввода — манипулятор «мышь», а в 1965 году компания IBM выпустила первый коммерческий графический терминал IBM 2250, созданный специально для конструкторов автомобильной промышленности[5].

2.3. Компьютеры третьего поколения

В компьютерах третьего поколения уже использовались интегральные микросхемы, что привело к радикальному уменьшению габаритов, а развитие сетевых технологий и реализация доступа с удаленных терминалов сделали компьютеры еще более доступными. В начале 60-х был изобретен модем, который в 1967-м был существенно усовершенствован Джоном Ван Гином из Станфордского научно-исследовательского института, а в 1970-м под руководством уже упоминавшегося изобретателя мыши Энгельбарта была отмечена первая крупномасштабная реализация электронной почты. Там же был создан первый многооконный интерфейс пользователя, а в 1969-м Алан Кей в лаборатории компании Xerox в Пало-Альто разработал первый графический интерфейс[6].

2.4. Компьютеры четвертого поколения

Начало 70-х ознаменовалось поистине революционными преобразованиями в элементной базе компьютеров: в 1971 году по заказу производителя калькуляторов компании Busicom корпорация Inlet разработала первый коммерчески доступный микропроцессор Intel 4004, открывший эру микропроцессоров и микрокомпьютеров. Появление первого цифрового микрокомпьютера MITS 816, доступного для персонального использования, относят к 1972 году (1). Но только в 1975 году в продажу поступил первый персональный компьютер массового производства Altair 8800, который имел все необходимое и даже был оснащен интерпретатором с алгоритмического языка BASIC. Как известно, этот интерпретатор написали Билл Гейтс и Поль Ален, так что 5 сентября 1975 года с тех пор считается официальным днем рождения компании Microsoft.

Первый персональный компьютер IBM появился тогда же, но был очень дорогим и неудобным в использовании, поэтому широкого распространения не получил. Первым полнофункциональным и, в выcшей степени успешно продаваемым персональным компьютером, стал Apple II, созданный Стивом Джобсом и Стивом Возняком годом позже. Именно этот компьютер положил начало тенденции всеобщей компьютеризации и сделал возможным применение компьютеров буквально во всех областях человеческой деятельности. К 1981 году относится и появление первых успешно продаваемых переносных микрокомпьютеров с экраном, дисководами и сумкой для переноса (то есть прообразов современных ноутбуков). Первым был Osborne 1 корпорации Osborne Computer Corp, а за ним последовала модель IBM 5155 (Personal Portable Computer). В это время также продолжала развиваться компьютерная графика. В 1976 году начались разработки по реализации цветной растровой графики, появились первые интегрированные текстово-графические дисплеи.

Отечественные разработки

Инженеры в Советском союзе также не сидели на месте и разрабатывали собственный продукт. Кто создал компьютер в СССР? Руководил проектом С. А. Лебедев. Работа началась в 1948 году. Построена машина была только к концу 1950 года. А уже в 1952 году на советских МЭСМ-ах производились серьёзные расчёты научно-технических задач.

Стоит отметить, что создавая самый первый компьютер в СССР, Лебедев, независимо от Фон Неймана, пришёл к решению использования хранимой в памяти программы для выполнения вычислений.

Несмотря на то что Малая электронная счётная машина обладала низким быстродействием и малым объёмом памяти, она имела довольно развитые алгоритмы. А также имела запоминающее устройство для долговременного хранения команд и неизменных констант.

ЭНИАК — самый первый компьютер в мире

Что такое ЭНИАК? Если дословно, то это электронный числовой интегратор и вычислитель. Эта машина стала первым доказательством того, что создать компьютер действительно можно. Что электронная машина способна выполнять сложные вычисления. И что это только начало величайших открытий и разработок.

История проекта ENIAC

Разработку самого первого компьютера в мире начали в 1943 году. В разгар второй мировой войны США требовались большие объёмы расчётов таблиц стрельбы, без которых артиллерия не могла попадать точно в цель. В то время эта обязанность возлагалась на женщин, выполнялись вычисления вручную на арифмометрах. По времени подобные вычисления занимали до 16 дней на один расчёт. Для полного расчёта одной таблицы было задействовано большое количество вычислителей и требовалось немало времени.

В 1942 году Пенсильванскому университету США был предложен проект первой электронной вычислительной машины, основанной на вакуумных лампах, и предложение её построить. Руководство института проект не оценило и отправило его в архив. В дальнейшем ЭВМ заинтересовалась Баллистическая Лаборатория. Такое решение позволило бы в значительной степени ускорит расчёт таблиц стрельбы с нескольких дней или даже месяцев до нескольких часов.

В 1943 году вновь воссозданный по памяти разработчиком проект был представлен научному отделу Баллистической Лаборатории. Чтобы новшество не вызвало отторжение у военных, машину назвали электронным дифференцированным анализатором. Представителям комиссии был хорошо знаком механический анализатор и сложилось впечатление, что инженеры просто хотят сделать его электронным. По заверениям разработчиков будущая машина сможет выполнять расчёт траектории стрельбы за 5 минут.

Идея была одобрена и средства в размере почти 62 тысяч долларов США были выделены на создание первого в мире компьютера. В первом документе по разработке машина называлась «Электронный числовой интегратор» добавочное слово «Компьютер» присоединилось к нему немного позднее, после чего и сформировалась известная и самая знаменитая в истории создания ПК аббревиатура.

В феврале 1944 года были сформированы все чертежи и схемы будущей машины. И группа инженеров под руководством основных разработчиков была готова к окончательному сбору и воплощению проекта в жизнь. Летом того же года были собраны в одно устройство два тестовых модуля, которые были использованы для сложения чисел. Они перемножали два числа и выдали верный ответ, результаты эксперимента были предоставлены руководству института и лаборатории и подтвердили, что проект инженеров вполне воплотим в жизнь.

Окончательно собран ЭНИАК был в 1945 году в конце войны и военных целях уже не пригодился. В связи с этим военное ведомство Америки приняло решение реализовать возможности машины в расчётах разработки термоядерного оружия. Общественности ЭНИАК был представлен только спустя год. Он успешно выполнял свою работу целых 10 лет и был навсегда отключён от питания в октябре 1955 года.

Как использовался компьютер

Десять лет непрерывной службы — очень внушительный срок для первой ЭВМ. Что же успел сделать ЭНИАК за этот период?

• Как уже было упомянуто выше после создания и успешного тестирования компьютер разобрали и перевезли в Баллистическую Лабораторию для расчётов, связанных с созданием термоядерного оружия. Последние требовали больших мощностей и ЭНИАК хоть и упрощал процесс, но до конца не подходил для полноценного моделирования. В результате приблизительных и сильно упрощённых расчётов первой ЭВМ была доказана возможность создания водородной бомбы.
• Затем на ЭНИАКе выполнялись расчёты методом Монте Карло.
• Потом британский физик решал на первом компьютере аэродинамическую проблему обтекания воздушными массами крыла самолёта на сверхзвуковой скорости. Компьютер выдал довольно точные результаты.
• Фон Нейман рассчитывал на вычислительной машине значения чисел Пи и e, с очень большой точностью.
• Также на этом компьютере впервые был выполнен расчёт численного прогноза погоды. Этот расчёт происходил в течение 5 недель, после чего производился анализ полученных результатов.

Несмотря на длительность, самый первый компьютер в мире выдал очень впечатляющий результат.

Характеристики конструкции

В общей сложности создание ЕНИАК обошлось почти в 500 тысяч долларов США и 200 тысяч человеко-часов. Конструкция состояла из 17,5 тысяч ламп 16 типов, 7,2 тысячи кремниевых диодов, 1,5 тысячи реле, 70 тысяч резисторов и 10 тысяч конденсаторов. Машина поглощала столько электроэнергии, что во время расчётов ближайший город оставался без электричества в течение многих часов.

ENIAC имел следующие параметры и характеристики:

• вес конструкции составляет 27 тонн;
• память – 20 число-слов;
• требующаяся мощность – 174 кВт;
• вычислительные мощности – 257 операций умножения или 5 тысяч сложения в секунду;
• тактовая частота – 100 кГц;
• ввод и вывод данных выполнялся табулятором перфокарт IBM.

Для вычисления умножения машина использовала многократное сложение, поэтому мощность в этом направлении вычислений уменьшается. Все вычисления выполнялись в десятичной системе, причём двоичная была знакома разработчикам, но они предпочли первую (на фото внизу не он — просто картинка для атмосферы)

Для решения каждой определённой задачи ЭНИАК подвергался перекомутированию вплоть до 1947 года, то есть программисты заново формировали программу для вычисления новой задачи посредством перестановки блоков и коммутаторов. Затем каждую задачу вычисления стали использовать как подпрограмму, что значительно упростило программирование машины.

Команда разработчиков

Так всё-таки, кто разработчик первого компьютера? Авторство основного проекта принадлежит Джону Пресперу Эккерту и Джону Уильяму Мокли. Непосредственно над созданием машины работала целая группа высококлассных специалистов.

• Роберт Ф. Шоу – функциональные таблицы;
• Томас К. Шарплес – ведущий программист;
• Джеффри Чуан Чу – извлечение квадратного корня и модуль деления;
• Артур Бёркс – модуль умножения;
• Джек Деви – аккумуляторы;
• Гарри Хаски – модуль считывания данных на вывод;
• Джон Фон Нейман – участвовал в проекте, как научный консультант.

Помимо этих специалистов, над ЭВМ работала команда программистов, состоящая из шести девушек:

• Мэрлин Мельцер;
• Кэтлин Рита Макналти;
• Франсис Элизабет Снайдер;
• Рут Лихтерман;
• Бетти Джин Дженнингс;
• Франсис Билас.

Таким образом, определить кто создатель компьютера ЭНИАК в единственном числе сложно. Как над проектированием, так и над созданием ЭВМ трудились многие специалисты.

Сборник научных статей по информатике

Информационные технологии. Плюсы или минусы.

В начале 80годов приход компьютера сотворил революцию не только в развитии науки и техники, но и образования и управления. На первых порах так оно и было.

1985год — введен в школах новый предмет- информатика. Предмет ввели, а техники и специалистов, способных преподавать, не было. Вот и учились предмету одновременно с ребятами. Появление машин в школе- громадный прорыв- детский и учительский интерес огромный (на счет учителей вру- старшее поколение до сих пор побаивается машин). Тогда и увидел преимущества электронного документооборота в школе — один раз напечатал — далее вноси только изменения. Время обработки документов сокращается в десятки, если не в сотни раз.

Дети осваивают новую технологию практически мгновенно (значительно быстрее взрослых). Восприятие информации людей до компьютерной эры координально отличается от восприятия современного человека (вот и причислил себя к реликтам)- мы учились по бумажным носителям и для того, чтобы получить информацию мне надо было ее прочитать, а иной раз и с ручкой над текстом посидеть. Современный ребенок воспринимает информацию блоками. Ребенок не умеющий читать гуляет по интернету лучше грамотного инженера. Плюс это или минус? Это факт.

С развитием технической базы появились и новые проблемы.

Электронные игрушки — дети (да и многие взрослые) готовы сутками играть. На сегодняшний день бороться с этим никто не умеет.

Интернет — любую информацию получаем не выходя из дома. Вот только как быть с достоверностью? Проще с точными науками. Как быть с историей, обществознанием. Два года назад пришла в школу прокуратура с проверкой доступа в интернет. Приятная девушка набрала адрес сайта — вышла на порнографию. После выговора было желание написать в прокуратуру письмо с просьбой выслать адреса любимых сайтов. Правда, после проверки на компьютеры поставили интернетфильтры, которые даже в Яндекс не пускают.

В 90 годы лучшие учащиеся писали дома сочинения, а в кабинете информатики переводили в электронный вид, проверяли орфографию, и, уже без ошибок, переписывали в тетрадь. Сегодня доклады, презентации скачивают из интернета даже не читая (не говорю о форматировании текста).

В Советском Союзе письма шли неделями, а теперь адресат получает письма практически мгновенно. Удобно! Напечатал один запрос и отправил одним махом во все подразделения. Раньше только на телефонограммы пол дня потратить пришлось бы… На адрес школы в течении недели приходит более сотни писем и практически все они требуют предоставить информацию.

Документооборот. Количество исходящих из школы и внутришкольных бумаг впечатляет. И этот поток нарастает. В нашей школе на каждый класс требуют отдельную программу с указанием в каждом классе даты проведения уроков (в моей папке 26 программ) .Это только на этот год. Опыт подсказывает, что на будущий год опять придется менять не содержание, а форму изложения…

Если с учащимися и интернетом методами администрирования пока, я считаю, бороться бесполезно, то создать единые и стабильные формы и перечень исходящих и внутришкольных документов, определить круг лиц имеющих право на использование данного ресурса вполне реально.

Деловое письмо имеет размер не более одной страницы — иначе никто не будет читать. На этом заканчиваю.

Научные журналы – периодические издания, являющиеся одним из самых ценных и основных источников информации в научных кругах. Такие издания, как правило, в большинстве своем являются рецензируемыми. Механизм проверки присылаемых в журнал на публикацию статей специалистами в близких к тематике работы областях позволяет избежать ошибок, недочетов и недостоверной информации.

Однако подобной проверки зачастую оказывается недостаточно, поэтому во многих странах научные журналы проходят через специальную аттестацию, проводимую государственными организациями. В России данным этапом проверки занимается Высшая аттестационная комиссия, которая проводит аттестацию научных журналов и составляет перечень российских рецензируемых изданий, в которых публикуются научные статьи, исследования, работы и диссертации соискателей ученых степеней, аспирантов, студентов и ученых.

На сегодняшний день многие научные журналы по разным областям наук выпускаются в малом тираже, что значительно усложняет работу научного сообщества. Несмотря на это, в перечень ВАК входят многие журналы по информатике, пользующиеся авторитетом, престижем и популярностью среди ученых, профессоров высших учебных заведений, аспирантов и студентов.

Ниже представлен список журналов, входящих в перечень, составленный Высшей аттестационной комиссией:

1. «Информатика и ее применение». Научный журнал, выпускаемый Российской академией наук. Тематика издания охватывает разные направления, в том числе теоретические основы информатики, информационные системы и сети, информационные технологии, математические методы исследования сложных систем и процессов, программное обеспечение вычислительных сетей и комплексов;
2. «Информационные технологии». Основной российский научно-технический журнал в области информационных технологий, применения информатики в разных приложениях и автоматизированных систем. Освещаются проблемы и тенденции развития основных направлений в сфере создания и использования информационных технологий в медицине, экономике, технике, образовании. Также публикуются статьи по теме архитектуры и программного обеспечения вычислительных сетей и комплексов;
3. «Программные продукты и системы». Международный научный журнал, основной целью которого является обобщение и распространение методов, навыков и опыта разработки и использования программных средств и вычислительной техники. На страницах издания публикуются статьи не только отечественных, но и зарубежных ученых, даются ответы на практические и теоретические вопросы, размещаются результаты разных исследований;
4. «Труды Института системного программирования РАН». Журнал с анонимной двойной системой рецензирования работ, размещающий научные статьи в разных областях системного программирования, вычислительной техники и технологий программирования. Основная цель журнала – создание в данных сферах научно-информационной среды посредством публикации информационных статей высокого качества в открытом доступе;
5. «Безопасность информационных технологий». Выпускается с 1994 года четырежды в год. Международный журнал, публикуются статьи на русском и английском языках.

Новые информационные технологии, появившиеся относительно недавно и бурно развивающиеся на протяжении последних 20 лет, достаточно плотно вошли в нашу жизнь.

Трудно представить современного человека без мобильной связи, навыков использования компьютера и интернета. Мы живем в 21 веке – веке скоростной передачи информации. Сейчас ценится: скорость передачи и получения новой информации,

Умение быстрого анализа, переработка полученного материала.

