Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України   ШАЦЬКИЙ ЛІСОВИЙ КОЛЕДЖ ІМ. В.В.СУЛЬКАІНФОРМАТИКА ТА КОМП’ЮТЕРНА ТЕ...
Iнформатика та компютерна технiка: Конспект лекцій для студентівІІ курсу спеціальності  5.09010301 Лісове господарство / У...
ЗМІСТВСТУП. ................................................................................................. - 4 -РОЗДІЛ ...
ВСТУП.    Друга половина ХХ ст. відзначилася бурхливим розвитком науки і техніки. Було створенобагато різних апаратів і ма...
не може вважатися справжнім фахівцем, якщо вона не володіє достатньою мірою знаннями в галузікомп’ютерної техніки і не має...
Розділ 1. АПАРАТНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПК.              1.1. Історія розвитку засобів обчислювальної техніки.     Неможливо точно ...
Перші обчислювальні машини.     Леонардо да Вінчі. Вважається, що перший у світі ескізний малюнок тринадцятирозрядного дес...
перш за все для розвязання задач балістики, тобто науки про траєкторію польоту артилерійських та іншихснарядів до цілі.   ...
Третє покоління компютерів як основний елемент використовувало інтегральні мікросхеми, щозявилися на початку 70-х років. І...
за потужністю міні-ЕОМ пятирічної давності і навіть суперкомпютерам віддаленішого минулого. Крім того,зарахування компютер...
системний блок, монітор та клавіатура містяться в одному корпусі: системний блок прихований підклавіатурою, а монітор вбуд...
Системна (материнська) плата.     Всередині системного блоку основною за призначенням і більшою за розміром є системна (ма...
Основні параметри (характеристики) процесора:                · Тактова частота.                · Розрядність.             ...
займає та чи інша інформація в пам’яті, є розміром цієї інформації в байтах.    Основне завдання, що постає перед комп’юте...
клавіатурою, монітором, жорсткими та гнучкими дисками.    Енергонезалежна память CMOS    Робота таких стандартних пристрої...
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Конспект лекцiй_ЛГ
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Конспект лекцiй_ЛГ

7,132

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
7,132
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
34
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Конспект лекцiй_ЛГ"

  1. 1. Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України ШАЦЬКИЙ ЛІСОВИЙ КОЛЕДЖ ІМ. В.В.СУЛЬКАІНФОРМАТИКА ТА КОМП’ЮТЕРНА ТЕХНІКА Конспект лекцій з дисциплінидля студентів спеціальності 5.09010301 Лісове господарство Шацьк, 2013
  2. 2. Iнформатика та компютерна технiка: Конспект лекцій для студентівІІ курсу спеціальності 5.09010301 Лісове господарство / Укл.:І.В.Прасюк, 2013. Укладач: Прасюк Ігор Вікторович, викладач інформатики та комп’ютерної техніки Шацького лісового коледжу ім. В.В.Сулька Рецензент: Марчук Юрій Федорович, викладач математики та інформатики Шацького лісового коледжу ім. В.В.СулькаСкладений згідно програми «Інформатика та комп’ютерна техніка»для вищих навчальних закладів І рівня акредитації зі спеціальності5.09010301 Лісове господарство, рекомендованої до використання унавчальному процесі методичною радою УМКПротокол №95 від 11.01.2010 р. Затверджено на засіданні циклової комісіїзагальноосвітніх та суспільно–гуманітарних дисциплін Шацького лісового коледжу ім. В.В.Сулька Протокол №5 від 24.01.2013 року -2-
  3. 3. ЗМІСТВСТУП. ................................................................................................. - 4 -РОЗДІЛ 1. АПАРАТНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПК. ............................................ - 6 - 1.1. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЗАСОБІВ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ..................... - 6 - 1.2. ОСНОВИ ПОБУДОВИ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ ПК. ................................... - 9 -РОЗДІЛ 2. БАЗОВЕ (СИСТЕМНЕ) ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. .... - 23 - 2.1. СТРУКТУРА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ (ПЗ). ............................. - 23 - 2.2. ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ. ОС WINDOWS. ........................................... - 31 - 2.3. СЕРВІСНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ............................................. - 37 -РОЗДІЛ 3. ПРИКЛАДНЕ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ. .................. - 48 - 3.1. ТЕКСТОВИЙ РЕДАКТОР. .................................................................... - 48 - 3.2. ТАБЛИЧНИЙ ПРОЦЕСОР. ................................................................... - 55 - 3.3. РЕДАКТОР ПРЕЗЕНТАЦІЙ................................................................... - 59 - 3.4. СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ БАЗАМИ ДАНИХ............................................. - 63 -РОЗДІЛ 4. КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ. ................................................... - 73 - 4.1. ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ. ........................................................................... - 73 - 4.2. МЕРЕЖА ІНТЕРНЕТ. .......................................................................... - 75 -СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ................................................... - 81 - -3-
  4. 4. ВСТУП. Друга половина ХХ ст. відзначилася бурхливим розвитком науки і техніки. Було створенобагато різних апаратів і машин, яких не могли вигадати навіть найсміливіші письменники-фантасти. Розвиток фундаментальних, прикладних і технічних наук спричинив необхідністьвиконання безлічі розрахунків та обчислень. Для цього винайшли обчислювальні машини –комп’ютери. З часом вони стали важливим інструментом у найрізноманітніших галузях знань, вусіх без винятку сучасних технологіях, ввійшли у повсякденне життя людини. Комп’ютер –незамінний інструмент під час обробки і перетворення інформації. Постійно вдосконалюються інформаційні комп’ютерні технології – конкретні способи роботи зінформацією. Необхідність найбільш раціонального та ефективного використання комп’ютерів сталапричиною виникнення нової науки – інформатики. Інформатика – це комплексна, технічна наука, що систематизує прийоми створення,збереження, відтворення, обробки та передачі даних засобами обчислювальної техніки, а такожпринципи функціонування цих засобів та методи керування ними. Застосування положень і принципів інформатики допомагає оптимальним шляхом прийматиправильні рішення і одержувати потрібні результати. Оволодіння інформатикою розвиваємислення, виробляє системний підхід до розв’язування будь-якого завдання. Для сучасної людинизнання інформатики поступово стає не менш важливим, ніж уміння рахувати, читати і писати. Зміст дисципліни розрахований на підготовку кваліфікованих користувачів, які знають будовукомп’ютера, знайомі з основними принципами його роботи, володіють навичками йогозастосування для розв’язування завдань повсякденного життя. Засвоївши основний курс студенти зможуть: Ø „ вести діалог ”з комп’ютером; Ø оцінити характеристики конкретного комп’ютера