Компьютер - бұл біз өңдейтін ақпаратты сақтай алатын және қалаған кезде оған қайтара алатын құрылғы. Қазіргі компьютерлер бағдарламалар деп аталатын операциялардың жалпылама жиынын бақылауға қабілетті. Бұл бағдарламалар компьютерлерге көптеген тапсырмаларды орындауға мүмкіндік береді. Аппараттық құралдарды, операциялық жүйені (негізгі бағдарламалық қамтамасыз ету) және қажетті және «толық» жұмыс істеу үшін пайдаланылатын перифериялық жабдықты қамтитын толық компьютерді компьютерлік жүйе деп атауға болады. Бұл терминді өзара байланысты және бірге жұмыс істейтін компьютерлер тобына, әсіресе компьютерлік желі немесе компьютерлер кластері үшін де қолдануға болады. Алғашқы электрлік компьютер ENIAC болды.
Компьютерлер тарихта әртүрлі формаларда пайда болды. 20 ғасырдың ортасындағы алғашқы компьютерлер үлкен бөлменің өлшемі болды және қазіргі компьютерлерге қарағанда жүздеген есе көп қуат тұтынады. 21 ғасырдың басында компьютерлер қол сағатына сыйып, шағын батареямен жұмыс істей алады. Олардың соншалықты кішкентай болуының басты себебі - 1969 жылы өте кішкентай кеңістіктерге оралатын схемаларды жартылай өткізгіштермен жасауға болады. Бүгінгі күні біз қолданатын компьютерлер Intel 4004, компьютердің бірінші процессор атауынан кейін қарқын алды. Біздің қоғам дербес компьютерді және оның портативті баламасы ноутбукты ақпараттық дәуірдің нышандары ретінде танып, оны компьютер ұғымымен сәйкестендірді. Олар бүгінде кеңінен қолданылады. Компьютердің негізгі жұмыс принципі – екілік санау жүйесі, яғни тек 0 және 1-ден тұратын кодтаулар.
Қажетті бағдарламалық құралды жазып алу және оны кез келген уақытта іске қосу мүмкіндігі компьютерлерді жан-жақты ететін және оларды калькуляторлардан ерекшелендіретін басты мүмкіндік болып табылады. Черч-Тюринг тезисі осы жан-жақтылықтың математикалық көрінісі болып табылады және кез келген компьютер басқа компьютердің тапсырмаларын орындай алатынын көрсетеді. Сонымен, олардың күрделілігі қандай болса да, қалта компьютерлерінен суперкомпьютерлерге дейін, жад пен уақыт шектеуі болмаса, барлығы бірдей тапсырмаларды орындай алады.
Компьютердің тарихы
Бұрын «компьютер» деп аталатын көптеген құрылғылар бүгінгі стандарттар бойынша бұл анықтамаға лайық емес. іске қосу кезіндегі компьютер sözcüБұл есептеу процесін жеңілдететін объектілерге берілген атау болды. Осы ерте кезеңдегі компьютерлердің мысалдарына сандық моншақ (абакус) және антикитера машинасы (б.з.д. 150 - 100 ж.) жатады. Ғасырлар өткен соң, орта ғасырдың соңындағы жаңа ғылыми жаңалықтар аясында Вильгельм Шикард (1623) еуропалық инженерлер жасаған машиналық есептеуіш құрылғылар сериясының біріншісі болды.
Дегенмен, бұл құрылғылардың ешқайсысы компьютердің бүгінгі анықтамасына сәйкес келмейді, себебі олар бағдарламалық қамтамасыз етілмейді (немесе орнату мүмкін емес). Тоқу станогындағы процесті автоматтандыру үшін 1801 жылы Джозеф Мари Жаккард шығарған перфокарталар компьютерлерді әзірлеу процесінде шектеулі болса да, бағдарламалау (орнату) мүмкіндігінің алғашқы іздерінің бірі болып саналады. Пайдаланушы ұсынған осы карталардың арқасында тоқыма станогы өз жұмысын картадағы саңылаулармен сипатталған сызбаға бейімдей алды.
1837 жылы Чарльз Бэббидж бірінші толық бағдарламаланатын машиналық компьютердің тұжырымдамасын жасады және жобалады, ол оны аналитикалық қозғалтқыш деп атады. Бірақ ол қаржылық себептерге байланысты бұл машинаны жасай алмады және оның жұмысы аяқталмай қалды.
Перфокарталардың алғашқы кең ауқымды қолданылуы бухгалтерлік операцияларда қолдану үшін 1890 жылы Герман Холлерит құрастырған калькулятор болды. Холлериттің сол кездегі серіктестігі IBM болды, ол келесі жылдары әлемдік компьютерлік алпауытқа айналады. 19 ғасырдың аяғында алдағы жылдарда ақпараттық аппараттық құралдар мен теорияның дамуына үлкен үлес қосатын қосымшалар (технологиялар) пайда бола бастады: перфокарталар, буль алгебрасы, ғарыштық түтіктер және телетайп құрылғылары.
20 ғасырдың бірінші жартысында көптеген ғылыми талаптар күрделене түсетін аналогтық компьютерлермен қанағаттандырылды. Алайда, олар қазіргі компьютерлердің қателіктерінен әлі де алыс болатын.
Бүкіл 1930-1940 жылдар бойы компьютерлік қолданбалы өркендеуді жалғастырды, ал цифрлық электронды есептеуіш машина электронды схемалар ойлап табылғаннан кейін ғана пайда болды (1937). Осы кезеңдегі маңызды жұмыстардың қатарына мыналарды жатқызуға болады:
- Конрад Зузенің «Z машиналары». Z3 (1941) екілік сандық негізде жұмыс істей алатын және нақты сандармен жұмыс істей алатын алғашқы машина. 1998 жылы Z3 Тьюрингпен үйлесімді екендігі дәлелденді, осылайша бірінші компьютер атағын алды.
- Атанасофф-Берри компьютері (1941) қуыс түтіктерге негізделген және конденсаторға негізделген жад аппаратурасы мен екілік радиусқа ие болды.
- Британдық Colossus компьютері (1944) өзінің шектеулі бағдарламалық жасақтамасына (орнату мүмкіндігіне) қарамастан, мыңдаған түтіктер жеткілікті сенімді нәтиже бере алатынын көрсетті. II. Ол Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде неміс қарулы күштерінің құпия байланыстарын шешу үшін пайдаланылды.
- Гарвард Марк I (1944), орнату мүмкіндігі шектеулі компьютер.
- ENIAC (1946), АҚШ армиясы әзірлеген, ондық сандарға негізделген және бірінші жалпы мақсаттағы электрондық компьютер болып табылады.
Кемшіліктерді анықтай отырып, ENIAC әзірлеушілері неғұрлым икемді және талғампаз шешіммен жұмыс істеді және қазір жасырын бағдарламалық жасақтама архитектурасы немесе көбінесе фон Нейман архитектурасы деп аталатын нәрсені ұсынды. Бұл дизайн туралы Джон фон Нейманның (1945) басылымында алғаш рет айтқаннан кейін, осы архитектура негізінде жасалған компьютерлердің біріншісі Біріккен Корольдікте (SSEM) аяқталды. Бір жылдан кейін дәл осындай архитектураға ие болған ENIAC EDVAC деп аталды.
Қазіргі компьютерлердің барлығы дерлік осы архитектурамен үйлесімді бола бастағанда, компьютер sözcüОл анықтама ретінде де қолданылады Сондықтан, осы анықтамаға сәйкес, бұрынғы құрылғылар компьютер ретінде есептелмегенімен, тарихи контексте олар әлі де солай аталады. 1940 жылдардан бері компьютерді енгізу түбегейлі өзгерістерге ұшырағанымен, көпшілігі фон Нейман архитектурасына адал болып қалды.
Ғарыштық түтікке негізделген компьютерлер 1950 жылдары қолданылғаннан кейін, тезірек және арзанырақ транзисторлы компьютерлер 1960 жылдары әдеттегідей болды. Осы факторлардың нәтижесінде компьютерлер бұрын-соңды болмаған деңгейде жаппай өндіріске енгізілді. 1970 жылдарға қарай интегралдық схемаларды енгізу және Intel 4004 сияқты микропроцессорларды дамыту арқасында өнімділік пен сенімділіктің тағы да орасан жоғарылауы, сонымен қатар шығындардың төмендеуі байқалды. 1980 жылдары компьютерлер күнделікті өмірде кір жуғыш машиналар сияқты көптеген механикалық құрылғылардың басқару жабдықтарында өз орнын ала бастады. Дәл осы кезеңде дербес компьютерлер танымал бола бастады. Ақырында, 1990 жылдары Интернеттің дамуымен компьютерлер теледидарлар мен телефондар сияқты күнделікті құрылғыларға айналды.
Фон Нейманның архитектурасы бойынша компьютерлер төрт негізгі компоненттен тұрады және компьютерде арифметикалық логика бар.