Одним из основных критериев оценки профессионализма педагога является владение современными образовательными технологиями, включающими в себя не только использование компьютера, но и различных средств техники и связи.

На современном этапе в связи со стратегией модернизации образования основными моментами современной школы являются качество, эффективность и доступность.

Модернизация диктует необходимость развития познавательных интересов, способностей и возможностей ребёнка. Урок должен быть ярким, эффектным, эмоциональным, а главное — продуктивным. Данные факторы прежде всего зависят от педагога и его профессионализма.
В Стратегии модернизации образования подчеркивается необходимость изменения методов и технологий обучения на всех ступенях, повышения веса тех из них, которые формируют практические навыки анализа информации, самообучения, стимулируют самостоятельную работу учащихся, формируют опыт ответственного выбора и ответственной деятельности. Возникла необходимость в
новой модели обучения
, построенной на основе современных информационных технологий, реализующей принципы личностно ориентированного образования.
Таким образом, можно выделить следующие требования к школе будущего:

Школа должна развить творческий потенциал каждого ученика, т.е. осуществлять личностный подход в процессе обучения.

Школа должна научить ученика учиться. Научить работать с информацией.

И учителя и ученики должны овладеть информационными и телекоммуникационными технологиями.

Следовательно, необходимо перестраивать традиционный урок, ориентируясь на требования к образованию современного общества и человека.

Информационная технология-
совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенная технологическим процессом и обеспечивающая сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности.

Процесс обработки данных в ЭИС невозможен без использования
технических средств
,
которые включают
компьютер, устройства ввода-вывода, оргтехнику, линии связи, оборудование сетей
.

Компьютерные технологии обучения
— это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер.

Компьютерные средства обучения — называются интерактивными, они обладают способностью: «откликаться» на действия ученика и учителя,

«вступать» с ними в диалог.

Компьютер можно использовать на всех этапах урока. При этом на различных этапах урока он выполняет различные функции:

Учителя,

Рабочего инструмента,

Объекта обучения,

Сотрудничающего коллектива,

Досуговой (игровой) среды

Компьютерный урок –
любой урок с применением компьютера как обучающего средства.

Интенсивность использования компьютера:

0% времени урока – обыкновенный урок,

Частичное использование – компьютерный урок,

100% времени урока – по существу, урока нет, есть компьютерное обучение.

Внедрение в процесс обучения школьников информационных технологий обеспечивает

Доступ к различным информационным ресурсам и способствует обогащению содержания обучения,

Придает ему логический и поисковый характер,

Решает проблемы поиска путей и средств

Информационные технологии способствуют:

• активизации познавательного интереса учащихся,
• развития их творческих способностей,
• стимуляции умственной деятельности,
• стимуляции самостоятельности,
• организации индивидуального обучения,
• удовлетворение образовательных потребностей.

Применение ИКТ- технологий на уроке необходимо — это требование времени, которое разнообразит урок, позволяет увеличить его плотность, активизировать работу учащихся.

Типы компьютерных технологий:

Технология компьютерной демонстрации —
учебная информация об изучаемом объекте.

Технология компьютерного моделирования
– совокупность приемов, методов, способов обработки, информационного обмена, транспортировки, транслирования информации, представленной в любом виде (символьная, текстовая, графическая, аудио- видеоинформация) с использованием современных средств связи, обеспечивающих информационное взаимодействие пользователей.
Моделирование
— представление различных характеристик поведения физической или абстрактной системы с помощью другой системы.

Математическое моделирование
— метод исследования процессов и явлений на их математических моделях.

Технология использования программированных учебных сред
. Это взаимодействие пользователя с программной системой, характеризующееся реализацией более развитых средств ведения диалога. При этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы с ним. Интерактивный режим взаимодействия пользователя с программной системой характерен тем, что каждый его запрос вызывает ответное действие от системы и, наоборот, реплика последней требует реакции пользователя.
Работа
в мобильном компьютерном классе. На каждом компьютере установлена
программа-тренажер
. Например: Учащиеся индивидуально решают орфографические задачи на разные правила.

Незаменима на уроках закрепления и контроля
технология компьютерного тестирования.
В сети появилось огромное количество электронных образовательных ресурсов, которые представляют собой разветвленную систему онлайн-тестирований по каждой изучаемой теме. Данная ИКТ-технология является отличным средством для реализации технологии разноуровневого обучения. У учителя появляется возможность помогать слабому, уделять внимание сильному, реализуется желание сильных учащихся быстрее и глубже продвигаться в образовании. Сильные учащиеся утверждаются в своих способностях, слабые получают возможность испытывать учебный успех, повышается уровень мотивации учения. Слабым учащимся можно предложить традиционную контрольную работу. Материал в ней представлен менее объемный, структурированный, единообразный. Сильные ученики могут сориентироваться в разноуровневых тестах, выполнить за урок несколько видов работы, получить несколько отметок. Конечно, подобные уроки требуют дополнительного технического оснащения.

Технология проектного обучения
уже давно заняла свое место в системе преподавания многих учителей и не является новой. Тем не менее преимущества ее очевидны: работа по данной методике дает возможность развивать индивидуальные творческие способности учащихся, более осознанно подходить к профессиональному и социальному самоопределению. Я тоже использую проектные технологии, но обязательно с поддержкой ИКТ. Выходным продуктом любого такого проекта должен быть цифровой образовательный ресурс, который можно потом использовать любому участнику образовательного процесса.

Формы организации электронного обучения:

• Информационно-обучающие программы
• Готовые электронные пособия
• Презентации
• Энциклопедии на компакт-дисках
• Компьютерные учебники
• Интернет

Информационно-обучающие программы.
В настоящее время в России сформирован рынок специальных программ, созданных для использования в качестве средства обучения (дидактического инструмента) на уроках по различным предметам. На сегодняшний день существуют десятки разнообразных программ учебного назначения, размещенных на ПК, CD или в Интернете. К ним относятся:

Программы — библиотеки
(сборники различных текстов), снабженные поисковыми системами. Они также являются электронной версией бумажных изданий.

Программы-репетиторы
— ориентированные на заключительный этап обучения (пример: на интенсивную подготовку к экзамену).

Задачники — программы
, позволяющие организовать процесс приобретения новых знаний в увлекательной форме. По форме эти программы напоминают игры, но по сути содержат в себе серьезные учебные задачи.

Учебные справочники.

Обучающие программы
.

Презентации

• Повышают интерес к уроку;
• Можно использовать в течение всего урока или фрагментарно;
• Компактный материал урока;
• Экономия времени:
• тесты, самостоятельные работы, обобщение и систематизация знаний;
• Различные программы
• построений, видеофрагменты и анимации.

Подготовка презентаций — творческий процесс, часто совместная деятельность учителя и ученика. Презентации эффективно используются на различных этапах урока и во внеурочной деятельности, что позволяет быстрее и глубже воспринимать изучаемый материал. При подготовке презентации ученик проводит огромную исследовательскую работу, использует большое количество источников информации, проявляет творческий подход к изучаемому предмету. В процессе демонстрации презентации приобретает опыт публичных выступлений, может выступить в роли учителя. Как правило, на подготовку одной презентации с применением отрывков из мультимедийных энциклопедий, средств графики и анимации, аудиосредств уходит около трех часов времени.

Энциклопедии на компакт-дисках.

В этих дисках не только иллюстрации, видеосюжеты, а также тексты, которые уже адаптированы для детского восприятия

Компьютерные учебники

• Учебники, задачники, справочники, энциклопедии;
• Различные программы построений;
• Видеофрагменты и анимации экспериментов и опытов;
• Виртуальные лабораторные, практические работы;
• Тесты, самостоятельные работы;
• Обобщение и систематизация материала к подготовке к аттестации

Электронная интерактивная доска
—
современное цифровое устройство

Всю информацию, а также все программы, разработки уроков, звуки, видео и т.д. можно найти во всемирной сети
Интернет.
Сеть Интернет несет громадный потенциал образовательных услуг (электронная почта, поисковые системы, электронные конференции) и становится составной частью современного образования. Получая из сети учебно-значимую информацию, приобретаются навыки: целенаправленно находить информацию и систематизировать ее по заданным признакам; видеть информацию в целом, а не фрагментарно, выделять главное в информационном сообщении.
Огромнейшие возможности для пользователей представляет Интернет
,
всемирная сеть которого включает электронную почту, дает доступ к графическому и мультимедийному содержанию Web. В понятие мультимедиа входит много компактная информационная среда, совокупность которой составляет текстовая информация (тексты, числовые данные), аудиоряд (речь, музыка, звуковые эффекты), видеоряд (анимация, видео, графические изображения). Здесь же имеются поисковые системы, каналы для переговоров и дискуссий в режиме реального времени, игры, новости. Не выходя из дома и не посещая библиотек, можно найти самую свежую информацию, поскольку в Интернете имеется огромное количество платных и бесплатных баз данных и самых различных знаний. При помощи Интернета можно получить доступ ко многим заочным курсам, принять участие в дискуссиях, найти сведения практически о любом виде деятельности человека.
Из имеющейся базы данных учитель может подобрать к различным типам и формам уроков текстовое содержание, документы, различные виды наглядности, рекомендации по их использованию в учебном процессе. Здесь имеются разработки уроков, познавательные задачи, игры, слайд-фильмы

Старшеклассники не только используют содержащуюся в Интернете информацию, но и читают публикации новых данных в режиме реального времени. Они становятся активными пользователями компьютерной техники: конструируют модели концепций, оценивают свою подготовленность и качество работы. В процессе выполнения задания ученик может видоизменить текст, полученный из Сети, подобрать иллюстрации и выдвинуть свои аргументы, выстраивая логику доказательства.

При помощи Интернет возможна дистанционная форма представления элективных курсов, организация сетевых факультативных занятий. Старшеклассники изучают историю на основе дистанционного мультимедийного учебно-методического комплекса — компьютера «История Отечества.1882-1917 гг.». Электронная почта позволяет проводить консультирование учащихся и редактирование их материалов, давать ответы в рамках форума. В свою очередь ученики принимают участие в дистанционных конкурсах команд и олимпиадах, создают новый продукт совместно с другими командами.

У учащихся, работающих с компьютером, формируется более высокий уровень самообразовательных навыков, умений ориентироваться в огромном потоке информации, умение анализировать, сравнивать, аргументировать, обобщать, делать выводы. Использование ИКТ даёт возможность проведения интегрированных уроков, например, истории и МХК.

Применяя информационные технологии учитель не должен забывать о технике безопасности при работе с компьютером.

Положительные стороны ИКТ:

• Учебный материал содержится в объеме превышающем возможности традиционных видов учебной литературы;
• Возможность организации индивидуальной работы, используется технология уровневой дифференциации, использование дополнительных мотивационных рычагов;
• Содержится большой иллюстративный материал;
• Способствует более углубленному изучению предмета;

• повышение уровня активности обучаемого, развитие способности альтернативного мышления, формирование умения разрабатывать стратегию поиска решений как учебных, так и практических задач;
• приобретение умения познавать закономерности предметных областей и окружающей среды интеграционно, о всей взаимосвязи и зависимости;
• возможность прогнозировать результаты реализации принятых решений на основе моделирования изучаемых объектов, явлений, процессов и взаимосвязей между ними о всей взаимосвязи и зависимости;

Отрицательные стороны ИКТ:

• сведение к минимуму ограниченное в учебном процессе живое общение учителей и школьников, учащихся между собой, предлагая им общение в виде «диалога с компьютером»
• отвлечение внимания школьника в процессе обучения в связи с колоссальными объемами информации;
• снижение эффективности обучения и воспитания школьников вследствие использование информационных ресурсов,
• формированию шаблонного мышления, формального и безынициативного отношения к деятельности и т.п.;
• негативное влияние чрезмерного и неоправданного использования средств информатизации на здоровье всех участников образовательного процесса.

Профессиональный учитель – это человек, готовый к самостоятельному освоению различных программных средств и ресурсов; умеющий создавать свои образовательные ресурсы и проекты, охотно распространяющий свой педагогический опыт.

Литература

Организация инструментальной компьютерной среды для организации уроков в начальной школе. — СПб.: Издат. «Анатолия», 2003. Молоков Ю. Г. Информационные технологии в традиционной начальной школе // Начальное образование. 2002. — № 2.

Шаповал И.О. Использование информационных технологий в работе учителя начальных классов

Муниципальное общеобразовательное казенное учреждение

средняя общеобразовательная школа

пгт Опарино Кировской области

Компьютер в обществе людей

Реферат по информатике и ИКТ

ученицы 9 класса «Б»

Цвик Натальи

Руководитель

Рихтер Наталья Анатольевна

Опарино — 2016

Оглавление

Сегодняшнюю жизнь невозможно представить без компьютеров, они стали ее неотъемлемой частью.

А ведь первый компьютер появился более полувека назад в США. Это событие было связано с одной стороны достижениями в области электроники, а с другой — потребностями математиков, физиков и других специалистов в автоматизации расчетов. Ранние модели компьютеров назывались электронными вычислительными машинами (ЭВМ). Высокая стоимость и необходимость специального образования ограничивали их широкое использование. Долгие годы компьютеры оставались лишь инструментом для научных расчетов.

Сначала как ученые, создавшие новую машину (Дж. огли и Дж. ккерт), так и предприниматели не видели особых возможностей для ее использования в экономике, бизнесе и других безобидных сферах (т.к. все-таки главным предназначением этой машины было проведение расчетов для создания новых систем оружия).

Сейчас этот эпизод можно рассматривать лишь как курьез, связанный с ошибками прогнозирования. А с началом массового производства деталей для компьютеров, уменьшением их габаритов, веса в сотни и тысячи раз по сравнению с первыми образцами появилась возможность установить компьютер нового поколения (80-ых годов) на рабочем столе. Значительно снизилась и цена такого компьютера. Теперь он стал доступным не только богатым фирмам, но и отдельным гражданам. Компьютер приблизился к человеку и стал называться персональным. Более того, наукой было выяснено, что многие интеллектуальные операции представлены в виде достаточно больших и сложных совокупностей элементарных, логических и арифметических. Это позволило моделировать на современных компьютерах многие из функций, считавшихся ранее прерогативой человека. Сегодня машины доказывают математические теоремы, анализируют памятники мировой литературы, играют в шахматы и выполняют многие другие действия, которые еще совсем недавно мог совершать лишь интеллектуально развитый, квалифицированный специалист.

Компьютер всего лишь орудие человеческой деятельности и, как любое другое орудие, используется обществом для решения задач и достижения целей, которые обусловлены его социальными, экономическими, идеологическими особенностями.

Развитие цивилизации уже на ранних стадиях резко увеличило количество «деловых» бумаг — всякого рода справок, отчетов, ведомостей и т.п. Не считанные тысячи переписчиков трудились в многочисленных канцеляриях. Но дальнейшее развитие цивилизации позволило облегчить труд человека. Применение настольных, а затем и карманных калькуляторов намного упростили технику вычисления и оказали существенную помощь бухгалтерам, инженерам и людям других профессий. А также все чаще мы сталкиваемся с вычислительной техникой и ее деятельностью при оплате счетов, начислении зарплаты, заказе билетов и т.д.

Уже никого не удивишь огромным быстродействием ЭВМ, их малыми размерами и большой памятью. И можно с уверенностью говорить о том, что совершенствование этих умных машин будет продолжаться.

С первых дней своего появления и по сей день персональные компьютеры остаются очень популярными. В чем причина их успеха и для чего они нужны? Компьютер – это универсальное средство для хранения, обработки и передачи информации. Он способен делать массу полезного и тем самым облегчать жизнь пользователю – работающему за компьютером человеку.

