Почему повсеместное развитие системы электронных карт стало возможным благодаря компьютерам

Обновлено: 01.07.2024

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

цифровой компьютер, любое из класса устройств, способных решать задачи путем обработки информации в дискретной форме. Он работает с данными, включая величины, буквы и символы, которые выражены в двоичном коде, т. е. с использованием только двух цифр 0 и 1. Считая, сравнивая и манипулируя этими цифрами или их комбинациями в соответствии с набором инструкций, хранимых в своей памяти цифровая вычислительная машина может выполнять такие задачи, как управление производственными процессами и регулирование работы машин; анализировать и систематизировать огромные объемы бизнес-данных; и моделировать поведение динамических систем (например, глобальные погодные условия и химические реакции) в научных исследованиях.

Далее следует краткое описание цифровых компьютеров. Полное описание см. в см. информатике: основные компьютерные компоненты.

Как Интернет перемещает информацию между компьютерами? Какая операционная система сделана Microsoft? Войдите в этот тест и проверьте свои знания о компьютерах и операционных системах.

Функциональные элементы

Типичная цифровая компьютерная система имеет четыре основных функциональных элемента: (1) оборудование ввода-вывода, (2) основную память, (3) блок управления и (4) арифметико-логическое устройство. Любое из ряда устройств используется для ввода данных и программных инструкций в компьютер и для получения доступа к результатам операции обработки. Общие устройства ввода включают клавиатуры и оптические сканеры; устройства вывода включают принтеры и мониторы. Информация, полученная компьютером от своего блока ввода, сохраняется в основной памяти или, если не для непосредственного использования, во вспомогательном запоминающем устройстве. Блок управления выбирает и вызывает инструкции из памяти в соответствующей последовательности и передает соответствующие команды соответствующему блоку. Он также синхронизирует различные рабочие скорости устройств ввода и вывода со скоростью арифметико-логического устройства (ALU), чтобы обеспечить правильное перемещение данных по всей компьютерной системе. АЛУ выполняет арифметические и логические алгоритмы, выбранные для обработки входящих данных, с чрезвычайно высокой скоростью — во многих случаях за наносекунды (миллиардные доли секунды). Основная память, блок управления и АЛУ вместе составляют центральный процессор (ЦП) большинства цифровых компьютерных систем, а устройства ввода-вывода и вспомогательные запоминающие устройства составляют периферийное оборудование.

Разработка цифрового компьютера

Блез Паскаль из Франции и Готфрид Вильгельм Лейбниц из Германии изобрели механические цифровые вычислительные машины в 17 веке. Однако обычно считается, что английский изобретатель Чарльз Бэббидж создал первый автоматический цифровой компьютер. В 1830-х годах Бэббидж разработал свою так называемую аналитическую машину, механическое устройство, предназначенное для объединения основных арифметических операций с решениями, основанными на собственных вычислениях. Планы Бэббиджа воплотили в себе большинство фундаментальных элементов современного цифрового компьютера. Например, они призывали к последовательному управлению, т. е. программному управлению, которое включало ветвление, циклирование, а также арифметические и запоминающие устройства с автоматической распечаткой. Однако устройство Бэббиджа так и не было завершено и было забыто до тех пор, пока его труды не были заново открыты более века спустя.

Огромное значение в эволюции цифрового компьютера имели работы английского математика и логика Джорджа Буля. В различных эссе, написанных в середине 1800-х годов, Буль обсуждал аналогию между символами алгебры и символами логики, используемыми для представления логических форм и силлогизмов. Его формализм, работающий только с 0 и 1, стал основой того, что сейчас называется булевой алгеброй, на которой основаны теория и процедуры компьютерного переключения.

Джону В. Атанасову, американскому математику и физику, приписывают создание первого электронного цифрового компьютера, который он построил с 1939 по 1942 год с помощью своего аспиранта Клиффорда Э. Берри.Конрад Цузе, немецкий инженер, фактически изолированный от других разработок, в 1941 году завершил строительство первой действующей вычислительной машины с программным управлением (Z3). В 1944 году Ховард Эйкен и группа инженеров корпорации International Business Machines (IBM) завершили работу над Harvard Mark I – машиной, операции обработки данных которой контролировались главным образом электрическими реле (коммутационными устройствами).

Клиффорд Э. Берри и компьютер Атанасова-Берри, или ABC, c. 1942 г. ABC, возможно, был первым электронным цифровым компьютером.

С момента разработки Harvard Mark I цифровой компьютер развивался быстрыми темпами. Последовательность достижений в компьютерном оборудовании, главным образом в области логических схем, часто делится на поколения, при этом каждое поколение включает группу машин, использующих общую технологию.

В 1946 году Дж. Преспер Эккерт и Джон У. Мочли из Пенсильванского университета сконструировали ENIAC (аббревиатура от eэлектронный nмерический i). интегратор ии cкомпьютер), цифровая машина и первый электронный компьютер общего назначения. Его вычислительные возможности были заимствованы у машины Атанасова; оба компьютера включали электронные лампы вместо реле в качестве активных логических элементов, что привело к значительному увеличению скорости работы. Концепция компьютера с хранимой программой была представлена в середине 1940-х годов, а идея хранения кодов инструкций, а также данных в электрически изменяемой памяти была реализована в EDVAC (electronic, d создать vпеременный аавтоматический cкомпьютер).

Второе поколение компьютеров появилось в конце 1950-х годов, когда в продажу поступили цифровые машины, использующие транзисторы. Хотя этот тип полупроводникового устройства был изобретен в 1948 году, потребовалось более 10 лет опытно-конструкторских работ, чтобы сделать его жизнеспособной альтернативой электронной лампе. Небольшой размер транзистора, его большая надежность и относительно низкое энергопотребление значительно превосходили лампу. Его использование в компьютерных схемах позволило производить цифровые системы, которые были значительно эффективнее, меньше и быстрее, чем их предки первого поколения.

Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Х. Браттейном и Уильямом Б. Шокли.

В конце 1960-х и 1970-х годах компьютерное оборудование стало еще более значительным. Первым было изготовление интегральной схемы, твердотельного устройства, содержащего сотни транзисторов, диодов и резисторов на крошечном кремниевом чипе. Эта микросхема сделала возможным производство мейнфреймов (крупномасштабных) компьютеров с более высокими рабочими скоростями, мощностью и надежностью при значительно меньших затратах. Другим типом компьютеров третьего поколения, которые были разработаны в результате микроэлектроники, были миникомпьютеры, машина значительно меньшего размера, чем стандартный мэйнфрейм, но достаточно мощная, чтобы управлять приборами целой научной лаборатории.

Развитие крупномасштабной интеграции (БИС) позволило производителям оборудования разместить тысячи транзисторов и других связанных компонентов на одном кремниевом чипе размером с ноготь ребенка. Такая микросхема дала два устройства, которые произвели революцию в компьютерной технике. Первым из них был микропроцессор, представляющий собой интегральную схему, содержащую все арифметические, логические и управляющие схемы центрального процессора. Его производство привело к разработке микрокомпьютеров, систем размером не больше портативных телевизоров, но со значительной вычислительной мощностью. Другим важным устройством, появившимся из схем БИС, была полупроводниковая память. Это компактное запоминающее устройство, состоящее всего из нескольких микросхем, хорошо подходит для использования в миникомпьютерах и микрокомпьютерах. Кроме того, он находит применение во все большем количестве мейнфреймов, особенно в тех, которые предназначены для высокоскоростных приложений, из-за его высокой скорости доступа и большой емкости памяти.Такая компактная электроника привела в конце 1970-х годов к разработке персонального компьютера, цифрового компьютера, достаточно небольшого и недорогого, чтобы его могли использовать обычные потребители.

К началу 1980-х интегральные схемы продвинулись до очень крупномасштабной интеграции (СБИС). Этот дизайн и технология производства значительно увеличили плотность схем микропроцессора, памяти и вспомогательных микросхем, т. Е. Те, которые служат для сопряжения микропроцессоров с устройствами ввода-вывода. К 1990-м годам некоторые схемы СБИС содержали более 3 миллионов транзисторов на кремниевой микросхеме площадью менее 0,3 квадратных дюйма (2 квадратных см).

Цифровые компьютеры 1980-х и 90-х годов, использующие технологии БИС и СБИС, часто называют системами четвертого поколения. Многие микрокомпьютеры, произведенные в 1980-х годах, были оснащены одним чипом, на котором были интегрированы схемы процессора, памяти и функций интерфейса. (См. также суперкомпьютер.)

Использование персональных компьютеров выросло в 1980-х и 90-х годах. Распространение Всемирной паутины в 1990-х годах привело миллионы пользователей к Интернету, всемирной компьютерной сети, и к 2019 году около 4,5 миллиардов человек, более половины населения мира, имели доступ к Интернету. Компьютеры становились меньше и быстрее, и в начале 21 века они были широко распространены в смартфонах, а затем и в планшетных компьютерах.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.

Мэри Беллис освещала изобретения и изобретателей для ThoughtCo в течение 18 лет. Она известна своими независимыми и документальными фильмами, в том числе фильмом об Александре Грэме Белле.

История современной компьютерной клавиатуры начинается с прямого наследования изобретения пишущей машинки. Именно Кристофер Лэтэм Шоулз в 1868 году запатентовал первую практичную современную пишущую машинку. Вскоре после этого, в 1877 году, компания Remington начала массовую продажу первых пишущих машинок. После ряда технологических усовершенствований пишущая машинка постепенно превратилась в стандартную компьютерную клавиатуру, которую сегодня так хорошо знают ваши пальцы.

QWERTY-клавиатура

Существует несколько легенд о разработке раскладки клавиатуры QWERTY, запатентованной Шоулзом и его партнером Джеймсом Денсмором в 1878 году. Наиболее убедительным объяснением является то, что Шоулз разработал раскладку, чтобы преодолеть физические ограничения механических технологий того времени. . Ранние машинистки нажимали клавишу, которая, в свою очередь, толкала металлический молоток, который поднимался по дуге, ударяя по красящей ленте, оставляя отметку на бумаге, прежде чем вернуться в исходное положение. Разделение общих пар букв минимизировало заедание механизма.

По мере совершенствования машинных технологий были изобретены другие раскладки клавиатуры, которые считались более эффективными, в том числе клавиатура Дворжака, запатентованная в 1936 году. Хотя сегодня есть преданные пользователи Дворжака, они остаются ничтожным меньшинством по сравнению с теми, кто продолжает использовать раскладку клавиатуры Дворжака. оригинальная раскладка QWERTY, которая остается самой популярной раскладкой клавиатуры на устройствах многих типов во всем англоязычном мире. Текущее признание QWERTY объясняется тем, что макет является «достаточно эффективным» и «достаточно знакомым», чтобы препятствовать коммерческой жизнеспособности конкурентов.

Ранние успехи

Одним из первых достижений в области клавиатурных технологий стало изобретение телетайпа. Эта технология, также называемая телетайпом, существует с середины 1800-х годов и была улучшена такими изобретателями, как Ройял Эрл Хаус, Дэвид Эдвард Хьюз, Эмиль Бодо, Дональд Мюррей, Чарльз Л. Крам, Эдвард Кляйншмидт и Фредерик Г. Кредо. Но именно благодаря усилиям Чарльза Крама между 1907 и 1910 годами система телетайпа стала практичной для обычных пользователей.

В 1930-х годах были представлены новые модели клавиатур, в которых технология ввода и печати пишущих машинок сочеталась с телеграфной технологией связи. Системы перфокарт также были объединены с пишущими машинками, чтобы создать так называемые перфораторы. Эти системы стали основой первых арифмометров (ранних калькуляторов), которые имели огромный коммерческий успех. К 1931 году объем продаж арифмометров IBM превысил 1 миллион долларов.

Технология Keypunch была включена в конструкцию самых первых компьютеров, включая компьютер Eniac 1946 года, в котором в качестве устройства ввода и вывода использовалось устройство чтения перфокарт. В 1948 году другой компьютер под названием Binac использовал пишущую машинку с электромеханическим управлением для ввода данных непосредственно на магнитную ленту, чтобы вводить компьютерные данные и распечатывать результаты. Появление электрической пишущей машинки еще больше укрепило технологический союз между пишущей машинкой и компьютером.

Видеотерминалы

К 1964 году Массачусетский технологический институт, Bell Laboratories и General Electric совместно создали многопользовательскую компьютерную систему с разделением времени под названием Multics. Система поощряла разработку нового пользовательского интерфейса, называемого терминалом видеодисплея (VDT), который объединил технологию электронно-лучевой трубки, используемой в телевизорах, с конструкцией электрической пишущей машинки.

Это позволило пользователям компьютеров впервые увидеть, какие текстовые символы они печатают на своих экранах, что упростило создание, редактирование и удаление текстовых ресурсов. Это также упростило программирование и использование компьютеров.

Электронные импульсы и портативные устройства

Ранние компьютерные клавиатуры были основаны либо на телетайпах, либо на перфораторах, но была проблема: наличие такого большого количества электромеханических шагов, необходимых для передачи данных между клавиатурой и компьютером, значительно замедляло работу. Благодаря технологии VDT и электрическим клавиатурам клавиши теперь могли посылать электронные импульсы непосредственно на компьютер и экономить время. К концу 1970-х и началу 1980-х годов все компьютеры использовали электронные клавиатуры и ВДТ.

В 1990-х годах потребителям стали доступны портативные устройства, на которых были представлены мобильные вычисления. Первым из карманных устройств стал HP95LX, выпущенный в 1991 году компанией Hewlett-Packard. У него был шарнирный формат раскладушки, который был достаточно маленьким, чтобы поместиться в руке. Хотя HP95LX еще не был классифицирован как таковой, он был первым из помощников по работе с персональными данными (КПК). У него была небольшая QWERTY-клавиатура для ввода текста, хотя набор текста вслепую был практически невозможен из-за его небольшого размера.

Перо не мощнее клавиатуры

Поскольку в карманные компьютеры стали добавляться доступ к Интернету и электронной почте, обработка текстов, электронные таблицы, личные расписания и другие настольные приложения, появился перьевой ввод. Первые перьевые устройства ввода были созданы в начале 1990-х годов, но технология распознавания рукописного ввода была недостаточно надежной, чтобы быть эффективной. Клавиатуры создают машиночитаемый текст (ASCII), необходимую функцию для индексации и поиска с помощью современной символьной технологии. За исключением распознавания символов, рукописный ввод создает «цифровые чернила», которые работают для некоторых приложений, но требуют больше памяти для сохранения ввода и не читаются машиной. В конечном счете, большинство ранних КПК (GRiDPaD, Momenta, Poqet, PenPad) не были коммерчески жизнеспособными.

Проект Apple Newton 1993 года был дорогим, а распознавание рукописного текста было особенно плохим. Голдберг и Ричардсон, два исследователя из Xerox в Пало-Альто, изобрели упрощенную систему росчерков пера под названием «Unistrokes», своего рода стенографию, которая преобразовывала каждую букву английского алфавита в отдельные штрихи, которые пользователи вводили в свои устройства. Palm Pilot, выпущенный в 1996 году, мгновенно стал хитом, представив технику граффити, которая была ближе к латинскому алфавиту и включала способ ввода заглавных и строчных букв. Другие неклавиатурные средства ввода той эпохи включали MDTIM, опубликованный Poika Isokoski, и Jot, представленный Microsoft.

Почему клавиатуры сохраняются

Проблема со всеми этими альтернативными технологиями клавиатуры заключается в том, что сбор данных требует больше памяти и менее точен, чем с цифровыми клавиатурами. По мере того как популярность мобильных устройств, таких как смартфоны, росла, было протестировано множество различных раскладок клавиатуры, и проблема заключалась в том, как сделать одну из них достаточно компактной для точного использования.

Одним из довольно популярных методов была "мягкая клавиатура". Программная клавиатура — это та, которая имеет визуальный дисплей со встроенной технологией сенсорного экрана. Ввод текста осуществляется нажатием на клавиши стилусом или пальцем. Программная клавиатура исчезает, когда не используется. Раскладки клавиатуры QWERTY чаще всего используются с программными клавиатурами, но были и другие, такие как программные клавиатуры FITALY, Cubon и OPTI, а также простой список букв алфавита.

Палец и голос

По мере развития технологии распознавания голоса ее возможности были добавлены в небольшие портативные устройства, чтобы дополнить, но не заменить виртуальную клавиатуру. Раскладки клавиатуры продолжают развиваться по мере того, как ввод данных включает в себя текстовые сообщения, которые обычно вводятся с помощью некоторой формы мягкой раскладки клавиатуры QWERTY (хотя были некоторые попытки разработать ввод с помощью большого пальца, такой как клавиатура KALQ, доступна раскладка с разделенным экраном). как приложение для Android).

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения.Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

< /p>

персональный компьютер (ПК), цифровой компьютер, предназначенный для одновременного использования только одним человеком. Типичная сборка персонального компьютера состоит из центрального процессора (ЦП), который содержит арифметические, логические и управляющие схемы компьютера на интегральной схеме; два типа компьютерной памяти: основная память, такая как цифровая оперативная память (ОЗУ), и вспомогательная память, такая как магнитные жесткие диски и специальные оптические компакт-диски, или диски с постоянной памятью (ПЗУ) (CD-ROM и DVD -ПЗУ); и различные периферийные устройства, включая экран дисплея, клавиатуру и мышь, а также принтер. См. также компьютер: история вычислений.

От домашних компьютеров до Apple

Небольшие и достаточно недорогие компьютеры, которые люди могут покупать для использования дома, впервые стали доступны в 1970-х годах, когда крупномасштабная интеграция позволила создать достаточно мощный микропроцессор на одном полупроводниковом чипе. Небольшая фирма MITS выпустила первый персональный компьютер Altair. Этот компьютер, в котором использовался микропроцессор 8080 корпорации Intel, был разработан в 1974 году. Хотя Altair был популярен среди любителей компьютеров, его коммерческая привлекательность была ограниченной.

Является ли QWERTY компьютерным языком? Был ли первый веб-сайт создан в США? Войдите в эту компьютерную викторину и докажите, что человек умнее машины.

Индустрия персональных компьютеров началась в 1977 году с выпуска трех предварительно собранных серийных персональных компьютеров: Apple Computer, Inc. (теперь Apple Inc.), Apple II, Tandy Radio Shack TRS-80 и Персональный электронный транзактор (ПЭТ) Commodore Business Machines. В этих машинах использовались восьмибитные микропроцессоры (которые обрабатывают информацию группами по восемь битов или двоичных цифр за раз) и обладали довольно ограниченным объемом памяти, т. е. способностью адресовать заданное количество данных, хранящихся в памяти. Но поскольку персональные компьютеры были намного дешевле, чем мэйнфреймы (компьютеры большего размера обычно используются крупным бизнесом, промышленностью и государственными организациями), их могли покупать частные лица, малые и средние предприятия, а также начальные и средние школы.

Из этих компьютеров на рынке доминировал TRS-80. Микрокомпьютер TRS-80 поставлялся с четырьмя килобайтами памяти, микропроцессором Z80, языком программирования BASIC и кассетами для хранения данных. Чтобы сократить расходы, машина была построена без возможности ввода строчных букв. Благодаря сети магазинов Radio Shack Тэнди и рекордной цене (399 долларов США, полностью собранная и протестированная) машина оказалась достаточно успешной, чтобы через два года убедить компанию представить более мощный компьютер, TRS-80 Model II, который можно было разумно заменить. продается как компьютер для малого бизнеса.

Apple II приобрел большую популярность, когда на нем разместилась VisiCalc, первая электронная таблица (компьютеризированная бухгалтерская программа). Вскоре для персональных компьютеров были разработаны и другие типы прикладного программного обеспечения.

ПК IBM

Корпорация IBM, ведущий мировой производитель компьютеров, не выходила на новый рынок до 1981 года, когда она представила персональный компьютер IBM, или IBM PC. IBM PC был значительно быстрее, чем конкурирующие машины, имел примерно в 10 раз больше памяти и поддерживался крупной торговой организацией IBM. IBM PC был также главным компьютером для 1-2-3, чрезвычайно популярной электронной таблицы, представленной корпорацией Lotus Development в 1982 году. IBM PC стал самым популярным персональным компьютером в мире, и его микропроцессор Intel 8088, и его операционная система, адаптированная из системы MS-DOS корпорации Microsoft, стала отраслевым стандартом. Конкурирующие машины, которые использовали микропроцессоры Intel и MS-DOS, стали называть «совместимыми с IBM», если они пытались конкурировать с IBM за счет дополнительной вычислительной мощности или памяти, и «клонами IBM», если они конкурировали просто за счет низкой цены. /p>

Персональный компьютер IBM (ПК) был представлен в 1981 году.Microsoft поставила операционную систему для машины, MS-DOS (Microsoft Disk Operating System).

В 1983 году Apple представила Lisa — персональный компьютер с графическим интерфейсом пользователя (GUI) для выполнения рутинных операций. Графический пользовательский интерфейс — это формат отображения, который позволяет пользователю выбирать команды, вызывать файлы, запускать программы и выполнять другие рутинные задачи с помощью устройства, называемого мышью, для указания графических символов (значков) или списков пунктов меню на экране. Этот тип формата имел определенные преимущества перед интерфейсами, в которых пользователь вводил текстовые или символьные команды на клавиатуре для выполнения рутинных задач. Окна графического интерфейса, раскрывающиеся меню, диалоговые окна и другие механизмы управления можно было использовать в новых программах и приложениях стандартизированным образом, так что общие задачи всегда выполнялись одним и тем же образом. Графический интерфейс Lisa стал основой персонального компьютера Apple Macintosh, который был представлен в 1984 году и оказался чрезвычайно успешным. Macintosh был особенно удобен для настольных издательских систем, потому что он мог размещать текст и графику на экране дисплея так, как они будут отображаться на печатной странице.

Стиль графического интерфейса Macintosh был широко адаптирован другими производителями персональных компьютеров и программного обеспечения для ПК. В 1985 году корпорация Microsoft представила Microsoft Windows, графический пользовательский интерфейс, который дал компьютерам на базе MS-DOS многие из тех же возможностей, что и Macintosh. Windows стала доминирующей операционной средой для персональных компьютеров.

QWERTY-клавиатура

Ранние успехи

Технология Keypunch была включена в конструкцию самых первых компьютеров, включая компьютер Eniac 1946 года, в котором в качестве устройства ввода и вывода использовалось устройство чтения перфокарт.В 1948 году другой компьютер под названием Binac использовал пишущую машинку с электромеханическим управлением для ввода данных непосредственно на магнитную ленту, чтобы вводить компьютерные данные и распечатывать результаты. Появление электрической пишущей машинки еще больше укрепило технологический союз между пишущей машинкой и компьютером.

Видеотерминалы

Электронные импульсы и портативные устройства

Перо не мощнее клавиатуры

Почему клавиатуры сохраняются

Палец и голос

Читайте также: