Персональный компьютер на сегодняшний день является самой неотъемлимой частью нашей повседневной жизни, так как идет тенденция к более
бурному развитию информационных структур. Благодаря компьютерам множество людей получают довольно престижные профессии и работают на компьютерах в
дальнейшем. Это как программисты, так и WEB-дизайнеры, системные администраторы, менеджеры, бухгалтеры, даже строительные инженеры и многие другие. Без
компьютеров не обходится ни одна касса в гипермаркете, ни одна солидная фирма не может существовать без компьютера. Компьютер - это не просто рабочий
инструмент, он способен выполнять ряд многочисленных второстепенных задач в бытовой сфере: компьютер дома - это компьютерные игры, интернет, музыка и
фильмы. Плюс ко всему компьютер позволяет работать дома и зарабатывать деньги, однако на сегодняшний день увы далеко не все используют домашний
компьютер для заработка, видимо еще не все пути заработка знакомы их обладателям. Поэтому данная Азбука ПК будет направлена не как пособие для повышения
квалификации работникам каких-либо сфер или как пособие по заработку денег для тех, кто мало зарабатывает, а в первую очередь данный учебник - это
базовый учебник, рассматривающий вопросы непосредственной работы пользователя на компьютере.
Компьютеры стали неотъемлимой частью досуга молодежи. Создаются новые компьютерные игры, программы, в интернете создаются многочисленные блоги
компьютерных пользователей (причем не обязательно, чтобы на блоге размещалась информация исключительно про компьютеры), создаются социальные сети,
интернет-конференции. Люди общаются, знакомятся, размещают в интернете свои фотографии, видеофайлы, музыкальные клипы, проводят закрытые совещания,
звонят в другие страны мира, общаются через текстовые мгновенные сообщения, играют в игры по сети или с компьютером, делают заказы продуктов питания
надом, определяют свое местонахождение по спутниковым снимкам и многое многое другое - это лишь небольшой список того, какие возможности предоставляет
нам персональный компьютер. Есть и обратная сторона медали: компьютеры используются злоумышленниками для кражи различных данных, взлома программного
обеспечения с целью его дальнейшего распрастранения, создания зловредного программного обеспечения, обмана пользователей фальшивыми ссылками на
скачивание различных файлов из интернета и многое другое. Существуют контролирующие органы, которые занимаются отслеживанием нарушителей законов о
защите авторских прав и наказывают их по букве закона, однако искать недоброжелательного пользователя - это все равно, что искать иголку в стоге
сена, как бы иронично это не звучало.
В настоящее время растет число киберпреступников, растет сама сфера киберпреступности, связанной со взломом различных секретных баз данных,
которые используются для хранения информации о банковских счетах и их обладателях. Информацию отсеивают и выискивают лазейки, чтобы без проблем
перевести деньги с одного счета на другой. Рост киберпреступности на сегодняшний день связана с Мировым финансовым кризисом, охватившем всю планету. Об
этом подробней в статье «Киберпреступность».
На сегодняшний день подавляющее большинство различных учебных структур используют компьютеры для хранения крупных баз данных. Сейчас
довольно трудно найти предприятия, на которых вовсе нет компьютеров. Компьютеры используют бухгалтеры, менеджеры, директора, секретари, военнослужащие
высокого ранга, киномонтажеры для монтажа готового фильма, дизайнеры, ученики учебных заведений, вообщем, все, кому не лень и кому это надо. Знание
компьютеров играет очень важную роль для сотрудников различных фирм. Ошибка бухгалтера банка может быть роковой, если вдруг деньги были переведены
на другой счет из-за элементарной ошибки в наборе цифр. Для повышения уровня знаний создаются частные компьютерные школы, классы, академии и прочие
подобные заведения, в которых преподают своего рода компьютерные предметы.
Компьютеры прошли довольно сложный путь от громадной машины, весом в несколько сотен тонн до персонального цифрового ассистенка, который помещается в
ладони. На этом сложном пути обновлений и модификаций компьютер постоянно обновляли, создавали что-нибудь новое, изменяли, модернизировали. За все это
время многое изменилось, однако принципиально в компьютере ничего не изменилось.
Компьютер - это сложный аппарат. Все процессы, происходящие в нем, являются вычислительными и направленными на вычисление каких-либо
цифровых едениц. Работают они по принципам электроники. Каждый процесс в компьютере контролирует определенный элемент. В группе все эти процессы
создают множество согласованных между собой процессов вычисления. Руководит всеми процессами вычислений главный элемент компьютера (можно сказать
"сердце" и частично "мозг" компьютера, почему частично - потому, что он лишен возможности запоминать) - это процессор. Он контролирует все, что
происходит в компьютере и сам выполняет все необходимые операции. Процессор тесно связан с другими компонентами, без которых не может работать сам,
например BIOS, но до определения всех ролей всех компонентов ПК мы дойдем позже.
Современный компьютер может выполнить довольно широкий спектр услуг: можно слушать музыку, играть в компьютерные игры, работать с документами, набирать
текст, создавать, редактировать, рисовать картинки, проектировать чертежи, заниматся сложной компьютерной графикой, программировать, смотреть кино, а
при помощи современных технологий появилась возможность создавать и закачивать через компьютер мелодии и картинки на мобильные телефоны, контролировать
группу других компьютеров, следить за новостями в Интернете, можно даже подключать к компьютеру видеокамеру и монтировать домашнее видео, смотреть
телевизор или слушать радио.
Первый компьютер (или ЭВМ - Электро-Вычислительная Машина) появилась в 1946 году, однако с недавних времен официально признанным первым ЭВМ был
компьютер, созданный в 1937 году учеными Атанасовым и Берри. Хронология работы и создания компьютеров довольно обширная. В ней есть моменты, когда
изобретения многих ученых небыли востребованы до определенных времен. Изучить всю хронологию изобретений можно в следующем параграфе в этом же разделе.
Доминирующим стандартом персональных компьютеров на протяжении почти 30 лет является стандарт IBM-совместимых ПК. Что такое
IBM-совместимые компьютеры? Это традиционные персональные компьютеры, которые используются во всех сферах, где только они нужны и используют один и
тот же стандарт архитектуры компьютера. Этот стандарт получил свое применение только на тех компьютерах, которые попали под категорию IBM-совместимых
компьютеров. От этого стандарта зависит, будет ли работать та или иная программа на том или ином компьютере. С проблемой совместимости научились
бороться, создав уникальные программные архитектуры. Пока что ведущими стандартами компьютеров являются только два: IBM и Apple. IBM - это лидер,
Apple - это бренд, хотя совсем недавно компьютеры этого стандарта считались самыми мощными, сейчас мощность этих компьютеров сравнялась с
IBM-совместимыми.
Все эти и многие другие вопросы предпологается раскрывать в этом учебнике.
Хронограф вычислительной техники
Возможно, хронология компьютерных изобретений гораздо длиннее и разнообразней различными событиями, чем представленная здесь. Из года в год в
компьютероном мире появлялось что-то новое и интересное. Попробуем отобразить приблизительную хронологию развития вычислительных, компьютерных и
информационных технологий в целом. При создании данного хронографа материал был взят из самых различных источников. Итак:
500 год до н. э.: зародились основные понятия ведения счета. Для того, чтобы проводить подсчеты, стали использовать глиняные дощечки и
камешки. Так появляется первое счетное устройство - абак;
1617 год: Джон Непер создает деревянную машину для выполнения простейших математических вычислений;
1623 год: ученый В. Шикард создал машину, способную складывать и вычитать числа;
1647 год: ученый Блез Паскаль изобрел арифмометр, который оказался лучше аппарата Шикарда;
1673 год: ученый Лейбниц изобретает аппарат Колесо Лейбница, которое продолжали модернизировать на протяжении 250 лет. В
20 веке на смену Колеса Лейбница пришли калькуляторы;
1804 год: французкий изобретатель Жозеф Мари Жаккар создал программно-управляемый ткацкий станок. Для управления станком
использовались перфокарты, соедененные друг с другом с помощью ленты. По расположению деревянных шпилек на перфокартах и соответствующих отверстий в
валах станка происходило управление всем станком;
1820 год: ученый Чарльз Ксавьер Томас изобрел первый механический коммерческий калькулятор, который был назван совершенной машиной.