Мы живем в мире компьютеров. Они играют существенную роль в нашей работе, образовании, досуге и в средствах общения. Кассиры в банках, агенты бюро путешествий, секретари, бухгалтеры, журналисты, страховые агенты, операторы телефонных станций, учителя, студенты и другие ежедневно пользуются компьютерами. Однако для многих людей эти устройства все еще окружены тайной.

Для того чтобы понять, что такое компьютеры, нужно уяснить два основных момента: компьютеры — это инструменты для обработки информации (такой, как слова, числа, изображения и звуки), инструменты, расширяющие наши возможности. Например, инструменты вроде молотка или ворота рас ширяют наши физические возможности; телескоп или телефон расширяет возможности наших органов чувств. Компьютеры — это инструменты, которые расширяют наши умственные способности.

Такие устройства, как магнитофон или калькулятор, тоже помогают нам обрабатывать информацию. Однако каждое из этих устройств выполняет ограниченный набор операций (запоминание или вычисление), причем над ин- формацией определенного вида (звуки или числа). Преимущества компьютеров в том, что они обладают широкими возможностями по обработке всех видов информации. Компьютеры могут нам помочь в запоминании, извлечении, упорядочении, сравнении, модификации, передаче, приеме и анализе слов, чисел, изображений и звуков.

Второй важный момент состоит в том, что компьютерам должны быть даны инструкции в виде программы для того, чтобы они могли вообще что- либо делать. Программа — это последовательность детальных, пошаговых команд, составленных на языке, который понимает компьютер. Компьютер точно выполняет команды программы. Он не обладает здравым смыслом и знанием того, как обычно делается то или иное дело. Компьютер не может понять или выполнить неясные или двусмысленные команды, как бы они ни были очевидны для человека. Поэтому, когда Вы читаете или слышите: «Компьютер сделал», это означает: «Компьютер был запрограммирован, чтобы сделать».

Каждая программа сообщает, как выполнить некоторую функцию. Удивительная гибкость компьютеров обусловлена тем, что они могут выполнять команды в любой программе, и мы, создавая бесконечное множество различных программ для любых компьютеров, выбираем, когда пользоваться той или иной из них.

Широкие возможности компьютеров по обработке информации делают их в принципе пригодными для разнообразного использования в области образования. Они могут облегчить преподавание и изучение материала на всех уровнях — от дошкольников, овладевающих алфавитом, до врачей, изучающих новые методы диагностики. Компьютеры пригодны для использования в таких областях, как языковедение и математика, история и естественные науки, профессиональная подготовка, музыка и изобразительное искусство, а также чтение и письмо. Компьютеры открывают новые пути в развитии навыков мышления и умения решать проблемы, предоставляют новые возможности для активного обучения. С помощью компьютеров можно сделать проведение уроков, упражнений, контрольных работ, а также учет успеваемости более эффективными. Это разгружает учителей и позволяет им уделять больше времени индивидуальным занятиям. Компьютеры могут сделать многие уроки более интересными и убедительными, а огромный поток информации — легкодоступным. Компьютеры можно запрограммировать так, чтобы они создавали различные изображения, воспроизводили музыку, выполняли расчеты, служили пишущими машинками, разбирались в классном журнале. Преобразовывали написанный текст в речь, замеряли время реакции обучаемого, управляли магнитофонами и проигрывателями видеодисков и вообще создавали обстановку для творческого и веселого обучения.

Возможности использования компьютеров для обучения безграничны. Их общедоступность могла бы привести к фундаментальным изменениям в школьной программе, к более полному решению проблем образования, к новым средствам обучения неполноценных людей, к расширению возможностей самообразования и домашнего обучения.

В дополнение к их потенциальным возможностям как средств обучения компьютеры сами должны стать важным объектом изучения. Понимание их возможностей и ограничений необходимо каждому образованному человеку.

Компьютер — это инструмент, но от всех других инструментов отличающийся тем, что он перерабатывает информацию и может быть запрограммирован на выполнение множества работ. Но так же, как и другие инструменты, он способен служить хорошим и плохим целям. С помощью молотка можно строить, а можно и разрушать. Компьютер может быть использован для создания оригинальных рассказов, музыкальных произведений, картин, для изучения сложных взаимосвязей в области естественных наук или для бездумных, в большинстве своем, игр. Степень влияния компьютеров на учащихся зависит от того, как учащиеся их используют.

2.1. Компьютер – учитель

Компьютеры можно запрограммировать так, что они будут обладать многими достоинствами и не будут иметь недостатков, присущих книгам, фильмам и учителям. Хорошие программы придают компьютерам некоторую гибкость и «отзывчивость», которые в полной мере проявляются в процессе общения ученика с учителем и совсем отсутствуют при обучении с помощью книг и фильмов. Компьютер может оценить знания ученика перед началом занятий и внимательно контролировать усвоение материала в процессе урока. Компьютер может приспосабливать уровень материала, скорость его подачи, число повторений к каждому ребенку индивидуально. Компьютер, подобно книге, предоставляет возможность каждому ученику работать в наиболее подходящем темпе и делает знания специалистов в какой-либо области доступными всем. Компьютеры позволяют использовать картинки, движущиеся изображения и звуки. Хотя эти картинки и звуки не такие совершенные, как в фильмах, они, тем не менее, помогают излагать новые понятия и удерживать внимание учеников. Появившаяся недавно комбинация компьютеров с видеодисками дала возможность использовать на компьютеризованных уроках изображения и звуки, не уступающие по качеству кинофильмам.

Достоинство компьютеров в том, что они абсолютно объективны, не раздражаются, не испытывают разочарования, сталкиваясь с трудными ученика- ми. Это в совокупности со способностью взаимодействовать, удерживать внимание и индивидуально общаться делает компьютеры особенно ценным средством для обучения трудных детей.

В школе компьютеры можно использовать для ведения уроков по многим предметам, причем несколькими способами. Иногда они являются основным средством изучения какого-либо раздела.

2.2. Распознавание текстов

Текст не обязательно набирать на клавиатуре самому. Если текст уже существует в напечатанном виде, его можно ввести в компьютер с помощью специального устройства — сканера и получить соответствующий ему графический образ. А затем, используя систему оптического распознавания (OCR), выделить из полученного изображения текст и в результате он станет доступным для других программ.

Системы оптического распознавания текстов находят широкое применение в тех областях, где требуется вводить в компьютер и обрабатывать значительные объемы информации, в частности, при организации потокового ввода данных для различных информационных систем, автоматизации офисной деятельности и т.д.

Конечно, OCR-система, как и человек, может ошибаться. Надежность ее работы и скорость распознавания во многом зависят от качества исходного текста. На «хороших», с полиграфической точки зрения, текстах ошибок оказывается немного, не более 1-2 на страницу.

OCR-системы способны работать с текстами на разных языках, в том числе и со смешанными текстами произвольных начертаний и размеров. В отдельных случаях для повышения качества распознавания может потребоваться расширение шрифтовой базы системы путем ее обучения. Для борьбы с неизбежно возникающими ошибками используется специализированный, встроенный в систему электронный корректор. Сегодня на российском рынке продаются следующие системы распознавания:

FineReader

(
BitSoftware

,

Inc

),

CuneiForm

(
CognitiveTechnologiesLtd

),

Author

(Окрус).

2.2. Информационные системы

Информационной системой называют программу или программный комплекс, предназначенный для накопления и обработки различной информации. В зависимости от характера и объемов обрабатываемой информации, гибкости и мощности существующих для этого средств все информационные системы можно разделить на две большие группы: персональные системы и профессиональные системы.

Профессиональные информационные системы значительно сложнее и дороже персональных, они позволяют хранить большие объемы информации и имеют развитые возможности по ее обработке. В зависимости от тематической направленности среди информационных систем различают юридические, библиографические, медицинские и другие.

Каждая информационная система состоит как бы из двух частей: наполнения и оболочки. Наполнение системы, называемое базой данных (БД), представляет собой совокупность содержащейся в системе информации. Способы ввода, размещения и представления этой информации регламентируются на стадии создания системы. В результате вся информация внутри БД оказывается определенным образом структурированной, что значительно облегчает к ней доступ и поиск нужных сведений.

Оболочка информационной системы, называемая системой управления базой данных (СУБД), представляет собой специальную среду. Работая в ней, пользователь может выполнять с БД различные действия. К их числу относятся такие распространенные операции, как: поиск в БД информации, удовлетворяющей определенным критериям, просмотр имеющейся и ввод новой информации, ее сортировка, печать и другие.

2.3. Глобальная компьютерная сеть Internet

Internet — глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Около двух лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

Кроме того Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

Электронная почта — самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.

В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллионов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.

Однако, государственное финансирование — лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится «коммерцизация» сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора).

3. Персональный компьютер – средство повышения творческих способностей человека и его интеллекта

3.1. Робот и человек

Заглянув в недра современного роботизированного предприятия, мы не обнаружим там столь привычных по фантастическим романам «железных киборгов», бесстрастно склонившихся над станками. В тоже время современное промышленное производство настолько насыщено разнообразными автоматами, что порой возникает ощущение, что весь завод — это один гигантский робот.

Сам термин «робот», как известно, пришел из литературы. Чуть более полувека назад чешский писатель Карел Чапек написал пьесу «Р.У.Р.» (Россумские универсальные роботы), персонажами которой были люди и роботы — человекоподобные машины. Так впервые появилось понятие «робот» — искусственный аналог живого мыслящего существа, которое вскоре стало играть важную роль не только в научно-фантастической литературе, но также в науке и технике.

Все же попытаемся ответить на вопрос: «Что такое робот?» Возьмем аналогию робота с человеком. Какие качества в данном случае нас интересуют? Во-первых, умственные способности, которые охватывают восприятие, обучение, наличие памяти, логики и т. д. Во-вторых, физические данные, которые включают силу, скорость, надежность, стабильность основных характеристик. И наконец, в-третьих, функциональные возможности человека, а именно: универсальность (способность хорошо выполнять различную работу), способность к выполнению сложных движений (ловкость), приспособляемость (адаптируемость к различным изменениям внешних факторов).

Именно в этом совпадении качественных пространств и состоит антропоморфность робота, то есть сходство его с человеком. Другими словами, робот — это антропоморфная модель человека. Именно поэтому, в последнее время с понятием робот все чаще и чаще встречается понятие «Искусственный интеллект».

Современный робот — это удивительное средоточие, казалось бы, несоединимого. В англоязычных странах для характеристики робота используют непереводимый термин «
kluge

», означающий систему, состоящую из разнородных компонентов, конструкторы которых никогда не собирались использовать их совместно. Действительно, какой случай мог бы слить воедино в качественно новое образование насосную станцию и современную ЭВМ, многочленную механическую руку и телевизионную камеру? Развиваясь независимо, все эти составляющие робота достигли определенного совершенства, когда отнюдь не случай, а дерзкая мысль инженеров свела их вместе, чтобы еще лучше служить человеку. Однако для этого потребовалось преодолеть узкие междисциплинарные рамки, терминологические баррикады, психологические барьеры и массу других, обычных в новом деле преград…

Итак, роботы — это системы, которые способны заменить человека в различных сферах деятельности благодаря своим способностям «думать» и «делать» (конечно, соотношение между «думать» и «делать» для разных роботов различно). Области применения роботов, уже сегодня чрезвычайно разнообразны, начиная с медицинского обслуживания, где они выполняют роль сиделки и ухаживают за больными, и кончая исследовательскими работами, где роботы могут заменить человека в океанских глубинах и на других планетах.

3.2. Компьютерная графика

Кроме обработки текстов ПК прекрасно подходит для подготовки графики и широко используется в работе редакций газет и журналов, книжных издательств, рекламных агентств. С помощью графических редакторов создают иллюстрации, разрабатывают стиль и эмблему фирм, готовят рекламу.

Графические программы, рассчитанные на профессиональное применение, позволяют вводить и обрабатывать в компьютере черно-белые и цветные фотографии, слайды, изображения от видеомагнитофона, телевизора, видеокамеры. Так, например, с помощью пакетов презентационной графики можно создавать богатые спецэффектами рекламные и демонстрационные ролики, дополняя их при желании музыкой и речью.

Самостоятельным направлением графических программ с развитыми возможностями являются системы автоматизированного проектирования. С их помощью дизайнеры определяют внешний вид автомобилей, подготавливают новые коллекции моделей одежды и т.д.

Вывод изображения на экран дисплея и разнообразные действия с ним, в том числе и визуальный анализ, требуют от пользователя достаточной геометрической грамотности. Геометрические понятия, формулы и факты, относящиеся, прежде всего, к плоскому и трехмерному случаям, играют в задачах компьютерной графики особую роль. Геометрические соображения, подходы и идеи в соединении с постоянно расширяющимися возможностями вычислительной техники являются неиссякаемым источником существенных продвижений на пути развития компьютерной графики, ее эффективного использования в научных и иных исследованиях. Порой даже самые простые геометрические методики обеспечивают заметные продвижения на отдельных этапах решения большой графической задачи.

3.3. Компьютерные Игры

За компьютером можно не только эффективно работать, но и хорошо отдыхать. Этот факт со всей убедительностью доказывают многочисленные фирмы, выпускающие развлекательные программы. Не секрет, что большинство новичков начинает свое знакомство с компьютером именно с игр, а с широким распространением домашних ПК игровые программы становятся все более популярными.

Персональные компьютеры на заре своего появления (в начале 80-х годов) служили в основном развлекательным целям. Первые ПК продавались как своего рода игрушки. На них можно было играть в специальные игры, получившие название «видеоигр». Такой компьютер выпуска 1984 г. имел вид клавиатурного блока чуть толще альбома для рисования. Он подключается к любому домашнему телевизору и стандартному кассетному магнитофону. После этого на магнитофон можно поставить кассету с записанной на ней программой видеоигры и включить магнитофон на воспроизведение. Программа введется или, как говорят, «загрузится» в память ПК и можно будет начать игру.

С ПК можно играть и в популярные у нас видео игры «хоккей», «теннис», сражаться в крестики-нолики, морской бой, шахматы и т. д. Видеоиграми увлекаются не только дети, но и взрослые.

«Очень важно, чтобы в научной работе всегда оставалось место для шутки и развлечения… Продуктивность научных исследований в вычислительной технике, как в серьезных, так и в шуточных разработках, объясняется прежде всего свободной теоретической атмосферой, в которой новые идеи, по-видимому, порождаются наполовину людьми, а наполовину самими машинами. Можно даже сказать, что без этого веселого настроения не было бы и быстрого научного прогресса».

Важно отметить, что тот же игровой домашний микрокомпьютер, с которым можно часами сражаться в морской бой, с успехом служит в качестве неутомимого репетитора, предлагающего арифметические или физические задачи, а затем тщательно проверяющего их решение. Он сам напомнит правило грамматики, которое забыл ученик, покажет цветной чертеж, чтобы легче уложилась в памяти трудная теорема, объяснит заново тему, если ученик болел или был не слишком внимательным в классе. Об этом мы подробнее расскажем в следующем разделе.

3.4. Компьютеры и творчество

Компьютеры с соответствующим программным обеспечением являются мощным инструментом для творческого выражения в литературе, живописи музыке. Программы обработки текстов делают написание и их редактирование менее утомительными, предоставляя возможность писать больше и лучше. Программы построения графических изображений способствуют созданию картин, мультипликации и специальных зрительных эффектов. Программы сочинения музыки открывают новые возможности для ее изучения причем даже для тех, кто не умеет играть на музыкальных инструмента.

