История создания ПК

Поскольку сам компьютер по существу находится  в системном блоке, стоит хотя бы однажды заглянуть внутрь этого  ящика.

Если открыть  кожух системного блока, можно увидеть  множество разных деталей и проводов, назначение которых сначала бывает непонятно. Однако, обратите внимание: на большой «материнской» плате внутри системного блока среди множества микросхем находится самая главная деталь компьютера — процессор. Все вычисления и обработка информации, выполняемые компьютером по программе, происходят именно в процессоре. На этой же главной плате располагаются микросхемы оперативной памяти и другие микросхемы и детали вспомогательных устройств.

В специальные  разъемы на главной материнской  плате могут устанавливаться  дополнительные платы расширения, которые  применяются для увеличения возможностей стандартного персонального компьютера. Эти разъемы нередко называют «слотами расширения». Специальные  платы, расширяющие возможности  компьютера, могут не входить в  комплект приобретенного компьютера, а часто покупаются отдельно по мере надобности. На этих платах может находиться дополнительная память, графический  адаптер для монитора, шина для  подключения мышки или джойстика, модем, контроллеры дисководов и  другие дополнительные устройства.

Приобретя некоторый опыт работы с компьютером  можно в любой момент выключить  компьютер, снять кожух и за считанные  минуты сменить платы расширения на какие-либо другие, отвинтив для  этого всего лишь один винтик. Из-за столь простой изменчивости конфигурации компьютера принято говорить, что  персональный компьютер обладает так  называемой «открытой архитектурой». Это означает, что добавляя в компьютер дополнительные платы расширения и узлы, можно легко изменить первоначальные технические возможности компьютера. В настоящее время различными фирмами выпускается огромное число разнообразных плат расширения на все вкусы — от сигнально-сторожевых устройств, предохраняющих ваш компьютер от кражи, до встроенных модемов и факсов, позволяющих подключить компьютер к телефонной линии, обмениваться новостями по электронной почте или передавать сообщения в любую страну, словно по телефаксу.

Кроме различных  плат, в системном блоке находятся дисководы гибких и жестких дисков. В прежние времена информацию в старых громоздких компьютерах сохраняли на бумажной ленте с дырочками — перфоленте — или на магнитных носителях: на магнитной ленте или магнитных барабанах. А когда в персональных компьютерах появилась операционная система DOS, более удобно стало сохранять информацию на магнитных дисках. Это революционное новшество оказалось весьма практичным, постепенно вытеснив прежние средства хранения информации. Впрочем, теперь уже большие объемы информации хранят не только на магнитных дисках, но и на компактных лазерных дисках CD-ROM или на других типах оптических дисков.

В каждом системном  блоке находятся обязательные узлы, обеспечивающие работу компьютера — блок питания от сети, оснащенный выключателем, а также маленький громкоговоритель, с помощью которого персональный компьютер может подавать простенькие звуковые сигналы и даже исполнять нехитрые мелодии. А более совершенные звуки могут синтезироваться компьютером на дополнительных платах и исполняться через внешние наушники или громкоговорители.

Кроме того, в системном блоке могут находиться некоторые дополнительные устройства и узлы. Например, на передней стенке многих компьютеров можно встретить  различные сигнальные индикаторы и  замок для отключения питания. Компьютер, оснащенный таким замком, посторонние  не смогут включить без ключа и, тем  самым, легко добраться до вашей  информации, хранящейся внутри компьютера.

Процессор и память

Персональные  компьютеры смогли появиться на свет только благодаря революционному новшеству  — интегральным микросхемам. Маленькая  интегральная микросхема (или чип, по-английски  — сыр) оказалась значительно  компактнее, надежнее и дешевле старых электронных ламп и транзисторов, из которых состояли прежние большие  компьютеры.

Наиболее  важная деталь любого компьютера —  его процессор. Процессор — самая  большая и сложная интегральная микросхема. Впрочем, эта микросхема только называется большой. На самом  же деле внутри этого маленького чипа на кремниевой пластинке размером не больше площади ногтя размещаются  сотни тысяч или миллионы транзисторов и других электронных компонентов, из которых составлены логические элементы микросхемы, способные в процессе обработки информации выполнять  миллионы вычислительных операций в  секунду. Короче говоря, процессор —  это самая интеллектуальная часть  компьютера.

Программа, управляющая работой компьютера, и обрабатываемая процессором информация загружается в основную оперативную  память. Память компьютера обычно состоит  из нескольких микросхем, находящихся  на материнской плате в системном  блоке компьютера. Процессор может  мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти, поэтому такая память называется основной или рабочей. Однако, оперативная  память хотя и быстрая, но весьма «короткая». Электрические импульсы, в форме  которых информация может сохраняться  в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включен, а после выключения питания компьютер мгновенно «забывает» все, что находилось в его оперативной памяти.

Поэтому, кроме  кратковременной памяти, необходима и долговременная память. Чтобы сохранить  информацию на длительный срок, когда  компьютер бывает выключен, в персональных компьютерах используются диски. Применение магнитных дисков оказалось чрезвычайно удобным для длительного сохранения и быстрого поиска нужной информации. DOS прекрасно умеет находить, считывать и записывать информацию на дисках. Вот поэтому операционная система, управляющая компьютером и дисками, получила свое название DOS, то есть дисковая операционная система.

Все пользователи компьютеров знают, что магнитные  диски бывают жесткие и гибкие. Жесткие диски большой емкости  — их еще называют «винчестерами» — обычно встроены внутрь системного блока и постоянно находятся  там. Дисководы гибких дисков тоже, как правило, находятся в системном  блоке. Но сами дискеты, как принято  называть гибкие диски, легко вынимаются из дисковода. Дискеты можно хранить  в безопасном месте, пересылать по почте. Дискеты позволяют перемещать программы  и информацию из одного компьютера в другой. Поэтому гибкие диски, хотя и имеют сравнительно небольшую  емкость, не только удобны для хранения информации, но идеально подходят для  надежного сохранения и распространения  информации и программ.

Сегодня в  персональных компьютерах применяются  гибкие магнитные, диски главным  образом двух размеров — диаметром 5,25 и 3,5 дюйма. Такую дискету с  информацией можно положить в  почтовый конверт и послать в  другой город или в другую страну. Вы можете быть уверены, что вашу информацию можно прочитать с дискеты  в любом персональном компьютере, который управляется дисковой операционной системой DOS.

Диски

Итак, для  длительного хранения информации в  операционной системе DOS предполагается использование магнитных дисков. Когда компьютер выключается, информация, находившаяся в оперативной памяти компьютера, сохраняется лишь в том  случае, если перед выключением компьютера она была записана на жесткий или  гибкий магнитный диск. Иными словами, на дисках хранится информация и программы, которые после включения компьютера могут быть вновь загружены в  оперативную память. Кроме того, информация в компьютере может быть легко переписана — скопирована  — с одного диска на другой.

Каждый магнитный  диск должен находиться в дисководе, который имеет свое собственное  уникальное логическое имя. Логические имена дисководов в DOS обозначаются очень просто и коротко. Первый диск называется латинской буквой А, второй — буквой В, третий — буквой С, и так далее. Чтобы DOS распознавала, что указанная буква является именно именем диска, после буквы ставится двоеточие. Например, А:, В:, С:, D: и так далее.

Хотя дисководов в компьютере может быть несколько, каждый из них обязательно имеет  свое собственное имя. Следует помнить, что имена дисководов А: и В: всегда зарезервированы за гибкими дисками, а имя первого жесткого диска  обычно бывает С:. Поэтому, даже если в  вашем компьютере есть только один дисковод для гибких дисков и один жесткий диск, их имена будут не А: и В:, а А: и С:, поскольку имя В: может принадлежать только гибкому диску.

Если в  вашем компьютере имеется только один дисковод гибких дисков A:, DOS позволяет  использовать его так, словно у вас  есть два дисковода А: и В:. То есть одному физическому дисководу может быть присвоено в DOS два логических имени. Для обыденного человеческого сознания такие мистические возможности могут показаться слишком сложной и ненужной философией. Однако, эта возможность позволяет DOS копировать гибкие диски при наличии всего лишь одного дисковода. На практике это бывает особенно полезно в некоторых портативных компьютерах, которые часто оснащаются всего лишь только одним дисководом для гибких дисков.

В DOS предусматривается  еще одна интересная возможность  для жестких дисков. Любой из них  может быть разбит на несколько частей, каждой из которых присваивается  свое логическое имя, словно каждая часть  жесткого диска является отдельным  самостоятельным диском.

Например, жесткий  диск С: можно разбить на диски С: и D: или на С:, D: и Е: различной емкости, суммарная емкость которых будет равна полной емкости такого жесткого диска. Это может оказаться особенно полезным, если, например, одним персональным компьютером поочередно пользуется несколько человек, и каждый желает хранить свою информацию внутри компьютера на отдельном жестком диске. Кроме того, хранение информации в разных частях жесткого диска более безопасно, так как ее сложнее уничтожить по ошибке или по неосторожности.

Кроме того, если компьютер обладает достаточными запасами свободной оперативной  памяти, в ней могут создаваться  так называемые «виртуальные» RAM-диски. Эти фиктивные диски могут  существовать в памяти только в то время, когда компьютер включен.

Процессоры  не стоят на месте

Процессор обрабатывает двоичную информацию сразу  пакетами битов — байтами. По-английски  слово byte, то есть «байт», принятое за единицу измерения в информатике, не случайно звучит точно также, как и слово bite (откусывать). Процессор «откусывает» информацию из памяти байтами по 8 битов, словами по 16 битов или двойными словами по 32 бита. Размер порции «откусываемой» информации зависит от разрядности процессора, или его мощности. Причем «откусывание» процессором очередной порции информации происходит с определенной периодичностью, которая называется тактовой частотой компьютера. Вот поэтому мощность и быстродействие персонального компьютера всецело зависят от «аппетита» его процессора — то есть от числа «откусываемых» двоичных разрядов и от тактовой частоты, с которой способен работать процессор. Производительность процессора принято измерять миллионами операций в секунду или MIPS.

Этапы развития персональных компьютеров совпадают  с созданием новых поколений  микропроцессоров. Самые первые персональные компьютеры IBM PC и PC/XT были созданы на базе процессоров 8088 фирмы Intel. Потом стали применяться более совершенные процессоры 8086. Эти процессоры работали с тактовой частотой 4,77 МГц, то есть обрабатывали 8-разрядные пакеты информации с частотой 4,77 миллионов раз в секунду. Несколько позже появились персональные компьютеры Turbo, в которых такие же процессоры могли работать с тактовой частотой 8 и 10 МГц.

Для создания в 1985 году более совершенного компьютера IBM PC/AT был использован процессор  следующего поколения — Intel 80286, который был способен обрабатывать 16-разрядные пакеты информации с тактовой частотой от 10 до 25 МГц. Его производительность уже в десятки раз превышала мощность самых первых персоналок.

Затем появились  еще более мощные 32-разрядные  процессоры 80386 и 80486, самые лучшие из которых в настоящее время  способны работать на частоте до 66 МГц.

Но и это  еще далеко не предел. Наверняка, и  процессор 486 со временем канет в  Лету. Ведь уже появился процессор  принципиально нового поколения 586, или Pentium P5, как его назвала фирма Intel. Этот маленький процессор состоит из 3,1 миллиона транзисторов. Его производительность в сотни раз превышает производительность старого процессора 8088, который работал (а кое-где и по сей день успешно работает) в первых моделях персональных компьютеров начала 80-х годов. Процессор Pentium P5 сочетает в себе несколько процессоров, имеющих вдвое большую внутреннюю тактовую частоту, чем компьютер. По утверждению специалистов фирмы Intel, процессор P5 в принципе можно «разогнать» до фантастической скорости в 100 МГц. А вскоре должны появиться процессоры Р6 и Р7, которые, наверняка, ускорят «вымирание» процессоров 286 и 386.

Разумеется, не всякому пользователю нужны самые  мощные и дорогие машины на процессорах 386, 486 или Pentium. Для большинства простых повседневных применений вполне достаточен персональный компьютер типа PC/AT на процессоре 286, хотя такие процессоры уже сегодня считаются безусловно устаревшими, ибо не могут эффективно работать с самыми новыми программами, разработанными для мощных компьютеров новых поколений.

Однако, небольшой  фирме, использующей компьютер только для ведения своей деловой  переписки, оформления накладных и  платежных документов, вполне хватило  бы и простого компьютера на процессоре 8088 или 80286. То же самое относится  и к потребностям журналиста или  писателя, которые сочиняют свои статьи и романы дома на компьютере. Однако, персональные компьютеры на таких «древних»  процессорах почти повсеместно  уже сняты с производства. Стремительный прогресс в вычислительной технике продолжает развиваться, и, поэтому, приобретая новый компьютер, все-таки не стоит очень уж экономить и покупать заведомо устаревшую модель.