і підібрати програмне забезпечення ( ПЗ ) для розв’язання поставленого завдання; Ø скористатись будь-яким текстовим і графічним редактором, опираючись на знання принципів їх роботи; Ø знайти і прочитати в Internet потрібну інформацію, скористатися електронною поштою та іншими службами Internet. Застосування комп’ютерів для розв’язання спеціальних завдань, окрім основних знань танавичок, потребує поглибленого знання відповідних розділів інформатики і принципів роботи звідповідним ПЗ, вміння програмувати. Інформатика – надзвичайно потрібна та цікава наука. Сфера її практичного застосування дужеширока: нині важко уявити галузь діяльності людини, в якій би не використовувалися комп’ютери. Під різними сферами діяльності слід розуміти практично всі види ділової та творчої активностісучасної людини – від повсякденної роботи інженера-конструктора, журналіста, секретаря донаукових відкриттів та освоєння космічного простору. Основні напрямки використання комп’ютерної техніки: 1. накопичування, зберігання та обробка великих обсягів інформації, швидкий пошук потрібних даних; 2. виконання наукових, економічних та конструкторських розрахунків; 3. діловодство (складання листів та оформлення документів); 4. навчання, набуття професійних навичок; 5. видавнича справа (підготовка до друку кольорових і чорно-білих часописів та газет, наукової та художньої літератури); 6. побудова креслень, діаграм, створення малюнків і картин, мультфільмів та відео кліпів; 7. спілкування людей, які перебувають в різних містах і країнах; 8. імітація роботи людини-експерта з певної предметної галузі; 9. ігри та розваги. Сучасний етап розвитку суспільства характеризується широким проникненням найновішихзасобів комп’ютерної техніки у різноманітні сфери людської діяльності. Це стосується не лишенауки, промислового виробництва, сільського господарства, а й нашого побуту. Сьогодні людина -4-
  5. 5. не може вважатися справжнім фахівцем, якщо вона не володіє достатньою мірою знаннями в галузікомп’ютерної техніки і не має навичок роботи на компютері. Особливою є роль комп’ютерної техніки у лісовому господарстві. Слід зазначити, що завдякизусиллям учених України електронні обчислювальні машини почали застосовуватись у лісовійсправі задовго до того, як вони знайшли значне використання в інших дисциплінахагробіологічного комплексу. Та й специфіка лісу така, що дозволяє дуже ефективно впроваджуватизасоби комп’ютеризації в цій галузі. Основні напрями застосування компютерів у лісовомугосподарстві – це облік лісових ресурсів, прогнозування змін, планування й управління на різнихрівнях, науково-дослідна робота тощо. Усвідомлене, глибоке вивчення практично всіх курсів, передбачених навчальними планами длялісівничих спеціальностей, неможливе без здобуття основних навичок роботи на компютері.Знання з дисципліни можна застосовувати в геодезії, лісовій таксації, лісовпорядкуванні,лісівництві, економіці та організації лісового господарства тощо. Мета дисципліни – підготувати майбутніх спеціалістів до ефективного використання сучасноїкомп’ютерної техніки у своїй професійній діяльності. Програмою курсу передбачається отримання знань студентами з питань будови тафункціонування ЕОМ, вивчення структури програмного забезпечення, розміщення інформації намагнітних носіях, сучасного програмного забезпечення, набути практичних навичок роботи зопераційною системи Windows, текстовими та графічними редакторами, електронними таблицями,базами данних, ознайомлення з історією, сучасним станом, перспективами розвитку комп’ютерноїтехніки, вміти застосовувати комп’ютерну техніку для розв’язування задач, повязаних із веденнямлісового господарства, що є обовязковою умовою неперервного застосування компютерів унавчальному процесі. Основний наголос робиться на набуття студентами навичок практичної роботи на засобахкомп’ютерної техніки; використання сучасних програмних засобів для розв’язання різноманітнихзавдань. Самостійна робота передбачає вивчення програмного матеріалу за допомогою рекомендованоїлітератури та практичної роботи на компютері. -5-
  6. 6. Розділ 1. АПАРАТНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПК. 1.1. Історія розвитку засобів обчислювальної техніки. Неможливо точно відповісти на питання, хто саме винайшов компютер. Річ у тому, що компютер не євинаходом однієї людини. Компютер увібрав у собі ідеї та технічні рішення багатьох вчених та інженерів.Розвиток обчислювальної техніки стимулювався потребою у швидких та точних обчислюваннях і тривавсотні років. У процесі розвитку обчислювальна техніка ставала дедалі більш досконалою. Цей процес триваєі в наш час. Найпершим обчислювальний приладом були 10 пальців рук людини. Це, фактично, і стало причиноютого, що ми сьогодні рахуємо десятками і кратними їм числами. Перші спроби створення інструментів для обробки інформації пов’язані з прагненням спростити таприскорити виконання дій над числами. У Стародавньому Китаї близько чотирьох тисяч років тому булавинайдена рахівниця. Греки та римляни більше двох тисячоліть тому почали використовувати абак –рахункову дошку, на якій числа зображувалися певною кількістю камінців, а дії над числами виконувалисяпересуванням камінців. У 1642 р. відомий французький фізик і математик Блез Паскаль винайшов арифмометр (паскаліно) –механічний прилад для виконання додавання та віднімання чисел. А через двадцять років німецькийматематик Г.Лейбніц удосконалив цю машину, додавши до її можливостей дії множення і ділення.Арифмометри кілька століть вірно слугували людям, будучи незамінними помічниками в бухгалтерськомуобліку, наукових розрахунках та в багатьох інших сферах. Істотний вклад у вдосконалення лічильних машин внесли вчені й конструктори Росії. Винахід інженераПетербурзької державної експедиції паперів В.Однера – арифмометр із зубчасткою, що має змінне числозубів. В кінці 18 ст. було виготовлено машину Е.Якобсона, у 1828 р. – Ф.М.Слободського, у 1846 р. –Й.Штофеля, Кумера, П.Л.Чебишова. Такі лічильні машини значно полегшували працю людини, проте без її участі машина лічити не могла.При цьому людина виконувала лише роль оператора. Однак можливості машин були обмежені, швидкістьобчислень була незначною, а ”пам’ять” давала змогу зберігати лише результат попередньої операції зчислами. Наприкінці ХІХ ст. в США проводився черговий перепис населення. Для опрацювання результатів булозастосовано табулятор Германа Холлеріта – пристрій для обробки перфокарт. Перфокарти невеликі аркушітонкого паперу розміром з паперовий долар, вони мали 12 горизонтальних рядів, в кожному з яких можнабуло пробити до 20 отворів. Комбінація отворів відповідали таким даним, як вік, стать, місценародження, кількість дітей та інші. Г.Холлеріт у 1924 р заснував фірму ІВМ (International BusinessMashines Corporation), яка тепер є одним із найвідоміших виробників комп`ютерів. Ідеї, реалізовані в сучасних комп’ютерах, були сформульовані ще в 1830 р. англійським ученимЧарльзом Беббіджем. Розроблена ним Аналітична машина повинна була мати пам’ять, що вміщує до 100сорокарозрядних чисел, та арифметичний пристрій. Результати операцій також мали зберігатися у пам’яті.Ч.Беббідж хотів побудувати свою машину з механічних елементів із використанням парового двигуна, алетогочасний технічний рівень так і не дозволив йому цього зробити. Тільки згодом, більш як через сто років,ці ідеї знайшли своє реальне втілення. Головна ідея Аналітичної машини – виконання обчислювальних операцій за інструкціями, що напередзадаються. Іншими словами, ця машина мала працювати за програмою. Розробка сучасних обчислювальних машин, або комп’ютерів (англ. computer – обчислювач), почалася врізних країнах у 30-40-х рр. ХХ ст. У 1943 р в США було створено обчислювальну машину Марк-1, основними елементами якої булиелектро–механічні реле. Ця машина мала довжину 17м і висоту 2,5м, містила близько 750 тисяч реле,з’єднаних проводами загальною довжиною понад 800км. Вона працювала в Гарвардському університеті,майже 17років. За день машина виконувала таку кількість обчислень, на яку раніше потрібно було півроку. Перша електронна обчислювальна машина (ЕОМ), зібрана на радіолампах, стала ”ЕNІАК”, створена уСША в 1946 р. До групи творців цієї ЕОМ входив один із видатних вчених ХХ ст. – Джон фон Нейман, якийі запропонував основні принципи побудови і функціонування універсальних програмових обчислювальнихмашин. У 1951 р. у Києві групою українських учених під керівництвом академіка С.О.Лєбєдєва було створенопершу на території нинішніх країн СНД електронну обчислювальну машину МЭСМ (рос. ”Малаяэлектронно-счётная машына). У 1976 р. у США С.Возняк і С. Джобс сконструювали перший персональний комп’ютер Apple. А в 1981р. фірма IBM випустила свою відому модель IBM PC (Personal Computer). З її появою розпочалася новаепоха, яка характеризується багатоплановою інформаційною діяльністю людини. -6-
  7. 7. Перші обчислювальні машини. Леонардо да Вінчі. Вважається, що перший у світі ескізний малюнок тринадцятирозрядного десятинногосумуючого пристрою на базі коліщаток з десятьма зубцями був виконаний Леонардо да Вінчі в одному з йогощоденників (вчений почав вести цей щоденник ще до відкриття Америки 1492 р.). Вільгельм Шиккард. 1623 року (більш ніж через 100 років після смерті Леонардо да Вінчі) німецькийвчений Вільгельм Шиккард запропонував свою модель шестирозрядного десятинного обчислювача, який мавскладатися також із зубчатих коліщаток та міг би виконувати додавання, віднімання, а також множення таділення. Винаходи да Вінчі та Шиккарда були знайдені лише в наш час і залишилися тільки на папері. Блез Паскаль. 1642 року 19-річний французький математик Блез Паскаль сконструював першу в світіпрацюючу механічну обчислювальну машину, відому як підсумовуюча машина Паскаля («Паскаліна»). Цямашина являла собою комбінацію взаємоповязаних коліщаток та приводів. На коліщатках були зображені цифривід 0 до 9. Якщо перше коліщатко робить повний оберт від 0 до 9, автоматично починає рухатись другеколіщатко. Якщо і друге коліщатко доходить до цифри 9, починає обертатися третє і так далі. Машина Паскалямогла лише додавати та віднімати. Готфрід Вільгельм фон Лейбніц. 1673 року німецький математик Готфрід Вільгельм фон Лейбніцсконструював свою обчислювальну машину. На відміну від Паскаля, Лейбніц використав у своїй машиніциліндри, а не коліщатка та приводи. На циліндри було нанесено цифри. Кожен циліндр мав девять рядківвиступів та зубців. При цьому перший ряд мав один виступ, другий ряд – два виступи і так до девятого ряду, якиймав відповідно девять виступів. Циліндри з виступами були пересувними, оператор надавав їм певногоположення. Машина Лейбніца, на відміну від підсумовуючої машини Паскаля, була значно складнішою за конструкцією.Вона була здатна виконувати не тільки додавання та віднімання, але й множення, ділення та обчислюванняквадратного кореня. Обчислювальні машини XIX сторіччя. Чарльз Беббідж. Винахід першої програмованої обчислювальної машини належить видатному англійськомуматематику Чарлзу Беббіджу (1830 р.). Він присвятив майже все своє життя цій праці, але так і не створив діючумодель. Беббідж назвав свій винахід «Аналітична машина». За планом машина мала діяти завдяки: силі пару. Прицьому вона була б здатна сприймати команди, виконувати обчислення та видавати необхідні результати унадрукованому вигляді. Програми в свою чергу мали кодуватися та переноситись на перфокарти. Ідеявикористання перфокарт була запозичена Беббіджем у французького винахідника Жозефа Жаккара (кінець XVIIIст.). Для контролю ткацьких операцій Жаккар використовував отвори, пробиті в картках. Картки з різнимрозташуванням отворів давали різні візерунки на плетінні тканини. По суті, Беббідж був першим, хто використавперфокарти стосовно обчислювальних машин. Гаспар де Проні. У своїй машині Беббідж використав також технологію обчислень, запропонованунаприкінці XVIII сторіччя французьким вченим Гаспаром де Проні. Він розділив обчислення на три етапи:розробка чисельного методу, створення програми послідовності арифметичних дій, проведення обчисленьшляхом арифметичних операцій над числами згідно зі створеною програмою. Августа Лавлейс. Серед учених, які зробили значний внесок у розвиток обчислювальної техніки, буламатематик леді Августа Лавлейс — дочка видатного англійського поета лорда Байрона. Саме вона переконалаБеббіджа у необхідності використання у його винаході двійкової системи обчислення замість десяткової. Вонатакож розробила принципи програмування, що передбачали повторення послідовності команд та виконання цихкоманд за певних умов. Ці принципи використовуються і в сучасній обчислювальній техніці. Герман Холеріт. Чарлз Беббідж вперше висловив ідею використання перфокарт в обчислювальній техніці,але реалізовано цю ідею було тільки 1887 року Германом Холерітом. Його машина була призначена для обробкирезультатів перепису населення США. Також Холеріт уперше застосував для організації процесу обчисленняелектричну силу. Картки використовувались для кодування даних перепису, при цьому на кожну людину була заведена окремакартка. Кодування велося за допомогою певного розташування отворів, що пробивалися в картці по рядках таколонках. Наприклад, отвір, що був пробитий в третій колонці та четвертому рядку, міг означати, що людинаодружена. Коли картка, що мала розмір банкноти в один долар, пропускалася крізь машину, вона прощупуваласьсистемою голок. Якщо навпроти голки зявлявся отвір, то голка проходила крізь нього і доторкалася до металевоїповерхні, що була розташована під карткою. Контакт, який відбувався при цьому, замикав електричний ланцюг,завдяки чому до результату обчислення додавалася одиниця. Перші електронно-обчислювальні машини. Перші електронні компютери зявилися в першій половині XX ст. На відміну від попередніх, вони могливиконувати задану послідовність операцій за програмою, що була задана раніше, або послідовно розвязуватизадачі різних типів. Перші компютери були здатні зберігати інформацію в спеціальній памяті. Конрад Цузе. 1934 року німецький студент Конрад Цузе, який працював над дипломним проектом, вирішивстворити у себе вдома цифрову обчислювальну машину з програмним управлінням та з використанням (вперше всвіті) двійкової системи числення. 1937 року. Вона була 22-розрядною, з памяттю на 64 числа і працювала насуто механічній (важільній) базі. Необхідність у швидких та точних обчисленнях особливо зросла під час Другої світової війни (1939-1945 рр.) -7-
  8. 8. перш за все для розвязання задач балістики, тобто науки про траєкторію польоту артилерійських та іншихснарядів до цілі. Джон Атанасов. 1937 року Джон Атанасов (американський вчений, болгарин за походженням) впершезапропонував ідею використання електронних ламп як носіїв інформації. Алан Тьюрінг. В 1942—1943 роках в Англії була створена за участю Алана Тьюрінга обчислювальнамашина «Колос». В ній було 2000 електронних ламп. Машина призначалася для розшифрування радіограмнімецького вермахту. «Колос» вперше в світі зберігав та обробляв дані за допомогою електроніки, а не механічно.Машини Цузе та Тьюрінга були засекреченими, про їх створення стало відомо через багато років після закінченнявійни. Говард Айкен - Марк 1. 1944 року під керівництвом професора Гарвардського університету Говарда Айкенабуло створено обчислювальну машину з автоматичним керуванням послідовністю дій, відому під назвою Марк 1.Ця обчислювальна машина була здатна сприймати вхідні дані з перфокарт або перфострічок. Машина Марк 1була електромеханічною, для зберігання даних використовувались механічні прилади (коліщатка та перемикачі).Машина Айкена могла виконувати близько однієї операції за секунду та мала величезні розміри: понад 15 мзавдовжки та близько 2,5 м заввишки і складалася більш ніж із 750 тисяч деталей. Джон Моучлі та Дж. Преспер Еккерт – ЕНІАК. 1946 року групою інженерів під керівництвом ДжонаМоучлі та Дж. Преспера Еккерта на замовлення військового відомства США було створено машину ЕНІАК, якабула здатна виконувати близько 3 тисяч операцій за секунду. За розмірами ЕНІАК був більшим за Марк 1: понадЗО метрів завдовжки, його обєм становив 85 м3. Важив ЕНІАК ЗО тонн. Замість тисяч механічних деталейМарка 1, в ЕНІАКу було використано 18 тисяч електронних ламп. Джон фон Нейман. Суттєвий внесок у створення ЕОМ зробив американський математик Джон фон Нейман,що брав участь у створенні ЕНІАКа. Фон Нейман запропонував ідею зберігання програми в памяті машини. ТакіЕОМ були значним кроком уперед на шляху створення більш досконалих машин. Вони були здатні оброблятикоманди в різному порядку. ЕДСАК. Перша ЕОМ, яка зберігала програми у памяті, дістала назву ЕДСАК (Electronic Delay StorageAutomatic Calculator — електронний калькулятор з памяттю на лініях затримки). Вона була створена вКембріджському університеті (Англія) 1949 року. З того часу всі ЕОМ є компютерами з програмами, якізберігаються у памяті. С. Лєбєдєв – МЕОМ, ШЕОМ. 1951 року в Києві під керівництвом С. Лєбєдєва незалежно було створеноМЕОМ (Мала Електрична Обчислювальна Машина). 1952 року ним же було створено ШЕОМ (ШвидкодіючаЕлектрична Обчислювальна Машина), яка була на той час кращою в світі та могла виконувати близько 8 тисячоперацій за секунду. Джон Моучлі та Дж. Преспер Еккерт – UNIVAC. 1951 року компанія Джона Моучлі та Дж. ПреспераЕккерта створила машину UNIVAC (Universal Automatic Computer — універсальна автоматична обчислювальнамашина). Перший екземпляр ЮНІВАКа було передано в Бюро перепису населення США. Потім було створенобагато різних моделей ЮНІВАКа, які почали застосовуватися у різних сферах діяльності. Таким чином, ЮНІВАКстав першим серійним компютером. Крім того, це був перший компютер, в якому замість перфострічок та картокбуло використано магнітну стрічку. Покоління ПК, їх особливості. Коли говорять про історію розвитку компютерів, окремо виділяють компютери першого, другого,третього, четвертого або п’ятого поколінь. Що означають ці слова? Удосконалення компютерів ведеться в декількох напрямках. По-перше, змінюються абовикористовуються нові основні елементи, з яких виготовляється компютер, — змінюється елементна базакомпютерів. По-друге, змінюється програмне забезпечення. Крім того, удосконалюються технічні пристрої,що використовуються компютером, організація та взаємозвязок його різних частин. Згідно з цим і виникподіл компютерів на покоління. Покоління поділяються, в основному, за типом елементів, що забезпечуютьроботу центрального процесора. У компютерів першого покоління головним робочим елементом були електронні лампи. Ці лампибули великими за розмірами: 8-10см у довжину і 3см у діаметрі, споживали для своєї роботи багатоелектроенергії, часто виходили з ладу. Компютери на лампах займали багато місця, для їх обслуговуваннябули потрібні бригади інженерів. Представниками цього покоління були компютери ВЕОМ-1, Мінськ-1,Урал-1, Стріла, Еніак тощо. Компютери другого покоління зявилися на початку 60-х років. Основними робочими елементами вцих компютерах були напівпровідникові транзистори. Їх розміри не перевищували 2 см3. Використаннянапівпровідникових елементів дозволило збільшити ємкість оперативної памяті компютерів, підвищити їхнадійність і довести швидкодію до мільйона операцій за секунду. Зменшилися розміри компютерів ікількість споживаної ними електроенергії. Для зберігання інформації почали використовуватися магнітнінакопичувачі, для введення інформації – телетайпи, для виведення – друкувальні пристрої. Змінилосяпрограмне забезпечення. Зявилися мови програмування високого рівня, що були призначені для розвязаннязадач певного типу. Представники цього покоління - компютери Урал-14, Урал-16, Мінськ-32, ВЕОМ-6,М -222, МИР-2, Наірі, PDP-1. -8-
  9. 9. Третє покоління компютерів як основний елемент використовувало інтегральні мікросхеми, щозявилися на початку 70-х років. Інтегральна мікросхема – це пластинка, на якій розміщено мініатюризованінапівпровідникові транзистори. Кожна мікросхема здатна виконувати певну функціональну задачу.Мікросхеми складаються у блоки, що є складовими частинами компютера. Використання мікросхемдозволило набагато покращити характеристики компютера. Збільшився обєм оперативної памяті, зросланадійність і швидкодія була доведена до декількох мільйонів операцій за секунду. Розміри компютерівстали ще менше. В компютерах третього покоління почали використовуватися дисплеї на основіелектронно-променевих трубок, удосконалюватися накопичувачі та інші пристрої введення/виведення.Компютери використовували літерно-цифрову інформацію. До третього покоління належать всі компютериЄдиної Системи: ЄС-1010, ..., ЄС-1066, компютери серії Електроніка, СМ-3, CM-4, IBM-360, PDP-8 та ін. Поява четвертого покоління компютерів на початку 80-х років була повязана зі створенням і ви-користанням великих інтегральних схем (ВІС). ВІС – це поміщений у корпус кремнійовий кристал розміром5 мм2, у якому містяться мільйони напівпровідникових транзисторів. Увесь ЦП компютера вдалосярозмістити в одному кристалі. Такий ЦП почали називати мікропроцесором. Використання мікропроцесорівдозволило зменшити розміри компютерів настільки, що було створено компютери індивідуальногокористування – персональні компютери. До компютерів четвертого покоління належать обчислювальнийкомплекс Ельбрус, персональні компютери Іскра, ЄС-1840, ЄС-1841, IBM PC XT/AT, PDP-11 та ін. Передбачається, що в компютерах пятого покоління як основний робочий елементвикористовуватимуться надвеликі інтегральні схеми (НВІС). Розміщення транзисторів в НВІС повиннобути щільнішим, ніж у сучасних мікропроцесорах. Усі характеристики компютерів стануть набагато кращі.