Роль и перспективы развития ПК в современной жизни

Этот принцип  был самым прогрессивным среди  включенных в проект, поскольку обеспечивал  универсальность ЭВМ. В соответствии с принципом программного управления любая ЭВМ – это совокупность аппаратной (технической) и программной частей; 

2) принцип условного  перехода: команды из программы  не всегда выполняются одна  за другой. Возможно присутствие  в программе команд условного  перехода, которые меняют последовательное  выполнение команд в зависимости  от значений данных; 

3) принцип размещения программы в памяти: программа, требуемая для работы ЭВМ, предварительно размещается в памяти компьютера, а не вводится команда за командой; 

4) принцип иерархии  памяти: память ЭВМ не однородна.  Для часто используемых данных  выделяется память меньшего объема, но большего быстродействия; для редко используемых данных выделяется память большего объема, но меньшего быстродействия; 

5) принцип двоичной  системы счисления: для внутреннего  представления данных и программ  в памяти ЭВМ применяется двоичная система счисления, которую можно проще реализовать технически.[25] 

Структура Принстонской машины представлена на рисунке 1.: 
 
 

Рис. 1. Структура  Принстонской машины 
 

Здесь одинарные  стрелки показывают управляющие  связи, по которым передаются управляющие сигналы, двойные стрелки представляют информационные связи, по которым передаются данные и программы. 

Рассмотрим назначение отдельных элементов этой схемы  и их взаимосвязь в процессе функционирования ЭВМ. 

Через устройство ввода (УВв) в память (П) вводится программа – набор команд, предписывающих ЭВМ выполнять требуемые действия (на рис. связь 1). При вводе программы (а позже и данных) выполняется отображение вводимой информации во внутреннее представление, принятое в ЭВМ. 

После размещения программы в памяти устройство управления (УУ) выбирает последовательно команду за командой из памяти (связь 2) и интерпретирует ее по следующим правилам: 

если выбранная  команда является командой ввода  данных, УУ посылает управляющий сигнал (связь 3) в УВв для начала ввода данных. Данные также вводятся по связи 1 и размещаются в памяти П; 

если выбранная  команда связана с выполнением  арифметических или логических операций, то в память П из УУ посылается сигнал (связь 4) на выборку указанных в  команде данных с последующей их пересылкой в арифметико-логическое устройство (АЛУ) (связь 5), а в само АЛУ передается сигнал с кодом нужной операции (связь 7). АЛУ выполняет арифметические и логические действия над переданными операндами. После выполнения требуемых действия, АЛУ возвращает результат в память П (связь 6); 

если выбранная  команда является командой вывода, УУ генерирует управляющий сигнал устройству вывода (УВыв) (связь 8) на начало операции по выводу данных. Сами данные выбираются из памяти П по связи 9. 

УВыв выводит информацию из ЭВМ и преобразует ее из внутреннего представления во внешнее. 

В соответствии с принципом иерархии памяти блок Память на рисунке делится на два  блока – внешняя и внутренняя память. Внешняя память традиционно  отводится для долговременного хранения данных и программ, а сама оперативная обработка данных в соответствии с программой, как это было рассмотрено выше, выполняется во внутренней памяти. [26] 

В современных  компьютерах блоки УУ и АЛУ  объединены в блок, называемый процессором[27]. В состав процессора, кроме указанных блоков, входят также несколько регистров – специальных небольших областей памяти, куда процессор помещает промежуточные результаты и некоторую другую информацию, необходимую ему в ближайшие такты работы.[28]

1.4 Виды и структура ПК 

В современной  информатике типы компьютеров различаются  в зависимости от их назначения, архитектуры, размеров и функциональных возможностей. 

По назначению выделяют следующие виды компьютеров: 

а) универсальные - предназначены для решения различных задач, типы которые не оговариваются. Эти ЭВМ характеризуются: 

·  разнообразием  форм обрабатываемых данных (числовых, символьных и т.д.) при большом  диапазоне их изменения и высокой  точности представления; 

·  большой  емкостью внутренней памяти; 

·  развитой системой организации ввода-вывода информации, обеспечивающей подключение разнообразных устройств ввода-вывода. 

