Інформація про новину
  • Переглядів: 594
  • Дата: 14-03-2021, 16:31
14-03-2021, 16:31

2. Апаратне забезпечення комп’ютера

Категорія: Інформатика





Попередня сторінка:  1. Кодування даних
Наступна сторінка:   3. Призначення і характеристики складо...

Зміст

 

1. Як технічний прогрес вплинув на розвиток обчислювальної техніки?

2. Якими бувають сучасні комп’ютери?

3. Яку архітектуру мають сучасні комп’ютери?

 

Пригадайте:

  • як у давнину люди здійснювали обчислення, обмінювались
  • інформацією чи зберігали її;
  • які є види сучасних персональних комп’ютерів.

 

Ви дізнаєтесь:

  • як технічний прогрес вплинув на розвиток комп’ютерної техніки;
  • якими бувають сучасні комп’ютери;
  • яку архітектуру мають сучасні комп’ютери.

1. Як технічний прогрес вплинув на розвиток комп’ютерної техніки?

 

Комп’ютерна техніка використовується для обчислень й опрацювання інформаційних даних різного типу. Першими пристосуваннями для обчислень були, ймовірно, зарубки, вузлики, лічильні палички. Розвиваючись, ці пристосування ставали складнішими. Поступово з найпростіших пристосувань для лічби народжувалися складніші пристрої: абак (рахівниця), логарифмічна лінійка, механічний арифмометр, електронний комп’ютер. Засоби для обчислень постійно змінювались і пройшли кілька етапів розвитку (мал. 2.1).

Обчислювальна техніка поступово стала використовуватися не лише для обчислень, а й для вирішення інших завдань, наприклад, для автоматизації різних процесів, використання електронних засобів зв’язку, контролю обладнання, виконання офісних завдань, комп’ютерних ігор, навчання тощо. Кожна галузь, у свою чергу,

запровадила додаткові вимоги до комп’ютерного обладнання, яке постійно розвивається відповідно до цих вимог.

Удосконалення комп’ютерів постійно відбувається в кількох напрямах. По-перше, змінюють або ж використовують нові основні елементи, з яких виготовляють комп’ютер, — змінюється елементна база комп’ютерів. По-друге, змінюється програмне забезпечення. Крім того, вдосконалюються пристрої введення-виведення даних (периферія комп’ютера) та організація і взаємозв’язок його окремих складових.

Початком ери комп’ютерів вважають 1945-1946 рр., коли американські вчені Проспер Еккерт і Джон Моучлі сконструювали в Пен-сильванському університеті (США) першу ЕОМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator). ENIAC мала 1800 електронних ламп, 150 000 електромеханічних реле, а її потужність становила 150 кВт. Зрозуміло, що ця машина була дуже громіздкою, складною в управлінні — щоб змінити програму, необхідно було перепаювати схему, що була ненадійною в роботі й мала низку інших недоліків. ENIAC відносять до першого покоління електронних обчислювальних машин (ЕОМ).

Під поколіннями ЕОМ розуміють усі типи й моделі електронних обчислювальних машин, розроблені конструкторськими колективами, але побудовані на тих само наукових і технічних принципах. Кожне наступне покоління визначається новими електронними елементами, технологія виготовлення яких є принципово іншою, обчислювальними можливостями, швидкодією та іншими властивостями.

Покоління ЕОМ (англ. computer generation) — один із класів у класифікації обчислювальних систем за ступенем розвитку апаратних і програмних засобів.

Зазвичай вирізняють чотири покоління електронної обчислювальної техніки (табл. 2.1).

Швидке розповсюдження комп’ютерів почалося з третього покоління.

Таблиця 2.1

У нашій країні розробки ЕОМ починаються також у 1940-х рр. У 1951 p. в Києві під керівництвом професора С. А. Лебедєва вводиться в експлуатацію ЕОМ, яку назвали М^СМ (російською «Малая ^лектронно-счетная машина»). Перші програми для цієї машини написала програмістка К. Л. Ющенко.

Значний внесок у розвиток вітчизняної комп’ютерної техніки зробив Віктор Михайлович Глушков (1923-1982) — фундатор наукової школи кібернетики, ініціатор й організатор реалізації науково-дослідних програм створення проблемно-орієнтованих програмно-технічних комплексів для інформатизації, комп’ютеризації і автоматизації господарської та оборонної діяльності країни, почесний член багатьох іноземних академій.

Починаючи з 1950-х рр., бурхливо розвивається обчислювальна техніка і за кордоном, і в Україні.

Вправа 1. Історія розвитку обчислювальної техніки.

Завдання. Доповніть таблицю у файлі Покоління комп’ютерів, що збережений у папці Забезпечення комп’ютера, зображеннями комп’ютерів кожного з поколінь і їхньої елементної бази, відомостями про видатних людей, які причетні до розвитку кожного з поколінь.

1. Створіть папку Комп’ютери та програми у своїй структурі папок.

2. Відкрийте файл Музеї комп’ютерної техніки, що збережений у папці Забезпечення комп’ютера, та оберіть одне з наведених посилань. Знайдіть зображення комп’ютерів кожного з поколінь, їх елементної бази й відомості про видатних людей, які причетні до розвитку кожного з поколінь.

3. Відкрийте файл Покоління комп’ютерів, що збережений у папці Комп’ютери та програми. Додайте до клітинок таблиці знайдені відомості.

4. Збережіть файл з іменем Покоління комп’ютерів_Прізвище в папці Комп’ютери та програми у своїй структурі папок.

 

2. Якими бувають сучасні комп’ютери?

У сучасному суспільстві комп’ютери використовуються в усіх сферах: від домашнього використання до складних космічних станцій.

Найпоширенішими є персональні комп’ютери, які поділяють на декілька видів залежно від їх функцій, призначення та будови.

Настільні комп’ютери — це комп'ютери, які потребують постійного підключення до живлення, зазвичай розташовуються на столі й не переносяться під час роботи.

До них належать:

настільні (десктопи) — складаються із окремого системного блока, до якого підключаються монітор, клавіатура, миша й інші пристрої;

неттопи — вид стаціонарних персональних комп'ютерів (ПК). Системний блок компактних розмірів, як правило, з невеликими енерговитратами і шумом. Через невеликі розміри неттопи мають більш низьку продуктивність, зате чудово вписуються в домашній інтер’єр і не займають багато місця в офісах;

моноблоки — вид комп’ютерів, у яких системний блок і монітор мають вигляд єдиного цілого.

Портативні комп’ютери — це комп’ютери, у яких є батарея, що дає змогу певний час працювати пристрою без підключення до електромережі. Вони менші за розміром і вагою, тому їх можна легко переносити із собою.

До портативних комп’ютерів належать:

ноутбуки — це комп’ютери, у корпусі яких поєднуються стандартні комплектуючі портативного комп’ютера (дисплей, клавіатура, тачпад, батарея). Вони можуть виконувати всі функції настільного комп’ютера;

нетбуки — пристрої, схожі на ноутбук, тільки менші за розміром та низькою продуктивністю, тому використовуються для виконання обмеженого набору завдань;

планшети — портативні комп’ютери із сенсорним екраном;

планшетні ноутбуки — це різновид ноутбуків, у яких є і сенсорний екран, і клавіатура для введення даних. Залежно від моделі клавіатура в таких пристроях може складатися або висуватися.

Кишенькові комп’ютери — це вид портативних комп’ютерів, які вирізняються маленьким розміром і потужною батареєю, що дає змогу переносити та використовувати пристрій протягом тривалого часу. Засіб введення в таких пристроях — або сенсорний екран, або висувна клавіатура.

До кишенькових комп’ютерів належать:

комунікатори — це мобільні телефони, доповнені деякими функціями комп'ютера;

кишенькові персональні комп'ютери — це мініатюрні персональні комп’ютери з клавіатурою або без неї;

смартфони — це компактні персональні комп’ютери, доповнені функціями мобільного телефона.

До комп’ютерів, які використовуються в особливих випадках, відносять суперкомп’ютери, сервери, спеціалізовані комп’ютери та мікрокомп’ютери.

Суперкомп’ютери (Ельбрус, моделі серії Сгау) — це багатопроцесорні системи, які виконують мільярди дій за секунду. Вартість такої машини — декілька мільйонів доларів. Їх використовують у косміч-

них і військових дослідженнях, для опрацювання геодезичної інформації, для моделювання глобальних і регіональних процесів в атмосфері, океанах і земній корі, моделювання фармацевтичних сполук і роботи штучного інтелекту. Також існують комп’ютери, націлені на максимально точне відтворення «архітектури» головного мозку людини, як, наприклад, розробка вчених Манчестерського університету — суперкомп’ютер SpiNNaker.

Сервер — це потужний комп’ютер, чи вартісна багатопроцесорна система великої продуктивності, що надає багатьом користувачам доступ до спільної оперативної і дискової пам’яті великої ємності.

Мікрокомп’ютери — це комп’ютери, які є складовими різних пристроїв промислового й побутового призначення (фотоапаратів, автомобілів, літаків тощо). Їх використовують також для підтримки технології інтернету речей.

 

3. Яку архітектуру мають сучасні комп’ютери?

Попри те, що сфери застосування сучасних комп’ютерів практично необмежені, в їхню основу покладено єдину логічну схему (архітектуру комп’ютера) та єдині принципи роботи. Вони визначають загальну структуру, без урахування особливостей тих чи інших моделей, і відображають основні зв’язки між пристроями комп’ютера, основні потоки даних, які циркулюють між ними, та принципи їх опрацювання. Уніфікація архітектури ПК забезпечує їхню сумісність із точки зору користувача.

Архітектура ПК — принципи роботи та взаємодії основних пристроїв комп’ютера: процесора, внутрішньої і зовнішньої пам’яті та пристроїв введення-виведення.

В основу більшості моделей сучасних комп’ютерів покладено архітектуру Джона фон Неймана — опис логічної організації ЕОМ.

Основні складові фон-нейманівської машини такі: пристрій управління, арифметико-логічний пристрій, пам’ять, пристрої введення та виведення даних (мал. 2.2).

Принципи, згідно з якими функціонує більшість сучасних комп’ютерів, опубліковано в 1946 р. американським математиком Джоном фон Нейманом (1903-1957). Він також описав машину, яка може бути універсальним засобом опрацювання даних.

Принципи роботи комп’ютера за фон Нейманом:

1. За допомогою пристроїв введення дані та програми їх опрацювання потрапляють у пам’ять комп’ютера.

2. З пам’яті комп’ютера дані надсилають до процесора.

3. Арифметико-логічний пристрій здійснює опрацювання даних.

4. Пристрій управління керує процесами опрацювання даних, їх збереженням і передаванням.

5. Пристрої виведення даних здійснюють подання результатів опрацювання даних у вигляді, зручному для користувача.

1. Наведіть три приклади різних видів комп’ютерів, з якими ви маєте справу в повсякденному житті. Визначте їхні спільні ознаки. Результати подайте діаграмою Венна. Порівняйте отриманий результат з діаграмою іншої пари.

2. Знайдіть в інтернеті інформацію про найпотужніші комп’ютери світу. Визначте призначення цих комп’ютерів. Перевірте, чи входить до Топ-5 таких комп’ютерів найпотужніший комп’ютер в Україні, передбачте можливу причину. Порівняйте причину, визначену у вашій парі, з причиною, що названа іншою парою. Зробіть висновок.

3. Розгляньте складові, які використовували в різних поколіннях комп’ютерів (

https://cutt.ly/dkPOvf7

).

Обговоріть, чому зміна елементної бази комп’ютерів приводила до технологічного стрибка та більш широкого розповсюдження комп’ютерної техніки у світі.

4. Здійсніть віртуальну екскурсію музеєм ІТ в Сумському державному університеті

https://cutt.ly/0kntJ4j

. У текстовому документі складіть план екскурсії.

5. Побудуйте схему класифікації сучасних комп’ютерів засобами текстового процесора. Надішліть схему на спільний ресурс класу. Порівняйте її зі схемою іншого учня чи учениці.

6. Сплануйте та складіть презентацію Україна в історії обчислювальної техніки. Використайте матеріали сайту Інформаційні технології в Україні: історії та особистості (

http://ua.uacomputing.com/

).

7. Попрацюйте в мініпроєкті «Історія комп'ютерної техніки: про що варто знати сучасникам?». Доберіть спосіб подання результатів проєкту. Використайте для підготовки проєкту матеріали сайту

https://cutt

. ly/OknyeIo.

 

 

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Морзе, Барна (2021)

 



Попередня сторінка:  1. Кодування даних
Наступна сторінка:   3. Призначення і характеристики складо...



^