Он выполнял операции вычитания, сложения, умножения и деления;
1823 год: ученый Чарльз Бебидж изобрел машину, позволяющую выводить результаты вычислений на фотобумагу. Фактически его изобретение
дало почву для изобретений принтеров и применение их в редакционных сферах деятельности. Чуть ранее он изобрел сложную механическую вычислительную
машину, однако она не стала пользоваться особым успехом;
1890 год: служащий бюро переписи Герман Холлерит впервые предложил использовать перфокарты для обработки данных. Перфокарты на
счетных машинках в десятки раз ускорили процесс обработки данных. Вскоре Холлерит основал компанию Tabulating Machine Company, которая через
многие годы была переименована в IBM;
1906 год: ученый Ли Де Форест (Lee DeForest) запатентовал вакуумный триод, использовавшиймя в качестве переключателя в первых
электронных компьютерах;
1907 год: ученый физик из Санкт-Петербурга патентует первую электро-лучевую трубку, которая лишь через 15 лет используется при
разработке первого телескопа - далекого предка современного экрана телевизора. Для передачи данных, предназначенных для телескопа, используется
иконоскоп;
1937 год: ученый Джон В. Атанасов начинает работу над компьютером Атанасова-Берри, который был признан первым электронным
вычислительным аппаратом;
1943 год: англичанин Алан Тьюринг (Alan Turing) разрабатывает "Colossus", секретный специализированный компьютер,
предназначенный для расшифровки перехваченных сообщений немецких войск, использующих для зашифровки машинный код Enigma;
1944 год: ученый американец Говард Айкен создал и представил компании IBM свое детище - мощную вычислительную машину "Марк -
1". Для представления чисел в машине использовались исключительно механические элементы: колеса и электромеханические реле. Машину в последствии
была установлена на одном из предприятий компании IBM;
1946 год: Джон фон Нейман (John Von Neumann) написал статью First Draft of a Report on the EDVAC, в которой рассматривалась
архитектура современных программируемых компьютеров. Статья под названием "Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного
вычислительного устройства" долгие годы имела огромный успех в среде развития компьютерных технологий;
1946 год: ученые из США Джон Мошли и Дж. Преспер Эккерт создают первую электро-вычислительную машину под названием
ENIAK. Это изобретение считается первым изобретением компьютера до 1973 года, когда федеральный судья Эрл Р. Ларсон анулировал патент, выданный
Эккерту и Мошли и признал Атанасова и Берри изобретателями первого вычислительного аппарата;
1947 год: 23 декабря Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли был успешно протестирован первый транзистор, совершивший
переворот в полупроводниковом мире. С изобретения транзистора и его применения в ЭВМ начинается второй этап развития ЭВМ: на этом этапе в компьютерах
используются транзисторы, которые вытеснили из ЭВМ лампы - триоды;
1948 год: 21 июня в университете Манчестера был построен первый электронный компьютер Манчестерский Марк 1, в котором впервые
использовали архитектуру Джона фон Неймана. Компьютер хранил память программы в специальном устройстве, а обработкой занимался процессор.
1949 год: в Австралии собрали программируемый компьютер CSIR Mk 1.
1949 год: в Кембриджском университете Морис Вилкс (Maurice Wilkes) создал первый практический программируемый компьютер
EDSAC;
1950 год: исследовательская организация в Миннеаполе представила первый коммерческий компьютер ERA 1101;
1950 год: этот год ознаменован годом начала эры компьютерного программирования. Создаются языки программирования высокого уровня
Pascal (в честь известного физика Блез Паскаля) и Fortran (Formular Translation, переводчик формул);
1951 год: Джон Мошли и Джон Преспер Экерт, под предвадительством компании Unisys, сконструировали компьютер
UNIVAC - UNIVersal Automatic Computer, Универсальный Автоматический Вычислитель;
1951 год: ученый С. А. Лебедев из Киевского Института Электродинамики соорудил МЕСМ - Малую Электронную Счетную Машину. Это
был первый компьютер, разработанный на территории СССР. Через два года Лебедев закончит разработку очередного компьютера БЭСМ - Большая Электронная
Счетная Машина. Над этой разработкой он занимается в Москве;
1952 год: B. U. S. Census Bureau был установлен компьютер UNIVAC I;
1953 год: компания IBM созадла свой первый электронный компьютер IBM 701;
1954 год: сотрудник компании Texas Instruments Inc Гордон Тил разработал первый полупроводниковый транзистор, который буквально
сразу же попал в магазины со стоимостью 2,5$;
1955 год: компания Bell Laboratories анонсировала первый полноценный транзисторный компьютер TRADIC;
1956 год: компанией IBM изобретается первый накопитель на магнитной ленте. Появляется первое устройство чтения-записи для магнитной ленты,
работающее на компьютере, модели IBM 305 RAMAC;
1957 год: СССР запускает первый космический спутник Земли (многие считают, что именно после этого между СССР и США началась холодная
война). В ответ на это по поручению министерства обороны США создается Агенство Разработки Перспективных Проектов (Advanced Research Project
Agency, ARPA). Данная организация выполняет поручения министерства и в итоге становиться лидером в разработке и производстве компьютерных
технологий и компьютерных сетей, имеющих исключительно военный характер. Достижения ARPA стали основами для создания и развития технологий
компьютерных сетей. Многие принципиальные элементы используются при создании современного сетевого оборудования;
1958 год: Джек Кибри (Jack Kibly) из Texas Instruments создает первую интегральную схему, состоящую из транзисторов и
конденсаторов на одной полупроводниковой пластине;
1959 год: компания IBM создает серию мэйнфреймов 7000 - первых транзисторных компьютеров для крупных компаний;
1959 год: инженер Роберт Нойс (Robert Noyce) из компании Fairchild Camera и Texas Instruments Corp. создают интергальную
схему, распологая соединительные каналы непосредственно на кремниевой пластине, где соединение между транзисторами осуществлялось за счет
полупроводниковых элементов, без участия проводов;
1960 год: компания Bell Labs разработала первый коммерческий модем Dataphone, преобразующий цифровые компьютерные данные в
аналоговый сигнал для передави его по сети;
1960 год: в компании DEC создан первый мини-компьютер PDP-1, стоимостью 120 тыс. долларов;
1961 год: корпорация Fairchild создала первую коммерческую интегральную схему для использования в вычислительных и других
электронных системах;
1961 год: компьютерщики из Масачусэтского Технологического Института создали первую компьютерную игру, аркаду Space Wars.
Игра получила огромный успех, и уже через несколько месяцев стали появляться игры, подобные этой;
1961 год: по данным журнала Datamation, продукция IBM занимала 81,2% компьютерного рынка; в этом же году IBM анонсировала серию
систем 1400;
1962 год: компьютерщиком Паулем Бараном выдвинута теория о компьютерных сетях, которая была воплощена в книгу "Распределенные
коммуникационные сети";
1964 год: IBM анонсировала семейство компьютеров System/360, состоящее из шести совместных модификаций и 40 переферийных устройств;
1964 год: ученый-компьютерщик Сеймун Крей создает компьютер, который назвали суперкомпьютером, так как он выполнял 3 миллиона операций в
секунду;
1964 год: впервые в мире была проведена транзакция в реальном времени на системе IBM SABLE;
1964 год: IBM анонсировала семейство компьютеров System/360, которое содержало огромнейшее количество переферийных устройств (около 40-ка)
и состояло из 6-ти совместных модификаций;
1965 год: Digital Equipment Corporation анонсировала первый успешный мини-компьютер, созданный на основе коммерческого проекта, имевший название
модели PDP-8;
1965 год: при подготовке доклада о перспективах развития памяти электро-вычислительных машин молодой разработчик Гордон Мур (в будущем один из
основателей компании Intel) заметил одну закономерность: емкость каждой новой микросхемы памяти с каждой новой моделью увеличивается в два раза по
сравнению с предыдущей, а сама новая микросхема памяти появляется раз в 18-24 месяца. Была построена линия тренда, согласно которой производительность
компьютеров будет увеличиваться экспонциально по времени. Эту закономерность стали называть Законом Мура, который стали применять не только касательно
микросхем памяти, но и процессоров;
1966 год: компания Hewlett-Packard представила компьютер HP-2115. Он был предназначен для бизнеса и по своей производительности не уступал
большим корпоративным системам;
1968 год: тестирование первой вычислительной компьютерной сети ARPAnet;
1968 год: 18 июля этого года Роберт Нойс, Гордон Мур и Эндрю Гроув основали компьютерную компанию Intel. Цель компании на ранних стадиях
своего развития заключалась в создании дешевой, практичной и доступной полупроводниковой памяти;
1969 год: программист Кем Томпсон (Kem Tompson) создал игрушку Space Travel, которая могла сама управлять памятью компьютера и файловой
системой. Через несколько лет игрушка стала уже целой операционной системой, которая получила название Unics, а затем (из-за якобы "лени программистов
писать буквы "CS"") получила название Unix, затем еще через несколько лет для программирования в среде этой операционной системы появился язык
программирования C/C++;
1969 год: в этом году по распоряжению Министерства обороны США были созданы два узла сети ARPAnet. Она стала прообразом теперешней
сети Internet. Они были установлены на территории Калифорнийского университета (один с Санта-Барбаре, другой в в Лос-Анжелесе) - в
