История развития средств вычислительной техники (Эволюция средств вычислительной техники)

Содержание:

Введение

Персональные компьютеры все прочнее с каждым днем входят в нашу жизнь, а также занимают в ней не последнее место.

Каких-то 20 лет тому назад их можно было увидеть лишь в солидных организациях, а сегодня ПК стоит чуть ли не в каждом магазине, кафе, офисе, библиотеке.

На сегодняшний день персональные компьютеры в человеческой жизнедеятельности применяются во многих сферах – для создания научных сложных моделей, ведения бухгалтерского учета, разработки дизайна или создания музыки, поиска и хранения информации в специальных базах данных, обучения, прослушивания музыки.

Каждому человеку нужно знать сам компьютер, уметь пользоваться им. Далеко не каждый, который работает на персональном компьютере, представляет себе точный его состав.

Профессионалы, работающие вне IT-сферы, считают обязательной составляющей своей компетентности хорошие знание аппаратной части для персонального компьютера, или хотя бы его главных технических характеристик.

Также особенно велик интерес к персональным компьютерам среди молодежи, которая широко применяет их для своих личных целей.

Актуальность выбранной темы повязана с тем, что нынешний рынок компьютерной техники очень разнообразен и довольно не просто определять конфигурацию компьютера с требуемыми характеристиками. Поэтому без специальных знаний об истории развития вычислительной техники пользователям не обойтись.

Объектом исследования является аппаратная часть современных ПК.

Предмет исследования – устройство компьютера.

Целью реферата является изучение истории развития главных устройств современного персонального компьютера.

В соответствии с рассмотренной целью поставлены следующие задачи:

– рассмотреть историю создания компьютера;

– изучить предназначение главных этапов развития современного ПК;

– описать методы работы микропроцессора;

– рассмотреть вычислительные компоненты периферийных устройств ввода информации;

– дать характеристику вычислительным компонентам периферийных устройств вывода информации.

В разное время проблему аппаратной части ПК исследовали Н.Виннер, В.С. Королюк, Р.В. Малькович. Стоит отметить, что в нынешнее время составные части ПК постоянно усовершенствуются и ученые постоянно ищут новые подходы к оптимизации функционирования компонентов.

1.Основы теории архитектуры ПК

1.1. Эволюция средств вычислительной техники

История вычислительной техники началась тогда, когда и сформировались понятия чисел. Почти во всех современных языках слово "цифра" начало использоваться от слова "палец". [1]

Именно пальцы стали первой "вычислительной машиной". На них складывали, вычитали, умножали довольно большие числа. Знаменитый ученный Л. Фибоначчи в 1275 г. рекомендовал всем неграмотным учить счет на пальцах.[7]

Одним из первых творений был абак (рис.1).

Рис. 1. Абак

Задача считалась решенной в случае, если указано, какие именно необходимые вычисления можно выполнять на абаке.

Алгоритмы решения на абаке разрабатывался подробно французским ученым П.Гербертом, который был избран впоследствии папой римским Сильвестром I.

В начале XVII столетия появились первые созданные механические устройства и счетные машины:

– 20-е годы: известный математик В. Оутред создал логарифмическую линейку (рис.2);

Рис. 2. Логарифмическая линейка

– 1632 г.: ученый В. Шиккард спроектирвоал первый счетный механизм;

Современным компьютерам предшествовали электромеханические и механические устройства. Еще в 1642 году французский философ и математик Блез Паскаль в 18 лет сконструировал первую суммирующую машину. Машина Б. Паскаля состояла из 8 движущихся дисков с несколькими прорезями и могла выполнять суммирование числа до 8 знаков.

Для своей машины ученый применял десятичную систему исчисления. Если первый диск смещался, например, на десять прорезей – это составляло его полный оборот, он следующий диск перемещал на одну позицию, то есть увеличивал на один количество десятков.