Значно збільшиться обєм оперативної памяті, швидкодія досягне мільярда операцій за секунду, зростенадійність. Основні покращення в роботі здійснюватимуться за рахунок паралельної роботи всіх пристроївкомпютера. Передбачається обєднати компютери в систему на базі єдиної архітектури, отже кожнийкористувач зможе скористатися великими можливостями всієї системи. Пристрої введення інформаціїрозумітимуть голос людини, розпізнаватимуть почерк, відчуватимуть дотик. Компютери будутьрозвязувати задачі, використовуючи принципи діяльності мозку людини. Програмне забезпеченнякомпютерів пятого покоління буде грунтуватися на системах штучного інтелекту. В усьому різноманітті сучасних персональних комп’ютерів можна виділити дві основних сім’ї. Перша сім’я – це комп’ютери, що використовують мікропроцесори фірми Intel з цілком визначеноюпобудовою апаратної частини – архітектурою. Оскільки більшість комп’ютерів такого типу випускається фірмоюІВМ, комп’ютери цієї сім’ї називаються ІВМ-сумісними (або ІВМ РС-сумісними). Друга сім’я – це комп’ютери з архітектурою фірми Епл Макінтош (від англ. Apple Macintosh), яківикористовують мікропроцесори спільного виробництва декількох фірм. 1.2. Основи побудови та функціонування ПК. Загальні відомості про персональний комп’ютер. Компютер - це електронний пристрій, що виконує операції введення інформації, зберігання таоброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняттялюдиною. Взаємодія з користувачем відбувається через багато середовищ, від алфавітно-цифрового абографічного діалогу за допомогою дисплея, клавіатури та мишки до пристроїв віртуальної реальності. Закожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки компютера: – пристрій введення, – центральний процесор, – запамятовуючий пристрій, – пристрій виведення. Структура компютера дуже складyа. У сучасних компютерах, зокрема персональних, все частішездійснюється відхід від традиційної архітектури фон Неймана, зумовлений прагненням розробників такористувачів до підвищення якості та продуктивності компютерів. Як результат, всі ці та інші фактори спричинили принципове і конструктивне вдосконалення елементноїбази компютерів, тобто створення нових, більш швидких, надійних і зручних у роботі процесорів,запамятовуючих пристроїв, пристроїв введення-виведення і т.д. Проте, слід усвідомлювати, що швидкістьроботи елементів неможливо збільшувати безмежно. Тому розробники компютерної техніки шукаютьвирішення цієї проблеми вдосконаленням архітекутри ЕОМ. Так, зявилися компютери з багатопроцесорною архітектурою, в яких кілька процесорів працюютьодночасно. Методи класифікації компютерів. Номенклатура видів компютерів на сьогодні величезна: машинирозрізняються за призначенням, потужністю, розмірами, елементною базою і т.д. Тому класифікують ЕОМза різними ознаками. Слід зауважити, що будь-яка класифікація є певною мірою умовна, оскільки розвитоккомпютерної науки і техніки настільки стрімкий, що, наприклад, сьогоднішня мікро-ЕОМ не поступається -9-
  10. 10. за потужністю міні-ЕОМ пятирічної давності і навіть суперкомпютерам віддаленішого минулого. Крім того,зарахування компютерів до певного класу досить умовне як через нечіткість розмежування груп, так і внаслідок впровадження в практику замовного складання компюерів, коли номенклатуру вузлів і конкретнімоделі їх адаптують до вимог замовника. Розглянемо найбільш поширені критерії класифікації компютерів. Класифікація за призначенням – великі електронно-обчислювальні машини (ЕОМ); – міні ЕОМ; – мікро ЕОМ; – персональні компютери. Великі ЕОМ (Main Frame). Застосовують для обслуговування великих галузей народногогосподарства. На базі великих ЕОМ створюють обчислювальний центр, що містить декілька відділів абогруп. Штат обслуговування - десятки людей. Міні ЕОМ. Подібна до великих ЕОМ, але менших розмірів. Використовують у великих підприємствах,наукових закладах і установах. Часто використовують для керування виробничими процесами.Характеризуються мультипроцесорною архітектурою, підключенням до 200 терміналів, дисковимизапамятовуючими пристроями, що нарощуються до сотень гігабайт, розгалуженою периферією. Дляорганізації роботи з мініЕОМ, потрібен обчислювальний центр, але менший ніж для великих ЕОМ. МікроЕОМ. Доступні багатьом установам. Для обслуговування достатньо обчислювальної лабораторіїу складі декількох чоловік, з наявністю прикладних програмістів. Необхідні системні програми купуютьсяразом з мікроЕОМ, розробку прикладних програм замовляють у великих обчислювальних центрах абоспеціалізованих організаціях. Персональні компютери. Бурхливий розвиток набули в останні 20 років. Персональний компютер(ПК) призначений для обслуговування одного робочого місця і спроможний задовольнити потреби малихпідприємств та окремих осіб. З появою Інтернету популярність зросла значно вище, оскільки за допомогоюперсонального компютера можна користуватись науковою, довідковою, учбовою та розважальноюінформацією. Персональні компютери умовно можна поділити на професійні та побутові, але в звязку ізздешевленням апаратної частини, межі між ними розмиваються. Більшість персональних компютерів на ринку підпадають до категорії масових ПК. Ділові ПК - маютьмінімум засобів відтворення графіки та звуку. Портативні ПК відрізняються наявністю засобів зєднаннявіддаленого доступу (компютерний звязок). Робочі станції - збільшені вимоги до пристроїв збереженняданих. Розважальні ПК - основний акцент до засобів відтворення графіки та звуку. Класифікація по рівню спеціалізації: універсальні; спеціалізовані. На базі універсальних ПК можна створити будь-яку конфігурацію для роботи з графікою, текстом,музикою, відео тощо. Спеціалізовані ПК створені для рішення конкретних задач, зокрема, бортовікомпютери у літаках та автомобілях. Спеціалізовані мініЕОМ для роботи з графікою (кіно- відеофільми,реклама) називаються графічними станціями. Спеціалізовані компютери, що обєднують компютери у єдинумережу, називаються файловими серверами. Компютери, що забезпечують передачу інформації черезІнтернет, називаються мережними серверами. Класифікація за розміром – настільні (desktop); – портативні (notebook); – кишенькові (palmtop). Найбільш поширеними є настільні ПК, які дають змогу легко змінювати конфігурацію. Портативнізручні для користування, мають засоби компютерного звязку. Кишенькові моделі можна назватиінтелектуальними записниками, дозволяють зберігати оперативні дані і отримувати швидкий доступ. Класифікація за сумісністю. Існує безліч видів і типів компютерів, що збираються з деталей, яківиготовлені різними виробниками. Важливим є сумісність забезпечення компютера: – апаратна сумісність (платформа IBM PC та Apple Macintosh); – сумісність на рівні операційної системи; – програмна сумісність; – сумісність на рівні даних. Конфігурацію ПК можна змінювати в міру необхідності. Але, існує поняття базової конфігурації, якуможна вважати типовою: – системний блок; – монітор; – клавіатура; – мишка. Компютери випускаються і у портативному варіанті (laptop або notebook виконання). В цьому випадку, - 10 -
  11. 11. системний блок, монітор та клавіатура містяться в одному корпусі: системний блок прихований підклавіатурою, а монітор вбудований у кришку. Системний блок, його основні вузли. Системний блок - основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, щознаходяться в середині системного блока (кріпляться на материнській платі) називають внутрішніми, апристрої, що під’єднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені длявводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блокивідрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower)виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower),середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двохформатів: вузький (Full-AT) та надто вузький (Baby-AT). Корпуси персональних компютерів мають різніконструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу,засоби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу). Корпуси поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення є одним із параметрівкорпусу. Основними вузлами системного блоку є: Материнська плата – основна частина системного блоку, до якої підключені всі пристрої системногоблоку. Через материнську плату відбувається спілкування пристроїв системного блоку між собою, обмінінформацією, живлення електроенергією. Чим швидше шини (канали звязку пристроїв) материнської плати,тим швидше відбувається спілкування пристроїв між собою, тим швидше працює компютер. Процесор – мозок системного блоку, виконує логічні операції. Від його швидкості, частоти багато вчому залежить швидкодія компютера й вся його архітектура. Оперативна память – память для тимчасового зберігання даних в компютері, використовуєтьсятільки, коли компютер працює. Від обсягу та швидкості оперативної памяті залежить швидкодіякомпютера. Жорсткий диск – служить для тривалого зберігання інформації, на ньому розташовані програминеобхідні для роботи компютера (Windows, Office, Internet Explorer.) та файли користувача (Поштові файли,якщо використовується поштовий клієнт, відео, музика, картинки.). Відеокарта – плата всередині системного блоку, призначена для звязку системного блоку і монітора,передає зображення на монітор і бере частину обчислень на себе з підготовки зображення для монітора. Відвідеокарти залежить якість зображення. Відеокарта має свою вбудовану оперативну память і свій процесорпо обробці зображення. Чим вище частота роботи процесора відеокарти і чим більше память відеокарти, тиму більш круті (пізніше випущені) гри ви зможете грати на своєму компютері. Звукова карта – призначена для підготовки звукових сигналів, відтворених колонками. Звукова картазазвичай вбудована в материнську плату, але буває і конструктивно відокремлена і підключена через шину. Мережева карта – плата, пристрій, встановлюється в материнську плату або вбудовано в неї. Мережевакарта служить для зєднання компютера з іншими компютерами по локальній мережі або для підключеннядо мережі Інтернет. CD / DVD-ROM – пристрій для читання / запису компакт-дисків, CD-дисків, DVD-дисків. Ці пристроївідрізняються швидкістю зчитування або запису інформації, а також можливість читання / запису різнихносіїв. Сучасні CD-ROMи здатні читати і записувати як CD, так і DVD різної ємності. Дисковод – пристрій, призначений для читання / запису інформації на дискети. У сучасних компютерахвстановлюється рідко. У місце дисководах в сучасних компютерах встановлюють картрідер. Картрідер – пристрій для читання / запису інформації на карти памяті. Картрідери відрізняються зашвидкісними характеристиками читання / запису інформації. Картрідери бувають вбудованими в системнийблок або конструктивно незалежні, що підключаються до системного блоку через USB-порт. Порти компютера – розєми на системному блоці, призначені для підключення периферійнихпристроїв, пристроїв маніпуляторів і пристроїв відображення (USB, VGA, розєм живлення, COM-порт,Ethernet-порт, стандартний розєм для виведення звуку і т.д.). Блок живлення – блок, який живить всі пристрої всередині компютера. Блоки живлення відрізняютьсяза потужністю. Чим потужніший блок живлення, тим більше пристроїв ви зможете підключити всерединісистемного блоку. Кулери – вентилятори, призначені для повітряного охолодження. Зазвичай кулери встановленіусередині блоку живлення, на процесорі, на відеокарті. Додатковий кулер може бути встановлений насистемному блоці, для охолодження всього блоку. Радіатори – металеві пластини, встановлюються для відведення тепла з процесорів в системному блоці.Зазвичай радіатори охолоджуються кулерами, але не завжди. - 11 -
  12. 12. Системна (материнська) плата. Всередині системного блоку основною за призначенням і більшою за розміром є системна (материнська)плата. Системна (материнська) плата (англ. - motherboard, mainboard, MB, розм. - мамка, мати, материнка) –це основна плата, до якої приєднуються всі частини компютера. Вона встановлюється в системному блоці ікріпиться до корпусу. Потім на материнську плату встановлюється процесор, память, і багато іншого. Тобтовона як би зєднувальний елемент, база, до якої підключаються всі інші пристрої. На материнській платізазвичай встановлені мікросхеми, що відповідають за роботу з процесором, памяттю і іншими пристроями(так званий чіпсет). Ось чому вибір материнської плати дуже важливий і з точки зору продуктивностікомпютера, і з точки зору його надійності. Головне завдання материнської плати – об’єднати і забезпечити спільну роботу всіх елементів. На вигляд материнська плата класичного стаціонарного компютера являє собою досить великумікросхему, на якій розміщена значна кількість розємів. На материнській платі розташовано: · Центральний процесор (CPU Central Processing Unit). · Системна шина – основна магістраль, по якій відбувається обмін даними між процесором та іншими пристроями. · Чіпсет (Chip Set) – набір мікросхем, які відповідають за роботу комп’ютера. В цьому наборі містяться контролери, система керування, таймери тощо. · Пристрої внутрішньої пам’яті: o Оперативний запам’ятовуючий пристрій. o Постійний запам’ятовуючий пристрій. o Енергонезалежний запам’ятовуючий пристрій. · Роз’єми для під’єднання накопичувачів на твердому диску та оптичних дисків. · Внутрішні роз’єми (слоти) до яких можна під’єднати певні основні чи периферійні пристрої: o Відеоплату (відеоадаптер). o Звукова плату (звуковий адаптер). o Мережну плату (мережний адаптер). o Внутрішній модем. o TV або FM тюнер. З метою вивільнення простору і зручності користування ці пристрої можуть відразу міститися на материнській платі у вигляді мікросхем. В цьому випадку вони називаються інтегрованими. Якість інтегрованих пристроїв є значно нижчою ніж якість окремо поставлених пристроїв. · Зовнішні роз’єми (порти) до яких під’єднуються різноманітні пристрої вводу/виводу, збереження та передачі інформації. Мікропроцесор (МП). Мікропроцесор – головна мікросхема компютера, його "мозок". Він дозволяє виконувати програмнийкод, що знаходиться у памяті і керує роботою всіх пристроїв компютера. Швидкість його роботи визначаєшвидкодію компютера. Конструктивно, процесор - це кристал кремнію дуже маленьких розмірів. Процесор є найважливішим пристроєм в комп’ютері, основною мікросхемою комп’ютера, що визначаєпотужність комп’ютера. Основні функції процесора: · Виконання логічних та арифметичних операцій. · Керування обчислювальним процесом. · Координація роботи всіх пристроїв системи. В обчислювальній системі може бути кілька паралельно працюючих процесорів. Такі системиназиваються багатопроцесорними. Основні складові процесора:· Пристрій керування. Координує роботу всіх пристроїв, керує роботою пристроїв та обчисленнями.· Арифметико логічний пристрій. Виконує арифметичні та логічні операції.· Математичний сопроцесор. Працює разом з процесором і збільшує швидкість математичних обчислень.· Пристрій генерації адрес (AGU Address Generation Unit). Відповідає за коректну адресацію при завантаженні та збереженні адрес.· Дешифратор команд. Аналізує команди, що надходять до процесора і перетворює їх у форму, що є прийнятною для процесора.· Регістри. Спеціальні комірки, де власне відбуваються обчислення.· Кеш-пам’ять. Високошвидкісна пам’ять комп’ютера. Використовується для пришвидшення обміну інформацією між процесором та оперативною пам’яттю. - 12 -
  13. 13. Основні параметри (характеристики) процесора: · Тактова частота. · Розрядність. · Робоча напруга. · Об’єм кеш-пам’яті. Тактова частота - це кількість електричних імпульсів у секунду, вимірюється у Герцах (МегаГерцах,ГігаГерцах). Вона задається кварцовим генератором, що знаходиться на материнській платі. Чим вищою єтактова частота ядра процесора, тим швидше відбувається обробка даних. Межа тактової частоти була досягнута у 4,7 ГГерц і подальший розвиток процесорів відбувається унапрямку збільшення кількості обчислювальних ядер процесора (2, 4, 6, 8 і далі). Тут тактова частота длякожного ядра дещо зменшилася до 2,6-3,0 ГГерц, але за рахунок збільшення кількості ядер, їх тактовічастоти підсумовуються. Нажаль, не завжди збільшення ядер процесора призводить до збільшення швидкодії, бо існує доволібагато програм, що використовує лише одне ядро. Розрядність показує скільки біт даних (розрядів) процесор може прийняти і обробити в своїх регістрахза один такт. Наприклад, 32-розрядний процесор – 32 біти, 64-розрядний – 64 біти. Робоча напруга сучасних процесорів має прагнути до зменшення, що дозволяє зменшити розмірипроцесора, а також зменшити тепловиділення, що дозволяє збільшити потужність без загрози перегріву (підчас роботи процесор нагрівається до 650-900 С). Сучасні процесори мають робочу напругу 0,5-1,5 В. Раніше цей показник складав 1,75-3,5 В. Кеш-пам’ять процесора. Обмін даними всередині процесора відбувається значно швидше, ніж обмінданими між процесором та оперативною пам’яттю. Для того, щоб зменшити кількість звертань дооперативної пам’яті (бо це затягує час) процесор має так звану над оперативну кеш-пам’ять. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається до кеш-пам’яті і лише у разі, якщо потрібні данітам відсутні, звертається до оперативної пам’яті. Тому, високопродуктивні процесори оснащуютьсяпідвищеними обсягами кеш-пам’яті. Лідерами серед фірм-виробників процесорів є компанії Intel та AMD. Сучасні мікропроцесори В листопаді 2000 р. фірма Intel представила процесор Pentium IV, який на сьогодні є основним серед IBM-сумісних комп’ютерів. Архітектура його стала відрізнятися від архітектури попередників, завдяки чому змоглисильно наростити частоту процесора. Перші МП Pentium IV мали частоту 1,4 – 1,5 ГГц і містили 42 млнтранзисторів на площі 217 мм2 (в два рази більше ніж Pentium III). 14 листопада 2002 р. Intel анонсувала МПPentium IV 3,06 ГГц. Такої високої тактової частоти вдалося добитися завдяки організації обчислень в декількапотоків. Тепер виготовляють тільки мікропроцесори сім’ї Pentium IV. Тактові частоти останніх Pentium знаходяться в межах 4 ГГц. У процесорах сім’ї Pentium використовується 64-розрядна шина даних. Відгалуженням від процесорів сім’ї Pentium стали процесори сім’ї Xeon, призначені для багатопроцесорнихсерверів та процесори Celeron – більш спрощений та здешевлений варіант процесорів Pentium. В 2001 р. з’явивсяпроцесор фірми Intel – Itanium. Остання модель Itanium 2 містить 410 млн транзисторів і має розрядність шиниданих 128 байт. Революційною подією на ринку МП став момент появи (cередина 2006 р.) на ринку продуктів Intel Core 2(восьме покоління мікропроцесорів). Core 2 – це ефективна система взаємодії декількох процесорних ядер, аледля їх ефективної роботи необхідно, щоб програмні продукти були адаптовані для багатопроцесорних систем. Паралельно з фірмою Intel фірма AMD в 1999 р. випустила МП Athlon (K7). Це були моделі AMD Athlon 500,550, 600, згодом 650, 700, 750, 800. Крім К7 на ринку з’явилася МП Athlon MP та Athlon XP (32-розрядні МП), щосклали конкуренцію Pentium IV. В останній час фірма AMD вирішила маркувати свої процесори не реальноютактовою частотою, а так званим PR-рейтингом. PR-рейтинг нових Athlon XP, MP починається з відмітки 1500+,що відповідає частоті 1,33 ГГц і закінчується на рівні 2800+. В жовтні 2002 р. AMD випустила 2 нових МП: Athlon XP 2700+ та Athlon XP 2800+, який в багатьох тестах єкращим ніж Pentium IV 2,8ГГц, хоча є дешевшим в 1,5 рази. В 2003 р. на ринок поступили МП фірми AMD 8-го покоління під назвою Athlon 64 FX (Hammer).Одноядерний Athlon 64 представлений моделями 2800+, …, 3400+. Компанія AMD в 2005 р. анонсувала випуск двоядерних процесорів Athlon 64 Х2 для настільних систем талінійку серверних двоядерних процесорів Opteron. PR-рейтинг Athlon 64 Х2 знаходиться в діапазоні від 3800+ до6000+(2008 р.). Внутрішня пам’ять ПК. Пам’ять комп’ютера найкраще уявити собі як послідовність комірок. Кількість інформації в однійкомірці – один байт (вісім бітів). Будь-яка інформація зберігається в пам’яті комп’ютера як послідовність байтів. Байти пам’ятіпронумеровано один за одним, причому номер першого від початку пам’яті байта дорівнює нулю.Конкретна інформація, що зберігається в пам’яті може займати один або кілька байтів. Кількість байтів, яку - 13 -
  14. 14. займає та чи інша інформація в пам’яті, є розміром цієї інформації в байтах. Основне завдання, що постає перед комп’ютером при роботі з пам’яттю, – знайти дані або команду,тобто визначити, де міститься потрібна інформація в пам’яті. Щоб знайти людину у великому місті, необхідно знати її адресу. Так само, щоб знайти місце тієї чиіншої інформації в пам’яті, введено поняття адреси інформації. Наприклад, якщо слово “інформатика”, яке складається з 11 літер, займає байти від 1233 до 1244 (всього11 байтів), то адреса цього слова дорівнює 1234. Обсяг пам’яті – це кількість байтів, що містяться в ній. Чим більший обсяг пам’яті, тим більше даних та програм вона може вмістити, тим, відповідно, більшезадач можна розв’язати за допомогою комп’ютера. Чим же визначається обсяг доступної пам’яті комп’ютера, або, інакше кажучи, яке найбільше числоможна використати, щоб вказати адресу? Адреса, як і будь-яка інформація в комп’ютері подається у двійковому вигляді. Отже, найбільшезначення адреси визначається кількістю бітів, що використовуються для його двійкового подання. Під внутрішньою памяттю розуміють всі види запамятовуючих пристроїв, що розташовані наматеринській платі. До них відносяться: · оперативна память, · кеш-память · постійна память, · енергонезалежна память. Оперативна память RAM (Random Access Memory). Память RAM - це масив кристалічних комірок, що здатні зберігати дані. Вона використовується дляоперативного обміну інформацією (командами та даними) між процесором, зовнішньою памяттю тапериферійними системами. З неї процесор бере програми та дані для обробки, до неї записуються отриманірезультати. Назва "оперативна" походить від того, що вона працює дуже швидко і процесору не потрібночекати при зчитуванні даних з памяті або запису. Однак, дані зберігаються лише тимчасово при включеномукомпютері, інакше вони зникають. При роботі з оперативною пам’яттю використовують такі поняття, як час доступу до пам’яті та часциклу пам’яті. Такі поняття характеризують швидкодію пам’яті. Час доступу до пам’яті – це час, якийтреба для переведення інформації з пам’яті на шину даних після адресації необхідної області пам’яті. Інодітаку характеристику називають часом доступу при читанні або часом читання, інший різновид часу доступудо пам’яті пов’язаний із записом до пам’яті, тобто час, який необхідний для перенесення інформації з шиниданих до адресованої області пам’яті. Цикл пам’яті – це найменший інтервал часу, який може мати місце між двома звертаннями до пам’яті,такий час залежить не тільки від параметрів самої пам’яті, але й від характеристики всієї системи. Оперативна память у компютері розміщена на стандартних панельках, що звуться модулями. Модуліоперативної памяті вставляють у відповідні розєми на материнській платі. Конструктивно модулі памятімають два виконання - однорядні (SIMM - модулі) та дворядні (DIMM - модулі). На компютерах зпроцесорами Pentium однорядні модулі можна застосовувати лише парами (кількість розємів для їхвстановлення на материнській платі завжди парне). DIMM - модулі можна встановлювати по одному.Комбінувати на одній платі різні модулі не можна. Основними характеристиками модулів оперативноїпамяті є: обєм памяті та час доступу. SIMM- модулі є обємом 4, 8, 16, 32 мегабайти; DIMM - модулі - 16,32, 64, 128, 256 Мбайт. Час доступу показує, скільки часу необхідно для звертання до комірок памяті, чимменше, тим краще. Вимірюється у наносекундах. SIMM - модулі - 50-70 нс, DIMM - модулі - 7-10 нс. Для збільшення продуктивності компютера, тимчасового зберігання вмісту комірок оперативної памятівикористовується кеш-память (від англ. cashe – склад, тайник). Кеш-память є проміжним запамятовуючимпристроєм і використовується для прискорення обміну між процесором і RAM. У сучасних компютерахвикористовуються кілька рівнів кеш-памяті. Кеш-память може розміщуватись як на кристалімікропроцесора, так і на системній платі. Постійна память ROM (Read Only Memory) В момент включення компютера в його оперативній памяті відсутні будь-які дані, оскільки оперативнапамять не може зберігати дані при вимкненому компютері. Але процесору необхідні команди, в тому числі івідразу після включення. Тому процесор звертається за спеціальною стартовою адресою, яка йому завждивідома, за своєю першою командою. Ця адреса вказує на память, яку прийнято називати постійною памяттюROM або постійним запамятовуючим пристроєм (ПЗП). Мікросхема ПЗП здатна тривалий час зберігатиінформацію, навіть при вимкненому компютері. Кажуть, що програми, які знаходяться в ПЗП, "зашиті" у ній- вони записуються туди на етапі виготовлення мікросхеми. Комплект програм, що знаходиться в ПЗПутворює базову систему введення/виведення BIOS (Basic Input Output System). Основне призначення цихпрограм полягає в тому, щоб перевірити склад та працездатність системи та забезпечити взаємодію з - 14 -
  15. 15. клавіатурою, монітором, жорсткими та гнучкими дисками. Енергонезалежна память CMOS Робота таких стандартних пристроїв, як клавіатура, може обслуговуватися програмами BIOS, але такимизасобами неможливо забезпечити роботу з усіма можливими пристроями (у звязку з їх величезноюрізноманітністю та наявністю великої кількості різних параметрів). Але для своєї роботи програми BIOSвимагають всю інформацію про поточну конфігурацію системи. З очевидних причин цю інформацію неможна зберігати ні в оперативній памяті, ні в постійній. Спеціально для цих цілей на материнській платі є мікросхема енергонезалежної памяті, яка потехнології виготовлення називається CMOS. Від оперативної памяті вона відрізняється тим, що її вміст незникає при вимкненні компютера, а від постійної памяті вона відрізняється тим, що дані можна заносититуди і змінювати самостійно, у відповідності з тим, яке обладнання входить до складу системи. Мікросхемапамяті CMOS постійно живиться від невеликої батарейки, що розташована на материнській платі. У ційпамяті зберігаються дані про гнучкі та жорсткі диски, процесори і т.д. Той факт, що компютер чітковідслідковує дату і час, також повязаний з тим, що ця інформація постійно зберігається (і обновлюється) упамяті CMOS. Таким чином, програми BIOS зчитують дані про склад компютерної системи з мікросхемиCMOS, після чого вони можуть здійснювати звертання до жорсткого диска та інших пристроїв. Поняття магістралі (шини). Різновидності шин, їх особливості. Поняття про магістрально-модульну будову ПК. Принципи функціонування сучасних комп’ютерів: · Принцип двійкового кодування; · Принцип програмного керування; · Принцип адресності; · Принцип однорідності пам’яті; · Магістрально-модульний принцип. Магістрально-модульний принцип будови полягає в тому, що комп’ютер складається з окремихмодулів, обмін інформацією між якими здійснюється через системну шину. Всі пристрої ПК підключаються до материнської плати за допомогою розємів на ній. Кожен пристрій –це окремий модуль. З’єднання всіх модулів в одну систему забезпечується за допомогою системноїмагістралі (шини), яка являє собою лінії передачі даних, адрес та керування. Слово «шина» спочатку (було введено в електротехніці та означало товстий мідний дріт для передачівеликих струмів. У компютерній техніці «шиною» називають пристрій для зв’язку між собою кількох вузлівкомпютера. Шина – це сукупність паралельних ліній, по яких на основі спеціальних алгоритмів передаєтьсяінформація від одного модуля компютера до іншого за допомогою електричних сигналів. Усі шини в сукупності утворюють системну магістраль. Системна магістраль містить три шини: · шина керування – служить для управління процесором усіма системами та процесами, що відбуваються в компютері; · адресна шина – забезпечує вибір потрібної комірки памяті, а також портів введення-виведення; · шина даних – по ній інформація передається між ЦП і будь-яким пристроєм. По шині керування процесор «інформує» пам’ять, що йому необхідні дані, які знаходяться в комірці зпевною адресою. Потім процесору надходить відповідь, що ці дані доступні і він по адресній шині передаєадреси комірок пам’яті, а по шині даних зчитує з них інфорЀ

×