SRI International и в Университете штата Юта. Позже в компьютерной сети участвовало уже 4 компьютерных узла: Калифорнийского Лос-анжелеского
университета, Станфордского исследовательского университета, Калифорнийского Санта-барбарского университетаи универсистета Юты. К концу 1971 года сеть
охватывала 24 американских университета. Через несколько лет подобные сети стали создавать и в Европе, а еще через несколько лет сеть объеденяла США и
Европу;
1970 год: компания Intel создает интегральную схему памяти 1103 DRAM, емкостью 1 Кбит (или 128 байт). Это было первое достижение молодой
компании. Впервые в мире емкость памяти во много раз превысила выпущенные ранее микросхемы памяти;
1970 год: разработчик компании "Augmentation Research Center" Дуглас Энгельбарт придумал первый многооконный интерфейс пользователя;
1971 год: в лаборатории учеными IBM под руководством Алана Шугарта, в Сан-Хосе, создана 8-дюймовая дискета, объемом 100 байт. Это была первая
дискета, использовавшаяся на компьютерах;
1971 год: в компьютерных сетях ARPAnet создается первая электронная почта, позволяющая обмениваться письмами между компьютерами,
расположенными на большом рассоянии друг от друга;
1971 год: ученый Джон Бланкенбейкер сконструировал первый персональный компьютер Kenback-1, который стоил 750 долларов. С этого изобретения
начинается эпоха персональных компьюютеров. Реклама компьютера впервые появилась в журнале Scientific American и дала толчок к продаже компьютеров
и к его популярности. Сам компьютер представлял собой плату, привинченную к куску фанеры, спереди находились кнопки включения-выключения, сзади был
реализован блок питания. Корпуса и видеокарты компьютер не имел, монитор подключался непосредственно к системной плате;
1971 год: в журнале Electronic News впервые появилась реклама микропроцесоров Intel 4004. Чуть позднее появляется 4-разрядный микрокомпьютерный
набор 4004 для будущих персональных компьютеров. Микросхема Intel 4004 состояла из 2300 транзисторов и стоила 200 долларов;
1972 год: выход на свет процессора Intel 8008. Это событие повлияло на дальнейшие разработки по части этого процессора. Его стали
усовершенствовать и нашли для него преминение в самых различных сферах использования компьютеров;
1972 год: Hewlett-Packard представила систему HP-35 с постоянной памятью;
1972 год: программист компании Bell Labs Денис Ритчи изобрел язык программирования C. Позже, вместе с программистом Браяном Керниганом была
написана книга о программировании на языке C. Некоторое время язык программирования носил название ANSI C;
1972 год: в электронной почте применяется значок @, как сокращение от слова "at" - "за";
1972 год: компания ARPAnet проводит международную конференцию, на которой она презентует компьютерную сеть из 40 компьютеров;
1973 год: ученый Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) впервые описал и разработал метод сетевого соединения Enternet в исследовательском
центре Пало Альто компании Xerox. Этот метод нашел преминение на практике;
1973 год: создана первая международная компьютерная сеть к которой подключены Англия и Норвегия;
1973 год: компания Micral выпустила первый коммерческий персональный компьютер на основе микропроцессора Intel 8008;
1973 год: Дон Ланкастер (Don Lancaster) создал на основе телевизионного приемника первый буквенно-цифровой монитор TV Typewriter;
1974 год: разработан и внедрен в использование протокол компьютерных сетей TCP;
1974 год: в исследовательском центре Пало Альто компании Xerox создана первая рабочая станция, в качестве устройства ввода которой
использовалось переферийное устройство мышь;
1974 год: конструкторы корпорации Intel закончили сборку сверхэкономичного компьютера под названием Intel Altair 8080. В этом же году
программист Билл Гейтс создает интерпритатор для этого компьютера. По сути это первый персональный компьютер;
1975 год: появляется первая коммерческая компьютерная сеть с пакетной коммутацией Telnet, это тот же ARPAnet, только для гражданского
(домашнего) использования;
1975 год: компания IBM выпускает свой первый компьютер IBM 5100;
1975 год: Билл Гейтс основывает корпорацию Microsoft, которая занимается созданием программного обеспечения для персональных компьютеров.
Первое достижение компании - операционная система MS DOS;
1976 год: компьютерная сеть и электронная почта впервые используется королевской семьей Великобритании, в частности ее величеством Елизаветой II;
1976 год: ученые из комрпорации Apple выпускают компьютер Apple I, который по задуму руководства компании должен превосходить компьютеры,
построенные на базе процессоров компании Intel;
1976 год: компания Shugart Associates представила первый 5,25-дюймовый гибкий диск, емкостью 360 Килобайт и дисковод к нему;
1977 год: компания Apple выпускает компьютер Apple II, являющейся продолжением компьютера Apple I;
1979 год: компания Motorola (в настоящее время - один из лидеров по производству мобильных телефонов) выпустила микропроцессор 68000;
1980 год: ученый Джон Шох из иследовательского центра Пало Альто обнаружил первого компьютерного червя, влияющего на работу компьютеров.
Позже всему миру было оповещено, что это первый компьютерный вирус;
1980 год: разработан первый оптический диск, емкость которого была в 70 раз больше, чем объем 5-люймовой дискеты;
1980 год: компания Seagate Technologies представила первый жесткий диск, разработанный для микрокомпьютеров (или персональных
компьютеров);
1981 год: компания IBM представила видеоадаптер MDA (Monochrome Display Adapter) - адаптер монохромного дисплея, или монохромный видеоадаптер.
Это самый первый видеоадаптер для персональных компьютеров, работающий только в текстовом режиме. Расширение 80*25 символов, 720*350 точек, каждый
символ представлен в виде матрицы, размер символа - 9*14 пикселей;
1981 год: компании Philips и Sony выпустили первый дисковод для воспроизведения цифровых звукозаписей. Фактически это дало начало новой эре
как в компьютерной, так и в бытовой индустрии: эре компакт-дисков. Емкость компкакт-диска в 60 раз превышала емкость обычной 5,25-дюймовой дискеты;
1981 год: 12 августа компания IBM совершила эпохальное событие: выпустила свой первывй IBM PC (персональный компьютер IBM) модели 5150, который
был построен на базе 8-битного микропроцессора Intel 8088, имел 16 Кбайт оперативной памяти, два 5-дюймовых дисковода для дискет на 360 Кбайт каждая
и с монохромным графическим адаптером, выпущенным ранее. Данный компьютер был признан как стандарт компьютеров IBM PC;
1981 год: компания Sony представила первую дискету, диаметром 3,5 дюйма;
1981 год: компания Xerox представила свой первый персональный компьютер Star с графическим интерфейсом пользователя;
1981 год: по подсчетам администраторов ARPAnet, к сети подключено более 200 узлов, что в 50 раз больше, чем 10 лет назад;
1982 год: компания Microsoft начинает выпускать коммерческие версии MS DOS;
1982 год: сеть ARPAnet названа новым именем, которое используется и сейчас - Интернет;
1982 год: компания Intel представила свой новый процессор - i286. По своей эффективности он значительно превосходил своих предыдущих моделей,
производства Intel;
1983 год: компания Apple анонсировала компьютер Lisa, впервые с графическим интерфейсом пользователя;
1983 год: язык программирования C получил второе имя - C++. Это связано с тем, что программист Бьен Страуструп долгое время разрабатывал
новые классы для языка C и в конце концов он их разработал, в честь чего язык C стали так же называть C++;
1983 год: компьютерная сеть ARPAnet впервые переведена на использование межсетевого протокола TCP;
1984 год: компания Apple начала выпускать свой первый персональный компьютер с 128 Мегабайтами оперативнйо памяти и графической
операционной системой MacOS. Этот компьютер за считанное время приносит компании прибыль в 1,5 миллиона $. 24 января 1984 года по Американскому
телевидению начинается реклама компьютера Macintosh 128K;
1985 год: компания Intel разработала и выпустила в продажу первый, 32-разрядный процессор i386. Он содержал 275 тысяч транзисторов и выполнял
около 5 млн операций в секунду. Вскоре на базе этого процессора был выпущен персональный компьютер DeskPro 386 компании Compaq;
1985 год: компания Commodore International в центре Линкольна представила первый по настоящему мультимедийный компьютер Amiga 1000.
Компьютер работал со специально написанной под него операционной системой, ныне известной как AmigaOS, поддерживал многозадачность и работу с
мультимедийными форматами;
1985 год: компания Philips представила первый накопитель для компакт-дисков - CD-ROM;
1985 год: Билл Гейтс и его сотрудники окончательно закончили разработку первой графической операционной системы Windows. 20 ноября операционная
система со слабым 16-разрядным оконным графическим интерфейсом была представлена на выставке компьютерных технологий в Лас-Вегасе;
1986 год: компания IBM представила свою корпоротивную версию 101-клавишной расширенной клавиатуры для персональных компьютеров XT и AT;
1986 год: компания IBM совместно с компанией Microsoft выпустили операционную систему OS/2, которая в будущем составит конкуренцию
операционной системе Windows. В наше время "полуось" используется в банкоматах;
1988 год: основоположник и идеалист компании Apple Стив Джобс покинул компанию и создал свою собственную компанию NeXT. В последствии он
занялся созданием собственного персонального компьютера, стиль которого не похож ни на один из известных стандартов;
1988 год: компьютерные сети ARPAnet заражаются вирусом червя. По оценкам специалистов было заражено около 60 тыс. узлов сетей в ARPAnet.
Создатель червя - Роберт Моррис;
1989 год: Тим Бернерс-Ли из Женевской лаборатории физики высоких энергий разрабатывает гипертекстовый язык разметки (HTML), тем самым
начав эру всемирной паутины (Word Wide Web). Позже Тим Бернерс Ли разработал три вещи: язык разметки гипертекста HTML, протокол обмена гипертекстом
HTTP и способ адресации ресурсов сети Internet - URL;
1989 год: компании Western Digital, Imprimus (подразделение Control Data Corporation) и Compaq создали новый стандарт подключения винчестеров -
IDE (Integrated Drive Electronics), он же ATA (Advanced Technology Attachment), который в последствии стал самым распрастраненным стандартом
подключения винчестеров как к ПК IBM PC, так и к современным ПК. Через десять лет появиться новый стандарт - Serial ATA;
1991 год: ученый-программист Линус Торвальдс разработал операционную систему Linux, которая в дальнейшем составит серьезную конкуренцию
операционной системе Windows;
1991 год: 6 августа Тим Бернерс-Ли разместил в интернете первый в мире интернет-сайт, который работал в он-лайн-режиме и предоставлял
информацию о том, что такое Internet, как им пользоватся и многое другое. Этот сайт работал на первом в мире интернет-сервере лаборатории ядерных
исследований CERN;
1992 год: компания idSoftware выпустила первую трехмерную игру Wolfanshtain 3d, работавшую в режиме 320*240. Это была самая первая в мире
компьютерная игра с трехмерным графическим режимом. В связи с этим компании по разработке видеоадапретов начинают заниматься разработкой
3d-ускорителей, способствующих улучшать качество трехмерной графики;
1992 год: Тим Бернерс Ли из Женевской лаборатории физики элементарных частиц окончательно заканчивает разработку стандарта World Wide
Web;
1992 год: появляется первый качественный мультимедийный формат записи звука - mp3;
1993 год: компания Intel выпустила первый процессор Pentium из семейства P5;
1994 год: в марте Линус Турдвальдс и разработчики из Хельсинского института закончили разработку ядря операционной системы Linux. Этот год
считается годом полного окончания создания первой версии ядра системы;
1994 год: компания по разработке игр idSoftware разработала игру Doom, которая вскоре стала самой культовой компьютерной игрой. Через год
вышла вторая версия игры, после чего до 2004 года не выходило ни единой версии. Игру Doom стал вытеснять Quake;
1995 год: компания Intel выпустила процессор Pentium Pro из семейства P6. Он состоял из 5,5 млн транзисторов и выполнял более 300 млн
операций в секунду;
1995 год: компания Microsoft (президент которой Билл Гейтс) разработала свою первую 32-разрядную операционную систему Windows 95 (версия 3,2);
1996 год: группой разработчиков XML Working Group был разработан стандарт разширенной разметки - XML, основанный на HTML. Данный язык был
одобрен сонсорциумом интернета - W3C в этом же, 1996 году;
1996 год: компания BeInc выпустила первую версию операционной системы BeOS, ориентированную на процессоры PowerPC;
1996 год: в декабре разработчики компьютерных технологий создали технологию каскадных таблиц стилей CSS1, благодаря которым стало удобно
форматировать любые WEB-странички. Через два года принимается новый стандарт - CSS2, который не изменился до наших дней;
1997 год: компания AMD выпустила процессор K6, совместимый с процессором Intel K5;
1997 год: компания Intel выпустила процессор Pentium II, построенный на базе созданного ранее Pentium Pro с поддержкой инструкции MMX.
В него были добавлены 57 новых инструкций;
1997 год: институт инженеров по электронике и электротехнике (IEEE) завершает разработку стандарта беспроводных сетей 802.11, или IEEE
802.11;
1998 год: 13 марта - день появления mp3-плееров. в этот день корейская компания Saehan Information Systems представила первый в
мире mp3-плеер MPMan F10 со встроенной памятью, объемом 32 мегабайта и LCD-дисплеем. Модель плеера появилась в продаже уже летом этого года,
после чего компания получила многочисленные премии и в идею развития подобных мультимедийных устройств начали вкладывать большие деньги;
1998 год: из-за якобы бракованной версии процессоров Intel Pentium 2 компания начинает выпуск процессоров Celeron, в которых отсутствует
кэш-память. Так и начинается история развития процессоров Intel Celeron;
1998 год: группа инфенеров из компании Ericsson создали и представили широкой общественности устройство под названием Bluetooth,
созданное для объединения различных устройств с целью управления ими с компьютера, КПК или мобильного телефона;
1998 год: компания Microsoft представила операционную систему Windows 98. В операционной системе был доработан графический интерфейс,
была улучшена поддержка устройств Plug-&-Play;
1998 год: компания Valve презентует компьютерную игру Half-Life (Период Полураспада), получившая высокую оценку и всемирное
признание.
1999 год: компания AMD выпускает первый процессор Athlon;
1999 год: институт инженеров по электронике и электротехнике разработало новый стандарт беспроводных сетей - 802.11a, согласно которому
обязательная скорость сети - 24Мбит/сек, частота, на которой осуществляется передача данных - 5Ггц, метод модуляции сигнала - OFDM;
1999 год: в 13ю годовщину аварии на Чернобыльской Атомной Электростанции (26-го апреля) компьютеры миллионов пользователей
атакуются неизвестным вирусом, названным в последствии не иначе как "Чернобыльский". Вирус съедал главную разметку жесткого диска и тем самым
фатально повреждал файловую систему размеченных разделов, после чего восстановить данные с винчестера практически не представлялось возможным в виду
отсутствия специального программного обеспечения;
1999 год: в ноябре группой DVD Forum был представлен перезаписываемый диск DVD-RW, разработанный компанией Pioner. Перед записью диск
необходимо отформатировать специальным образом. Скорость записи на DVD-RW значительно ниже, нежели запись на CD-RW. Запись на DVD-RW, равно как и на
CD-RW, невозможна до тех пор, пока с диска не будут удалены находящиеся на нем на момент записи, данные;
1999 год: изобретается стандарт подключения винчестеров SATA, Serial ATA, это модернизированный ATA с повышенной пропускной способностью и
улучшенными возможностями;
2000 год: Линус Торвальдс и группа разработчиков ядра операционной системы Linux выпускает 2-ю версию ядра системы. Именно эта версия ядра
успешно используется на различных дистрибутивах;
2000 год: компания Microsoft выпустила операционную ситсему Windows Me и 2000, каждая из которых относится к двум разным проектам;
2000 год: компания Intel выпустила первый процессор Pentium 4 с 32-разрядной архитектурой. Тактовая частота процессора - 1,4 ГГц, а по частоте
шины FSB последний процессор в линейке Pentium 3 с такой же тактовой частотой оказался лучше;
2000 год: компания Intel выпускает свой первый, 64-разрядный процессор Itanium, который находит применение в серверах;
2001 год: компания Microsoft выпустила операционную систему Windows XP. Это был конец линейки операционных систем, созданных по технологии
Windows NT/2000. XP переводиться как eXPerence;
2002 год: по данным, полученным из аналитической компании Gartner Dataquest из США, в мире продан 1,000,000,000-ный персональный
компьютер;
2002 год: компанией Intel представлен обновленный процессор Pentium 4, тактовая частота которого достигает 3 ГГц. Чуть позже в
процессор внедряется технология Hyper Threading (HT) - технология многопоточной обработки, позволяющая создавать некий виртуальный процессор за
счет одного физического (то есть на одном физическом процессоре). Данная технология прижилась среди серверов, поддерживается сетевыми и серверными ОС,
такими как Linux на ядре 2.4/2.6 и Windows 2003 Server, однако совершенно не поддерживается операционной системой Windows XP Home
Edition;
2003 год: компания AMD изготовила первый 64-разрядный процессор Athlon 64. Процессор направлен на использование как в
домашних, так и офисных компьютерах, но не в серверах. В процессор встроена поддержка инструкций 3d-NOW! (аналог SEE в процессорах
Intel), которая позволяет в несколько раз продуктивнее и качественнее выполнять функции обработки графических программ, а так же ускоряет трехмерные
игры (из-за чего в то время процессор Athlon бьет рейтинги и опережает Pentium);
2003 год: компания Microsoft выпустила операционную систему Windows 2003 Server, предназначенную для серверов и администрирования
крупных компьютерных сетей;
2004 год: в самом начале года в странах Европы и Азии (в частности Россия, Украина, Китай) тысячи компьютеров заражаются вирусом,
источником которого по слухам стала некая Российская компьютерная фирма. Их причастность к делу так и не была доказана;
2004 год: впервые в свет вышли усовершенствованные шины PCI-Express (PCI-E), первоначально известные как 3GIO, или
ввод-вывод 3-го поколения. Усовершенствованная шина PCI-E способна передавать высокочастотные сигналы по 1, 2, 4, 8, 16 и 32 последовательным
каналам, что обеспечивает очень высокую эффективность работы устройств, подключенных к такой шине. Не смотря на это, компания IBM решила полностью
перейти к использованию этой шины только к 2014 году;
2004 год: курортный городок Гранд-Хэйвен, расположенный на берегу озера Мичеган в США, стал первым городом в стране, где была
развернута полномасштабная беспроводная компьютерная сеть Wi-Fi, состоящая из точек доступа и адаптеров, поддерживающих стандарт связи IEEE
802.11b,d;
2005 год: хакеры взломали исходный код операционной системы MacOS X 10.4 и создали дистрибутив операционной системы, совместимый
с компьютерами на базе микропроцессоров Intel/AMD. Очень странно то, что буквально сразу же после этого представитель компании Apple объявили
о переходе на архитектуру процессоров Intel и AMD;
2005 год: компания Intel объявила о выпуске первых многоядерных процессоров Pentium;
2005 год: компания Intel приступила к выпуску процессоров Celeron D, с тактовой частотой 3,2 Ггц;
2005 год: компания Microsoft выпустила beta-версию операционной системы с кодовым названием Windows Longhorn, которая уже задолго
до своего выхода была объявлена как самая требовательная к компьютеру операционная система;
2006 год: в Январе компьютерная сеть Европы заражена компьютерным вирусом, способным удалять с компьютера файлы без участия самого
пользователя. В Украине уже заражено свыше 300тыс. компьютерных сетей. Основным источником вируса являются порно-сайты;
2006 год: компания Micron Technology анонсировала оперативно-запоминающее устройство, емкостью 16 Гбайт. Это новый рекорд, раньше такой
большой емкости не достигала ни одна имкросхема памяти;
2006 год: компания AMD покупает контрольный пакет акций компании ATI;
2006 год: компания Apple начала серийный выпуск компьютеров Apple Macintosh iMac с двухядерными микропроцессорами Intel Core
2 Duo. Эти компьютеры стали первыми, в которых стало возможным устанавливать две разные по платформенной совместимости операционные системы:
Windows XP и MacOS. Компьютеры с архитектурой x86, чьи характеристики позволяют устанавливать оригинальную версию операционной системы MacOS, стали
называться Hacintosh, компьютеры Macintosh с процессорами Intel - Intel Mac;
2006 год: компания TwinMOS впервые представила флеш-брелки, емкостью 16 Гбайт и стоимостью порядка 600$. Модели брелков имеют
названия: Z4 и X3. Это новая революция в мире портативных носителей информации. TwinMOS, после длительного затишья, выпуском таких флеш-брелков
стремится завоевать рынок;
2006 год: создан ноутбук, где впервые вместо жесткого диска используют накопитель информации на микросхемах памяти. Теоретически скорость
загрузки установленных программ на таком ноутбуке должна быть в 5-6 раз выше скорости загрузки программ, установленных на жесткие диски.