Музыкальные и звуковые эффекты, воспроизводимые компьютерами, шагнули далеко вперед в своем развитии по сравнению со звуками, напоминающими звук отскакивающего шарика при игре в настольный теннис, которые для многих людей были первыми «компьютерными» звуками, услышанными ими. Кроме воспроизведения звуков, сопровождающих видеоигры, компьютеры используются в создании музыкальных и звуковых эффектов для кинофильмов, грампластинок и в концертной деятельности. Компьютер не только имитирует звучание любого инструмента, но и производит совершенно новые звуки. Он может изменять высоту, темп и тембр музыки, а также по-другому манипулировать звуками. Эти возможности делают компьютер новым мощным инструментом для творчества как композиторов, так и исполнителей.

Кроме собственных возможностей по созданию звуков компьютеры могут управлять подключенными к ним специальными музыкальными инструментами. В совокупности с соответствующим программным обеспечением эти инструменты позволяют компьютерам воспроизводить любые музыкальные звуки, а также специальные звуковые эффекты.

Таким образом, компьютеризация стала не просто фактом научно-технического прогресса. Она властно вторглась в социальную жизнь общества, затронула его самые глубинные пласты: быт, досуг, образование. Будучи одним из наиболее выдающихся достижений современного этапа научно-технического прогресса, компьютерная технология рассматривается как катализатор скачкообразного роста производительности труда во всех сферах общественного производства. Она является усилителем интеллектуальной мощи общества, проявляющееся в ускорении темпов развития науки и техники, литературы и искусства, фактор ускорения процессов производства и распространения знаний и перехода к новым технологиям XXI века, основаны на «обработке знаний» и в этом могло бы и должно было проявиться могущество компьютера!

Также в заключении хотелось бы подвести итог сказанному выше, сделать выводы. Как уже отмечалось, компьютеры стали неотъемлемой частью нашей жизни и трудно представить себе, как бы люди обходились без них в некоторых отраслях своей деятельности, например, в управлении искусственными спутниками Земли или томографии. Значение этих машин переоценить практически невозможно, чего стоит одно только оперирование, производящееся медицинскими светилами на расстоянии при помощи специальных роботов. Но нужно помнить о том, что без первоначального участия человека, деятельности программистов, ЭВМ не умели вообще ничего. Именно поэтому, на мой взгляд, ошибочно приписывать все достижения лишь компьютерам.

Безусловно, нельзя говорить только о положительном влиянии ЭВМ на жизнь человека, ведь всеобщая компьютеризация и негативно отразилась на ней. Да, компьютеры существенно ускорили процессы, требующие повторения монотонных операций; да, они улучшили качество образования и расширили пути его получения, позволили людям с ограниченными возможностями почувствовать себя полноценными членами общества. Да, творческие способности человека широко открылись и приобрели некоторые другие направления, связанные с использованием компьютеров. Но есть и обратная сторона медали: во-первых, люди сегодня теряют связь друг с другом, для некоторых виртуальный мир заменил реальный и нормальное человеческое общение, гораздо более искреннее по своей сути, стало неприемлемым. Во-вторых, появилось множество умных компьютерных воров, хакеров, что заставляет создавать усиленные средства безопасности, чтобы избежать финансовых потерь и утечки информации. В-третьих, как бы ни была надежна техника, она все же остается техникой, которой свойственно ломаться, что грозит разного рода потерями и возможностью лишиться контроля над системой.

И я думаю, что, оценив все положительные и отрицательные черты компьютеризации, нам, поколению ХХI века, необходимо выработать новую концепцию в создании и внедрении программных продуктов и информационных систем, в которой учесть все: социальные, экономические, политические – факторы, чтобы людям будущего было чем гордиться, а не над чем ломать голову, исправляя наши ошибки.

1. Аглицкий Д.С. и др. Компьютеры в офисе и дома: Инфра- И-Н, 1997

2. Алексеев В.Е., Петров А.В. и др. Вычислительные технологии в инженерных и экономических расчетах. – М.: Высшая школа, 1990

3. Журавлев А.Н., Павлюк К.М. Язык и компьютеры. – М.: Просвещение,1989

4. Зуев С.Т., Растригин Л.А. Вычислительные машины, системы, сети…- М.: Наука,1982

5. Каныгин Ю.П., Зотов Б.К. Что такое информатика? – М.: Наука,1989

6. Клейман Г.Н. Школы будущего: компьютеры в процессе обучения. – М.: Просвещение, 1987

7. Косневский П.Р. Школы будущего: занимательная математика и ПК/ Перевод с английского. – М.: Мир,1987

8. Кочетов Г.П. Могущество и бессилие компьютера. — М.: Просвещение, 1987

9. Кушнаренко И.С. Основы информатики и вычислительной техники. – М.: Наука, 1991

10. Ляпиков В.С., Саруханов М.П. Чего не может ЭВМ. – М.: Машиностроение, 1989

11. Мичи Д., Джонатон Р. Компьютер – Творец. – М.: Просвещение/перевод с англ., 1999

12. Наумов Б.Н. Информатика. Компьютерная грамотность. – М.: Наука, 1988

13. Перегудов М.А. Халамайзер А.П. Бок о бок с компьютером. – М.: Мир, 1987

1. Новицкий Артём Олегович. Анализ потенциального влияния eSIM на рыночную конкуренцию на рынке мобильных операторов
Есть рецензия

.
Соавторы:
Курегян Самвел Вазгенович, доктор экономических наук, доцент, профессор кафедры «Экономика и право» Белорусский Национальный Технический Университет
Статья посвящена анализу характеристик встроенных SIM-решений, их потенциальному влиянию на рыночную структуру на рынке мобильных операторов.

2. Олевский Виктор Аронович. Новая возможность создания искусственного интеллекта (ИИ)
Есть рецензия

.
В данной статье показана возможность создания ИИ, в части детерминированного принятия различного рода решений. Это осуществляется запатентованным в 2017 году «Модулем поиска блока информации по входным данным», патент №2652501.

3. Ивашко Кристина Сергеевна. МЕДИАТЕКСТ КАК СИСТЕМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Есть рецензия

.
Соавторы:
Пигуз Валентина Николаевна, зав. отделом компьютерно-информационных технологий Государственное учреждение «Институт проблем искусственного интеллекта». Изосимова Снежана Александровна, ведущий специалист по информационным технологиям отдела КИТ Государственное учреждение «Институт проблем искусственного интеллекта»
В статье рассматривается вопрос представления текста в средствах массовой информации (СМИ), который реализуется через взаимосвязанные модели, функциональный цикл которых представляется сменой двух фаз: первичное восприятие, осмысление увиденного или услышанного, вторичное – обработка и освоение увиденного/услышанного. В частности, в статье сделана попытка раскрыть роль восприятия визуального текста как формы сообщения, которое несет в себе медиапродукт, и как формы познания, раскрывающей внутреннюю сущность предметов и явлений. Сложность и глубина подобного рода исследования заключается в том, чтобы представить медиатекст не только как систему представления информации, но и как систему, ориентированную на спецификацию восприятия информации, определить эффективность использования правильно подобранных слов в медиапотоке.

4. Зиновьев Василий Владимирович. Многомерные числа или Ноль — имеет значение, а Бесконечность- конечна! Деление на Ноль!
Есть рецензия

.
В статье описан принципиально новый метод представления чисел, с помощью которого возможно решить проблему потери данных при умножении на ноль и получения неопределённости при делении на ноль.

5. Ляшенко Софья Андреевна. QR-код как интерактивный инструмент маркетинга
Есть рецензия

.
Соавторы:
Молдован Артём Анатольевич, кандидат экономических наук, доцент кафедры корпоративных финансов и оценки бизнеса СПБГЭУ
Простое и быстрое взаимодействие между потребителями и маркетологами благодаря мобильным технологиям привело к росту использования мобильных средств массовой информации в качестве инструмента интерактивного маркетинга в последние годы. Одна из таких технологий, которую можно использовать в интерактивном маркетинге для рекламы, – это QR-код (Quick Response Code). QR-коды, используемые в маркетинговых кампаниях, могут предоставлять ссылки на конкретные веб-сайты, на которых с помощью различных инструментов (например, вопросников или голосования) собирается информация о потребностях и желаниях клиентов. Цель этого базового исследования — проиллюстрировать вклад QR-кодов в реализацию преимуществ интерактивной рекламы.

6. Насонова Елизавета Владимировна. Уберизация как один из трендов развития цифровизации в логистике

Соавторы:

Цифровизация проникает во все сферы нашей жизни постоянно, и логистика не является исключением. Цифровизация повышает эффективность экономики и, поэтому компании внедряют тот или иной тренд цифровых технологий в производство своей продукции (работ, услуг). В данной работе было рассмотрено такое явление, как уберизация в логистической отрасли.

7. Клишина Екатерина Андреевна. Современное логистическое программное обеспечение

Соавторы:
Ермаков Иван Александрович, кандидат экономических наук, доцент кафедры логистики, Государственный университет управления
В данной статье обзорно представлены разработки и инновации, активно внедряемые в сферу логистики последние годы в рамках программного обеспечения, которые обеспечивают повышение эффективности функционирования систем на предприятиях и в компаниях.

8. Иванова София Алексеевна. Технические приемы контроля и использования современного программного обеспечения при реализации управленческих решений
Есть рецензия

. Статья опубликована в №76 (декабрь) 2019

Соавторы:
Молдован А.А., кандидат экономических наук, доцент кафедры корпоративных финансов и оценки бизнеса, Санкт-Петербургский государственный экономический университет
В статье анализируются информационно-управленческие сервисы, которые могут применяться в организации для принятия управленческих решений. Рассматривается их роль в обеспечении прозрачности процессов, сокращении субъективных ошибок, перевода многих задач в электронное взаимодействие, сокращении сроков реализации управленческий решений.

9. Квитко Анастасия Павловна. Информационные технологии в реинжиниринге бизнес-процессов
Есть рецензия

.
Соавторы:
Молдован Артем Анатольевич, кандидат экономических наук, доцент кафедры корпоративных финансов и оценки бизнес СПбГЭУ
Сегодняшняя среда характеризуется повышением уровня конкуренции. Предприятия, желающие увеличить свою долю на рынке или получать прибыль, должны адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Следовательно, многие изменения в бизнес-методах начинают появляться. Одним из них является реинжиниринг бизнес-процессов (BPR), определяемый как фундаментальное переосмысление и радикальная перестройка бизнес-процессов для существенного улучшения критических, современных показателей эффективности. Среди потенциальных возможностей BPR — информационные технологии (ИТ). ИТ позволяет добиться улучшений в BPR, хотя и не только сам по себе. Эта статья продемонстрирует важность ИТ в одной из самых выдающихся методологий. Предприятия могут упростить свои задачи, перепроектировать свою организацию, изменить способ работы и добиться впечатляющих улучшений, используя, помимо прочего, информационные технологии.

10. Бабаян Михаил Гарикович. Новые аппаратные платформы для исследования свободного объекта в квантовой системе
Есть рецензия

.
Соавторы:
Рощина Евгения Валерьевна, кандидат экономических наук, доцент кафедры бухгалтерский учет,донской государственный технический университет
За последние десятилетия для построения эталонов стали применять новые физические эффекты: квантовый эффект Джозефсона, квантовый эффект Холла, эффект Мейснера, эффект Мессбауэра и др. эффекты, важное значение в развитии эталонной измерительной техники, а также в будущем и рабочих средств измерений имеют квантовые эффекты Джозефсона и Холла. Рассмотрим три примера аффинных моноидов. Первое вытекает из теории информации и предоставляет естественную модель искажения изображения, а также многомерный аналог двоичного симметричного канала. Второй, из физики, описывает процесс телепортации квантовой информации с заданным запутанным состоянием. Третий — чисто математическая конструкция, свободный аффинный моноид над группой Клейна четыре. Докажем, что все три из этих объектов изоморфны.

11. Молчанова Оксана Евгеньевна. Социальные сети в обучении английскому языку. Дидактические свойства социальных сетей.
Есть рецензия

.
Соавторы:
Брыксина Ираида Евгеньевна, кандидат наук, доцент, доцент кафедры лингвистики и гуманитарно-педагогического образования ФГБОУ ВО Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, педагогический институт
Данная статья рассматривает дидактические свойства социальных сетей и их применение в изучении английского языка.

12. Кириллова Яна Геннадиевна. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА ДОРОЖНОГО ТРАФИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМА НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
Есть рецензия

. Статья опубликована в №71 (июль) 2019

Соавторы:
Финогеев А.А., кандидат технических наук, доцент кафедры САПР, Пензенский государственный университет
Разработка модели представления зависимости и влияния выделенных факторов и параметров дороги на потенциальное количество нарушений ПДД.

13. Григорьев Дмитрий Владимирович. Современные хостинг системы, для малого и среднего бизнеса
Есть рецензия

.
Соавторы:
Пащенко Дмитрий Владимирович; профессор кафедры Вычислительные машины и системы, Пензенский государственный технологический университет
Статья представляет собой описание хостинга и его видов. Приводятся примеры тарифов и критерии выбора в различных условиях. А так же затронуты вопросы безопасности использования подобных систем.

14. Севостьянова Юлия Сергеевна. ПОДХОДЫ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОНЛАЙН-КУРСА ПО КЛАССИЧЕСКОМУ ТАНЦУ С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ ВЕБ-ТЕХНОЛОГИЙ
Есть рецензия

.
Соавторы:
Шуклин Дмитрий Анатольевич, кандидат педагогических наук, доцент, начальник управления корпоративного обучения и профессионального развития, преподаватель факультета программной инженерии и компьютерной техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
В данной статье проанализированы существующие онлайн-курсы хореографической тематики. На основе сравнительного анализа выявлены наиболее востребованные методы обучения и предложена концепция проектирования онлайн-курса по хореографии.

15. Бажан Павел Владимирович. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ ПАРАЛЛАКС-ЭФФЕКТА ПРИ ПОМОЩИ ВЕБ-БРАУЗЕРА
Есть рецензия

. Статья опубликована в №70 (июнь) 2019

Соавторы:
Государев И.Б., кандидат педагогических наук, доцент, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
В данной статье проанализированы способы создания параллакс-эффекта, принципы и алгоритмы создания эффектов, базовые инструменты для анимации элементов веб-страницы, исследованы возможности интерактивного взаимодействия пользователя и веб-страницы.

16. Попова Алина Павловна. Большие данные и машинное обучение
Есть рецензия

. Статья опубликована в №69 (май) 2019

Соавторы:
Магомедов Рамазан Магомедович, доцент департамента анализа данных, принятия решений и финансовых технологий Финансового университета при Правительстве Российской Федерации, г. Москва
Статья посвящена изучению Больших данных и их особенностей, актуальности применения и значение для нашей повседневной жизни. Особое внимание уделяется способам обработки такого вида данных, в частности, рассматривается машинное обучение как наиболее эффективный. На конкретных примерах показано то, как работают методы машинного обучения.

17. Джабраилов Сулейман Исраилович. Методы оценки экономической эффективности использования информационных технологий в финансовой деятельности предприятий
Есть рецензия

. Статья опубликована в №70 (июнь) 2019

Соавторы:
Дадаева Барият Шарапутдиновна, кандидат экономических наук, доцент, Дагестанский Государственный Университет
Статья о методах оценки эффективности ИТ. Экономическая эффективность внедрения ИТ — это соотношение прибыли и общих затрат предприятия.
Цель статьи состоит в изучении методов экономической эффективности внедрения ИТ.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: дать понятие экономической эффективности ИТ, изучить основные методы оценки экономической эффективности ИТ.
Научная новизна — разработаны рекомендации по повышению эффективности деятельности, включающие сбалансированную систему показателей с учетом финансовых показателей.
MRP, MRPII и ERP сосредоточены на внутренней организации предприятия, а CSRP системы содержат полный цикл бизнес-технологий от проектирования будущего изделия, с учетом требований заказчика к гарантийному, сервисному обслуживанию и техническому обслуживанию. Основные этапы оценки эффективности ИТ внедрение и применение на предприятии могут быть обобщены в 3 этапа: подготовка, анализ и оценка выбора технологии; внедрение – анализ

18. Акимова Елена Владимировна. ЭЛЕКТРОННАЯ ПОДПИСЬ: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Статья опубликована в №69 (май) 2019

Соавторы:
Лебедева Н. В., студентка 1 курса Санкт-Петербургского горного университета
В статье выявлены преимущества и недостатки применения электронной подписи и сделан следующий вывод о том, что применение ЭП является эффективным способом подписания документов при внедряющемся во многие сферы электронном документообороте.

19. Князькова Анна Владимировна. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕШАЮЩИХ ПОЛЕЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАННЫХ
Статья опубликована в №69 (май) 2019

Соавторы:
Страбыкин Д.А., доктор технических наук, профессор, Вятский государственный университет
Рассматриваются комбинаторно – логические задачи и проблемы их решения, связанные с большой размерностью. Предлагается комплексный подход к решению комбинаторно – логических задач за счет включения в состав вычислительных систем функционально-ориентированного аппаратного обеспечения, которое предназначено для выполнения трудно реализуемых средствами универсальных ЭВМ процедур прикладного математического обеспечения. Рассматриваются основные операции преобразования данных, такие, как сжатие данных, расширение, сплетение векторов и другие. Предлагается решение основной логической ячейки и структуры решающего поля.

20. Акимова Елена Владимировна. ИССЛЕДОВАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДА СОРТИРОВКИ РАСЧЕСКОЙ
Статья опубликована в №68 (апрель) 2019

Соавторы:
Ряскова К.А., студентка 1 курса Санкт-Петербургского горного университета
в статье рассмотрен метод сортировки расческой, ее классифицирование, анализ и исполнения программы, с использованием языка программирования Visual Basic. Описано выполнение и преимущества неустойчивой сортировки расческой, приведены примеры тестирования программы на различных данных.

История развития персонального компьютера

Оглавление

Введение. 3

1. История появления первых электронно-вычислительных машин. 4

2. Основные этапы развития персонального компьютера. 5

2.1. Компьютеры первого поколения. 5

2.2.Компьютеры второго поколения. 5

2.3. Компьютеры третьего поколения. 6

2.4. Компьютеры четвертого поколения. 6

2.5. Компьютеры пятого поколения. 8

Заключение. 9

Список используемых источников. 10

Введение

Актуальность доклада на тему развития персональных компьютеров обусловлена тенденцией развития современного общества, которая имеет преимущественно техногенный характер. Современный мир построен на базе компьютерных электронных систем, которые проникли фактически во все сферы деятельности человека. Основным элементом техногенного развития человечества является компьютер. Именно это устройство сегодня решает бесконечное множество поставленных человеком задач.

История появления электронно-вычислительных машин (далее ЭВМ) и персональных компьютеров насчитывает всего несколько десятилетий. Предыдущий период использования вычислительной технике относится к эпохе применения средств, созданных на механическом и электромеханическом принципе действия.

Целью доклада является – исследование развития, становления и совершенствования персонального компьютера.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

Рассмотреть историю появления первых ЭВМ.

Проанализировать основные этапы развития персональных компьютеров.

1. История появления первых электронно-вычислительных машин

В 1833 г. кембриджский математик Чарльз Бэббидж (1792-1871 гг.) разработал универсальную автоматическую машину для любых вычислений названную «аналитической»[1]. Машина была механической, счет велся с помощью шестерен. Таким образом, Ч. Бэббидж заложил первые идеи современного компьютера. Он изобрёл эффективный способ сложения чисел по схеме со сквозным переносом, создал новые перфокарты в качестве постоянных носителей информации, предложил принцип функционирования универсальной вычислительной машины для расчетов в самых разных областях, сформулировал принципы условных переходов по результатам вычислений, предложил использовать устройства печати результатов по окончанию расчетов. Все эти принципы сохранились и в современных ЭВМ. Английский математик намного опередил свое время, но только через 100 лет предложения Ч. Бэббиджа были реализованы в полной мере. Эра механизмов и механических машин для вычислений продолжалась до 1944. Тогда же появились и другие счетные механические машины, но фундаментального влияния на развитие вычислительной техники они не оказали.

В 1934-1936 гг. немецкий инженер Конрад Цузе пришёл к идее создание универсальной вычислительной машины с программным управление и хранением информации в запоминающем устройстве[2]. Он сконструировал машину «Z-3» — первую программно управляемую вычислительную машину. Из-за несовершенства тогдашних ламп Цузе долго держался за реле — а потом почти сразу переключился на транзисторы. Единственным ламповым компьютером его разработки стал «Z-22» (1958).

В 1947 г. У. Шоркли, Дж. Бардин и У. Бреттейн изобрели принципиально новое электронное устройство – транзистор[3]. Это изобретение было лишено большинства недостатков электронных ламп и позволило сконструировать первую мини-ЭВМ. 

2. Основные этапы развития персонального компьютера

2.1. Компьютеры первого поколения

Первые компьютеры появились в начале 50-х годов прошлого века (до этого вычислительные устройства имели скорее научное, нежели прикладное значение), Это были ЭВМ так называемого первого поколения (сконструированные на лампах), но они уже могли хранить программы и использовали трансляторы. Первыми такими компьютерами стали UNIVAC I в Америке и БЭСМ в России, которые были ориентированы на решение сложных задач науки и техники[4].

2.2.Компьютеры второго поколения

Элементная база компьютеров 60-х годов начала переходить от ламп к полупроводниковым элементам. Размеры компьютеров значительно уменьшились, они стали дешевле и доступнее, появилось много алгоритмических языков (как универсальных, так и специализированных). В 1963 году Айвен Сазерленд разработал программу Блокнот, которую можно считать первым коммерческим проектом в области интерактивной компьютерной графики, в 1964 году Дугласом Энгельбартом было изобретено первое ручное устройство ввода — манипулятор «мышь», а в 1965 году компания IBM выпустила первый коммерческий графический терминал IBM 2250, созданный специально для конструкторов автомобильной промышленности[5].

2.3. Компьютеры третьего поколения

В компьютерах третьего поколения уже использовались интегральные микросхемы, что привело к радикальному уменьшению габаритов, а развитие сетевых технологий и реализация доступа с удаленных терминалов сделали компьютеры еще более доступными. В начале 60-х был изобретен модем, который в 1967-м был существенно усовершенствован Джоном Ван Гином из Станфордского научно-исследовательского института, а в 1970-м под руководством уже упоминавшегося изобретателя мыши Энгельбарта была отмечена первая крупномасштабная реализация электронной почты. Там же был создан первый многооконный интерфейс пользователя, а в 1969-м Алан Кей в лаборатории компании Xerox в Пало-Альто разработал первый графический интерфейс[6].

2.4. Компьютеры четвертого поколения

Начало 70-х ознаменовалось поистине революционными преобразованиями в элементной базе компьютеров: в 1971 году по заказу производителя калькуляторов компании Busicom корпорация Inlet разработала первый коммерчески доступный микропроцессор Intel 4004, открывший эру микропроцессоров и микрокомпьютеров. Появление первого цифрового микрокомпьютера MITS 816, доступного для персонального использования, относят к 1972 году (1). Но только в 1975 году в продажу поступил первый персональный компьютер массового производства Altair 8800, который имел все необходимое и даже был оснащен интерпретатором с алгоритмического языка BASIC. Как известно, этот интерпретатор написали Билл Гейтс и Поль Ален, так что 5 сентября 1975 года с тех пор считается официальным днем рождения компании Microsoft.

Первый персональный компьютер IBM появился тогда же, но был очень дорогим и неудобным в использовании, поэтому широкого распространения не получил. Первым полнофункциональным и, в выcшей степени успешно продаваемым персональным компьютером, стал Apple II, созданный Стивом Джобсом и Стивом Возняком годом позже. Именно этот компьютер положил начало тенденции всеобщей компьютеризации и сделал возможным применение компьютеров буквально во всех областях человеческой деятельности. К 1981 году относится и появление первых успешно продаваемых переносных микрокомпьютеров с экраном, дисководами и сумкой для переноса (то есть прообразов современных ноутбуков). Первым был Osborne 1 корпорации Osborne Computer Corp, а за ним последовала модель IBM 5155 (Personal Portable Computer). В это время также продолжала развиваться компьютерная графика. В 1976 году начались разработки по реализации цветной растровой графики, появились первые интегрированные текстово-графические дисплеи.

2.5. Компьютеры пятого поколения

Компьютеры пятого поколения отличаются от предыдущих главным образом широкими коммуникационными возможностями и повышением степени интеграции полупроводников элементной базы. В 1986 году магистральная сеть NSFNET объединила пять суперкомпьютерных центров, открыв широкому кругу исследователей доступ к мощным вычислительным ресурсам. В 2007 году компания Apple представляет iPhone. В июне 2010 года список самых мощных суперкомпьютеров возглавляет американский Cray Jaguar, за ним с небольшим отставанием следует китайский Nebulae. Оба этих высокопроизводительных суперкомпьютера могут выполнять более триллиона вычислений в секунду[8]. А в 2011 году в Китае запустили вдвое более мощный суперкомпьютер Tianhe-1. А в Японии создали систему с лаконичным названием K computer. Эта система показала втрое более высокую производительность по сравнению с китайской Tianhe-1.

Заключение

В процессе исследования истории развития персональных компьютеров было выяснено, что первые идеи современного компьютера заложил Ч. Бэббидж, т.к. он изобрёл эффективный способ сложения чисел по схеме со сквозным переносом, создал новые перфокарты в качестве постоянных носителей информации, предложил принцип функционирования универсальной вычислительной машины для расчетов в самых разных областях, сформулировал принципы условных переходов по результатам вычислений, предложил использовать устройства печати результатов по окончанию расчетов.

Первые компьютеры появились в начале 50-х годов XX века, но только в 1975 году в продажу поступил первый персональный компьютер массового производства Altair 8800. Первым полнофункциональным и, в выcшей степени успешно продаваемым персональным компьютером, стал Apple II, а первым переносной микрокомпьютер с экраном, дисководами и сумкой для переноса был Osborne 1. С середины 80-х начало значительно расти количество программ для домашнего применения. Появились развивающие и обучающие программы, а сеть Интернет, перекинувшись из США в Европу, начала быстро распространяться по всему миру.

А в 2007 году компания Apple представляет iPhone. Он и другие, так называемые смартфоны, демонстрируют тренд интеграции изначально отдельных устройств — таких как мобильный телефон, компьютер, цифровая камера — в одно многофункциональное устройство.

В 2010-2011 годах появляется ряд мощнейших суперкомпьютеров: Cray Jaguar, Nebulae, Tianhe-1, K computer. За 2011 год производительность самого мощного компьютера в мире выросла примерно в пять раз.

Таким образом, можно сделать вывод, что развитие и совершенствование персональных компьютеров не останавливается, а продолжает развиваться на все более высоком уровне.

Список используемых источников

1. Глушаков С.В.,Мельничков И.В. Персональный компьютер: Учебный курс.- М.: «АСТ», 2008.
2. Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. Чарльз Бэббедж (1792-1871). М.: Знание, 1973.- 64 с.
3. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.
4. Могилев А.В., Пак Н.И. Информатика.- М.: ACADEMIA, 2009
5. Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009.
6. Степаненко О.С. Персональный компьютер: Учебный курс. 2-е изд.- М.: Вильямс, 2002.

[1] Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. Чарльз Бэббедж (1792-1871). М.: Знание, 1973.- 64 с.

[2] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 18.

[3] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 18.

[4] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С.20.

[5] Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.

[6] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 22.

[7] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 23.

Что такое микрокомпьютер? — Определение с сайта WhatIs.com

Микрокомпьютер — это законченный компьютер небольшого размера, предназначенный для использования одним человеком за раз. Устаревший термин, микрокомпьютер сейчас в первую очередь называют персональным компьютером (ПК) или устройством на основе однокристального микропроцессора. Обычные микрокомпьютеры включают ноутбуки и настольные компьютеры. Помимо стандартных ПК, микрокомпьютеры также включают в себя некоторые калькуляторы, мобильные телефоны, ноутбуки, рабочие станции и встроенные системы.

Меньший по размеру, чем мэйнфрейм или миникомпьютер, микрокомпьютер использует единственный интегрированный полупроводниковый чип в качестве центрального процессора (ЦП).Они также содержат память в виде постоянной памяти (ROM) и оперативной памяти (RAM), портов ввода / вывода (I / O), а также шины или системы соединительных проводов, все они размещены в одном блоке, обычно называемом как материнская плата.

Общие устройства ввода-вывода включают клавиатуры, мониторы, принтеры и внешние накопители.

История микрокомпьютеров

Термин «микрокомпьютер» появился в 1970-х годах. Появление микропроцессора Intel 4004 в 1971 году, а затем микропроцессоров Intel 8008 и Intel 8080 в 1972 и 1974 годах соответственно проложило путь к созданию микрокомпьютера.

Первым микрокомпьютером был Micral, выпущенный в 1973 году компанией Réalisation d’Études Électroniques (R2E). Основанный на Intel 8008, это был первый компьютер на базе микропроцессора, не входящий в комплект. В 1974 году микрокомпьютер MCM / 70 на базе Intel 8008 был выпущен компанией Micro Computer Machines Inc. (позже известной как MCM Computers).

Хотя Altair 8800 был выпущен после Micral и MCM / 70, его часто считают первым успешным коммерческим микрокомпьютером. Выпущенный в 1974 году, он был разработан Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS) и основан на микропроцессоре Intel 8080.В комплекте он продавался по цене около 400 долларов, в собранном виде — 600 долларов (2045 и 3067 долларов в долларах 2018 года соответственно).

Altair 8800 выставлен в Центре для посетителей Microsoft 6 апреля 2005 г. в Редмонде, штат Вашингтон.

По мере совершенствования конструкции микросхемы микропроцессора росла и вычислительная мощность микрокомпьютеров. К 1980-м годам микрокомпьютеры использовались не только для игр и компьютерного отдыха, найдя широкое применение в персональных компьютерах, рабочих станциях и в академических кругах. К 1990-м годам микрокомпьютеры производились как карманные персональные цифровые помощники (КПК), а позже появились в виде мобильных телефонов и портативных музыкальных плееров.

Приложения для микрокомпьютеров

Персональные микрокомпьютеры часто используются для обучения и развлечений. Помимо ноутбуков и настольных компьютеров, микрокомпьютеры могут включать в себя игровые приставки, компьютеризированную электронику и смартфоны.

На рабочем месте микрокомпьютеры используются для приложений, включая обработку данных и текстов, электронные таблицы, профессиональные презентации и графические программы, системы связи и управления базами данных. Они использовались в бизнесе для таких задач, как бухгалтерский учет, инвентаризация и связь; в медицинских учреждениях для записи и отзыва данных о пациентах, управления планами медицинского обслуживания, составления расписания и обработки данных; в финансовых учреждениях для регистрации транзакций, отслеживания выставления счетов, подготовки финансовых отчетов и ведомостей заработной платы, а также аудита; и в военных приложениях для учебных устройств, среди прочего.

Микрокомпьютеры и Интернет вещей

Raspberry Pi, небольшой одноплатный компьютер, когда-то назывался микроконтроллером. Сегодня Raspberry Pi и другие одноплатные компьютеры, например, от Arduino, Intel и Particle, используются для создания прототипов, обучения и приложений Интернета вещей (IoT), их чаще называют микроконтроллерами, чем микрокомпьютерами.

