цифровий комп'ютер, будь-який із класу пристроїв, здатних вирішувати проблеми шляхом обробки інформації в дискретній формі. Він працює з даними, включаючи величини, літери та символи, які виражені в двійковому коді, тобто з використанням лише двох цифр 0 і 1. Підраховуючи, порівнюючи та маніпулюючи цими цифрами або їх комбінаціями відповідно до набору інструкцій, що зберігаються у його пам'яті, цифровий комп'ютер може виконувати такі завдання, як управління промисловими процесами та регулювання роботи машин; аналізувати та організовувати величезні обсяги бізнес-даних; та моделювати поведінку динамічних систем (наприклад, глобальні погодні умови та хімічні реакції) у наукових дослідженнях.
Функціональні елементи
Типова цифрова комп'ютерна система має чотири основні функціональні елементи: (1) обладнання вводу-виводу, (2) основна пам'ять, (3) блок управління та (4) арифметико-логічний пристрій. Будь-який із ряду пристроїв використовується для введення даних та програмних інструкцій у комп'ютер та для отримання доступу до результатів обробки. Звичайні пристрої введення включають клавіатури та оптичні сканери; пристрої виведення включають принтери та монітори. Інформація, отримана комп'ютером від пристрою введення, зберігається в основній пам'яті або, якщо не для негайного використання, у допоміжному пристрої зберігання. Блок управління вибирає та викликає інструкції з пам'яті у відповідній послідовності та передає відповідні команди відповідному пристрою. Він також синхронізує різні швидкості роботи пристроїв введення та виведення з арифметико-логічним пристроєм (АЛП), щоб забезпечити правильне переміщення даних по всій комп'ютерній системі. АЛУ виконує арифметичні та логічні алгоритми, вибрані для обробки вхідних даних на надзвичайно високих швидкостях – у багатьох випадках за наносекунди (мільярдні частки секунди). Основна пам'ять, блок управління та АЛУ разом становлять центральний процесор (ЦП) більшості цифрових комп'ютерних систем, у той час як пристрої вводу-виводу і допоміжні пристрої становлять периферійне обладнання.
Розвиток цифрового комп'ютера
Блез Паскаль із Франції та Готфрід Вільгельм Лейбніц із Німеччини винайшли механічні цифрові обчислювальні машини у 17 столітті. Проте, зазвичай вважається, що англійський винахідник Чарльз Беббідж задумав перший автоматичний цифровий комп'ютер. У 1830-х роках Беббідж розробив так звану аналітичну машину - механічний пристрій, призначений для об'єднання основних арифметичних операцій з рішеннями, що ґрунтуються на його власних обчисленнях. Плани Бебіджа втілювали більшість основних елементів сучасного цифрового комп'ютера. Наприклад, вони закликали до послідовного управління, тобто програмного управління, яке включало розгалуження, цикли і як арифметичні, так і запам'ятовуючі пристрої з автоматичним роздруком. Однак пристрій Беббіджа так і не було завершено і було забуто, поки його праці не були заново відкриті понад століття.
Велике значення у розвитку цифрового комп'ютера мала робота англійського математика та логіка Джорджа Буля. У різних есеї, написаних у середині 1800-х років, Буль обговорював аналогію між символами алгебри та символами логіки, що використовуються для представлення логічних форм та силогізмів. Його формалізм, що працює тільки з 0 і 1, став основою того, що зараз називається булевою алгеброю, на якій базуються теорія та процедури перемикання комп'ютерів.
Кліффорд Е. Беррі та комп'ютер Атанасова-Беррі, або ABC, близько 1942 року. ABC, можливо, був першим цифровим електронним комп'ютером.
Джон В. Атанасов, американський математик і фізик, вважається творцем першого електронного цифрового комп'ютера, який він конструював з 1939 до 1942 року за допомогою свого аспіранта Кліффорда Е. Беррі. Конрад Цузе, німецький інженер, який діяв фактично в ізоляції від інших розробок, завершив у 1941 році створення першої робочої програмно-керованої обчислювальної машини (Z3). В 1944 Говард Ейкен і група інженерів з корпорації International Business Machines (IBM) завершили роботу над Harvard Mark I, машиною, операції з обробки даних якої контролювалися в основному електричними реле (комутаційними пристроями).
З моменту розробки Harvard Mark I, цифрові комп'ютери розвивалися швидкими темпами. Послідовність досягнень у сфері комп'ютерного устаткування, переважно у сфері логічних схем, часто ділиться на покоління, кожне з яких включає групу машин, використовують загальну технологію.
У 1946 р. Дж. Преспер Екерт та Джон В. Мочлі, обидва з Пенсільванського університету, сконструювали ENIAC (абревіатура від electronic numeric integrator and computer), цифрову машину та перший універсальний електронний комп'ютер. Його обчислювальні можливості було отримано з машини Атанасова; обидва комп'ютери включали електронні лампи замість реле як активних логічних елементів, що призвело до значного збільшення швидкості роботи. Концепція комп'ютера зі збереженою програмою була введена в середині 1940-х років, а ідея зберігання кодів інструкцій і даних в пам'яті, що електрично змінюється, була реалізована в EDVAC (електронний дискретно-змінний автоматичний комп'ютер).
Друге покоління комп'ютерів почалося наприкінці 1950-х років, коли цифрові машини, які використовують транзистори, стали доступними комерційно. Хоча цей тип напівпровідникового пристрою був винайдений в 1948 році, знадобилося більше 10 років дослідно-конструкторських робіт, щоб зробити його життєздатною альтернативою вакуумній лампі. Невеликий розмір транзистора, його велика надійність та відносно низьке енергоспоживання зробили його значно перевершуючим лампу. Його використання в комп'ютерних схемах дозволило виробляти цифрові системи, які були значно ефективнішими, меншими та швидшими, ніж їхні попередники першого покоління.
Кінець 1960-х та 1970-і роки стали свідками подальших драматичних досягнень у галузі комп'ютерного обладнання. Першим було створення інтегральної схеми - твердотільного пристрою, що містить сотні транзисторів, діодів та резисторів на крихітному кремнієвому кристалі. Ця мікросхема уможливила виробництво мейнфреймових (великомасштабних) комп'ютерів з вищою швидкістю роботи, продуктивністю та надійністю за значно нижчою вартістю. Іншим типом комп'ютера третього покоління, який з'явився в результаті мікроелектроніки, був міні-комп'ютер — машина значно менша за розміром, ніж стандартний мейнфрейм, але досить потужна, щоб керувати приладами цілої наукової лабораторії.
Розвиток великомасштабної інтеграції (ВІС) дозволило виробникам обладнання розмістити тисячі транзисторів та інших зв'язаних компонентів на одному кремнієвому чіпі розміром з ніготь немовляти. Така мікросхема дала два пристрої, які зробили революцію у комп'ютерній технології. Першим з них був мікропроцесор, який є інтегральною схемою, що містить усі арифметичні, логічні та керуючі схеми центрального процесора. Його виробництво призвело до розробки мікрокомп'ютерів, систем не більше портативних телевізорів, але із суттєвою обчислювальною потужністю. Іншим важливим пристроєм, що з'явився із схеми БІС, стала напівпровідникова пам'ять. Цей компактний пристрій, що складається всього з декількох чіпів, добре підходить для використання в міні-комп'ютерах і мікрокомп'ютерах. Більш того, воно знайшло застосування у дедалі більшій кількості мейнфреймів, особливо тих, які призначені для високошвидкісних додатків, через свою високу швидкість доступу та велику ємність зберігання. Така компактна електроніка привела наприкінці 1970-х років до розробки персонального комп'ютера, цифрового комп'ютера, досить маленького та недорогого, щоб його могли використовувати звичайні споживачі.
На початку 1980-х років інтегральні схеми досягли надвеликої інтеграції (VLSI). Ця технологія проектування та виробництва значно збільшила щільність мікросхем мікропроцесорів, пам'яті та допоміжних мікросхем, тобто тих, які служать для поєднання мікропроцесорів з пристроями введення-виведення. До 1990-х років деякі схеми VLSI містили понад 3 мільйони транзисторів на кремнієвому кристалі площею менше 0,3 квадратного дюйма (2 квадратних см).
Цифрові комп'ютери 1980-х та 90-х років, що використовують технології LSI та VLSI, часто називають системами четвертого покоління. Багато мікрокомп'ютерів, виготовлених у 1980-х роках, були оснащені одним кристалом, на якому були інтегровані схеми для процесора, пам'яті та функцій інтерфейсу. (Див. також суперкомп'ютер.)
Використання персональних комп'ютерів зростало у 1980-х та 1990-х роках. Поширення Всесвітньої павутини у 1990-х роках призвело мільйони користувачів до Інтернету, всесвітню комп'ютерну мережу, і до 2019 року близько 4,5 мільярдів людей, більше половини населення світу, мали доступ до Інтернету. Комп'ютери стали меншими і швидшими і були повсюдні на початку 21-го століття в смартфонах і пізніше в планшетних комп'ютерах.
Як зв'язатися з нами?
- за телефоном (098) 676 03 29
- (098) 676 03 29 viber, telegram
- пишіть на e-mail diler.com.ua@gmail.com
Ми на зв'язку щодня з 9.00 до 18.00 неділя вихідний
Бажання та вибір клієнта завжди для нас у пріоритеті.
Замовляйте та насолоджуйтесь своїм вибором.
Щиро ваш інтернет-магазин трендових товарів Diler
Написати коментар