2006 год: разработаны первые лазерные мониторы и телевизоры, дисплеи которых отличаются от всех предыдущих высоким качеством
цветопередачи;
2006 год: компания nVidia выпустила видеоадаптеры G80, именуемые еще как GeForce 8800. Эти адаптеры с самого начала получили неочень
высокую оченку различных игровых разработчиков;
2007 год: компания Microsoft анонсировала первую полную версию операционной системы Windows Vista, с кодовым названием
Longhorn;
2007 год: компьютерная игра S.T.A.L.K.E.R. Тень Чернобыля, разработанная на Украине, завоевывает сердца миллионов компьютерных
игроков по всему миру и за короткие сроки становится одним из рекордсменов по продажам.
2007 год: компания Apple презентовала операционную систему MacOS X 10.5 Leopard, которая во много раз превосходит свою
предшественницу - MacOS X 10.4, имеет большой набор программного обеспечения, позволяющий уже после покупки делать на нем операции по редактированию
фотографий, работать в сети и путишествовать по интернету;
2008 год: компания Microsoft анонсирует будущую версию ОС Windows - Windows Seven и объявляет набор программистов для
разработки Windows 8;
2008 год: компания Intel выпускает первые модели микропроцессоров i7, некоторые аналитики считают, что между i7 и Windows
Seven есть какая-то связь;
2008 год: в виду мирового финансового кризиса крупные файловые сервера закрываются как сервера, которые нелегально распрастраняют
лицензионную музыку и программы;
2009 год: поисковая система Google.com представляет операционную систему Google Chromuim OS, предназначенную для нетбуков и
любителей веб-серфинга. Главную роль в ОС играет браузер Chrome, на котором построены приложения в данной операционной системе.
2010 год: компания Microsoft выложила в интернете первые сведения об операционной системе Windows 8.
Основы информатики и информации
Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков и символов.
Информация может содержаться в веществе или энергии, хотя сами по себе они никакого значения не имеют. Они служат лишь носителями информации.
Любая информация воспринимается человеком через органы чувств.
Мы постоянно пользуемся предметами передачи информации в повседневной жизни. Практически вся наша жизнь состоит в том, что мы обрабатываем,
создаем и передаем информацию. Информация содержится везде, в каждом предмете. Например в пище: когда мы едим конфеты мы получаем информацию о
том, насколько они вкусны или невкусны, сладкие или неочень, с чем начинка конфет и прочее, мы так же можем определить вкус любого другого продукта
питания; мы слышим звуковую информацию, по звукам мы можем различить, когда играет пианино или стучат барабаны, когда играют на гитаре или когда вокруг
тишина, по звуку мы может узнать человека или определить, как далеко от нас находится движущийся транспорт, и прочее; запах - это тоже носитель
информации, мы можем определить, хорошо ли пахнет приготовленное блюдо или нет, можем различить запах утечки газа, запах цветов или домашнего чая, и
так далее.
Есть такое понятие, как "зрительная память". Она относится к нашей запоминаемости различных событий или людей, которых мы видим на
собственные глаза. Зрение - это самый важный орган чувств человека, через зрение человек получает около 80% всей информации. Мы видим окружающий нас
мир, можем определять цвета, яркость света в комнате, различать предметы взглянув на них. Мы можем различать людей. Зрительная память позволяет
запоминать все, что мы видим.
Так или иначе персональный компьютер - это вычислительное устройство, оперирующее цифровыми данными и кодированной информацией. Оно
значительно отличается от биологического организма, следовательно и представление информации в компьютере тоже совершенно другое. Компьютер не видит,
не слышит и уж тем более не может определять запахи и вкусы, хотя это вовсе не означает, что ученые не будут заниматся решением этого недостатка. Сам по себе
компьютер - это бездушная груда железа, которая не может существовать сама по
себе. Для ее работы нужен человек, который буде управлять компьютером через устройства ввода информации. Манипуляции этими устройствами - это работа за
компьютером. Эти манипуляции заставляют компьютерную информацию двигатся по проводам и микросхемам компьютера и обрабатывать ее.
Код - это правило для преобразования одного набора знаков в другой набор знаков. С помощью знаков происходит распознание информации на
том или ином устройстве или аппарате. Знаки имеют свои непосредственные классификации. Любые знаки классифицируются по присущим им языкам. Так,
например, существует классификация языка киррилического, с использованием знаков алфавита по технологии Киррила и Мефодия, и классификация знаков
латинского алфавита, они оба - совершенно разные языки, и так далее.
Кодирование - это процесс преобразования одного набора знаков в другой набор знаков. А так же кодирование - это способ хранения и
передачи информации, форма представления ее на носителе. наиболее распрастраненными кодировками являются ASCII (American Standart Code of Information
Interchange - американский стандартный код для обмена информацией) и KOI-8 (код обмена информацией длиной 8 бит).
Информатика - это наука, занимающаяся изучением сферы человеческой деятельности, связанной с использованием информации в среде ЭВМ, или
попросту говоря это наука, изучающая компьютеры. Собственно, данную науку никто не изучает, ведь это не наука о природных катаклизмах или
математических формулах, данную науку преподают для того, чтобы другие могли понять смысл компьютерной и информационной среды. Этот предмет преподают
в школах, лицеях, колледжах и институтах и обучают детей и студентов компьютерной грамотности. В наше время это очень важный предмет, так как
компьютеры повсюду. Естественно это вовсе не означает, что компьютеры должен знать каждый, но на уровне школьной программы - это обязательная мера, я
считаю.
Предмет Инофрматика преподают в институтах бывшего СССР еще с конца 60-х годов. В школы и другие учебные заведения информатика пришла немного позже -
уже с появлением персональных компьютеров, примерно в начале-середине 80х годов. Бурное развитие информационной среды повлияло на то, что сейчас
ПК является не только частью какой-либо высокотехнологической разработки, но и как предмет обучения, знание которого необходимо, чтобы можно было полноценно
работать за ПК.
ЭВМ - это Электро-Вычислительная Машина. Этот термин появился еще в середине 40-х, когда стали зарождаться понятия про кодирование и
передачу информации с помощью электронных устройств. Собственно, эти понятия появились гораздо раньше. На Украине, например, как в стране, где впервые
в СССР использовали ЭВМ, его так и называли, в а России эту машину называли иначе - БЭСМ - Большая Электронно-Считывающая Машина. Ее мощность
превосходила мощность украинской ЭВМ.
Слово компьютер означает вычислительная или счетная машина, а правильно в переводе на простой язык слово компьютер означает вычислитель.
Работает она с информацией, которая представляется на компьютере в виде электрических импульсов. Каждый импульс кодируется в информацию. В современных
компьютерах используется двоичная форма представления данных, содержащая всего две цифры - 1 и 0. Такая форма позволяет создавать достаточно простые
технические устройства для представления (кодирования) и распознавания (дешифровки) информации. Таким образом вся информация построена на двухзначных
числах. Передается информация от одного устройства к другому. Так осуществляется работа компьютера. Из этого следует, что компьютер - это вычислительная
машина, работающая под управлением радиоэлементов.
Первые вычислительные приборы изготовляли с применением механики и механических узлов, эти приборы работали с вычислением простейших
математических операций - сложение, вычитание, умножение и деление. Некоторые из таких (например, арифмометры) сохранились до сих пор, только в качестве
музейных экспонатов.
Эволюция радиоэлементов от диодных и триодных ламп до микросхем с нанопроводниками кардинально отразилась и на компьютерах. Современный компьютер
состоит из радиоэлементов под названием транзисторы. Каждый транзистор поддерживает свой процесс и обрабатывает положенную ему информацию. Транзисторы
объеденены в группы транзисторов, для более удобного функционирования. Эти группы можно назвать микросхемами. В одной микросхеме количество
транзисторов может колебаться от нескольких десятков штук, до нескольких сотен миллионов штук. Соответственно чем больше в компьютере транзисторов, тем
мощнее компьютер, а соответственно и продуктивность его повыше.
Первые ЭВМ состояли не из транзисторов, они состояли из ламп - триодов. Одна лампа затрачивает определенную мощность для своего правильного
функционирования. Так, например, есть лапмы, которые используют порядка нескольких десятков ватт для того, чтобы правильно работать, а есть еще гораздо
более мощные лампы. Любая лампа при работе выделяет огромное количество тепловой энергии. От этой энергии научились избавляться по-разному. Например,
окунали лампы в воду для охлаждения, создавали специальные вентиляторы и радиаторы, которые надевались на саму лампу или на группу ламп и охлаждали
их, чтобы воспрепятствовать обильному выделению тепла (данный принцип охлаждения сохранился и по сей день, но об этом позже).
Мощность компьютера напрямую зависит от мощности центрального процессора. Считается, что один герц частоты процессора - это одна логическая
операция по подсчету данных. Таким образом выходит, что компьютер, частота процессора которого равна двум тысячам мегагерц, выполняет за одну
секунду 2000 миллиона операций, однако полностью задействовать процессор очень трудно, даже если нагрузить на него множество различных операций.
На заводах, фабриках и в институтах один специальный мощный компьютер может выполнять роль десяти-двадцати компьютеров. Это сверхмощные рабочие
станции, позволяющие работать с затратой одинаковых ресурсов. В обычной жизни компьютер носит название ПК - Персональный Компьютер. Это компьютер, который предназначен
на обычного пользователя. Пользователь может сам создавать и настраивать наиболее подходящую для него рабочую среду, это так же зависит от того, из
какого "фарша" состоит компьютер и может ли он создать наиболее подходящую среду использования компьютеров для своего пользователя. Дальше Мы уже
будем говорить не как о ЭВМ, а как о ПК - персональном компьютере.
Но неужели нет других компьютеров - спросите Вы. Есть, но эти компьютеры Мы обсудим только для примера, что они есть. Первые компьютеры
называли мейнфреймы - это были компьютеры, размеры которых колебались от целых зданий до размеров одной комнаты. Неужели были такие огромные
компьютеры? Да, были, но до наших времен сохранились только в очень немногих местах. Современный мейнфрейм - это компьютер, размер которого равен
размеру одного, двух или больше холодильников. Представьте себе комнату, размером с школьный класс. Все помещение мог занимать мейнфрейм. Такие
компьютеры ну никак не катят для того, чтобы назвать их персональными из-за их фантастических габаритов.
Логические операции и/или
Мы дошли до самого важного в самом процессе работы компьютера. В принципе, те, кто не планирует заниматься в будущем программированием и созданием
программ, этого раздела можно и не читать, но ежели все же интересно, то можно и поинтересоваться.
Как Вы, наверное, уже поняли, компьютер выполняет при своей работе операции подсчета различных данных. Например: когда Вы печатаете на
клавиатуре текст, компьютер получает этот текст в виде электронных импусьсов различной частоты и обрабатывает то, что он получает с клавиатуры.
Собственно, правильнее было бы сказать немного иначе: с каждым нажатием клавиши компьютер получает какой-либо сигнал, а на экране мы можем видеть
то, что печатаем (набираем) с клавиатуры. Тем самым работая мышкой, компьютер обрабатывает огромное количество импульсов, поступающих с
электромеханической части мышки.
Работа компьютера основывается на выполнении операций по обработке информации. Помогает ему во всем этом программная часть компьютера,
какая-либо программа, которая передает процессору информацию о том, что в данное время на компьютере набирают текст или перемещают курсор
мышки или трекболла по экрану дисплея, например с одного угла экрана в другой.
Программы основываются на выполнении сотен тысяч операций за единицу времени (это зависит от того, какой размер имеет программа, каков
объем ее кодов и прочее). Но залогом работы программы является выполнение арифмитических операций, самых простых на первый взгляд операций.
Эти операции при определенных условиях понятны либо процессору, либо для ее выполнения необходима другая программа. И в том и в другом случае
для выполнения задач, поставленных в программе, необходим процессор, так как это "сердце" компьютера.
Рассмотрим примеры логических операций с использованием элементов «и» и «или».
Далее данный материал должен быть понятен любому школьнику. Мы даже и не подозреваем, что в повседневной жизни мы постоянно
используем логические операции в общении: либо при работе, либо же мы совмещаем все это вместе с какими-либо действиями.
Приведем очень простой пример: Вы собрались идти на дискотеку и предупредили об этом друга, сказав ему примерно следующее: "Я сегодня иду
на дискотеку и потом отправляюсь к подруге на день рождения". Вы сообщили другу о двух действиях, которые Вы должны выполнить сегодня, неважно, в
каком порядке Вы будете все это выполнять: либо сначала зайдете на дискотеку, а потом к подруге на день рождения, либо наоборот.
Вы будете настоящим другом, если пошли с товарищем на дискотеку и зашли к подруге (пусть даже после сильно утомительных, но бодрящих танцев на
дискотеке) на ее день рождения, чтобы поздравить ее, а значит информация, которую Вы сообщили накануне своему другу - это истина. Вы выполнили
обе задачи, которые запланировали и про которые доложили своему другу.
Вы будете обманщиком, если из двух этих действий Вы выполните только одно. То есть, Вы не пошли на дискотеку, а пошли сразу на день рождения.
А значит то, что Вы сказали своему другу - это неправда. Вы небыли на дискотеке, значит информация, доложенная другу - ложь. То же самое будет,
если Вы пошли таки на дискотеку, а про подругу забыли (какая тут подруга, если уже сил нету после этих танцев на дискотеке!). И если сегодня
Вы не пошли ни на дискотеку, ни на день рождения подруги, которая Вас ждала, значит информация, которую Вы рассказали другу, - это опять таки ложь.
Из этого примера следует следующее: элемент с коротким названием «и» выступает в роли связывающего элемента в двух условиях,
которые Вы запланировали на сегодня. Вы связали два события: поход на дискотеку и посищение подруги, у которой день рождения. И если одно из
этих условий небыло Вами выполнено - значит Вы обманули друга.
И теперь другой пример, с использованием элемента «или».
Вы позвонили другу по телефону и сообщили ему следующее: "Я сегодня иду на дискотеку, или к подруге на ее день рождения". Если Вы пошли
на дискотеку, а про подругу забыли - значит Вы сказали другу истину, ведь Вы же не уточнили, что идете и туда и туда, как в первом случае. Если
Вы пошли к подруге (зачем мне та дискотека? Я у подруги потанцую), а про дискотеку и вовсе забыли, значит Вы опять таки сказали другу истину. Но ежели
Вы пошли и на дискотеку и к подруге, значит Вы выполнили оба действия, а по уговору должны были выполнить только одно, ведь Вы же сказали другу, что
пойдете или туда-то или туда-то, то есть одно место как минимум Вы должны были посетить. А Вы посетили оба места, значит информация, которую Вы
доложили другу - это ложь.
Так же будет ложью, если Вы не посетите ни одного из запланированных мест, то есть не пойдете ни на дискотеку, ни на день рождения подруги.
Теперь уловили смысл? Допустим, что Вы задаете другу условия с союзом «и». Согласно этому условию, чтобы родилась истина, Вы должны были
посетить оба места, про которые рассказывали другу. Если Вы не посещаете какого-нибудь из этих мест либо вовсе не посещаете ни одного из этих мест,
значит Вы обманули друга.
Если Вы сказали, что зайдете или туда-то или туда-то, значит Вы задали условия с элементом «или», согласно которому чтобы родилась
истина, Вы должны сходить только в одно из двух мест, про которые Вы доложили другу. Если Вы не зашли ни в одно из этих мест или зашли в оба места,
значит Вы передали другу значение ложь. Истина имеет цифру «1», а ложь имеет значение «0» (это можно найти в любом учебнике
по информатике).
Оба условия в Вашей фразе можно назвать операторами, а именно (согласно вышеуказанному примеру): дискотека - это первый оператор, а день
рождения подруги - это второй оператор. Данных операторов может быть больше двух, но не меньше, иначе с одним оператором или без операторов Ваша
информация не будет иметь никакого смысла.
Обратите внимание на данную таблицу:
Элемент «и»
1 оператор
и
2 оператор
=
Результат
1
и
1
=
«истина»
1
и
0
=
«ложь»
0
и
1
=
«ложь»
0
и
0
=
«ложь»
Элемент «или»
1 оператор
или
2 оператор
=
Результат
1
или
1
=
«ложь»
1
или
0
=
«истина»
0
или
1
=
«истина»
0
или
0
=
«ложь»
Я думаю, с таблицей у Вас более менее все разъяснилось. Объяснять можно и дальше, но по моему, все предельно ясно.
В качестве заключения данного раздела: есть еще некоторые логические операции, например операция отрицания «НЕ» и
«И-НЕ». Материал по данным логическим операциям будет рассмотрен тогда, когда тема книги ближе подойдет к программированию.
Меры и величины
Информация - это не материальный предмет, это нечто нематериальное, однако как оказалось, информация имеет свой объем и свои меры измерений, точно
так же, как и, например, вода. Информация измеряется в байтах. Наименбшей величиной измерения информации является бит. Один байт состоит из
восьми бит, то есть в одном байте содержится 8 бит. Из этого вытекает, что 8 килобит - это один килобайт, 8 мегабит - это 1 мегабайт, и так
далее. Однако так как использовать биты для измерения информации - это сложнее, чем использовать байты,
то для измерения информации используются байты. Однако это вовсе не означает, что биты больше не используются в компьютерах вообще. Биты
используются при определии архитектур процессоров компьютеров. Раньше были процессоры 8-битные, позже 16-битные, современные процессоры имеют
32-битную архитектуру, сейчас растет популярность 64-битных процессоров. Так же биты используются для измерения скорости передачи данных по
глобальным компьютерным сетям.
В школе любой вас учили, что в 1 килограмме содержится 1000 грамм, в одном километре 1000 метров, и так далее. В компьютере же все немножко
по другому. В одном килобайте уже не 1000 байт, как должно было быть, а 1024 байта. В 1 мегабайте 1,024 килобайт соответственно, или 1,048,576 байт
и так далее. Сейчас для измерения величин памяти используются килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты и так далее.
В быту простого пользователя используются мегабайты, килобайты и гигабайты. Однако в различных промышленных сферах, где используются
мощные и весьма отличающиеся от обычных компьютеров вычислительные машины используются более высокие величины - терабайты, зетабайты и даже
йотобайты. Но не будем зацикливатся на том, в чем нам нет необходимости. Обратите внимание на таблицу, расположенную внизу. Здесь подробно описаны
самые основные сокращения, касающиеся величин, использующихся в измерении информации в ЭВМ, какое их настоящее название и как эти величины называют
в быту.
Основные сокращения
Величина
Определение
В быту
Кбайт/Кб/Kb
Килобайт
"Кол"
Мбайт/Мб/Mb
Мегабайт
"Метр"
Гбайт/Гб/Gb
Гигабайт
"Гектар"
Тбайт/Тб/Tb
Терабайт
-
А теперь рассмотрим, что из чего состоит. В примерах показано, из чего состоит та или иная еденица в битах и байтах.
Размеры информации
Величина
В байтах
В битах
В килобайтах
1 байт
1 байт
8 бит
-
0,5 Кбайт
512 байт
4,096 бит
-
1 Кбайт
1,024 байт
8,192 бита
1 Кбайт
0,5 Мбайт
524,288 байт
4,194,304 бита
512 Кбайт
1 Мбайт
1,048,576 байт
8,388,608 бит
1,024 Кбайт
1 Гбайт
1,073,741,824 байт
8,589,934,592 бита
1,048,576 Кбайт
1 Тбайт
1,099,511,627,776 байт
-
1,073,741,824 Кбайт
Технологии механических счетов
С начала сущевствования разумных существ, которых принято называть "Homo Sapiens" - существо разумное - приходилось что-то подсчитывать, какие-то
мелочи, а
иногда и не мелочи даже, а объемы, массы, расстояния. Так начинается развитие вычислительной техники. Людям нужно было подсчитать дань, высоту сооружения,
количество вырученных с торговли денег и так далее. Для подсчета необходимо было использовать подручные средства. Придумывали много способов
подсчета больших и малых единиц, но до качественных и точных они не дотягивали, но с предварительными подсчетами справлялись на УРА. Недостатками
первых инструментов подсчета было то, что такие средства подсчета постоянно терялись (костяшки), были неудобными или с ними было трудно работать. Но все же
кто-то использовал свои средства подсчетов различных единиц и в дальнейшем росла и сама потребность в инструментах подсчета: фермеру или крестьянину
требовалось знать, сколько зерна он потратил на посадку и сколько он выиграл, когда собрал урожай, кузнецу требовалось знать, в какую цену оценивать
свой труд: в пару злотых или в несколько дюжин, и так далее.
Самым первым вычислительным устройством, которое было изобретено в Древней Греции (или в Древнем Риме, историки в этих понятиях расходятся),
считается абак - это широкая глиняная дощечка, в которой вырезаны углубления, в которых размещались костяшки. При передвижении этих костяшек
можно было выполнять различные арифметические операции. Абак - это доска, покрытая пылью, от сюда эти самые примитивные счеты имеют такое название,
которое по гречески понимается как "abacus". Этот вычислительный аппарат изобрели примерно в 500 году до н. э.. Существуют определенные правила
использования этого устройства. Согласно правилам костяшки в абаке можно перемещать с места на место и тем самым выполнять подсчеты. Его далеким
родственником (и, можно сказать, наследником) являются обычные счеты, которые раньше (да и сейчас кое-где встречаются) широко использовались в
продовольствии и в бухгалтерии для удобного подсчета различных промежуточных чисел и величин. Счеты в последнее время активно вытесняют калькуляторы.
Первая европейская машина была создана ученым-математиком Джоном Непером еще в начале XVII века. В этой машине впервые была реализована функция
умножения чисел.
Следуя примеру Непера, ученый Шикард в 1623 году изобрел счетную машину, способную выполнять любые простые операции с числами.
В 1642 году ученый Блез Паскаль создал машину, способную проводить операции сложения и вычитания чисел. Это был по сути прообраз первой цифровой
вычислительной машины.
В 1671 году ученый Готфрид Вильгельм фон Лейбниц разработал машину, способную выполнять операции сложения, вычитания, умножения и деления
чисел. Из-за нехватки средств машина была сооружена только в 1694 году и получила название "колесо Лейбница". Машина прослужила очень долго, до
середины XX века. Она была вытеснена калькулаторами.
Первый коммерческий калькулатор, в котором использовалась механика, был калькулатор, созданный ученым-математиком Чарльзом Ксавьером Томасом в
1820 году. Данная машина была намного лучше, чем колесо Лейбница, работала немного быстрее и была удобной в использовании. Машина могла выполнять
те же самые операции, что и колесо Лейбница. На этом и завершилась эра механических вычислительных машин. С середины XX века начинается новая эра -
эра электронно-вычислительных машин, но об этом немного попозже.
История возникновения компьютеров
Идея создания компьютера появилась у двух физиков из американского университета штата Айова. Это были физики Джон В. Атанасов и Клиффорд Берри. Они
занимались созданием компьютера с 1937 по 1942 гг. Это и был самый первый компьютер. Компьютер был назван в честь ученых - ABC (Atanasoff-Berry
Computer). В этом компьютере использовались электронные лампы, принцип действия ЭВМ основывался на двоичной арифметике.
Позже в 1943 году ученый из англии Алан Тьюринг завершил работу над созданием военного компьютера под названием "Колосс". Компьютер имел
исключительно военное предназначение и использовался для расшифровки перехваченных немецких сообщений. Компьютер Тьюринга не получил всеобщей оценки,
так как даже после окончания войны технология создания данного компьютера очень долгие годы хранилась в тайне британских спецслужб.
Как оказалось, компьютер Тьюринга оказался предназначенным только для одной единственной цели - это расшифровка перехваченных сообщений,
которые кодировались немецкими войсками по специальной технологии - код Enigma. Машинка для кодирования была в сотни раз проще, чем компьютер Тьюринга.
Других функций он практически не имел. Так появилось желание создать уже действительно хорошую ЭВМ. Этим и занимались ученые из школы
электротехники Мура, штат Пенсильвания, создавшие первую ЭВМ нового поколения и разработанную специально для военных целей, однако тем не менее
имевшую больше функций, чем компьютер Тьюринга и компьютер Атанасова-Берри. Это были ученые Джон П. Еккерт и Джон В. Мошли. Именно они первые
ввели в эксплуатацию ЭВМ под названием ENIAK, что означало электронно-вычислительный интегратор и калькулятор (Electrical Numerical
Integrator and Celculator).
Успех у данного изобретения был гораздо большим, чем у всех его предшественников. Устройство стали активно дорабатывать и модернизировать.
В отличии от всех своих предшественников, компьютер ENIAK имел гораздо большие размеры, в конструкцию было включено около 18 тысяч ламп, объем
конструкции был 200м3, полный вес компьютеар ENIAC равнялся приблезительно 300. Компьютер быстро нагревался и часто выходил из строя. Многие
лампы приходилось менять после нескольких часов работы, наиболее чуствительными лампами в этом компьютере были лампы, которые проводили непосредственно
арифметические операции.
На фотоснимке, показанном внизу, изображена лаборатория по разработке и ремонту универсального (по тем временам) компьютера под названием
ENIAC. Помещение, к котором он находится, тчательно вентелируют, чтобы разработчикам не становилось душно от немалой тепловой энергии, которую
выделяет компьютер. В компьютере в качестве охладительных систем использовались бассейны, которые располагали рядом с зданием, в котором находился
компьютер.
В 1946 году американский ученый венгерского происхождения Джон фон Нейман, при участии своих коллег Артура Бердса и Германа Голдштайна,
опубликовали революционную статью: "Предварительное рассмотрение логического конструирования электронно-вычислительного устройства". В статье
рассматривались принципы построения архитектуры программируемых компьютеров. Описание архитектуры, которую прозвали Архитектура фон Неймана,
на долгие годы легла в основу электронно-вычислительной техники и очень долго пользовалась невероятным успехом даже после смерти Неймана. Описанная
архитектура в теории подразумевала использование двоичной системы для хранения данных вместо десятичной, как было до этого. Грубо теоретическая часть
выглядела следующим образом:
Использование двоичных данных для представления и хранения информации.
В программы заложен код, понятный компьютеру, который выполняется за счет работы процессора.
Последовательность выполнения команд: одна команда выполняется вслед за другой. Однако не только такой подход был предложен в теории. В
программы можно вкладывать код, меняющий последовательность выполнения команд при определенных условиях.
И команды, и данные хранятся в одном и том же виде и обрабатываются одним в одной и той же памяти.
Память состоит из пронумерованных ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес. Процессор может обращатся к любой из этих ячеек по
адресу.
Очень скоро ЭВМ добрались и до Европы. Здесь в 1947 году была представлена новая модель компьютера под названием EDVAC, а позже был
представлен и UNIVAC. Эти компьютеры стали первыми коммерческими компьютерами и стали продаваться. Впервые в них стало возможным создавать
различные программы, программировать на разных языках программирования. Однако здесь еще не использовалась технология Неймана.
Технология архитектуры Неймана произвела настоящую революцию, которая отразилась на всей мировой обстановке: компьютеры стали делать
программно-управляемыми, в которых данные теперь представлялись в двоичном виде. Управлял операциями процессор, или, как его еще тогда называли,
аккумулятор. В аккумуляторе хранились обработанные данные, которые требовались для каких-либо вычислений.
Первым компьютеров, который полноценно использовал архитектуру Неймана, стал Манчестерский Марк 1. Этот компьютер имел устройство
для расшифровки команд (процессор на 26 инструкций, позже колличество инструкций увеличили до 30), устройство памяти на лампах, устройство хранения
данных (специальный магнитный барабан небольшой емкости). Сам компьютер помещался в большом помещении. Данный компьютер использовали для математических
операций.
Следующим этапом развития электронно-вычислительной техники стало появление транзисторов. Это была очередная революция, которая внесла кардинальные
изменения в технологические особенности компьютеров того времени. Наконец-то на смену лампам пришли транзисторы, имеющие значительные превосходства
над своими предшественниками.
От простого к сложному
Современный ПК представляет собой набор электронных переключателей, которые используются как для представления информации в двоичном коде (в виде
двоичных цифр - битов), так и для управления ее обработкой. Эти так называемые электорнные переключатели могут находиться в двух состояниях -
включено и выключено. Это позволяет использовать эти переключатели для хранения любой двоичной информации.
В самых первых ЭВМ применялись триоды. Триоды были изобретены ученых-физиком Ли Де Форестом еще в начале прошлого века, а именно в
1906 году. Они "кушали" очень много электроэнергии, для их работы необходима была специальная рабочая температура, их применение в ЭВМ было весьма
убыточным. Любой триод состоит из таких элементов: стеклянный корпус (своего рода капсула), внутри которого находится вакуум (пустое пространство),
катод, анод, разделяющая их сетка и основание (в последних моделях триодов основание не использовалось, весь корпус состоял из стекла).
Принцип работы триода заключается в следующем: сетка, которая разделяет анод и катод, является как бы фильтром. При нагревании, катод
испускает электроны, которые собираются на аноде. Сетка управляет потоком электронов и если на нее попадают электроны отрицательного потенциала,
они тут же притягиваются катодом, ежели положительного, то тогда они проходят через сетку и притягиваются анодом. Изобретатели научились изменять
пропускную способность сетки и тем самым с точностью научились моделировать состояние анода - включено или выключено.
Не смотря на то, что описанная выше схема работы триода была весьма проста, сами триоды при работе выделяют огромное количество тепловой
энергии, используют много электричества, кроме того при нагрузках часто выходят из строя. И поэтому уже с начала 50-х годов разработчики стали искать
иные, более усложненные, но в то же время более выгодные элементы для ЭВМ.
В 1954 году подобное решение было найдено. Сотрудник компании Taxas Instruments Гордон Тил разработал полупроводниковый
транзистор, который буквально сразу же облетел все магазины и стал очень продаваемым. Данный радиоэлемент стал очень популярен во всем мире,
он стал применяться практически во всей радиотехнике, а разработчик получил Нобелевскую премию в области физики. С транзисторов началась вторая
эра развития компьютеров (первая эра - это ламповые компьютеры, если кто не понял).
В 1958 году Джек Кибри из Texas Instruments создал интегральную схему, состоящую из транзисторов и конденсаторов на одной кремниевой
полупроводниковой пластине. Изобретение стало основой для создания первого микропроцессора. Но не будем забегать вперед.
Первые вычислительные системы не могли быть запрограммированы на выполнение каких-либо инструкций. То есть для выполнения какой-нибудь операции
на компьютере необходимо было вручную указывать компьютеру, что есть что. Это было крайне утомительно и неудобно. Но все же находились энтузиасты,
которые этим занимались. При появлении языков программирования стало возможным создавать отдельные программы, которые могут выполнять на
компьютере определенные операции. Одним из первых весьма успешных языков программирования стал FORTRAN (FORmular TRANslation, транслятор
формул).
В середине 60-х годов впервые появляются устройства хранения памяти в интегральных микросхемах. Микросхемы памяти создаются не на основе
транзисторов, а на основе конденсаторов - радиоэлементы, способные хранить электрическую энергию. Их стоимость во много раз превышала стоимость
современных подобных микросхем. Вот тут то и появляется компания, которая занимается созданием дешевых моделей микросхем памяти и предлагает всему миру
использовать эти микросхемы в своих компьютерах. Это компания Intel, которая была основана Гордоном Муром, Эндрю Гроу и Робертом Нойсом.
Компания была разработана с целью предоставления всем пользователям дешевых микросхем памяти. С интегральных микросхем начинается третья эра в
развитии компьютеров.
В 1957 СССР прославилось запуском своего спутника, который стал первым в мире искусственным спутником Земли. США отреагировало на это событие
не с самым большим восторгом. Правительство США начало принимать меры по возвращению себе статуса лидирующей в области науки страны. Так начинается
"холодная война" - США против СССР. При принятии мер по возвращению статуса лидера в науке, правительство США дало распоряжение создать группу
разработчиков, которые будут заниматься созданием сверхмощных вычислительных технологий. Так была создана компания ARPAnet (Advanced Research
Project Agency, Агенство Разработки Перспективных Проектов), которая специализировалась на компьютерных технологиях и всем, что с ними связано.
Через 8-10 лет компания ARPAnet стала успешно-развитым проектом. Программисты данной компании сконструировали так называемый прообраз
компьютерной сети. Компьютерная сеть - это группа соедененных между собой компьютеров и вычислительных станций. Нельзя сказать, что это уже
и есть настоящая компьютерная сеть. В данной сети участвовало четыре компьютера, которые были соеденены между собой через различные линии коммуникации
и даже через воздух. Цель такой сети - оперативная передача зашифрованных данных из одной точки в другую. Даже если противник каким-либо образом
эту информацию перехвачивал, он не мог ее расшифровать, поскольку для этого понадобилось бы специальное оборудование. Перехватить информацию, которая
передавалась по воздуху было еще сложнее. В этом и заключалось вся сложность данной схемы передачи данных.