Однако микрокомпьютеры

могут использоваться для аналогичных задач в приложениях Интернета вещей, что и микроконтроллеры.Некоторые устройства Интернета вещей, такие как смарт-телевизоры, холодильники и другие подключенные устройства, иногда называют микрокомпьютерами.

Место для микрокомпьютера

Восходящая иерархия общих размеров компьютеров выглядит следующим образом:

• Встроенные системы, которые фиксируются внутри чего-либо и не поддерживают прямое взаимодействие с человеком, но, тем не менее, соответствуют всем остальным критериям микрокомпьютеров;
• микрокомпьютеры;
• Workstations, ранее описываемые как более мощный персональный компьютер для специальных приложений;
• миникомпьютеров, теперь называемых серверами среднего уровня;

Мэйнфреймы

• , которые сейчас производители обычно называют большими серверами;
• Суперкомпьютеры, большие серверы, иногда включая системы компьютеров, использующие параллельную обработку данных; и
• Система параллельной обработки, система взаимосвязанных компьютеров, которые вместе работают над одним приложением, разделяя задачи, которые могут выполняться одновременно.

Сравнение микрокомпьютеров и микроконтроллеров
Микроконтроллер — это интегральная схема (ИС), предназначенная для управления определенной операцией во встроенной системе. Эти одиночные микросхемы имеют встроенную оперативную память, ПЗУ и периферийные устройства.

Микроконтроллеры

называются одиночными микрокомпьютерами.

Сравнение микрокомпьютеров и микропроцессоров
Микропроцессор — это компьютерный процессор на микрочипе, который содержит все или большинство функций центрального процессора. Микропроцессоры не имеют ОЗУ, ПЗУ или других периферийных устройств.Таким образом, микропроцессоры не могут выполнять автономные задачи. Скорее, такие системы, как микрокомпьютеры, которые содержат микропроцессоры, могут быть запрограммированы для выполнения функций с данными путем записи конкретных инструкций для своих микропроцессоров в их память.

Технически микрокомпьютер можно описать как комбинацию микропроцессора и его периферийных устройств ввода-вывода, схем и памяти — но не на одном кристалле.

Сравнение микрокомпьютеров и миникомпьютеров
В то время как микрокомпьютеры обычно относятся к портативным или настольным компьютерам, миникомпьютеры были разновидностью компьютеров, которые в основном использовались в 1960-1980-х годах.Миникомпьютеры были больше микрокомпьютеров — некоторые из них имели высоту более 6 футов и весили до 700 фунтов — и могли похвастаться более высокой скоростью обработки при значительно меньших размерах и цене, чем мэйнфреймы и суперкомпьютеры, доступные в то время. В то время как микрокомпьютеры часто использовались дома и в офисе, миникомпьютеры в основном использовались в академических кругах, исследовательских лабораториях и небольших компаниях, и они использовались для обработки текстов, бухгалтерского учета и учебных пособий.

Программируемый процессор данных-1 компании

Digital Equipment Corporation, или PDP-1, был анонсирован в 1960 году и продан за 120 000 долларов (1 021 776 долларов в долларах 2018 года).Его потомок, PDP-8, был представлен в 1965 году и был продан почти за 18 500 долларов (148 022 доллара в долларах 2018 года). Считающийся одним из самых успешных миникомпьютеров и первым примером коммерческого миникомпьютера, 12-битный PDP-8 сравнивают с размером небольшого домашнего холодильника.

Миникомпьютеры не содержат микропроцессоров. В 1980-х годах распространенность мини-компьютеров снизилась, поскольку микропроцессоры стали более мощными и доступными по более низкой цене.

Устаревший термин, миникомпьютеры часто называют компьютерами среднего уровня.

Сравнение микрокомпьютеров и мэйнфреймов
Мэйнфрейм — это высокопроизводительный компьютер, используемый для крупномасштабных вычислений, требующих большей доступности и безопасности, чем могут обеспечить маломасштабные машины. Мэйнфреймы могут обрабатывать запросы от нескольких пользователей одновременно, тогда как микрокомпьютер предназначен для использования одним человеком одновременно. Таким образом, мэйнфрейм-компьютер можно описать как систему, соединяющую между собой несколько микрокомпьютеров.

Компьютерная терминология — типы компьютеров

Микрокомпьютер — обзор | Темы ScienceDirect

6.7 Развитие архитектуры ARM

Процессор ARM1 был впервые разработан компанией Acorn Computer в Великобритании для компьютеров BBC Micro в 1985 году как модернизация микропроцессора 6502, который использовался во многих персональных компьютерах того времени.В течение года за ним последовала ARM2, которая была запущена в производство на компьютере Acorn Archimedes. ARM было аббревиатурой от Acorn RISC Machine . В продукте реализована версия 2 набора команд ARM (ARMv2). Адресная шина имела всего 26 бит, а старшие 6 бит 32-битного ПК использовались для хранения битов состояния. Архитектура включала почти все инструкции, описанные в этой главе, включая обработку данных, большинство загрузок и сохранений, ветвления и умножения.

Начиная с ARMv7, CPSR называется регистром состояния прикладной программы (APSR).

ARM вскоре расширила адресную шину до полных 32 бит, переместив биты состояния в специальный регистр текущего состояния программы (CPSR). ARMv4, представленный в 1993 году, добавил загрузку и сохранение полуслова и обеспечил загрузку полуслова и байтов со знаком и без знака. Это ядро ​​современного набора инструкций ARM, и это то, что мы рассмотрели в этой главе.

Набор инструкций ARM претерпел множество улучшений, описанных в следующих разделах. Очень успешный процессор ARM7TDMI в 1995 году представил 16-битный набор инструкций Thumb в ARMv4T для повышения плотности кода.В ARMv5TE добавлена ​​цифровая обработка сигналов (DSP) и дополнительные инструкции с плавающей запятой. ARMv6 добавил мультимедийные инструкции и улучшил набор инструкций Thumb. ARMv7 улучшил инструкции с плавающей запятой и мультимедийные инструкции, переименовав их в Advanced SIMD. ARMv8 представила совершенно новую 64-битную архитектуру. По мере развития архитектуры были введены различные другие инструкции системного программирования.

6.7.1 Набор команд Thumb

Команды Thumb имеют длину 16 бит для достижения более высокой плотности кода; они идентичны обычным инструкциям ARM, но обычно имеют ограничения, в том числе:

•

Доступ только к восьми нижним регистрам

•

Повторное использование регистра как источника и назначения

•

Поддержка более короткая немедленно

•

Отсутствие условного выполнения

•

Всегда записывайте флаги состояния

Почти все инструкции ARM имеют эквиваленты Thumb.Поскольку инструкции менее мощные, для написания эквивалентной программы требуется больше. Однако инструкции вдвое короче, что дает общий размер кода Thumb около 65% от эквивалента ARM. Набор инструкций Thumb полезен не только для уменьшения размера и стоимости памяти для хранения кода, но также для обеспечения недорогой 16-битной шины для памяти команд и для уменьшения энергопотребления при выборке инструкций из памяти.

Процессоры ARM

имеют регистр состояния набора команд, ISETSTATE, который включает бит T, чтобы указать, находится ли процессор в нормальном режиме (T = 0) или в режиме Thumb (T = 1).Этот режим определяет, как инструкции должны быть извлечены и интерпретированы. Инструкции ветвления BX и BLX переключают бит T для входа в режим Thumb или выхода из него.

Кодирование инструкций Thumb является более сложным и нерегулярным, чем инструкции ARM, чтобы упаковать как можно больше полезной информации в 16-битные полуслова. На рисунке 6.33 показано кодирование общих инструкций Thumb. Старшие биты определяют тип инструкции. Инструкции по обработке данных обычно определяют два регистра, один из которых одновременно является первым источником и местом назначения.Они всегда пишут флаги статуса. Сложение, вычитание и сдвиг могут указывать на короткое мгновение. Условные переходы определяют 4-битный код условия и короткое смещение, тогда как безусловные переходы допускают более длинное смещение. Обратите внимание, что BX принимает 4-битный идентификатор регистра, чтобы он мог получить доступ к регистру связи LR. Специальные формы LDR, STR, ADD и SUB определены для работы относительно указателя стека SP (для доступа к кадру стека во время вызовов функций). Еще одна особая форма загрузки LDR относительно ПК (для доступа к пулу литералов).Формы ADD и MOV могут получить доступ ко всем 16 регистрам. BL всегда требует двух полуслов, чтобы указать 22-битное место назначения.

Рисунок 6.33. Примеры кодирования инструкций Thumb

Нерегулярное кодирование набора инструкций Thumb и инструкции переменной длины (1 или 2 полуслова) характерны для архитектур 16-битных процессоров, которые должны упаковывать большой объем информации в короткое командное слово. Неравномерность усложняет декодирование инструкции.

ARM впоследствии усовершенствовала набор инструкций Thumb и добавила ряд 32-битных инструкций Thumb-2, чтобы повысить производительность общих операций и позволить писать любую программу в режиме Thumb.Команды Thumb-2 идентифицируются по 5 старшим битам, равным 11101, 11110 или 11111. Затем процессор извлекает второе полуслово, содержащее оставшуюся часть инструкции. Процессоры серии Cortex-M работают исключительно в режиме Thumb.

6.7.2 Команды DSP

Цифровые сигнальные процессоры (DSP) предназначены для эффективной обработки таких алгоритмов обработки сигналов, как быстрое преобразование Фурье (FFT) и фильтры с конечной / бесконечной импульсной характеристикой (FIR / IIR).Общие приложения включают кодирование и декодирование аудио и видео, управление двигателем и распознавание речи. ARM предоставляет для этих целей ряд инструкций DSP. Команды DSP включают в себя умножение, сложение и умножение-накопление (MAC) — умножение и прибавление результата к текущей сумме: sum = sum + src1 × src2. MAC — это отличительная особенность, отделяющая наборы инструкций DSP от обычных наборов инструкций. Он очень часто используется в алгоритмах DSP и удваивает производительность по сравнению с отдельными командами умножения и сложения.Однако MAC требует указания дополнительного регистра для хранения текущей суммы.

Быстрое преобразование Фурье (БПФ), наиболее распространенный алгоритм ЦОС, сложен и критичен к производительности. Команды DSP в компьютерных архитектурах предназначены для выполнения эффективных БПФ, особенно для 16-битных дробных данных.

Основные инструкции умножения, перечисленные в Приложении B, являются частью ARMv4. ARMv5TE добавил математические инструкции насыщения, а также упакованное и дробное умножение для поддержки алгоритмов DSP.

Команды DSP часто работают с короткими (16-битными) данными, представляющими выборки, считанные с датчика аналого-цифровым преобразователем. Однако промежуточные результаты сохраняются с большей точностью (например, 32 или 64 бита) или насыщаются, чтобы предотвратить переполнение. В насыщенной арифметике результаты, превышающие наиболее положительное число, рассматриваются как наиболее положительные, а результаты, меньшие, чем наиболее отрицательные, рассматриваются как наиболее отрицательные. Например, в 32-битной арифметике результаты больше 2 ³¹ -1 насыщаются при 2 ³¹ -1, а результаты меньше -2 ³¹ насыщаются при -2 ³¹ .Общие типы данных DSP приведены в таблице 6.15. Два дополнительных числа указываются как имеющие один знаковый бит. 16-, 32- и 64-битные типы также известны как с половинной точностью , с одинарной точностью и с двойной точностью , не путать с числами с плавающей запятой одинарной и двойной точности. Для повышения эффективности два числа половинной точности упакованы в одно 32-битное слово.

Таблица 6.15. Типы данных DSP

беззнаковый длинный длинный

Тип 902 902 бывают подписаны и беззнаковые разновидности с битом знака в msb. Дробное число типов (Q15 и Q31) представляют дробное число со знаком; например, Q31 охватывает диапазон [-1, 1-2 ^-31 ] с шагом 2 ^-31 между последовательными числами. Эти типы не определены в стандарте C, но поддерживаются некоторыми библиотеками. Q31 можно преобразовать в Q15 путем усечения или округления. В усечении результат Q15 — это только верхняя половина. При округлении к значению Q31 добавляется 0x00008000, а затем результат обрезается. Когда вычисление включает в себя много шагов, округление полезно, потому что оно позволяет избежать накопления нескольких небольших ошибок усечения в значительную ошибку.

Арифметика с насыщением — важный способ постепенного снижения точности алгоритмов DSP. Обычно для обработки большинства входных данных достаточно арифметики с одинарной точностью, но патологические случаи могут выходить за пределы диапазона с одинарной точностью. Переполнение вызывает резкую смену знака на радикально неправильный ответ, который может показаться пользователю как щелчок в аудиопотоке или странно окрашенный пиксель в видеопотоке. Переход к арифметике с двойной точностью предотвращает переполнение, но в типичном случае снижает производительность и увеличивает энергопотребление.Насыщенная арифметика ограничивает переполнение на максимальном или минимальном значении, которое обычно близко к желаемому значению и вызывает небольшую неточность.

ARM добавил флаг Q в регистры состояния, чтобы указать, что в инструкциях DSP произошло переполнение или насыщение. Для приложений, в которых точность критична, программа может сбрасывать флаг Q перед вычислением, выполнять вычисления с одинарной точностью и после этого проверять флаг Q . Если он установлен, произошло переполнение, и при необходимости вычисление можно повторить с двойной точностью.

Сложение и вычитание выполняются одинаково независимо от используемого формата. Однако умножение зависит от типа. Например, с 16-битными числами число 0xFFFF интерпретируется как 65535 для беззнаковых коротких, -1 для коротких и -2 ^-15 для чисел Q15. Следовательно, 0xFFFF × 0 xFFFF имеет очень разные значения для каждого представления (4 294 836 225; 1 и 2 ^-30 , соответственно). Это приводит к разным инструкциям для знакового и беззнакового умножения.

Номер Q15 A можно рассматривать как a × 2 ⁻¹⁵ , где a — его интерпретация в диапазоне [−2 ¹⁵ , 2 ¹⁵ −1] как знаковое 16 -битовое число. Следовательно, произведение двух чисел Q15:

A × B = a × b × 2−30 = 2 × a × b × 2−31

Это означает, что для умножения двух чисел Q15 и получения результата Q31 выполните обычное умножение со знаком, а затем удвоить произведение. Затем продукт можно обрезать или округлить, чтобы при необходимости вернуть его в формат Q15.

Обширный ассортимент команд умножения и умножения с накоплением сведен в Таблицу 6.16. Для MAC требуется до четырех регистров: RdHi , RdLo , Rn и Rm . Для операций с двойной точностью RdHi и RdLo содержат 32 старших и младших бита соответственно. Например, UMLAL RdLo, RdHi, Rn, Rm вычисляет { RdHi , RdLo } = { RdHi , RdLo } + Rn × Rm .Умножения половинной точности бывают разных видов, которые обозначаются фигурными скобками для выбора операндов из верхней или нижней половины слова, а в двойных формах умножаются как верхняя, так и нижняя половины. MAC, включающий входы половинной точности и аккумулятор одинарной точности (SMLA *, SMLAW *, SMUAD, SMUSD, SMLAD, SMLSD), установят флаг Q , если аккумулятор переполнен. Умножение наиболее значимого слова (MSW) также имеет формы с суффиксом R, которые округляют, а не усекают.

Таблица 6.16. Инструкции умножения и умножения-накопления

Инструкции DSP также включают насыщенное сложение (QADD) и вычитание (QSUB) из 32-битные слова, насыщающие результаты вместо переполнения.Они также включают QDADD и QDSUB, которые удваивают второй операнд перед добавлением / вычитанием его к / из первого с насыщением; мы скоро обнаружим их ценность в дробных MAC. Они устанавливают флаг Q , если происходит насыщение.

Наконец, инструкции DSP включают LDRD и STRD, которые загружают и сохраняют четную / нечетную пару регистров в 64-битном двойном слове памяти. Эти инструкции повышают эффективность перемещения значений двойной точности между памятью и регистрами.

Таблица 6.17 суммирует, как использовать инструкции DSP для умножения или MAC различных типов данных. В примерах предполагается, что данные полуслова находятся в нижней половине регистра, а верхняя половина равна нулю; используйте T-разновидность SMUL, когда данные находятся наверху. Результат сохраняется в R2 или в {R3, R2} для двойной точности. Дробные операции (Q15 / Q31) удваивают результат, используя насыщенное сложение, чтобы предотвратить переполнение при умножении -1 × -1.

Таблица 6.17. Умножение и MAC-код для различных типов данных

длинный

R2, R3, R2

900

4

4

4 900

6.7.3 Команды с плавающей запятой

Операции с плавающей запятой более гибкие, чем числа с фиксированной запятой, предпочитаемые в DSP, и упрощают программирование. Плавающая точка широко используется в графике, научных приложениях и алгоритмах управления. Арифметика с плавающей запятой может выполняться с помощью ряда обычных инструкций обработки данных, но она быстрее и потребляет меньше энергии с использованием специальных инструкций с плавающей запятой и оборудования.

Набор инструкций ARMv5 включает дополнительные инструкции с плавающей запятой.Эти инструкции обращаются как минимум к 16 64-битным регистрам двойной точности, отдельным от обычных регистров. Эти регистры также можно рассматривать как пары 32-битных регистров одинарной точности. Регистры имеют имена D0 – D15 для двойной точности или S0 – S31 для одинарной точности. Например, VADD.F32 S2, S0, S1 и VADD.F64 D2, D0, D1 выполняют сложение с плавающей запятой одинарной и двойной точности соответственно. Команды с плавающей запятой, перечисленные в таблице 6.18, имеют суффикс .F32 или .F64 для обозначения чисел с плавающей запятой одинарной или двойной точности.

Таблица 6.18. Инструкции ARM с плавающей запятой

Команды MRC и MCR используются для передачи данных между обычными регистрами и регистрами сопроцессора с плавающей запятой.

ARM определяет регистр состояния и управления с плавающей запятой (FPSCR). Как и обычный регистр состояния, он содержит флаги N , Z , C и V для операций с плавающей запятой. Он также определяет режимы округления, исключения и особые условия, такие как переполнение, потеря значимости и деление на ноль. Инструкции VMRS и VMSR передают информацию между обычным регистром и FPSCR.

6.7.4 Инструкции по энергосбережению и безопасности

Устройства с батарейным питанием экономят электроэнергию, проводя большую часть своего времени в спящем режиме.ARMv6K представил инструкции для поддержки такой экономии энергии. Команда ожидания прерывания (WFI) позволяет процессору перейти в состояние с низким энергопотреблением, пока не произойдет прерывание. Система может генерировать прерывания на основе пользовательских событий (например, касания экрана) или периодического таймера. Инструкция ожидания события (WFE) аналогична, но полезна в многопроцессорных системах (см. Раздел 7.7.8), так что процессор может перейти в спящий режим до тех пор, пока не получит уведомление от другого процессора. Он просыпается либо во время прерывания, либо когда другой процессор отправляет событие с помощью инструкции SEV.

ARMv7 улучшает обработку исключений для поддержки виртуализации и безопасности. В виртуализации несколько операционных систем могут работать одновременно на одном процессоре, не зная о существовании друг друга. Гипервизор переключается между операционными системами. Гипервизор работает на уровне привилегий PL2. Он вызывается с исключением прерывания гипервизора. С расширениями безопасности процессор определяет безопасное состояние с ограниченными средствами входа и ограниченным доступом к защищенным частям памяти.Даже если злоумышленник скомпрометирует операционную систему, защищенное ядро ​​может сопротивляться взлому. Например, защищенное ядро ​​может использоваться для отключения украденного телефона или для принудительного управления цифровыми правами, чтобы пользователь не мог дублировать контент, защищенный авторским правом.

6.7.5 Команды SIMD

Термин SIMD (произносится как «sim-dee») означает , одна инструкция, несколько данных, , в которой одна инструкция действует на несколько частей данных параллельно. Распространенным применением SIMD является одновременное выполнение множества коротких арифметических операций, особенно для обработки графики.Это также называется арифметикой с упаковкой и .

Короткие элементы данных часто появляются при обработке графики. Например, пиксель на цифровой фотографии может использовать 8 бит для хранения каждого из компонентов красного, зеленого и синего цветов. Использование всего 32-битного слова для обработки одного из этих компонентов приводит к потере верхних 24 бита. Более того, когда компоненты из 16 соседних пикселей упакованы в 128-битное квадрослово, обработка может выполняться в 16 раз быстрее. Точно так же координаты в трехмерном графическом пространстве обычно представляются 32-битными числами с плавающей запятой (одинарной точности).Четыре из этих координат могут быть упакованы в 128-битное квадрослово.

Большинство современных архитектур предлагают арифметические операции SIMD с широкими регистрами SIMD, упаковывающими несколько более узких операндов. Например, инструкции ARMv7 Advanced SIMD совместно используют регистры из модуля с плавающей запятой. Более того, эти регистры также могут быть спарены, чтобы действовать как восемь 128-битных учетверенных слов Q0 – Q7. Регистры объединяют несколько 8-, 16-, 32- или 64-битных целочисленных значений или значений с плавающей запятой. Инструкции имеют суффикс.I8, .I16, .I32, .I64, .F32 или .F64, чтобы указать, как следует обрабатывать регистры.

На рис. 6.34 показана команда сложения вектора VADD.I8 D2, D1, D0, работающая с восемью парами 8-битных целых чисел, упакованных в 64-битные двойные слова. Аналогично VADD.I32 Q2, Q1, Q0 добавляет четыре пары 32-битных целых чисел, упакованных в 128-битные четверные слова, а VADD.F32, D2, D1, D0 добавляет две пары 32-битных чисел с плавающей запятой одинарной точности, упакованных в 64-битные двойные слова. Выполнение упакованной арифметики требует модификации ALU для исключения переноса между меньшими элементами данных.Например, выполнение a ₀ + b ₀ не должно влиять на результат a ₁ + b ₁ .

Рисунок 6.34. Упакованная арифметика: восемь одновременных 8-битных сложений

Расширенные инструкции SIMD начинаются с буквы V. Они включают следующие категории:

•

Базовые арифметические функции, также определенные для чисел с плавающей запятой

•

Загрузка и сохранение нескольких элементов, включая обратное перемежение и чередование

•

Поразрядные логические операции

•

Сравнения

•

Множество вариантов сдвигов, добавлений и вычитаний 9037

с 9037

и без •

Многие разновидности умножения и MAC

•

Разные инструкции

ARMv6 также определил более ограниченный набор инструкций SIMD, работающих с обычными 32-битными регистрами.К ним относятся 8- и 16-битное сложение и вычитание, а также инструкции для эффективной упаковки и распаковки байтов и полуслов в слово. Эти инструкции полезны для управления 16-битными данными в коде DSP.

6.7.6 64-битная архитектура

32-битная архитектура позволяет программе иметь прямой доступ максимум к 2 ³² байтам = 4 ГБ памяти. Большие компьютерные серверы привели к переходу на 64-битные архитектуры, которые могут обращаться к огромным объемам памяти. За ними последовали персональные компьютеры, а затем и мобильные устройства.64-битные архитектуры иногда также могут быть быстрее, потому что они перемещают больше информации с помощью одной инструкции.

Многие архитектуры просто расширяют свои регистры общего назначения с 32 до 64 бит, но ARMv8 также представил новый набор команд для упрощения идиосинкразии. В классическом наборе команд не хватает регистров общего назначения для сложных программ, что вызывает дорогостоящее перемещение данных между регистрами и памятью. Сохранение ПК в R15 и SP в R13 также усложняет реализацию процессора, и программам часто требуется регистр, содержащий значение 0.

Инструкции ARMv8 по-прежнему имеют длину 32 бита, и набор инструкций очень похож на ARMv7, но с некоторыми устраненными проблемами. В ARMv8 регистровый файл расширен до 31 64-битного регистра (называемого X0 – X30), а ПК и SP больше не являются частью регистров общего назначения. X30 служит регистром ссылок. Обратите внимание на отсутствие регистра X31; вместо этого он называется нулевым регистром (ZR) и жестко привязан к 0. Инструкции обработки данных могут работать с 32- или 64-битными значениями, тогда как загрузка и сохранение всегда используют 64-битные адреса.Чтобы освободить место для дополнительных битов для указания регистров источника и назначения, поле условия удаляется из большинства инструкций. Однако ветки все же могут быть условными. ARMv8 также упрощает обработку исключений, удваивает количество расширенных регистров SIMD и добавляет инструкции для криптографии AES и SHA. Кодировки инструкций довольно сложны и не разделяются на несколько категорий.

При сбросе процессоры ARMv8 загружаются в 64-битном режиме. Процессор может перейти в 32-битный режим, установив бит в системном регистре и вызвав исключение.Когда исключение возвращается, он возвращается в 64-битный режим.

IEEE Milestone: операционная система микрокомпьютера CP / M

Веха: операционная система микрокомпьютера CP / M, 1974 год

Дата освящения: 25 апреля 2014 г.

Программа управления

для микрокомпьютеров, CP / M, была первой коммерческой операционной системой, которая позволяла компьютеру на базе микропроцессора взаимодействовать с накопителем на жестком диске. CP / M сыграл важную роль в стимулировании движения любителей персональных компьютеров в 1970-х годах.Его способность поддерживать программы на самых разных аппаратных конфигурациях позволила на раннем этапе использовать микрокомпьютерные системы от многих различных производителей в деловых и научных приложениях. Microsoft DOS, лицензированная IBM для исходного ПК, была написана для имитации внешнего вида CP / M. Таким образом, CP / M был предшественником операционных систем, которые сейчас работают на большинстве компьютеров в мире, и привел к революции персональных компьютеров.

До разработки CP / M производители компьютеров поставляли проприетарные приложения, которые работали только на их собственном оборудовании.Все программы должны были быть написаны с нуля, чтобы работать на каждой уникальной конфигурации машины. CP / M изначально был разработан для работы с микропроцессором Intel 8080 и позволял компьютерным системам, созданным любым производителем, который использовал этот чип, запускать прикладные программы, написанные сторонними поставщиками. CP / M представила новый элемент конкуренции на компьютерном рынке, который стимулировал быстрый рост использования недорогих систем в бизнесе, промышленности и академических кругах и, в конечном итоге, дома.По словам Килдалла, «CP / M имел мгновенный успех. К 1980 году DRI продала производителям и конечным пользователям миллионы копий CP / M ».

Об изобретателе:

От: веб-сайт NPS

ЦИТАТА

«Доктор. Гэри А. Килдалл продемонстрировал первый рабочий прототип CP / M (управляющая программа для микрокомпьютеров) в Пасифик-Гроув в 1974 году. Вместе с его изобретением BIOS (базовой системы ввода-вывода) операционная система Килдалла позволила компьютеру на базе микропроцессора обмениваться данными с накопителем на жестких дисках и послужили важной основой для революции в области персональных компьютеров.”

______________________________________________
801 Lighthouse Avenue
Pacific Grove, CA
Примечание: мемориальная доска установлена ​​на краю общественного тротуара
рядом с подпорной стеной
, окружающей территорию.

Эта запись была размещена в Milestone, Раздел События. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Использование микрокомпьютеров социологами в JSTOR

Abstract

Для оценки того, повлияла ли «микрокомпьютерная революция» на работу академических социологов, используется продольный анализ одной академической единицы.За четыре года, прошедшие с тех пор, как все социологи в многопрофильном подразделении получили микрокомпьютеры, среднее время их использования постоянно увеличивалось до двадцати четырех часов в неделю. Относительное распределение использований с течением времени отличается поразительной последовательностью, при этом преобладающими остаются приложения для обработки текстов и исследования. Социологи сообщают, что использование микрокомпьютеров умеренно увеличило количество и особенно повысило качество их исследований, и что влияние микрокомпьютеров на их межличностную рабочую среду было очень положительным.Данные этого анализа ясно показывают, что, вопреки довольно гиперболическим заявлениям и взволнованным прогнозам некоторых социологов, микрокомпьютеры оказали благотворное и постепенное влияние на существующие модели работы и не изменили характер работы социологов.

Информация журнала

Американский социолог публикует статьи, комментарии и другие статьи по темам, которые представляют для социологов профессиональные и дисциплинарные интересы. Содержание исследует интеллектуальные, практические и этические вопросы, влияющие на работу, карьеру и перспективы социологов.Кроме того, журнал поощряет исследования и сообщения о том, как социологические знания и навыки связаны с проблемами, вызывающими широкий общественный интерес, в прошлом, настоящем и будущем.
Темы журнала «Американский социолог» включают использование социологии в академической и неакадемической среде; подготовка, трудоустройство и карьерный рост социологов; структурные и идеологические аспекты, влияющие на развитие новых перспектив в дисциплине; этика исследований, преподавания и практики; применение социологических знаний и методов в практических задачах; исторические и междисциплинарные корни социологического знания; и вклад социологов в решение профессиональных и общественных проблем.

Информация об издателе

Springer — одна из ведущих международных научных издательских компаний, издающая более 1200 журналов и более
3000 новых книг ежегодно, охватывающих широкий круг предметов, включая биомедицину и науки о жизни, клиническую медицину,
физика, инженерия, математика, компьютерные науки и экономика.

История персональных компьютеров: 1975–1984 | Mac низкого уровня

История персональных компьютеров начинается не с IBM или Microsoft, хотя Microsoft была одним из первых участников молодой индустрии ПК.

Первые персональные компьютеры, представленные в 1975 , поставлялись в виде комплектов: MITS Altair 8800, за которым последовал IMSAI 8080, клон Altair. (Да, клонирование существует примерно столько же!) Оба использовали процессор Intel 8080. В том же году Zilog создал процессор Z-80, а MOS Technology произвела 6502. Билл Гейтс и Пол Аллен написали компилятор BASIC для Altair и сформировали Micro-soft.

В 1976 два Стива Apple (Джобс и Возняк) разработали Apple I, единственный «комплектный» компьютер Apple (к собранной материнской плате нужно было добавить клавиатуру, блок питания и корпус) вокруг процессора 6502.В том же году были выпущены первый текстовый редактор Electric Pencil и первое текстовое приключение для микрокомпьютеров Adventure. Шугарт представил флоппи-дисковод 5,25 дюйма; он станет ключевым компонентом революции персональных компьютеров.

Молодая индустрия бурно развивалась в 1977 , когда Apple представила Apple II, цветной компьютер со слотами расширения и поддержкой флоппи-дисковода; Radio Shack представила TRS-80 в своих магазинах по всей стране; Commodore подключился к повальному увлечению любимыми камнями с помощью своего ПЭТ; Digital Research выпустила CP / M, 8-битную операционную систему, которая предоставила шаблон для MS-DOS; и открылся первый франчайзинговый магазин ComputerLand (затем Computer Shack).

Программное обеспечение

заняло центральное место в 1978 , когда Дэн Бриклин и Боб Франкстон выпустили VisiCalc, первую электронную таблицу. Это превратило персональный компьютер в полезный бизнес-инструмент, а не просто игровой автомат или замену электрической пишущей машинке.

WordMaster, который вскоре стал WordStar, был выпущен и долгие годы доминировал в индустрии текстовых редакторов. Atari использовала свой опыт в видеоиграх и известность, чтобы выйти на рынок персональных компьютеров, а Epson поставила TX-80, первый недорогой матричный принтер.

Третья важная категория программного обеспечения, база данных, появилась в 1979 вместе с Vulcan, предшественником dBase II и его преемниками. В том же году Хейс представил модем со скоростью 300 бит / с и установил телекоммуникацию как аспект персональных компьютеров.

Плохо спроектированный и неудачный TI-99/4 от Texas Instrument, также поставляемый в 1979 году как первый 16-разрядный компьютер в индустрии персональных компьютеров. Он был ограничен 8-битной шиной для памяти и периферийных устройств, что значительно замедлило доступ к памяти.

1980 был годом, когда Commodore открыл шлюзы домашних компьютеров с VIC-20 за 299 долларов. Синклер попытался превзойти их с помощью компьютера ZX80 за 199 долларов, который был довольно популярен в Британии, но ему суждено было остаться немного игроком в индустрии ПК. То же самое можно сказать и о довольно впечатляющем цветном компьютере TRS-80 от Radio Shack, который страдал в первую очередь из-за полной несовместимости с существующей линейкой TRS-80.

Apple III с жестким диском ProDrive 5 МБ.

Еще одной катастрофой 1980 года стал Apple III, который поставлялся со 128 КБ памяти, внутренним дисководом и эмуляцией Apple II.Увы, это просто не сработало, что вынудило Apple отозвать их все, исправить ряд проблем и через некоторое время повторно выпустить Apple III с 192 КБ оперативной памяти. Это также был первый компьютер Apple, поддерживающий жесткий диск с профилем 5 МБ.

По оценкам, в 1980 году в США было один миллион персональных компьютеров.

В начале 1981 Адам Осборн представил первый портативный компьютер. Osborne 1 был размером с чемодан, работал на CP / M, включал пару из пяти человек.25-дюймовые дискеты и крошечный 5-дюймовый дисплей. В комплекте с инновационной машиной было программное обеспечение на сумму около 1500–2000 долларов, а весь пакет был продан за 1899 долларов.

Первый портативный компьютер также появился в 1981 году, Epson HX-20 (он же Женева). HX-20 имел размер примерно 8,5 на 11 дюймов и, возможно, 1,5-2 дюйма в толщину и использовал микрокассету для хранения данных. Он отображал 4 строки по 20 символов на ЖК-экране над клавиатурой.

IBM PC

Конечно, наиболее значительным событием 1981 года для индустрии персональных компьютеров стало появление 12 августа IBM PC.Этот компьютер работал с 16-разрядным процессором на 8-разрядной шине (Intel 8088), имел пять слотов расширения, включал не менее 16 КБ ОЗУ и имел два отсека для дисков 5,25 дюйма полной высоты.

Покупатели могли получить довольно загруженную машину с контроллером гибких дисков, двумя дисководами для гибких дисков, адаптером для монохромного дисплея и монитором с зеленым экраном 720 x 350 пикселей, адаптером цветного дисплея и CGA (320 x 200 для 4 цветов или 640 x 200 для 2) монитор, параллельная карта, матричный принтер и операционная система — с выбором CP / M-86, UCSD p-System или PC-DOS (a.к.а. MS-DOS). Практически все было вариантом, и все признали, что IBM PC был основан на идеях, усовершенствованных в Apple II, особенно на слотах расширения общего назначения.

Второе по значимости событие 1981 года зависело от первого: Microsoft убедила IBM согласиться с тем, что PC-DOS не будет эксклюзивом IBM. Это открыло путь к индустрии клонирования, которая в конце концов лишила влияния Big Blue.

Time журнал назвал 1982 «Годом компьютера» по мере роста отрасли.К , 1983, , промышленность подсчитала, что только в Соединенных Штатах использовалось 10 миллионов ПК *.

VisiCalc соответствовал требованиям в 1983 году, когда для IBM PC была поставлена ​​Lotus 1-2-3. В том же году был выпущен Microsoft Word 1.0, хотя он оставался небольшим игроком, пока Windows не стала доминировать в мире ПК.

Apple представила первую потребительскую машину Lisa с мышью и графическим пользовательским интерфейсом. Конечно, при цене в 10 000 долларов не многие потребители или компании могли себе это позволить, но она проложила путь для Apple Macintosh 1984 .При цене 2500 долларов он был намного доступнее, чем Lisa.

IBM вышла за рамки 8-битной шины, когда представила AT (Advanced Technology), компьютер на базе 80286 с тактовой частотой 6 МГц, 16-битной шиной, дискетами высокой плотности 5,25 дюйма и новым видеостандартом EGA.

Индекс истории персональных компьютеров: 1975-84, 1985-94, 1995-2004, 2005-14, 2015-настоящее время

Ключевые слова: # история # история персональных вычислений

Короткая ссылка: http://goo.gl/M2Z6C6

поисковое слово: история

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Современные контроллеры и микрокомпьютеры IoT

Современные контроллеры и микрокомпьютеры IoT

Если вам нужно собрать проект IoT и вы столкнулись с выбором аппаратной платформы для стороны клиента, в настоящее время существует широкий выбор плат и решений для построения эффективной и недорогой системы из готовых модулей. В то далекое время, когда появились первые электронные устройства, первые энтузиасты создавали электронные устройства из имеющихся элементов.Это были первые электромеханические устройства. После этого появились ламповые устройства, которые позволили изготавливать в домашних условиях простые электронные устройства, например, радиоприемник.

С развитием технологий появился новый класс электронных устройств, таких как транзисторы, что позволило энтузиастам DIY создавать более сложные решения. Таким образом, стало возможным создание широкого спектра домашних устройств, включая высококачественные усилители звука, элементы управления освещением, электронные дверные звонки, контроллеры освещения рождественских елок.

И уже в эпоху микросхем СБИС возможности сборки еще более сложных устройств, включая домашние компьютеры, такие как Sinclair, и нестандартные решения в электронике, значительно расширились. Возможности создания различных устройств для Интернета вещей были невероятно расширены за счет использования специальных плат микроконтроллеров с возможностью использования языков программирования высокого уровня и даже операционных систем Linux, Windows и Android.

Количество плат расширения и различных датчиков, видеокамер, подключение к Интернету через Ethernet, WiFi и Bluetooth предоставляет широкие возможности для построения практически любого решения на этой компонентной базе.Строительство можно выполнить в рамках небольшого бюджета с минимальными затратами времени с использованием больших блоков и готовых библиотек для программирования IoT.

Давайте рассмотрим некоторые из доступных решений для плат микроконтроллеров и микрокомпьютеров, которые сейчас довольно распространены и доступны на различных рынках. Имейте в виду, что микрокомпьютеры используют операционные системы, а микроконтроллеры используют микропрограммы на C или другом языке, скомпилированные в код процессора.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер — это микрочип или плата с микрочипом для решения клиентских частей проектов Интернета вещей.Обычно микроконтроллеры можно программировать на языке программирования высокого уровня, например C, C ++, Python и т. Д. Некоторые проекты в IoT проще всего решать на микроконтроллерах. Они поддерживают множество стандартов ввода и вывода, работают с меньшим энергопотреблением и дешевле по сравнению с микрокомпьютерами. Недостаток — меньшая вычислительная мощность и отсутствие операционной системы по умолчанию. Самыми популярными микроконтроллерами являются Atmel, STM, ESP (или, например, платы Arduino), ESP8266, ESP32 и т. Д.

Что такое микрокомпьютер?

Микрокомпьютер обычно представляет собой систему на микросхеме, включающую классическую архитектуру фон Неймана с центральным процессором (ами), видеокартой, оперативной памятью, сетями WiFI / Bluetooth и портами ввода-вывода.Современные микрокомпьютеры используют такие операционные системы, как Linux и Windows. Обычно микрокомпьютеры обладают большей вычислительной мощностью, чем микроконтроллеры, выходом видео на HDMI, высокоскоростным Wi-Fi и Bluetooth, подключением к картам флэш-памяти и M.2 и т. Д. Недостатком микрокомпьютеров является более высокая цена и более высокое энергопотребление по сравнению с микроконтроллерами. Микрокомпьютеры используются в проектах IoT, если вам нужно выполнять высокоуровневые задачи, включая потоковое видео, сложные информационные системы, мини-серверы и т. Д.

Как выбрать контроллер Интернета вещей для вашего проекта.

Как выбрать правильный набор оборудования для построения решения IoT? Это решение в первую очередь зависит от объема задач, которые предстоит выполнить на стороне клиента.

В любом случае нужно ориентироваться на самое качественное и дешевое решение для построения клиентской стороны. Сейчас на рынке представлены довольно мощные микропроцессорные платы, которые можно легко интегрировать даже с протоколами Bluetooth и WiFi плюс HTTP.

Эти решения могут варьироваться по цене от нескольких долларов за контроллер до 35 долларов (или 50 долларов за версию с 4 Гб памяти) за электронную плату.

ESP8266

Самое доступное и интересное решение — ESP8266.

Это миниатюрный WiFi-модуль на базе микросхемы ESP8266 со встроенным стеком протоколов TCP / IP и управляющими командами AT. Чип предназначен для использования в интеллектуальных розетках, ячеистых сетях, IP-камерах, беспроводных датчиках, носимой электронике и т. Д.

Этот модуль поддерживает протоколы Wi-Fi 802.11 b / g / n, Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP, SDIO 2.0, SPI, UART, STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO с потреблением в режиме ожидания до 1.0 мВт (DTIM3) и имеет габариты 24,5х14 мм.

Рис.1. Контроллер ESP8266

Плата успешно работает как клиент Wi-Fi, может работать как Soft-AP, и вы можете построить TCP-сервер на модуле для приема и отправки данных или TCP-клиент.

Arduino

Самая популярная DIY-платформа для Интернета вещей.

Существует множество типов плат Arduino, и особым преимуществом является набор различных плат расширения с датчиками, интерфейсами, управляющими реле и широчайшим набором дополнительных устройств.

Arduino Mega 2560 — одна из лучших плат микроконтроллеров от Arduino, основанная на мощном чипе ATmega2560 (16 МГц). Он имеет 54 цифровых входа / выхода, 14 из которых могут работать в режиме ШИМ, 16 аналоговых входов, 4 аппаратных последовательных порта UART для связи с компьютером и другими устройствами, разъем USB и разъем внешнего питания.

Рис.2. Контроллер Arduino

Еще одним преимуществом этого решения является бесплатная Arduino IDE, с помощью которой можно писать прошивку контроллера на языке C.

Кроме того, он имеет огромное количество наращиваемых плат расширения (GSM, GPS, контроллеры PID, датчики и т. Д.).

STM

Если вам нужно более мощное решение, чем Arduino, вы можете использовать STM, семейство микроконтроллеров с низким энергопотреблением. Например, плата разработки STM32 Nucleo имеет возможность подключать экраны от Arduino. Плата выполнена на 32-битном микроконтроллере ARM STM32F411. Nucleo — это семейство плат, поддерживающих онлайн-среду разработки mbed.К счастью, узнать возможности среды mbed очень легко.

Рис.3. Контроллер STM32

Эта конкретная плата состоит из ядра контроллера Cortex-M4 100 МГц, 512 КБ памяти программ, 128 КБ памяти данных и встроенного программатора.

ESP32

ESP32 — отличный микроконтроллер с двухъядерным 32-битным процессором, тактовой частотой 160 или 240 МГц и производительностью до 600 DMIPS.

Этот микроконтроллер поддерживает двухрежимный Bluetooth: «классический» и BLE, скорость Wi-Fi: 802.11 b / g / n до 150 Мбит / с, поддержка режима Wi-Fi: клиент, точка доступа, Wi-Fi Direct с минимальной чувствительностью -98 дБм и широким диапазоном рабочих температур: -40 ° C … + 125 ° C, при этом потребляемая мощность схемы может упасть до 5 мкА (режим глубокого сна).

Mongoose OS — это операционная система для плат микроконтроллеров, программируемая с помощью JavaScript или C. Это рекомендуемая платформа для систем Espressif, AWS IoT и Google Cloud IoT.

Очень интересным решением на основе ESP32 является плата M5Stack, которую можно наращивать в стеке по очереди.Он позволяет создать очень интересное приложение с соединениями GSM / Интернет, дисплеями, блоком питания и т. Д. Он работает как платы расширения Arduino, но разработан специально для ESP32.

Asus Tinker Board S (TINKER BOARD S / 2G / 16G)

ASUS Tinker Board — высокопроизводительный одноплатный компьютер от мирового бренда. Построенный на базе мощного 4-ядерного Rockchip RK3288 с ядрами Cortex-A17, он имеет графику Mali-T764. Tinker Board оснащена 2 ГБ оперативной памяти LPDDR3, Gigabit Ethernet, встроенным Wi-Fi и Bluetooth 4.0. Плата поддерживает аппаратное ускорение при воспроизведении видео в форматах H.264 и H.265, а также имеет аудиокодек HD Audio с поддержкой форматов до 192 кГц / 24 бит.

Благодаря своим отличным характеристикам, ASUS Tinker Board способна решить множество задач: стать высококлассным медиацентром, игровым автоматом, домашним сервером, а также незаменимым миниатюрным помощником в промышленных и развлекательных приложениях.

Рис. 4. Плата Asus Thinker

Raspberry PI

Raspberry Pi 3 Model B + — это микрокомпьютер от Raspberry Pi Foundation, работающий на базе обновленной 4-ядерной 64-битной SoC Broadcom BCM2837B0 и увеличенной тактовой частоты. из 1.4GHz. Беспроводной модуль также получил обновления: Wi-Fi стал двухдиапазонным стандартом IEEE 802.11ac и Bluetooth 4.2 BLE. В новой «малине» есть гигабитный Ethernet, работающий через шину USB 2.0, что обеспечит скорость передачи данных до 300 Мбит / с. Первый сохранил объем оперативной памяти — 1 ГБ ОЗУ, форм-фактор и расположение всех портов, что обеспечивает совместимость с большинством существующих аксессуаров. Raspberry Pi 3 Model B +, как и его предшественники, отличается высоким уровнем надежности, простотой настройки, огромным сообществом и высочайшим качеством исполнения.

Компьютер размером с кредитную карту стал еще меньше в версии Raspberry Pi Zero V1.3 и по-прежнему является платой, которую вы знаете и любите, но с уменьшенным размером до 65 мм в длину и 30 мм в шириной и по очень привлекательной цене. Raspberry Pi Zero идеально подходит для создания встроенных онлайн-проектов Things (IoT). На плате Pi Zero V1.3 основные мини-разъемы и непаянные контакты GPIO расположены компактно, что позволяет использовать только то, что требуется для вашего проекта. В обновленной версии (1.3) добавлен разъем CSI для подключения Pi-видеокамер

Но это еще не все.

Недавно вышла плата микрокомпьютера Raspberry Pi 4 с питанием USB-C, 4 ГБ памяти, возможностью подключения дисков M.2, мощным процессором, двумя разъемами micro HDMI, выводом изображения на два монитора 4K, двумя USB 3 и Gigabit Ethernet.

Версия с 1 ГБ памяти стоит 35 долларов, а версия с 4 ГБ памяти — 55 долларов.

Источник изображения.

Фиг.5. Raspberry Pi 4, величайший микрокомпьютер на свете

Это фантастическая возможность использовать Linux, Android или другую операционную систему и заменить настольный компьютер или медиацентр.

Заключение

Даже при использовании небольших контроллеров и минимальных знаний о программировании и использовании электронных устройств теперь вы можете создавать самые интересные и самые полезные проекты для Интернета вещей дома. Если вам нужно выбрать между микрокомпьютером или микроконтроллером, цена платы является ключевой.