Компьютерный блок, внутри которого находятся функциональные компоненты, обеспечивающие его работу

Обновлено: 27.06.2024

Функции – это "автономные" модули кода, выполняющие определенную задачу. Функции обычно "принимают" данные, обрабатывают их и "возвращают" результат. После того, как функция написана, ее можно использовать снова и снова. Функции можно «вызывать» изнутри других функций.

Функции «инкапсулируют» задачу (они объединяют множество инструкций в одну строку кода). Большинство языков программирования предоставляют множество встроенных функций, для выполнения которых в противном случае потребовалось бы много шагов, например, вычисление квадратного корня из числа. В общем, нас не волнует, как функция делает то, что она делает, важно только то, что она "делает это"!

Когда функция "вызывается", программа "покидает" текущий участок кода и начинает выполнять первую строку внутри функции. Таким образом, функция «поток управления»:

Программа переходит к строке кода, содержащей «вызов функции».
Программа входит в функцию (начинается с первой строки кода функции).
Все инструкции внутри функции выполняются сверху вниз.
Программа покидает функцию и возвращается к тому месту, откуда она началась.
Все данные, вычисленные и ВОЗВРАЩЕННЫЕ функцией, используются вместо функции в исходной строке кода.

Зачем мы пишем функции?

Они позволяют нам представить нашу программу как набор подэтапов. (Каждый подшаг может быть отдельной функцией. Если какая-то программа кажется слишком сложной, просто разбейте всю программу на подшаги!)

Они позволяют нам повторно использовать код, а не переписывать его.

Функции позволяют нам поддерживать чистоту пространства имен переменных (локальные переменные "живут" только до тех пор, пока существует функция). Другими словами, функция_1 может использовать переменную с именем i, а функция_2 также может использовать переменную с именем i, и путаницы не будет. Каждая переменная i существует только тогда, когда компьютер выполняет данную функцию.

Функции позволяют нам тестировать небольшие части нашей программы отдельно от остальных. Это особенно верно для интерпретируемых языков, таких как Matlab, но может быть полезно в C, Java, ActionScript и т. д.

Этапы написания функции

Понять назначение функции.
Определить данные, поступающие в функцию от вызывающего объекта (в виде параметров)!
Определите, какие переменные данных необходимы внутри функции для достижения ее цели.
Определите набор шагов, которые программа будет использовать для достижения этой цели. (Алгоритм)

Части «черного ящика» (т. е. функция)

Функции можно назвать «черными ящиками», потому что нам не нужно знать, как они работают. Только то, что должно войти в них и что должно выйти из них.

Определяя программу как черный ящик, мы должны описать следующие атрибуты функции.

Примечание: большинство систем документации — это просто атрибуты функции без связанного с ней кода.

Имя — описывает назначение функции. Обычно это глагол или фраза, например "compute_Average" или просто "average".

Входные данные — называются параметрами. Опишите, какие данные необходимы для работы функции, и дайте каждой части данных символическое имя для использования в функции.

Расчет — зависит от каждой функции

Выходные данные. Обычно одно (иногда ноль или несколько) значений, которые вычисляются внутри функции и "возвращаются" через выходные переменные.

Рабочее пространство функции

Каждая функция имеет собственное рабочее пространство. Это означает, что каждая переменная внутри функции может использоваться только во время выполнения функции (а затем переменные исчезают).

Наличие отдельного "рабочего пространства" для каждой функции имеет решающее значение для правильной разработки программного обеспечения. Если бы каждая функция разделяла каждую переменную во всей программе, было бы легко непреднамеренно изменить значения переменных, которых вы не должны делать. Кроме того, будет трудно вспомнить, какие «имена» использовались где-либо еще, и будет сложно придумать новые имена для представления похожих идей.

Побочный эффект переменных функции, не существующих после завершения функции, заключается в том, что единственный способ получить информацию «из» функции — «вернуть» эту информацию через выходные данные функции.

Кроме того, функция может «видеть» только ту информацию, которая «передается» ей через параметры. Таким образом, единственный способ, которым информация может попасть в функцию, — это использование параметров.