б) проблемно-ориентированные - служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами, регистрацией, накоплением и обработкой небольших объемов данных, выполнением расчетов по несложным правилам. Они обладают ограниченным набором аппаратных и программных средств. 

в) специализированные - применяются для решения очень  узкого круга задач. Это позволяет специализировать их структуру, снизить стоимость и сложность при сохранении высокой производительности и надежности. К этому классу ЭВМ относятся компьютеры, управляющие работой устройств ввода-вывода и внешней памятью в современных компьютерах. Такие устройства называются адаптерами, или контроллерами.[29] 

По размерам и функциональным возможностям различают  четыре вида компьютеров: суперЭВМ, большие, малые и микроЭВМ.[30] 

СуперЭВМ являются мощными многопроцессорными компьютерами с огромным быстродействием. Многопроцессорность позволяет распараллеливать решение задач и увеличивает объемы памяти, что значительно убыстряет процесс решения. Они часто используются для решения экспериментальных задач, например, для проведения шахматных турниров с человеком. 

Большие ЭВМ (их называют мэйнфреймами от англ. mainframe) характеризуются многопользовательским  режимом (до 1000 пользователей одновременно могут решать свои задачи). Основное направление – решение научно-технических  задач, работа с большими объемами данных, управление компьютерными сетями и их ресурсами. 

Малые ЭВМ используются как управляющие компьютеры для  контроля над технологическими процессами. Применяются также для вычислений в многопользовательских системах, в системах автоматизации проектирования, в системах моделирования несложных объектов, в системах искусственного интеллекта. 

По назначению микроЭВМ могут быть универсальными и специализированными. По числу  пользователей, одновременно работающих за компьютером – много- и однопользовательские. Специализированные многопользовательские микроЭВМ (серверы - от англ. server) являются мощными компьютерами, используемыми в компьютерных сетях для обработки запросов всех компьютеров сети. Специализированные однопользовательские (рабочие станции – workstation, англ.) эксплуатируются в компьютерных сетях для выполнения прикладных задач. Универсальные многопользовательские микроЭВМ являются мощными компьютерами, оборудованными несколькими терминалами. Универсальные однопользовательские микроЭВМ общедоступны. К их числу относятся персональные компьютеры – ПК. Наиболее популярным представителем ПК в нашей стране является компьютер класса IBM PC (International Business Machines – Personal Computer).[31] 

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные – тип DeskTop) и переносные.[32] В свою очередь переносные ПК встречаются различных типов, например, ноутбуки, органайзеры, карманные и т.д.[33] 

Персональные  компьютеры – это вид компьютеров, который относится к классу универсальных  однопользовательских микроЭВМ и является наиболее распространенным на данный момент.[34] 

Логическая схема  ПК как совокупность основных составляющих его элементов показана в приложении 2. 

Физическая схема  ПК (основные устройства) показана в  приложении 3. 

2. Роль и перспективы  развития ПК в современной  жизни  

Персональный  компьютер - это первый в истории  индивидуальный инструмент, который  позволяет заметно увеличить  активность интеллектуальной деятельности человека, появившееся в результате его стремления к своей высшей цели - свободной творческой реализации. Основное назначение персонального компьютера заключается в том, чтобы освободить человека от гнета рутинной обработки информации, оставляя ему делать то, что он может делать лучше, чем любой из созданных им приборов - концептуально мыслить. При этом окончательной целью информатизации является общество, представляющее собой взаимодействующую глобальную компьютерную сеть.[35] 

Статистические  исследования показывают, что значительная часть тех, кто в последнее  время приобретает компьютеры домой, делают это преимущественно для  того, чтобы получить доступ к компьютерной сети - Internet. По прогнозам через несколько  лет значительная доля всех коммерческих и финансовых пересылок будет также проходить через компьютерную сеть, поэтому, решения в плане коммуникаций посредством офисных технологий как "для дела", так и "для дома" стали фактически мировым стандартом. Не случайно связка Intel-Microsoft «гнет свою линию»: «Internet-компьютер – для каждого», ведь главное задача персональных компьютеров в том, чтобы при усилении интеллектуальных способностей каждого разумного члена человеческого общества дать ему максимум возможностей в общении с другими интеллектуальными «собратьями». 

Персональный  компьютер подвергается столь стремительной  модернизации как никакое другое техническое устройство. Судите сами. 

С момента появления  в начале 80-х годов прошлого столетия до настоящего времени, например, емкость жесткого диска увеличилась с 10 Мбайт до 200 Гбайт, и продолжает наращиваться. Тактовая частота микропроцессоров возросла в 1000 раз от 4,7 МГц в самом первом персональном компьютере до 5 ГГц в последних моделях. 

Свет (оптическое излучение) представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0.01 нм до 1 см (или частотами от 3х1010 Гц до 3х1019 Гц). Видимое излучение – это электромагнитные волны с длинами от 400 до 760 нм. Инфракрасное излучение начинается при длине волны 1 мм (или 300 ГГц). Источником таких волн являются атомы и молекулы, в которых происходит изменение энергетических состояний электронов, т.е. при переходах из одного в другое энергетическое состояние электронов во внешних оболочках. А ведь химические свойства атомов как раз и определяются электронами его внешней оболочки. Остается лишь гадать, до каких тактовых частот дойдут производители микропроцессоров. 

Сегодня не надо быть специалистом, чтобы управлять  компьютером дома. Если еще десять лет назад без знания языка программирования и команд операционной системы обойтись было невозможно, то сегодня с умной машиной общаются наши дети. Кроме того, машина способна воспринимать и воспроизводить музыку, речь, графику, мультипликацию и видео. Такую машину называют мультимедиа-компьютер. 

Что можно делать, используя современный мультимедийный компьютер дома: 

·  коммуникации: связь с другими компьютерами, электронная почта, доступ к информационным ресурсам компьютерных сетей; 

·  работа: подготовка текстов, делопроизводство, финансовый учет; программирование; 

·  образование: справочные, обучающие и познавательные системы для всей семьи; 

·  творчество: настольное издательство, компьютерная графика и анимация, компьютерная музыка и работа с видео, создание мультимедийных презентаций; 

·  досуг: игры (в том числе развивающие), коллекционирование музыки, компьютерной анимации, фотографий и видеофильмов.[36] 

Но и это  еще не все. На наших глазах происходит самая крупная революция в  средствах мультимедиа - появился совершенно новый стандарт формата записи компакт дисков - DVD (Digital Versatile Disk - цифровой универсальный диск). 

Компакт-диск (CD - Compact Disk) совершил революцию в хранении компьютерных данных и в бытовой  аудиоаппаратуре. В свою очередь, бум  на CD-диск резко увеличил спрос на мультимедийные домашние компьютеры. Но CD-диски имеют некоторые ограничения, основным из которых является его информационная емкость – 640 (700, 800) Мбайт. 

В отличие от обычных CD-дисков, DVD-диски могут  быть двухсторонними и иметь по два информационных слоя с каждой стороны. Емкость одностороннего диска DVD составляет 4,7 Гбайт. Двухслойный и двухсторонний диск имеет емкость 17 Гбайт. Одностороннего диска с запасом хватит для записи одного полнометражного фильма в обычном формате (а не в каком-нибудь «сжатом», как MPEG4) с изображением высокого разрешения и высококачественным звуком (пять отдельных звуковых каналов и канал для баса). Кроме того, DVD-диске остается место для записи звуковых дорожек на восьми языках, и треки для 32 видов субтитров, так что можно записать звуковое сопровождение к фильму на любом из наиболее распространенных языков мира. 

На диски DVD может  записываться самая разнообразная  информация: видеозаписи (DVD-Video), звук (DVD-Audio), а также любые компьютерные файлы  в однократной (DVD-R) или многократной (DVD-RW) записи. DVD-диски являются одним из самых перспективных видов накопителей для персональных компьютеров.