Жад
Компьютердің жадын сандардан тұратын ұяшықтар жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Әрбір ұяшықты жазуға және оның мазмұнын оқуға болады. Әрбір ұяшықтың өзінің бірегей мекенжайы болады. Пәрмен, мысалы, 34 ұяшығы бар 5.689 ұяшығының мазмұнын қосып, оны 78 ұяшыққа орналастырады. Олардың құрамындағы сандар кез келген болуы мүмкін, ол сандар, командалар, мекенжайлар, әріптер және т.б. Тек оны пайдаланатын бағдарламалық құрал ғана оның мазмұнының сипатын анықтайды. Қазіргі компьютерлердің көпшілігі деректерді сақтау үшін екілік сандарды пайдаланады және әрбір ұяшықта 8 бит (яғни бір байт) болуы мүмкін.
Сонымен, байт 255 түрлі сандарды көрсете алады, бірақ олар 0-ден 255-ке дейін немесе -128-ден +127-ге дейін болуы мүмкін. Қатар орналасқан бірнеше байтты (әдетте 2, 4 немесе 8) пайдаланған кезде әлдеқайда үлкен сандарды сақтауға болады. Қазіргі компьютерлердің жадында миллиардтаған байт бар.
Компьютерлерде жадтың үш түрі бар. Процессордағы регистрлер өте жылдам, бірақ өте шектеулі сыйымдылыққа ие. Олар процессордың әлдеқайда баяу негізгі жадыға қол жеткізу қажеттілігін шешу үшін қолданылады. Негізгі жад жедел жад (REB немесе RAM, Random Access Memory) және тек оқуға арналған жады (SOB немесе ROM, Read Only Memory) болып бөлінеді. ЖЖҚ кез келген уақытта жазылуы мүмкін және оның мазмұны қуат біткенше ғана сақталады. ROM тек оқуға арналған және алдын ала енгізілген ақпаратты қамтиды. Бұл қуатқа қарамастан мазмұнды қорғайды. Мысалы, кез келген деректер немесе команда RAM-да, ал компьютердің аппараттық құралдарын реттейтін BIOS ROM-да орналасады.
Жадының соңғы кіші түрі - кэш жады. Ол процессорда орналасқан және негізгі жадқа қарағанда жылдамырақ, сонымен қатар регистрлерге қарағанда үлкен сыйымдылыққа ие.
Енгізу/шығару – компьютер сыртқы әлемнен деректер алмасу үшін пайдаланатын құрал. Жиі қолданылатын енгізу бірліктеріне пернетақта мен тінтуір және шығыс дисплейлері (немесе дисплей, монитор), динамик және принтер жатады. Қатты және оптикалық дискілер екеуін де орындайды.
Компьютерлік желілер
Компьютерлер 1950 жылдардан бастап көптеген орталардағы ақпаратты үйлестіру үшін қолданылады. АҚШ әскерінің (SAGE) жүйесі мұндай жүйелердің алғашқы жан-жақты үлгісі болды және (Sabre) сияқты көптеген арнайы мақсаттағы коммерциялық жүйелердің бастаушысы болды. 1970 жылдары американдық инженерлер әскери салада жүзеге асырылған жоба аясында компьютерлерді бір-бірімен (ARPANET) қосып, қазіргі компьютерлік желі деп аталатын жүйенің негізін қалады. Уақыт өте келе бұл компьютерлік желі тек әскери және оқу бөлімшелерімен шектеліп қалмай, кеңейіп, бүгінде Білгісунар ішінде миллиондаған компьютерлер (Интернет немесе Жалпы желі) қалыптасты. 1990 жылдарға қарай Швейцариядағы CERN зерттеу орталығында жасалған Ғаламдық желі (World Wide Web, WWW) деп аталатын хаттамалар, электрондық пошта сияқты қосымшалар және Ethernet сияқты қымбат емес аппараттық шешімдер арқылы компьютерлік желілер кеңінен тарады.
аппараттық
Аппараттық құрал түсінігі компьютердің барлық тактильді компоненттерін қамтиды.
| Перифериялық блоктар (кіріс/шығыс) | кіру | Тінтуір, пернетақта, джойстик, браузер |
| кету | Монитор, принтер, динамик | |
| Екеуі де | Иілгіш диск, қатты диск, оптикалық диск | |
| қосқыштар | қысқа диапазон | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Ұзақ ауқым (компьютерлік желілер) | Ethernet, банкомат, FDDI |
Енгізу/шығару қондырғылары
Енгізу/шығару есептеу жүйесінің әртүрлі функционалдық бірліктері (ішкі жүйелері) арасындағы байланысты қамтамасыз етеді немесе ақпараттық сигналдарды осы интерфейстерге тікелей жіберуге мүмкіндік береді.