Примечание. В некоторых объектно-ориентированных языках (например, C++, Java, ActionScript) функция также может видеть все переменные, связанные с содержащим ее объектом.

Формальные и фактические параметры

Когда мы создаем функцию, она должна представлять собой "общее" действие, которое можно применять во многих случаях.Например, если мы хотим найти среднюю оценку, не имеет значения, за тест ли это, или за викторину, или за задание, или за промежуточный экзамен и т. д., учитывая любой список оценок, мы можем вычислить среднее значение!

<р>. но если это может быть любой список оценок, то как мы узнаем, как он будет называться? Ответ: нам все равно. Вы, программист функции, предоставляете собственное имя для данных. Это почти то же самое, как когда продавец звонит вам и читает сценарий, пытаясь вам что-то продать, он говорит: Уважаемый _вставьте здесь имя клиента_, позвольте мне продать вам наш замечательный продукт.

При написании функции программист должен предусмотреть пробел, чтобы вставить любые данные, представляющие текущий интерес; бланк должен иметь хорошее символическое имя, говорящее о том, что он будет представлять. Вот пример функции псевдокода:

Внутри функции medium_grade имя list_of_grades будет использоваться вместо любой переменной, в которой другой пользователь сохранил свои оценки. Таким образом, чтобы вызвать функцию, я мог бы написать:

В "Моем" коде оценки хранятся в переменной "midterm_grades". Внутри функции оценки хранятся в переменной «list_of_grades». Таким образом, во время выполнения программы оба имени будут относиться к одному и тому же объекту, но в разное время.

Параметр list_of_grades называется формальным параметром; опять же, это просто означает имя-заполнитель для любого возможного набора оценок.

Переменная midterm_grades является фактическим параметром. Это означает «то, что фактически используется» для этого вызова функции, например [90, 100, 70];

Вложенные функции?

Часто возникает вопрос: можем ли мы вложить функции (можно ли разместить код одной функции внутри другой функции)? Ответ однозначный: НЕТ!

Следует отметить, что мы можем использовать (вызывать) другие функции внутри функции, но мы не можем создать рецепт для новой функции там.

Примечание. К сожалению, этот вопрос часто возникает, когда мы небрежно относимся к отступам и синтаксису и случайно забываем завершить нашу первую функцию, таким образом обращаясь к компьютеру, помещая нашу вторую функцию внутрь нашей первой функции:

Компьютер — это сложная машина. Хотя большая часть его работает на микроскопическом уровне, у него, безусловно, есть узнаваемые макроскопические компоненты, которые способствуют его использованию. Компьютер можно использовать практически для всего: от простых вычислений до подготовки отчетов, отправки ракет в космос и моделирования распространения рака в органах тела.

И все же, несмотря на всю эту сложность, строительные блоки среднего компьютера достаточно просты для понимания. Благодаря им компьютер работает так хорошо, как если бы там были дирижер и оркестр, производящие мастерское исполнение.

Не беспокойтесь о том, что вы не эксперт; как оказалось, вам не нужно быть им, чтобы понимать основные части компьютера и то, как они выглядят. Вот список компонентов компьютера, в котором подробно объясняется каждый компонент:

Роль материнской платы

материнская плата названа с любовью, потому что это либо исходная точка других частей компьютера, либо место, к которому подключаются все остальные компоненты. В некотором смысле это очень похоже на то, что вы бы назвали своей родной страной: родиной.

Материнская плата представляет собой печатную плату приличного размера, в зависимости от размера компьютера, с которым мы имеем дело. Он действует как своего рода связующее звено, поскольку облегчает взаимодействие других компонентов компьютера. На материнской плате есть порты, обращенные к внешней стороне компьютера, что позволяет подключать к компьютеру различные компоненты, а также заряжать его.

Большинство материнских плат также позволяют масштабировать систему, добавляя слоты для расширения. Вы можете добавить такие компоненты, как процессоры и оперативная память, видеокарты и так далее. Вы также можете расширить материнскую плату, добавив больше портов, которые позволяют подключать к компьютеру еще больше вспомогательных устройств. Другими словами, вы полностью контролируете возможности своего компьютера.

Помимо этого, материнская плата выполняет и другие функции, например хранит некоторую простую информацию, когда компьютер выключен, например системное время. Вот почему ваш компьютер всегда показывает точное время, даже если вы включаете его спустя долгое время.

Источник питания

Блок питания, как вы уже, наверное, догадались, является источником энергии компьютера. Это гарантирует, что каждый другой компонент получает сок, необходимый для правильного функционирования. Блок питания выглядит как черный ящик со встроенным вентилятором. Он подключается к материнской плате, откуда подает питание на другие компоненты компьютера.

С одной стороны блок питания подключен к материнской плате. С другой стороны, он подключен к какому-то источнику питания. Если вы используете ноутбук, то этот источник питания представляет собой съемную или постоянную батарею. Если вы используете настольный компьютер, источником питания будет розетка.

Вентилятор источника питания играет очень важную роль. Он охлаждает его, выполняя свои обязанности по предотвращению перегрева внутренних компонентов компьютера. Важно содержать этот вентилятор в чистоте, чтобы блок питания компьютера работал должным образом.

Центральный процессор

Возможно, вы слышали клише о том, что центральный процессор — это мозг компьютера. Ну, единственная причина, по которой это клише, в том, что это правда. Все волшебство происходит в центральном процессорном блоке, или ЦП. Для компьютера это то же, что двигатель для автомобиля.

ЦП в основном выполняет арифметические и логические задачи. Он произведет множество вычислений, чтобы обеспечить эффективное выполнение функций компьютера. ЦП не всегда работает на одной скорости. Скорость может варьироваться в зависимости от приоритета и интенсивности задачи. ЦП будет выделять много тепла во время работы, поэтому вентилятор, встроенный в блок питания, очень пригодится в этот момент.

Чем мощнее ЦП, тем больше он способен выполнять все более и более интенсивную работу. Для основных задач, которые выполняет повседневный компьютер, таких как обработка текстов, подготовка электронных таблиц и работа в Интернете, подойдет средний процессор. Однако, если вам нужно редактировать видео высокой четкости, программировать сложное программное обеспечение или играть в игры с интенсивным использованием процессора, вам понадобится мощный процессор.

Оперативная память

Оперативная память или ОЗУ — это временная форма памяти. Когда вы открываете приложение на нашем компьютере, компьютер помещает это приложение и все его данные в оперативную память. Когда вы закрываете приложение, то место в оперативной памяти освобождается. Вот почему ваш компьютер становится таким медленным, когда у вас открыто слишком много приложений; ваша оперативная память, вероятно, используется на полную мощность.

Поскольку оперативная память является временной, она имеет нестабильный характер. В ту минуту, когда вы выключаете компьютер, вся память, хранящаяся в оперативной памяти, теряется. Вот почему вам рекомендуется сохранять работу, которую вы выполняете в приложениях, по ходу работы, чтобы не потерять все это, если ваш компьютер внезапно выключится.

Чем больше у вас оперативной памяти, тем больше программ вы можете запускать одновременно.

Жесткий диск или твердотельный накопитель

Помните, что мы сказали, что оперативная память является энергозависимой из-за ее временного характера, а это означает, что компьютеру по-прежнему требуется более постоянная форма хранения данных. Вот почему существует жесткий диск или твердотельный накопитель. Традиционно жесткий диск представляет собой барабан с несколькими пластинами, сложенными на нем и вращающимися, а затем физическая рука записывает данные на эти пластины. Эти диски очень медленные из-за механизма хранения данных, хотя новейшие жесткие диски, твердотельные накопители, работают намного быстрее.

Твердотельные накопители имеют тот же тип памяти, что и на вашем телефоне или флэш-накопителе, также известный как флэш-память. Они стоят дороже, но быстрее и эффективнее традиционных жестких дисков.

Данные, хранящиеся на жестком диске, не исчезают при выключении компьютера. Он появится, когда вы снова включите компьютер. Однако рекомендуется держать его подальше от магнитов, так как они могут повредить его и привести к потере информации.

Видеокарта

Видеокарта – это специальный компонент, передающий изображения, выводимые на дисплей вашего монитора. Они поставляются со своей собственной оперативной памятью, предназначенной для этой единственной цели. Если ваша работа связана с визуализацией в очень высоком разрешении, вам следует приобрести видеокарту, чтобы разгрузить оперативную память.

Иногда компьютер может иметь встроенную графику, когда часть ОЗУ используется для обработки графики. Это часто происходит на ноутбуках, потому что есть необходимость сэкономить место. Использование встроенной графики намного дешевле при использовании видеокарты, но этого недостаточно для интенсивных графических функций.

Оптические приводы

Сегодня они стали намного реже, и многие машины вообще отказались от них. Оптический привод используется для чтения компакт-дисков и DVD-дисков, которые можно использовать для прослушивания музыки или просмотра фильмов. Их также можно использовать для установки программного обеспечения, игр или записи новой информации на диск.

Устройства ввода/вывода

В зависимости от типа вашего компьютера к нему можно подключить множество устройств для ввода и вывода информации. Некоторыми примерами устройств ввода являются мышь, клавиатура и веб-камера. Примеры устройств вывода включают мониторы, динамики и мониторы.Существуют также съемные устройства, такие как SD-карты и флэш-накопители, которые можно использовать для передачи данных на компьютер и с него.

Ники — деловой писатель с почти двадцатилетним практическим и издательским опытом. Она была опубликована в нескольких деловых изданиях, включая The Employment Times, Web Hosting Sun и WOW! Женщины о писательстве. Она также изучала бизнес в колледже.

Операционная система – это большая и сложная система, которую можно создать, только разделив ее на небольшие части. Эти части должны быть четко определенной частью системы, в которой точно определены входы, выходы и функции.

Хотя Mac, Unix, Linux, Windows и другие ОС имеют разную структуру, большинство операционных систем имеют схожие системные компоненты ОС, такие как файлы, процессы, память, управление устройствами ввода-вывода.

Давайте подробно рассмотрим каждый из этих компонентов.

Из этого руководства по операционной системе вы узнаете:

Управление файлами

Файл — это набор связанной информации, которую должен определить его создатель. Обычно он представляет программы, как исходные, так и объектные формы, а также данные. Файлы данных могут быть числовыми, буквенно-цифровыми или алфавитно-цифровыми.

Функция управления файлами в ОС:

Операционная система выполняет следующие важные действия в связи с управлением файлами:

Создание и удаление файлов и каталогов.
Для управления файлами и каталогами.
Сопоставление файлов с дополнительным хранилищем.
Создавайте резервные копии файлов на стабильном носителе.

Управление процессами

Компонент управления процессами — это процедура для управления множеством процессов, которые одновременно выполняются в операционной системе. Каждая прикладная программа имеет один или несколько процессов, связанных с ними во время их работы.

Например, когда вы используете такой браузер, как Google Chrome, для этой программы браузера выполняется процесс. В ОС также запущено множество процессов, выполняющих различные функции.

Все эти процессы должны управляться системой управления процессами, которая обеспечивает их эффективную работу. Он также использует выделенную им память и отключает их при необходимости.

Выполнение процесса должно быть последовательным, поэтому хотя бы одна инструкция должна выполняться от имени процесса.

Функции управления процессами в ОС:

Ниже перечислены функции управления процессами.

Процесс создания и удаления.
Приостановление и возобновление.
Процесс синхронизации
Процесс общения

Управление устройствами ввода-вывода

Одно из важных применений операционной системы, позволяющее скрыть от пользователя варианты конкретных аппаратных устройств.

Функции управления вводом/выводом в ОС:

Предлагает систему буферного кэширования.
Он предоставляет общий код драйвера устройства.
Он предоставляет драйверы для определенных аппаратных устройств.
Ввод/вывод помогает узнать особенности конкретного устройства.

