Počítač je složité zařízení, které je syntézou softwaru a hardwaru. Tento stroj je klíčovým úkolem po provedení příkazů, jako je přidávání dvě čísla ke kontrole, zda číslo je odlišné od nuly, kopírovat data z jednoho umístění do jiného, ​​a tak dále. D. jednoduchých příkazů do jazyka nazvaný stroj, kde se lidé mohou vysvětlit počítač co dělat. Každý počítač je v závislosti na jeho účelu vybaven určitou sadou příkazů. Jsou primitivní pro zjednodušení výroby počítačů. Jazyk stroje však pro daného člověka způsobuje velké problémy, protože je nudné a nesmírně obtížné psát na něm. Takže inženýři vymysleli několik úrovní abstrakce, z nichž každý je založen na nižší, až do strojového jazyka a počítačové logiky, a je umístěn na interakci horní úrovni s uživatelem. Tento princip se nazývá víceúrovňová struktura počítače a je předmětem hardwaru a softwaru počítačových systémů.

Multi-počítač struktura

Jak již bylo dříve uvedeno, hardware a software je postaven na principu úrovní abstrakce, z nichž každá je na základě předchozího roku. Zjednodušeně řečeno, že osoba byla jednodušší psát programy založené na strojovém jazyce vytvořené (či spíše je postaven) nového jazyka, který je srozumitelný pro člověka, ale naprosto nemožné počítače. PakJak počítač spouští programy v novém jazyce? Existují dva hlavní přístupy - překlad a tlumočení. V prvním případě, každý tým se setká s novou jazykovou výuku jazyka soustrojí takže nový jazykový program kompletně přestavěné na programu ve strojovém jazyce. Ve druhém případě, generovaného strojového jazyka programu, který přijímá jako vstupní příkazy do nového jazyka, přečtěte si to, se promítá do strojového jazyka a provádí.


Počítačový hardware a software mohou obsahovat mnoho úrovní od prvního nebo základního po to, co je pro člověka srozumitelné. Pro ilustraci tohoto procesu je koncept virtuálního stroje skvělý. Předpokládá se, že když se počítač spustí program, v jakémkoli jazyce (C ++, například), pak se jedná o virtuální stroj, který vykonává příkazy jazyka. Pod virtuálním strojem s ++ je další, s primitivnějším jazykem. Například nechť je Assembler. Na této úrovni běží virtuální stroj assembleru. A mezi nimi se stává buď překlad, nebo výklad kódu. Takže mnoho úrovní je v jediném řetězci až do prvního - stroje. Virtuální stroj je jednoduše koncept, který vám umožní pohodlněji představit proces víceúrovňové. Odpovídáme na otázku, kterou se ptáme - proč neudělat počítač, který pracuje přímo se stejným jazykem v jazyce C ++? Faktem je, že vytvoření takové technologie bude vyžadovat obrovské investice do hardwaru a softwaru takového počítače. Toto,s největší pravděpodobností, ale bude tak drahé, že přestane být účelné.

Moderní počítače

K dnešnímu dni počítače většinou sestávají z 2-6 úrovní. Zero level - základní, to je stroj nebo hardware, pracuje pouze na kódu počítače, který je prováděn počítačovými obvody. A na základě nich je vybudován jazyk první úrovně atd. Mělo by se také upřesnit, že nulová úroveň zde nekončí. Níže je technická úroveň - samotné tranzistory a odpory, tedy fyzikální pevná látka, nazývá se fyzická. Nulová úroveň se tudíž nazývá základna, protože se zde nachází hardware a software. Nakonec uvádíme hierarchický řetězec úrovní obsažených v průměrném počítači začínajícím nulou:

Ur. 0 - digitální logika nebo hardware - existují ventily a registry, které mohou ukládat hodnoty 0 nebo 1 a také provádět jednoduché funkce "a", "nebo" atd. Pracují zde.

Ur. 1 - mikroarchitektura - na této úrovni funguje aritmetické logické zařízení počítače. Zde fungují data, hardware a software společně.

Ur. 2 - soubor příkazů architektura.

Ur. 3 - hybridní nebo operační systém - tato úroveň je flexibilnější, i když velmi podobná úrovni 2. Například programy zde mohou být prováděny paralelně.

Ur. 4 - assembler - úroveň, na níž začínají digitální projevy stroje dávat cestu lidem.

Ur. 5 - jazyky na vysoké úrovni (C ++, Pascal,PHP, atd.).

Takže každá úroveň představuje doplněk k předchozím a souvisejícím metodám překladu či interpretace, má své vlastní abstraktní objekty a operace. Chcete-li pracovat na určité úrovni, nemůžete v zásadě vědět, co se děje v předchozím. Je to proto, že je snadnější pochopit výpočetní techniku.
Každá značka počítačů má svou vlastní architekturu. V tomto případě architektura odkazuje na typy dat, operace a vlastnosti každé úrovně. Například technologie, ve které jsou vytvořeny paměťové buňky počítače, není součástí pojmu architektura.

Vývoj počítačů

S příchodem technologie se objevily nové úrovně, někteří přicházeli. V prvních počítačích ve 40 letech existovaly pouze dvě úrovně: digitální logika, kde byl program spuštěn, a architektonický příkaz, na němž byl kód napsán. Proto byla hranice mezi částmi hardwaru a softwaru zřejmá, ale s nárůstem počtu úrovní začala zmizet. Pro dnešní informace mohou být hardware a software považovány za identické koncepty. Protože každá operace simulovaného softwaru může být provedena přímo na hardwarové úrovni a naopak. Neexistují žádné železné předpisy, které by naznačovaly, proč by měla být provedena jedna operace, a druhá - software. Rozdělení probíhá na základě faktorů jako je cena výroby, rychlost, spolehlivost atd. Dnes se zítra může dostat do hardwarové části nebo naopak něco z hardwarové části - stát se programem.

Výroba počítačů

Mechanické počítače představují nulovou generaci. V 1640s, Pascal vytvořil stroj-řízený počítací stroj, který mohl přidat a odečíst. V šedesátých letech vytvořil Leibniz auto, které se také mohlo množit a rozdělovat. Babbage v roce 1830, strávil všechny úspory vytvořené analytický stroj, které vypadaly jako moderní počítač a skládal se z výstupu vstupního zařízení, paměti, výpočetní zařízení a způsob. Vůz byl tak dokonalý, že si pamatovala 1000 slov 50 desetinných míst a dělat různé algoritmy současně. Analytická prohramuvalasya Engine ve shromáždění „, protože Babbage najal Ada Lovelace k vytvoření prvního programu. Ale to nestačilo, protože zdroje a technologie organizovat práci své tvorby. Později v Americe byl vytvořen nejsilnější stroj Atanasov, který pracoval na binární aritmetiky a byl aktualizován na základě paměťových kondenzátory (RAM), která ještě funguje dobře. Atanasov jako Babbage byl neschopný organizovat práci své tvorby. a konečně, v roce 1944, Aiken vytvořil první obecný účelový počítač Mark i, která IG pamatovat 72 slov na 23 desetinných míst každý. V době výstavby reléové počítače Mark II byly již v minulosti, ale byly nahrazeny elektronickým

, první počítač na světě

Druhá světová válka podnítila práce na vytvoření počítače, který vedl k vývoji první generace (1945-1955) počítačů. Prvním počítačem na elektronických žárovkách byl Turingův stroj COLOSSUS, jehož cílem bylohacking šifrování ENIGMA. A přestože počítač pozdě skončil, válka skončila a kvůli tajnosti neměla žádný vliv na počítačový svět, přesto to byla první.
Poté v americkém vojenském vědci Moulish zahájil vývoj společnosti ENIAC. První takový počítač vážil tři tucty tun, skládající se z 18 000 lamp a 1500 relé, byl naprogramován na 6 000 přepínačů a spotřeboval obrovské množství energie. Nastavení softwaru a hardwaru takového monstra bylo velmi komplikované. Proto, podobně jako COLOSSUS, nebyl stroj ENIAC nastaven a už nepotřeboval armádu. Nicméně, Moushli měl povoleno založit školu a na základě práce na ENIACu dal znalosti do masa, což vedlo k vytvoření mnoha různých počítačů (EDSAC, ILLIAC, WEIZAC, EDVAC atd.). Mezi celým počtem počítačů byl přidělen výpočetní počítač IAS nebo von Neuman, který stále má vliv na počítače. To se skládalo z paměti, řídicího zařízení a I /O modulu, mohl uložit 4096 slov v délce 40 bitů. Ačkoli se IAS nikdy nestalo vedoucím postavením na trhu, mělo nejvýznamnější vliv na vývoj počítačů. Například na jeho základě byl vytvořen Whirlwind I - počítač pro seriózní vědecké výpočty. Nakonec všechny vyhledávání vedly k tomu, že malá společnost, výrobce razicí karty IBM, v roce 1953 vydává počítač 701 a začne se přesunovat z vedoucích pozic na trhu Mouslay a jeho UNIVAC.

Tranzistory a první počítačová hra

Pracovníci laboratoře Bella získali v roce 1956 Nobelovu cenu za vynález tranzistorů, které okamžitě změnily veškeré výpočetní techniky avznikla počítačová zařízení druhé generace (1955-1965). První počítač na tranzistorech byl TX-0 (TX-2). Neměl žádný zvláštní význam, ale jeden z tvůrců, Olsen, která byla založena prosince, který vypustil počítač PDP-1 v roce 1961. I když je to mnohem horší parametry modelu IBM, ale byl levnější. Komplexní hardware a software PDP-1 stojí $ 120,000 namísto milionů, zatímco IBM 7090. PDP-1 byl komerčně úspěšný produkt. Předpokládá se, že položil základy pro počítačový průmysl. Také na něm byla vytvořena první počítačová hra "vesmírná válka". Pozdější PDP-8 bude propuštěn s průlomovou technologií jediné datové sběrnice Omnibus. V roce 1964 vydal CDC a vědec Craig stroj 6600, který je řádově rychlejší pomocí paralelních výpočtů uvnitř CPU.

První kroky IBM

Tento vynález integrovaného obvodu křemíku, která pomohla umístěte desítky na jediném čipu tranzistorů, označeného na začátku třetí generace (1965-1980) počítače. Byly menší a pracovaly rychleji. Je třeba poznamenat, ve společnosti IBM, který jako první napadlo kompatibilitu různých počítačích a začal produkovat seriál 360. software a hardware Modely řady 360 se liší v možnostech, ale za předpokladu podobnou sadu příkazů, aby byly kompatibilní. Také stroje 360 ​​dokázaly napodobit práci ostatních počítačů, což byl velký průlom, protože vám umožnil spustit programy psané na jiných strojích. Mezitím DEC zůstal lídrem na trhu v malých počítačích.

EpochaVytvoření PC

Čtvrtá generace (1980 - současné dny) - VLSI nebo super velkých integrovaných obvodů. Během období šetření došlo k prudkému skoku a existovaly technologie, které umožňují umístění křemíkových krystalů ne desítky, ale tisíce tranzistorů. Nastal čas pro osobní počítače. První operační systémy CP /M; vznik trhu Apple; Intel vytvořil rodiče řady procesorů řady Pentium 386. A zde opět IBM dělá průlom na trhu, začíná vytvářet osobní počítače od komponent různých firem, místo toho, aby dělali vše samo o sobě. Tak se objeví IBM PC, počítač se prodává v historii. Nový přístup k IBM PC zároveň přinesl éru osobních počítačů, ale současně poškodil počítačový průmysl jako celek. Například, Intel vstoupil do jediného lídra ve výrobě procesorů a nikdo s nimi nemohl konkurovat. Přežít byly pouze úzkoprsé společnosti. Objevuje se Apple Lisa - první počítač, který používá grafický operační systém. Společnost Compaq vytváří první přenosné počítače, zabírá na trhu a kupuje bývalé vůdce tohoto segmentu DEC. Pokud Intel byl první, kdo zasáhl IBM, pak druhý byl úder od malé společnosti Microsoft, která vyráběla OS pro IBM. První OS byl MS-DOS, později Microsoft vytvořil OS /2 pro IBM a Windows byl vytvořen pod buzz. OS /2 selhal na trhu. Intel a Microsoft tak přestali používat IBM. Ty se pokoušejí přežít a vytvořit další revoluční myšlenku, čímž vytvoří procesor se dvěma jádry. Tam je upgrade hardwaru a PC software na úkorrůzné optimalizace.

Pátá generace

Ale vývoj nehybně stojí. Existuje změna v paradigmatu, předpokládá se 5. generace počítačů. Všechno začalo s japonskou vládou, která v 80. letech přidělila obrovským finančním prostředkům národním firmám a nařizovala jim, aby vynalezli novou generaci počítačů. Samozřejmě, nápad selhal. Ale dopad této události byl skvělý. Japonská technologie začala pronikat po celém světě. Tato technika získala vedoucí postavení v mnoha oblastech trhu: kamery, audio zařízení atd. Západ se nechtěl jen vzdát a také se připojil k boji za 5. generaci. Společnost Grid Systems vydala první tabletový počítač Apple vytvořil kapsu Newton. Takže tam byly PDA, elektronické asistenty nebo kapesní počítače. A tady IBM odborníci dělají další průlom a přinášejí nový nápad - kombinují rostoucí popularitu mobilních telefonů s oběma uživateli PDA. V roce 1993 se na světlo objevil první smartphone s názvem Simon. Částečná 5. generace může být považována za snížení velikosti softwaru a hardwaru. A také skutečnost, že dnešní minipočítače jsou zakomponovány do jakékoliv techniky: od inteligentních telefonů a elektrických konvice až po automobily a železniční vlaky - a rozšíření jejich funkčnosti. Je také třeba poznamenat vývoj spywaru s ochranou hardwarového softwaru. Více neviditelná, navržená tak, aby plnila své jedinečné funkce.

Typy počítačů

Není omezeno na hardware a PC software. AtDnes je mnoho z nich:

jednorázové počítače: blahopřání, RFID;

mikrokontroléry: hodinky, hračky, med. zařízení a další zařízení;

mobilní telefony a notebooky;

osobní počítače;

servery;

clustery (několik serverů je integrováno do jednoho)

sálové počítače - počítače pro dávkové zpracování velkých objemů dat;

"cloudové technologie" jsou druhotné mainframy;

superpočítačů (ačkoli tato třída je nahrazena klastry, které mohou také provádět vážné výpočty).

Vzhledem k těmto informacím lze hardware a software přizpůsobit různým potřebám.

Počítačové rodiny

Hardware a software osobního počítače (a nejen to) se liší od domů. Nejoblíbenějšími rodinami jsou X86 ARM a AVR. Pod rodinou se odkazuje na architekturu souboru týmů. První rodina - X86 - zahrnuje téměř všechny osobní počítače a servery (jak na Windows, Linux i Mac). Na druhé - mobilní systémy ARM. A konečně třetí - AVR - se týká většiny mikrokontrolérů, nejvíce neviditelných počítačů, které jsou vestavěné všude: v automobilech, elektrických spotřebičích, televizorech apod. X86 je vyvinut společností Intel. Jejich procesory, od modelu 8080 (1974) až po Pentium 4 (2000), mají zpětnou kompatibilitu, to znamená, že nový procesor je schopen provádět programy napsané pro starší. Dědictví hardwaru a softwaru je dílem celé generace procesorů, takže Intel je tak univerzální.Acorn Computer stál u zdroje projektu ARM, který se později oddělil a stal se nezávislým. Architektura ARM je již dlouho úspěšná v segmentu trhu, kde je snížena spotřeba energie. Atmel si najal dva studenty, kteří měli zajímavý nápad. Oni, kteří se dále rozvíjeli, vytvořili procesor AVR, což je jiné, protože je skvělé pro systémy, které nevyžadují vysoký výkon. Procesory AVR podléhají přísným podmínkám, pokud existují přísná omezení velikosti, spotřeby energie a výkonu.