Когда диск, что представлял десятки, делал новый полный оборот, он сместил уже следующий диск, увеличивая при этом количество сотен, и т. п.

Известны также более ранние попытки проектирования механических суммирующих машин.

Полное описание суммирующей машины, которая по характеристикам напоминала машину Паскаля, в 1964 году было обнаружено в мемуарах, принадлежащих Л. да Винчи.

Подобное устройство было описано и в 1624 году В. Шикардом. До нашего времени дошли лишь чертежи Шикарда, которые обнаружены в 1956 г.

В 1684 г. немецкий математик, философ Вильгельм Готфрид Лейбниц, используя рисунки и чертежи Паскаля, улучшил Паскалину, добавив возможность умножать числа.

Вместо шестеренок Лейбниц использовал специальный пошаговый барабан.

Но широкое распространение вычислительные устройства получили лишь в 1821 году, когда француз Ч. Калмар создал машину, которая могла выполнять четыре арифметических действия. Машину Ч.Калмара назвали арифмометр.

Арифмометры, благодаря своей универсальности, применялись довольно длительное время.

Разные изобретатели и ученые совершенствовали эти устройства.

Вильгодт Однер в 1881 году создал арифмометр, где использовалось переменное количество зубцов. Позднее на базе арифмометра Однера создан арифмометр "Феликс", который производился в СССР до 70-х годов (рисунок 3).

Рис. 3. Арифмометр Феликс

Начало в том виде эры компьютеров, в котором они и существуют сейчас, повязано с именем английского ученого Ч. Бэббиджа, который в 30-х годах выдвинул идею создания вычислительных машин, осуществленную лишь в середине XX в. [5]

Бэббидж обратил внимание тот факт, что машина может выполнять без ошибок вычисление больших математических формул посредством простого итерационного повторения шагов.

Работая с этой проблемой, он в 1823 г. предложил проект машины по решению дифференциальных уравнений больших порядков. Для повторения операций должна была использоваться в машине Бэббиджа энергия пара. Процесс вычислений действительно получилось автоматизировать. В дальнейшем Бэббидж создал модель универсальной вычислительной машины, которая способна выполнять широкий круг других задач.

В 1889 г. немец Герман Холлерит сконструировал первое перфокарточное устройство для вычисления статистических задач и, при этом, основал фирму по выпуску вычислительных машин, которая в 1915 г. стала называться IBM.

Рис. 4. Перфокарта

Кроме механических вычислительных машин появились и аналоговые вычислительные машины, для которых обработка информации выполнялась с помощью специального физического процесса, моделирующего некоторую вычисляемую закономерность. [10]

Простейшей аналоговой машиной являются часы.

А первыми аналоговыми машинами созданы устройства, в которых основными элементами были дифференцирующие и интегрирующие устройства, позволяющие вычислять мгновенно интеграл и производную для заданной функции.

Полезным свойством аналоговой машины является мгновенное получение решения сразу после задания нужных параметров задачи установления физического процесса.

Но круг задач, которые решаются аналоговой машиной, ограничен теми процессами, которые она может моделировать (рисунок 5).

Рис. 5. Аналоговая машина

Далее в первой половине 20 века англичанин Ч. Бэббидж разработал свою собственную конструкцию машины, которую также можно было назвать одним из первых компьютеров. Но он не был построен, ведь машина должна быть только механической, а нужная точность при изготовлении деталей для нее в то время была недостижимой.

Устройство персонального компьютера по чертежам Бэббиджа было описано Августой Адой Лавлейс. При этом она разработала теорию программирования, написала несколько первых программ для не существующей пока вычислительной машины. [11]

Основные части первого ПК были такими же, что и для современной ЭВМ:

– устройство для ввода-вывода;

– запоминающее устройство;[8]

– арифметико-логическое устройство, что выполняет арифметические и логические операции;

– устройство управления, что руководит перемещениями данных и работой центрального процессора и обеспечивающее разные нужные действия программы.

В 1936 году математик Алан Тьюринг написал работу "О вычислимых числах", при этом заложив теоретические основы для теории алгоритмов. Концепция А.Тьюринга возникла при проведенном им анализе действий человека, который выполняет в соответствии с разработанным заранее планом разные вычисления, то есть какие-то последовательные преобразования комплексов.

Анализ этот был осуществлен с целью решения проблем поиска точного эквивалента для общего представления об алгоритме. [4]

Сама работа Тьюринга стимулировала появление абстрактной теории автоматов, а также во многом определила особенности.

1.2.Принципы Джона фон Неймана

Рассмотрим принципы американского ученного Джона фон Неймана, которые определили актуальные направления для развития компьютерной техники (рисунок 6).

Рис. 6. Принципы фон Неймана

В начале 40-х годов прошлого века американец Дж. фон Нейман включился в разработку по проектированию ЭВМ, которая предназначалась для управления специальной секретной береговой ПВО. В этой разработке создавалась машина "ЭНИАК", которая расшифровывалась как электронный численный интегратор для автоматических вычислений (рисунок 7). Однако, проектируемая машина имела слишком большой недостаток: она не имела устройств для хранения команд.[5]

Рис. 7. ЭВМ «ЭНИАК»

В середине 1944 г. Дж. фон Нейман выступил с докладом на конференции в США, в котором он определил основные принципы работы новейшего вычислительного устройства. Эти принципы получили название "принципы архитектуры фон Неймана" (рисунок 8).[10]

Рис. 8. Архитектура ЭВМ по Дж. фон Нейману

В состав ЭВМ, по мнению ученого, должны были входить составные части:[9]

– арифметико-логическое устройство для выполнения разных логических и арифметических действий с данными;

– оперативная память – устройство, которое предназначено для хранения кода выполняемых программ;

– внешние устройства (периферийные вспомогательные средства). Обычно они делятся на такие классы: [5]

1) внешняя память (накопители на жестких и магнитных дисках, магнитооптические диски);

2) устройства для выполнения ввода и вывода данных (клавиатура, сканер, микрофон, мышь, дисплей, колонки и т.д.);

– управляющее устройство, что выполняет организацию работы персонального компьютера:

• помещает в оперативную память (ОП) код программы с внешнего устройства (ВУ);
• считывает из ячеек оперативной памяти (ОП) и организует реализацию самой первой выполняемой команды программы;
• выполняет определение следующей команды и ее реализацию;

4) постоянно синхронизирует функционирование всех устройств, имеющих различную скорость для выполнения операций, с помощью приостановки некоторых программ.

Рассмотрим принципы фон Неймана:[1]

• Принцип однородности памяти.

Это самое принципиальное отличие принстонской от гарвардской архитектуры. Все имеющиеся команды и данные хранятся в одной памяти, и они в памяти внешне не различаются.

Распознавать можно их по способу применения; а именно одно и то же значение может применятся в памяти и в виде данных, и как команды, и как адреса.

Полезным является следующее практическое следствие для принципов однородности, когда все имеющиеся команды одной программы выполняются как результат работы иной программы.

• Принцип адресности [8]

Основная память состоит из множества специальным способом пронумерованных ячеек, причём процессору в обычный момент времени доступна практически любая ячейка. Двоичные коды имеющихся команд и данных можно разделить на единицы информации, что называются словами. Они хранятся с помощью имеющихся ячеек памяти, для их доступа можно применить номера соответствующих ячеек – адресов.

• Принцип программного управления.[6]

Любые вычисления, которые предусмотрены алгоритмом для решения разных задач, должны представляться как программа, что состоит из некоторой последовательности специальных слов – команд. Каждая команда предписывает некоторую операцию, реализуемую конкретной вычислительной машиной. [11]

Все команды каждой программы хранятся в нескольких соседних ячейках рассматриваемой вычислительной машины, а также реализуются в естественную последовательность, именно в порядке расположения их в программе.

• Принципы двоичного кодирования.

Отметим, что согласно такому принципу, все имеющиеся данные и команды, могут кодироваться специальными двоичными цифрами «1» и «0». Каждый тип данных может представляться двоичной последовательностью, и также иметь свой формат.

Все последовательности битов в форматах, которые имеют определенный программный смысл, называется полем. [10]

Для числовых данных выделяют обычно знаковое поле с полем значащих разрядов.

В типах команд в самом простейшем случае выделяют 2 такие поля:

– поле кода;

– поле адреса.

Н. Винер, работая с фон Нейманом вместе, обратил внимание на то, что происходящие процессы, которые управляются сложной системой, аналогичны некоторым процессам с нейрофизиологии, которая изучает деятельность живых существ.

Соблюдение работоспособности таких систем часто может достигаться за счет специальной обратной связи, которая позволяет отследить и скорректировать уже начатое действие.

Существование обратной связи позволяет рассматривать сложные системы самой разной природы - физической, социальной, биологической - с одной и той же точки зрения. [1]

Таким образом, появилась новая наука – кибернетика. В 1948 г. вышла книга Винера "Кибернетика или Управление связью в живом мире с помощью машин". Сам термин "кибернетика" с греческого обозначает искусство по управлению кораблем.

После этого начали развиваться ЭВМ, которыми пользовались даже до конца XX века. Подробнее они будут рассмотрены в разделе 2 данного реферата.

2. Поколения ЭВМ, их характеристики

2.1.Первое поколение ЭВМ

Развитие вычислительной техники на современном периоде принято различать с точки зрения изменения поколений компьютеров. Каждое из поколений компьютеров в начальный свой момент развития характеризуется скачком в росте главных характеристик компьютера, которые вызваны обычно переходом на принципиально новую элементную базу, относительной стабильностью логических и архитектурных решений.[8]

Разбиение поколений персональных компьютеров по годам очень условно. В это время, как началось активное применение компьютеров одного поколения, были созданы посылки для появления следующего.

Таблица 1. Хронология поколений ЭВМ

Поколения	Период
1	1948 – 1958
2	1959 – 1967
3	1968 – 1973
4	1974 – 1982
5	1983 – наше время

С началом 2-й мировой войны правительства стран начали разрабатывать специальные вычислительные машины, осознавая стратегическую их роль во ведении войны.

Увеличение для этого финансирования очень стимулировало развитие вычислительной и компьютерной техники. В 1940-е годы неменцкие ученые и инженеры создали принципы построения электронных вычислительных машин на базе уже работавших табуляторов Холлерита, механических арифмометров.

Основными характеристиками были:

– элементная база – электронные лампы;

– быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду;

– объем ОЗУ – 2 Кбайта;

– устройства ввода-вывода – перфокарты;

– программное обеспечение – машинные коды.

Например, в 1940 г. была запущена первая электронная вычислительная машина под названием Z1, созданная инженером Конрадом Цузе, а в следующем году - значительно усовершенствованная Z2, выполнявшая расчеты, нужные при проектировании самолетов, баллистических ракет Брауна, а также пользовавшаяся для вычисления массы ядерной реакции для распада смеси урана 235 и 238, обогащением которой занималась немецкая промышленность (рисунок 9). [12]

Рис. 9. Вычислительная машина Z2

В 1946 году ученые Дж. Мокли и Дж. Преспер сконструировали электронный вычислительный калькулятор и интегратор (ЭНИАК) - компьютер, где электромеханические реле заменены на электронные лампы.

Рис. 10. Машина ЭНИАК

Применение ламп позволило увеличивать скорость работы ЭНИАК почти в 1000 раз (рисунок 10).

Ранние вычислительные машины выполняли только команды, поступающие поочередно. Хотя применение перфокарт позволяло упростить ввод команд.

2.2. Второе поколение ЭВМ

Электронные вакуумные лампы вырабатывали большое количество тепла и поглощали много электрической энергии, также были громоздкими, ненадежными и дорогими.

В 1948 году сотрудники компании "Белл" У. Шокли, Д. Бардин изобрели транзистор. Транзистор выполнял те же функции, которые и электронные лампы, но применяли электрические свойства полупроводников (рисунок 11).

Они занимали меньше места в 200 раз и в 100 раз меньше потребляли электроэнергии. В это же время появляются новейшие устройства для организации компьютеров – ферритовые сердечники.

Рис. 11. Компьютер БЭСМ-6

Основные характеристики:

– элементная база – транзисторы;

– быстродействие – 100-1000 тысяч операций в секунду;

– объем ОП – 2 - 32 Кбайта;

– устройства ввода-вывода – магнитные ленты;

– программное обеспечение – алгоритмические языки.

Стоит отметить, что на этом этапе главной задачей технологии программирования являлось обеспечение экономии разных машинных ресурсов (как машинного времени, так и памяти).

Для ее решения создают операционные системы (или комплексы служебных программ, которые обеспечивают лучшее распределение ресурсов ПК при выполеннии пользовательских задач).

2.3. Третье поколение ЭВМ

Инженер компании Texas Дж. Килби предложил идею использования интегральной микросхемы – кремниевого камня, на который монтируются транзисторы и иные элементы. В этом же году он представил первый образец микросхемы, содержащий 5 транзисторных элементов на одном кристалле германия.

Год спустя Нойс разработал первую интегральную микросхему на базе кристалла кремния.

Далее Р. Нойс основал компанию "Intel" по производству интегральных микросхем.

В последствии в 1963 году компания IBM произвела компьютер 1MB 360, построенный на базе интегральных микросхем. [3]

Основные характеристики ЭВМ того времени:

– элементная база – интегральная схема;

– быстродействие – до 10 млн. операций в секунду;

– объем ОП – 64 Кбайта;

– устройства ввода-вывода – многотерминальные системы;

– программное обеспечение – операционные системы.

Организации, купившие мини-ЭВМ для проектирования контроллеров, быстро поняли, что с помощью этих машин можно решать также и вычислительные задачи, то есть традиционные задачи для больших ЭВМ. Простота в обслуживании мини-ЭВМ, сравнительно низкая стоимость, малые габариты позволяли снабжать этими машинами небольшие группы исследователей, экспериментаторов и обучающихся, то есть дать их в руки пользователей.

В середине 70-х годов с понятием мини-ЭВМ связывались уже два различных типа средств по вычислительной технике:

– универсальный блок по обработки данных, выдачи управляющих сигналов, что был серийно выпускаемый для использования в различных системах управления;

– универсальная ЭВМ небольших габаритов для решение ограниченного числа задач в рамках лаборатории, технологического участка, то есть задач, при решении которых были заинтересованными до 20 человек, которые работали над одной и той же проблемой.

2.4. Четвертое поколение ЭВМ

В 1975 году председатель компании "Intel" Гордон Мур предположил, что число элементов на интегральных схемах должно удваиваться в каждые 18 месяцев.

Это правило далее известное как закон, применено к скорости работы микропроцессоров и не нарушалось до сих пор.

В 1969 году "Intel" выпустила важное для развития вычислительной техники устройство - микропроцессор. Он представляет собой интегральную схему, на которой размещалось обрабатывающее устройство с системой команд.

Конструкция микропроцессора позволяла применять его для решений широкого круга задач, при этом создавая различные функциональные устройства.

В 1971 г. изготовлена большая интегральная схема, в которой полностью помещался процессор ЭВМ обычной архитектуры. Стали реальными возможности размещения в одной схеме (на одном кристалле) всех электронных устройств легких по архитектуре ЭВМ, то есть возможность серийного выпуска несложных ЭВМ. Появились дешевые и управляющие устройства, которые построены на одной и нескольких БИС и содержащих процессор, системы связи с датчиками и выполняющими органами в объекте управления.

Характерные свойства ЭВМ:

– Мультипроцессорность.

– Языки высокого уровня.

– Параллельно-последовательная обработка.

– Появляются первые сети ЭВМ.

Основные характеристики ЭВМ того времени:

– элементная база – большая интегральная схема;

– быстродействие – до 100 млн. операций в секунду;

– объем ОП – 64 Мбайта;

– устройства ввода-вывода – сети ПЭВМ;

– программное обеспечение – базы и банки данных.

Программы управления над подачей топлива в автомобиль, движением электронной игрушки, заданным режимом стирки вводились в память ПЭВМ либо при проектировании подобного контроллера, или непосредственно на предприятиях, что выпускают игрушки, автомобили, стиральные машины и прочее.

2.5. Пятое поколение ЭВМ

Кратко главную концепцию ЭВМ 5-го поколения можно описать следующим образом:

Компьютеры на микропроцессорах с использованием параллельно-векторной структуры, одновременно выполняющие десятки последовательных программ.

Компьютеры с многими тысячами параллельно работающих процессоров, которые позволяли строить системы для обработки данных и знаний.

В этот период есть две диаметрально противоположных направления: персонификация ресурсов, а также коллективизация ресурсов (коллективный доступ в сети).

Благодаря разным операционным системам, обеспечивающей простоту в общении с этой ЭВМ, огромной библиотеке прикладных программ для разных отраслей человеческой деятельности, малой стоимости ЭВМ становится нужной принадлежностью инженера, экономиста, врача, агронома, исследователя, преподавателя, редактора и даже ребенка.

Основные характеристики ЭВМ того времени:

– элементная база – сверхбольшие интегральные схемы;

– быстродействие – более 100 млн. операций в секунду;

– устройства ввода-вывода – глобальные сети;

– программное обеспечение – интерактивное ПО.

2.6. Понятие процессора

Процессор - это основная микросхема ПК, его "мозг". Он может разрешить выполнять программный код, который находится в памяти и может руководить работой всех устройств ПК (рис.12).

Чем выше быстрота работы процессора, тем более увеличивается быстродействие компьютера. [7]

Рис.12. Процессор

Сам процессор имеет ячейки, которые называют регистрами. Именно в таких регистрах помещаются все команды, которые могут выполнятся процессорами, а также данные, что оперируются командами. Работа процессора состоит в том, чтобы выбрать из памяти в нужной последовательности данных и команд и их выполнить. На этом и основывается выполнение программных продуктов.

Рассмотрим параметры, которые отличают процессоры между собой:

– тактовая частота;

– рабочее напряжение;

– коэффициент внутреннего умножения;

– разрядность;

– размер кэш-памяти.

Центральный процессор или центральное процессорное устройство – это процессор машинных инструкций, а именно часть аппаратного обеспечения ПК или программируемого логического контроллера, которая отвечает за выполнение главной доли работ по обработке данных - вычислительный процесс.[3]

На рынке процессоров популярными являются Intel Pentium, их эконом-версия Celeron, AMD Athlon с экономным вариантом Duron.

Сами процессоры Intel характеризуются надежностью в работе, незначительной теплоотдачей и совместимостью со всем аппаратным и программным обеспечением. [6]

При этом AMD показывают огромную скорость в работе с графикой и разными играми, но они менее надежны.

3.Современные периферийные устройства

3.1.Устройства ввода данных

Все устройства персонального компьютера могут делится следующие 2 категории (рисунок 13):

Рис.13. Виды устройств ПК

Устройства ввода данных – это аппаратные средства, что созданы для преобразования информации с самых разных форм, что являются понятными человеку, в формы, которые воспринимаются ПК.[9]

Рассмотрим основные типы устройств ввода данных в ПК.

Стандартным устройством для ввода информации в ПК является клавиатура. С помощью ее есть возможность вводить числовые, текстовые информации, данные (рисунок 14):

Рис.14. Клавиатура

Вводимая информация обычно в целях контроля может отображаться на мониторе.

Непосредственно место ввода информации также указывается на экране с помощью специального значка – курсора. [12]

Его вид может различаться при использовании необходимой версии программы, режима работы программы.

На современном рынке ИТ-техники большой популярностью используются клавиатуры с специальными прокладками на запястья, что обеспечивают комфортные рабочие условия.

Рядом с клавиатурой размещается часто подвижное устройство, которое называют мышью (рисунок 15):

Рис.15. Мышь

На нижней поверхности имеется окно для лазерного луча красного цвета. Перемещение мыши по столу или коврику ведет к считыванию координат лазерного луча, который исходит с мыши. [2]

Качество мышей определятся их разрешением, что измеряется показателем количества точек на дюйм.

Трекбол напоминает мышь, которую перевернули. В трекболе шарик вращается, но рукой и преобразуется в перемещение указателя на имеющимся дисплее.

Он удобен, если возле ПК мало места, поскольку он не требует коврика и пространства на столе.

Рис.16.Трекбол

Сенсорный экран – это гладкая поверхность, которая покрыта специальным магнитным слоем. Прикосновение пользователя к определенному месту дисплея обеспечивает выбор задания, которое должно быть выполнено с помощью персонального компьютера, или же команды на меню экрана (рисунок 17).

Рис.17. Сенсорный экран

Сенсорный экран имеет возможность также переместить объекты. Он удобен в своем применении, особенно при быстром доступе к информации. [8]

Большое распространение среди таких устройств прибрели устройства сканирования изображений, фотографий, текстов или рисунков.

Сам термин «сканирование» происходит от английского слова «scan», что означает «всматриваться» (рисунок 18). [1]

Рис.18. Внешний вид сканера

Сканер предназначается для чтения информации с листа бумаги, со страницы книги, журнала. [7]

Для работы сканеров нужно программное обеспечение, которое создает и сохраняет сделанную электронную копию картинки в памяти ПК. Все разнообразие программ можно разделять на 2 основных класса:

– для распознавания текста;

– для работы с графическими изображениями.

3.2.Описание устройств вывода данных

Устройства вывода информации – это аппаратные средства по выполнению преобразования компьютерного представления в ту форму, что является понятной человеку.

Монитор предназначен для выполнения отображения графической, символьной информации. Большинство всех имеющихся мониторов созданы на основании жидкокристаллических мониторов.

Также, у ноутбуках мониторы выполнены обычно с LED-панелей. Очень практичные размеры мониторов, представляющих очень плоские экраны, а также отсутствие вредных факторов, влияющих на здоровье, делают такой вид дисплеев очень популярным (рисунок 19).

Рис.19. Жидкокристаллический монитор

Базовыми характеристиками мониторов есть:

– разрешение;

– диагональ дисплея;

– частота обновления.

Плоттеры предназначены для выполнения вывода создания схем, разной графической информации, всех сложных архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики (рисунок 20). [11]

Рис.20. Плоттер

Плоттеры могут также применяться для выполнения высококачественной документации, являются незаменимыми при работе всех художников, инженеров, оформителей, дизайнеров, проектировщиков.

Размеры всех документов на плоттере больше размеров всех документов, что можно создать при помощи принтеров. Максимальная длина куска материала ограничена длиной рулонов бумаги.

Устройства голосового вывода информации при наличии соответствующего ПО в ПК могут воспроизводить разные звуки, которые похожи на естественную речь.

Рис.21. Колонки

Примеры применения речевого вывода информации встречаются повсюду: и в супермаркетах, и в метро.

Широчайшее распространение устройств находят в образовании, а именно при обучении иностранным языкам.

По принципу печати различаются такие основные 3 типы принтеров (рисунок 22): [2]

– матричные;

– лазерные;

– струйные.

Рис.22. Виды принтеров

Существует ряд разных технологий печати, к примеру, сублимационная технологи или печать за счет выполнения процедуры термопереноса, которые и применяются намного реже. [6]

Лазерная технологии (вместо зеркала и лазера, отклоняющего от лазерного луча, применяется линейка светодиодов), что с точки зрения пользователя неразличимы во многих случаях.

На многие десятилетия технология матричной печати была фактическим стандартом, а через множество перевоплощений, безраздельно она господствовала до начала 80-х гг. прошлого века (рис.23).

Рис.23. Внешний вид матричного принтера

На сегодняшний день все матричные принтеры не очень популярные, большим спросом пользуются лазерные и струйные принтеры.

Причиной такому стало полное техническое превосходство других технологий для печати, которые обеспечивают намного более высокое отображение текста, графики; намного лучшая работа устройств, как минимум тише работающих матричных предшественников

Заключение

Компьютер (с англ. computer – вычислитель) – это программируемое электронное устройство, которое способно обрабатывать данные и выполнять вычисления, а также делать другие задачи по манипулированию символами.

Существует основных два класса компьютеров:

– цифровые компьютеры, что обрабатывают данные в виде числовых кодов;

– аналоговые компьютеры, которые обрабатывают непрерывно меняющиеся величины (время, электрическое напряжение и т.п.), которые являются аналогами некоторых вычисляемых величин.

Поскольку в нынешнее время подавляющее большинство персональных компьютеров являются цифровыми, слово "компьютер" употребляют в значении термина "цифровой компьютер".

Основу ПК образует аппаратная часть (HardWare), построенная с использованием электромеханических и электронных элементов и устройств. Сам принцип действия персональных компьютеров состоит в реализации программ (SoftWare) – заданных, четко заранее определённых последовательностей арифметических и других операций.

В работе выполнены следующие задачи:

– рассмотрена история создания компьютера;

– изучено предназначение главных этапов развития современного ПК;

– описаны методы работы микропроцессора;

– рассмотрены вычислительные компоненты периферийных устройств ввода информации;

– дана характеристика вычислительным компонентам периферийных устройств вывода информации.

Современные компьютеры работают с высокой скоростью, составляющей триллионы - сотни триллионов операций в секунду.

Именно персональные компьютеры, более нежели какой-либо другой вид ПК, способствуют переходу к новейшим компьютерным информационным технологиям, для которых свойственны:

– дружественный информационный и программный интерфейс пользователя; 

– выполнение информационных процессов при режиме диалога с пользователем; 

– так называемая «безбумажная технология».

Список используемых источников

1. Аногилев Н.И. Информатика, Учебник для ВУЗов – М.: Издательство Academa, 2015. - 268 с.
2. Бойс Д. Осваиваем ПК. Русская версия. М.: Издательство Academa, 2015.-320 с.
3. Денисов А. Аппаратное обеспечение ПК. – Спб: Питер, 2012. - 461 с.
4. Евдокимов В.В. и др. Состав ПК. Учебник для вузов. Под ред. д. э. н., проф. В.В. Евдокимова. СПб.: Питер паблишинг, 2016.-382 с.
5. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.: Питер, 2013.-142 с.
6. Информатика: Учебник/под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2014. - 768 с.
7. Основы современных компьютерных технологий. Ред. Хомченко А.Д. Симонович С. В., Евсеев Г.А., Практическая информатика, Учебное пособие. М.: АСТпресс, 2014.-400 с.
8. Симонович С.В. Специальная информатика, Учебное пособие. М.: АСТпресс, 2015.-310 с.
9. Схемотехника/ Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2013.-200 с.
10. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. М.: Инфра-М, 2013.-410 с.
11. Шкаев А.В. Руководство по работе на персональном компьютере. Справочник. М.: Радио и связь, 2014.-210 с.
12. Шпарин В.А. Устройство ЭВМ. М.: Наука, 2015.-356 с.