Управление сетью

Управление сетью — это процесс администрирования и управления компьютерными сетями. Он включает в себя управление производительностью, анализ неисправностей, предоставление сетей и поддержание качества обслуживания.

Распределенная система – это набор компьютеров/процессоров, которые никогда не используют общую память или часы. В системе этого типа все процессоры имеют свою локальную память, и процессоры взаимодействуют друг с другом с помощью разных линий связи, таких как оптоволокно или телефонные линии.

Компьютеры в сети соединены через коммуникационную сеть, которую можно настроить различными способами. С помощью управления сетью сеть может быть полностью или частично подключена, что помогает пользователям разрабатывать стратегии маршрутизации и подключения, позволяющие преодолеть проблемы с подключением и безопасностью.

Функции управления сетью:

Распределенные системы позволяют использовать различные вычислительные ресурсы по размеру и функциям. Они могут включать микропроцессоры, миникомпьютеры и многие компьютерные системы общего назначения.
Распределенная система также предлагает пользователю доступ к различным сетевым ресурсам.
Это помогает получить доступ к общим ресурсам, которые помогают ускорить вычисления или обеспечивают доступность и надежность данных.

Управление основной памятью

Основная память — это большой массив памяти или байтов, который имеет адрес. Процесс управления памятью осуществляется с помощью последовательности операций чтения или записи определенных адресов памяти.

Чтобы выполнить программу, она должна быть сопоставлена с абсолютными адресами и загружена в память. Выбор метода управления памятью зависит от нескольких факторов.

Однако в основном это зависит от аппаратного обеспечения системы. Каждый алгоритм требует соответствующей аппаратной поддержки. Основная память предлагает быстрое хранилище, к которому ЦП может обращаться напрямую. Это дорого и, следовательно, имеет меньшую емкость. Однако для выполнения программы она должна находиться в основной памяти.

Функции управления памятью в ОС:

Операционная система выполняет следующие функции для управления памятью:

Это поможет вам отслеживать основную память.
Определить, какая его часть кем используется, а какая не используется.
В мультипрограммной системе ОС принимает решение о том, какой процесс получит память и сколько.
Выделяет память, когда процесс запрашивает
Он также освобождает память, когда процесс больше не требуется или был завершен.

Управление вторичным хранилищем

Самой важной задачей компьютерной системы является выполнение программ. Эти программы вместе с данными помогают вам получить доступ к тому, что находится в основной памяти во время выполнения.

Эта память компьютера очень мала для постоянного хранения всех данных и программ. Компьютерная система предлагает вторичное хранилище для резервного копирования основной памяти. Сегодня современные компьютеры используют жесткие диски/SSD в качестве основного хранилища как программ, так и данных. Однако управление дополнительным хранилищем также работает с устройствами хранения, такими как флэш-накопитель USB и дисководы CD/DVD.

Программы, подобные ассемблерам, компиляторам, хранятся на диске до тех пор, пока не будут загружены в память, а затем используют диск как источник и место назначения для обработки.

Функции управления вторичным хранилищем в ОС:

Вот основные функции управления вторичным хранилищем в ОС:

Выделение хранилища
Управление свободным пространством
Расписание дисков

Управление безопасностью

Различные процессы в операционной системе должны быть защищены от действий друг друга. С этой целью можно использовать различные механизмы, гарантирующие, что те процессы, которые хотят работать с файлами, процессором памяти и другими аппаратными ресурсами, должны иметь надлежащую авторизацию операционной системы.

Например, аппаратная адресация памяти помогает вам подтвердить, что процесс может выполняться в его собственном адресном пространстве. Время гарантирует, что ни один процесс не получит контроль над процессором, не отказавшись от него.

Наконец, ни одному процессу не разрешено выполнять собственный ввод-вывод для защиты, что помогает сохранить целостность различных периферийных устройств.

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. ALU 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 управлялись в основном 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 числе 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.

Читайте также: