Определение компьютера

Компьютер (ағылш. computer — «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.

Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау  үшін компьютер механикалық бөліктердің  орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық  құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге  компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.

Компьютер архитектурасы  алға қойылған мәселені, зерттеліп  отырған физикалық құбылысты  максималды айқын көрсетіп, модельдеуге  мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық  ағындар бөгеттер салу кезіндегі  су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық  компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары  көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.

Қазіргі заманғы компьютерлердің  басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде  сипатталады, бұл кезде барлық қажетті  ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін  оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде  барлық математикалық есептерді  бульдік операциялар жиынына  айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді  математикалық есептердің, сонымен  қатар, ақпаратты басқару есептерінің  көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.

Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді  ағылшын математигі Алан Тьюринг  сипаттаған болатын.

Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.

Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды». Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.

 

Компьютер атауы

Компьютер атауы (имя компьютера; computer name) — есептеу желісінде компьютерді (есептеу машинасын) шатастырмай  табуға мүмкіндік бе-ретін, үзындығы 15 латын символынан аспайтын бірегей (өте сирек кездесетін) атау. Ол басқа  есептеу машинасының немесе есептеу  машиналары бірлестігінің атауларымен  дөл келмеуі керек және оның құрамында  бос орын болмауы тиісті.

Компьютер буындары

Компьютер буындары (поколения эвм) — сәулеті мен элементтік негізінің  түрлері бойынша біріктірілген, тарихи қалыптасқан компьютер топтары. Олар бір-бірінен элементтік негізі, құрылмалы-технологиялық орындалуы, логикалық ұйымдастырылуы, техниқалық сипаттамалары, программалық жасақ- тамалары және пайдаланушы тарапынан компьютермен қатынас құру дөрежесі бойынша ажыратылады.

Этимология

Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылш. to compute, ағылш. computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер «есептеу», «есептегіш» мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің лат. computo — «есептеймін» сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.

Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цирлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілдді.

ЭЕМ буындары

Шыққан компьютерлер буынға бөлінеді. Қазір компью-терлердің алты буыны  белгілі деп айтуға болады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен  компьютер-лердің элеменнтер базасының  өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін  құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің  өзгеруі-не және компьютерлер арқылы шығарылатын  есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

Компьютердің бірінші буыны  – 1959 жылға шейін шыға-рылған электронды дампалық машиналар, жылдамдықта-ры ондаған  мың а/с., разрядтылығы 31 – 34 бит, жедел  жа-дыларының көлемі 1 – 4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың  орындалуы толық біткеннен соң  ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор  тоқтап тұрады. Программа негізінен  машина-лық тілде қолмен жазылып  орындалады. Жұмыс істеу ре-жімі ашық болды, яғпи, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шыға-рылады, символдық шамаларды  пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады.

Компьютердің екінші буыны – 1968 жылға шейін шыға-рылған транзисторлық  компьютерлер, жылдамдықтары жүздеген мың а/с., разрядтылығы 31 – 48 бит, жедел  жа-дыларының көлемі - 8 – 128 кб. Процессордың жұмысын үзу және оны өңдеу  жүйесі пайда болды (ол негізінен  енгізу/шығару амалдарын орындау  кезінде іске қосыла-ды). Алгоритмдік  тілдерден машиналық тілге автоматты  аударатын программалар – трансляторлар  шықты, яғни, программа құру үшін деңгейлері жоғары программалау тілдері (Fortran. Algol. Cobol және басқалар) қолданылды, стандартты программалардың қоры үлкейді. Жабық  жұ-мыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы ті-келей машинамен  жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жо-ғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған програм-масын ары қарай машинадан  өткізетін қызмет көрсететін топқа  тапсырды. Программалардың жұмыс  істеуін бақы-лау және басқару  үшін алғашқы мониторлық жүйелер  пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды  басқару тіл-дері болған. Индексті арифметиканың  шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, сим-волдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің  пайда болуы осы буынның құрылымдық ерекшклігін айқында-ды.

Компьютердің үшінші буыны – 1970 жылдан бастап ин-тегралды микросхемалар  арқылы жасалынған компьютер-лер мен  компьютерлер кешені, жылдамдықтары  миллион-даған а/с., разрядтылығы 32 – 64 бит, жедел жадыларының көлемі 64 – 1024 кб. Дамыған үзу жүйесі бар, енгізу/шыға-ру амалдарының орындалуы  орталық процессордың жұ-мысымен  параллель жүргізетін қосымша процессорлар (арналар) қолданылады. Бұрын программалар атқаратын көп жұмыстар, соның  ішінде үзуді ұйымдастырумен өңде-тулер  аппарат арқылы жүзеге асатын болды. Компьютер-лердің сыртқы ортаны қабылдай және оған әсер ете ала-тын сенсорлық  қондырымдары пайда бола бастады. Осы-лар  компьютерді алдын ала енгізілген деректерді детер-минді (бірмәнді) өңдейтін құрылғыдан сыртқы ортада туа-тын жағдайға қарай жұмыс істей алатын зерделі  құрылғы-ларға айналдырылды. Жедел  жадыны қорғау және дина-микалық бөлу іске асты. Көптеген жоғары деңгейлі, со-лардың ішінде символдық есептерге (SNOBOL. LISP. REFAL сияқтылар) және логикалық есептерге (Prolog. Miranda сияқтылар) бағытталған программалау тілдері қолданылды, символдық есептер мен логикалық есептер үлесі көбейді. Программалардың жұмысын бастан аяқ басқаратын (сыртқы және ішкі ортадағы жағдайларға мақ-сатты жауап бере алатын) дамыған операциялық жүйелер жұмыс істеді. Осы буынның негізгі ерекшелік программа-лары төменнен жоғары қарай ұйқас болатындай мүмкін-шіліктеріөспелі компьютерлердің бірнеше модельднрінен тұратын машиналар кешенінің пайда болуы (мысалы, со-циялистік елдерде ЕС ЭВМ 1020 – 1050, ал АҚШ – та IBM 360 – 370 сияқты компьютерлердің бірыңғай жүйелері). Бұл компьютерлер арқылы жедел жадыны немесе сыртқы құрылғылардың өрісін ортақ етуге болатын есептеу жүйе-лерін жасауға мүмкіншілік туды. Бір уақытты бірнеше программа істей алатындай етіп орталық процессордың уақытын бөлшектейтін мультипрограмдық режім іске асырылды. Сонымен қатар, нақты уақыт масштабында жұ-мыс істей алатын программалар пайда бола бастады. Олар технологиялық процесстерді, ұшатын аппараттардың жә-не басқа күрделі құрылғылардың жұмыстарын басқаруға мүмкіндік берді.

Компьютердің төртінші буыны – 1975 жылдан бастап үлкен немесе өте  үлкен интегралды микросхемалар  арқы-лы жасалынған көппроцессорлы суперкомпьютерлер  мен микрокомпьютерлер (кейін оларды дербес компьютерлер деп атап кетті). Суперкомпьютерлердің жылдамдықтары  жүз миллионға шейін (мысалы, Cray – 1 суперкомпьютері-нің жылдамдығы 100 млн а/с). Жалпы осы буындағы ком-пьютерлер  арқылы байланыс әдістері одан әрі  дамып теле-фон, телеграф желілеріне қосылып компьютерлік глобаль-ді(мысалы Интернет), корпоративтік және локальді желі-лер құрылды, өте үлкен деректер архиві жиналды, дерек-тердің визуалды (бейнелік) түрдегі берілуі және өңделуі дамыды, нақты уақыт масштабында  жұмыс істей алатын жүйелер кеңінен  жүзеге асты.

Компьютердің бесінші буыны  – 1980 жылы Жапония жа-риялаған 5 жылдық жобадан басталады, онда компьютер-лік  тілдің машиналық тілі ретінде логикалық  программа-лау тілі PROLOG – ты аппаратты  түрде жүзеге асырып, жасанды зерде (интеллект) жүйесін құру көзделді. Бұл жоба нәтижелі аяқталды, қазір  өзінің жасанды зердесі бар, яғни, белгілі есептің берілгені бойынша  оның шешуін та-батын тұжырымдарды жасап және оны дәлелдей алатын, белгілі тақырыпқа өлең немесе музыка шығара алатын жә-не т.с.с интеллектуалды жұмыстарды өздігінен жасай ала-тын  компьютерлер бар. Бірақ олар кең  тарамаған, себебі олардың бағасы өте  қымбат және олармен жұмыс істеу  аса біліктілікті талап етеді.