Кіріс - бұл әртүрлі блоктардан алынған сигналдар. Шығыстар - бұл блоктарға жіберілетін сигналдар. Енгізу/шығару құрылғыларын пайдаланушы (немесе басқа жүйелер) компьютермен байланыс орнату үшін пайдаланады. Мысалы, пернетақта мен тінтуір компьютердің енгізу құрылғылары болып табылады. Дисплей, динамик және принтер компьютердің шығыс құрылғылары болып табылады. Әртүрлі құрылғылар компьютерге қосылу үшін кіріс және шығыс сигналдарын пайдаланады. Модем және қосылу карталары мысал бола алады.
Пернетақта мен тінтуір пайдаланушылардың физикалық қозғалыстарын кіріс ретінде қабылдайды және бұл физикалық қозғалыстарды компьютерлер түсінетін деңгейге дейін жасайды. Шығыс блоктары (принтер, динамик, экран сияқты) компьютер шығарған шығыс сигналдарын кіріс сигналдары ретінде қабылдайды және бұл сигналдарды пайдаланушылар көре алатын және оқи алатын шығыстарға түрлендіреді.
Компьютер архитектурасында орталық процессор (CPU) және негізгі жады компьютердің жүрегін құрайды. Өйткені жад орталық процессордағы мәліметтерді өз нұсқауларымен тікелей оқи алады және деректерді тікелей орталық өңдеу блогына жаза алады. Мысал ретінде иілгіш диск енгізу/шығару сигналдарын қарастырады. Орталық өңдеу блогының енгізу/шығару әдістері төмен деңгейлі компьютерлік бағдарламалауда құрылғы драйверлерін аяқтауға көмектеседі.
Жоғары деңгейлі операциялық жүйелер мен жоғары деңгейлі бағдарламалау идеалды енгізу-шығару тұжырымдамалары мен негізгі элементтерді ажырата отырып, жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Мысалы, Си программалау тілінде бағдарламалық құралдың енгізу/шығаруларын ұйымдастыру функциялары бар. Бұл функциялар файлдардан деректерді оқуға және деректерді осы файлдарға жазуға мүмкіндік береді.
бағдарламалық қамтамасыз ету
Бағдарламалық қамтамасыз ету түсінігі компьютердегі барлық материалдық емес құрамдастарды сипаттайды: бағдарламалық қамтамасыз ету, протоколдар және деректер - барлығы бағдарламалық құрал.
| ОЖ | Unix/BSD | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| GNU / Linux | Linux дистрибутивтері | |
| Microsoft Windows | Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows CE, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 Windows 8.1 Windows 10 | |
| DOS | DOS/360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| Mac OS | Mac OS X | |
| Енгізілген және нақты уақыттағы операциялық жүйелер | Енгізілген операциялық жүйелер каталогы | |
| Кітапханалар | Мультимедиа | DirectX, OpenGL, OpenAL |
| бағдарламалық қамтамасыз ету кітапханасы | C кітапханасы | |
| Деректер | хаттама | TCP/IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Құжат форматтары | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| пайдаланушы интерфейсі | Графикалық пайдаланушы интерфейсі (WIMP) | Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Мәтіндік пайдаланушы интерфейсі | Пәрмен жолы, Shell | |
| басқа | ||
| қолдану | Кеңсе | Мәтіндік процессор, Жұмыс үстелі баспасы, Презентация бағдарламалық құралы, Мәліметтер қорын басқару жүйесі, Электрондық кесте, Бухгалтерлік есеп бағдарламалық құралы |
| Компьютерге кіру | Браузер, электрондық пошта клиенті, ғаламдық веб-сервер, жылдам хабар алмасу бағдарламалық құралы | |
| жобалау | Компьютерлік дизайн, Компьютерлік өндіріс | |
| диаграммалар | Ұялы графикалық редактор, Бағытталған графикалық редактор, 3D модельдеуші, Анимация редакторы, 3D компьютерлік графика, Бейне өңдеу, Кескінді өңдеу | |
| сандық дыбыс | Сандық аудио редактор, аудио ойнатқыш | |
| Бағдарламалық қамтамасыз ету инженериясы | Компилятор, түрлендіргіш, аудармашы, жөндеуші, мәтіндік редактор, біріктірілген әзірлеу ортасы, өнімділікті тексеру, өзгертулерді тексеру, бағдарламалық құрал конфигурациясын басқару | |
| Ойындар | Стратегия, шытырман оқиға, басқатырғыштар, симуляция, рөлдік ойын, интерактивті фантастика | |
| Ek | Artificial+, Антивирустық бағдарламалық қамтамасыз ету, Құжат менеджері |
Бірінші болып пікір айтыңыз