Компьютердің алтыншы буыны - өткен  ғасырдың 90 – шы жылдарының ортасынан  бастап қолға алына бастады. Ол жасанды  нейрон желісіне, көпмәнді логика және кванттық есептеу теориясына негізделіп жасалынады. Бұл компьютерлердің  дамыған жасанды зердесі болады: олардың өзін - өзі оқытатын қабілеті және өздігінен кейбір мәселені түсініп (образды танып), жобалап, оны шешу не-месе жүзеге асыру үшін керекті  программаны немесе құрылғыны құрастыра  алатын мүмкіншілігі болады.

Компьютердің құрылысы

Толық мақаласы: Компьютердің құрылысы

Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды». Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен  механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.

Жүйелік блок

Жүйелік блок - дербес компьютердің ең негізгі құрылғысы. Жүйелік блоктың  ішінде жүйелік тақша(аналық плата), процессор, оперативті жад, қатқыл диск, қоректендіру блогы, видеокарта секілді көптеген маңызды құрылғылар орналасады. Жүйелік блоктың алдыңғы панелінде қосу (Power) және қайта жүктеу (Reset) батырмасы, компакт-диск мен дискетаны оқитын дискжетектер және қызыл-жасыл жарық индикаторлары орналасады. Жүйелік блоктың артқы жағында негізгі (монитор, пернетақта, тышқан) және қосымша құрылғыларды (принтер, модем, сканер, микрофон) қосатын порттар мен кірістік құрылғылар орналасқан.

Дисплей

Дисплей (монитор) – компьютердің экранына ақпаратты шығаратын құрылғы. Сыртқы пішіні бойынша дисплей кәдімгі  түрлі түсті теледидарға ұқсайды, сондықтан оны жиі телевизиялық техникадағыдай монитор деп те атайды.

Пернетақта

Пернетақта – компьютердің жұмысын басқара отырып, қажетті  ақпаратты енгізу үшін қолданылатын құрылғы. Ол әріптің және цифр пернелерінің көмегімен компьютерге кез келген ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. Қазіргі компьютерлердің пернетақтасында 101 немесе 105 перне, ал оң жақ жоғарғы  бұрышында жұмыс режимі туралы ақпарат  беріп отыратын 3 жарық индикаторы орналасады.

Тышқан

Тышқан – «графикалық» басқару құрылғысы. Тышқанды кілемшенің үстімен жылжытқанда, экрандағы  тышқанның нұсқағышы да сонымен  қатар қозғалып, қажетті объектілерді таңдауға мүмкіндік береді. Тышқанның  екі (немесе үш) батырмасының бірін  баса отырып объектілермен көптеген операцияларды орындауға болады. Батырмалардың ортасында орналасқан доңғалақшаны айналдырып, экранға тұтасымен  сыймай тұрған мәтінді, суретті немесе web-парақты жоғары-төмен жылжытуға  болады.

Принтер

Принтер - ақпаратты қағазға  басып шығаратын құрылғы. Принтердің бірнеше түрі: матрицалық, сия бүріккіш, лазерлік, сублимационалдық, жарық  диодты (LED) принтерлер бар.

Сканер

Сканер - қағаздағы мәтін  мен суретті компьютерге автоматты  түрде енгізу үшін қолданылады. Сканер кескінді (суретті, т.б.) машина кодына ауыстырып, компьютердің жадына жазады. Сканердің жұмысының принципі былай: жарық сәулесі жол-жолмен жазық  суретті сканерлейді, оның жұмыс  принципі электрондық сәуленің дисплей  экранын сканерлеуіне ұқсайды. Сканерлер  қара-ақ түсті немесе түрлі түсті  болады.

Нөлдік буын

• б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды.
• б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың «жаңа» нұсқасы пайда болды.
• 1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы ХХ ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды.
• 1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті.
• 1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады.
• 1642 жыл — Блез Паскаль «Паскалин» — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді.
• 1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькуляторжасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді.
• Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады.
• 1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді.
• 1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер «айырмалық машина» идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді.
• 1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді.^[1]
• 1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды.
• 1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады.
• 1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады.
• 1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады.
• 1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды.
• 1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды.
• 1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды.
• 1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті.
• 1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын.
• 1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді.
• 1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді.
• 1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты.
• 1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды.
• 1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды.
• Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды.