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テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト
パソコン。 発明と生産の歴史
ディレクトリ / テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト コンピュータは、明確に定義された特定の可変シーケンスの操作を実行できるデバイスまたはシステムです。
最近のコンピューターは、電話、車、テレビと同じ場所を占めています。 しかし、どうやら、これらは今後数十年で到来する完全なコンピューター化の時代の最初の前兆にすぎません。 あらゆる点で、コンピューターはまったく異常な現象です。 おそらく彼の前に、これほど急速に姿を現し、これほど急速に発展せず、私たちの生活のすべての領域に多面的に浸透しなかった技術的発明は他になかったでしょう。 コンピュータは、事務、ビジネス、軍事、科学、技術、およびその他の何百もの専門的活動において、すでに不可欠になっています。 芸術、政治、スポーツの分野で急速に定着しています。 コンピュータが人々の私生活、レクリエーション、相互コミュニケーションにおいて占める重要性は計り知れません。 しかし、これらすべては、おそらく、今後数十年で起こる壮大な情報革命の準備または最初の前兆としてのみ機能します。 その魔法の鍵、つまり魔法の窓の役割を果たさなければならないのはコンピューターだからです。この魔法の窓の助けを借りて、各個人は、グローバルなコンピューター ネットワークを通じて、人類が蓄積したすべての豊富な情報にアクセスできます。 私たちの時代では、コンピューティング操作は決して主要ではなく、いずれにせよ、コンピューターの唯一の適用分野ではありませんが、歴史的に、その出現はコンピューター技術の発展に負っています。 これらのハードで低速なコンピューターである第 XNUMX 世代のコンピューターは、コンピューター技術のパイオニアでした。 私たちが覚えているように、それらはすぐにシーンから姿を消し、信頼性が低く、コストが高く、プログラミングが難しいため、幅広い商用アプリケーションを見つけることができませんでした. それらは、第 XNUMX 世代のコンピューターに置き換えられました。 半導体は、これらの機械の要素ベースになりました。 最初の不完全なトランジスタのスイッチング速度は、すでに真空管のスイッチング速度の数百倍であり、信頼性と効率も数桁高かった。 これにより、コンピューターの範囲がすぐに拡大しました。 船舶や航空機への搭載が可能になりました。 コンピュータの需要は急速に伸びました。 トランジスタを使った最初のシリアル コンピュータは、1958 年に米国、ドイツ、日本で同時に登場しました。 1962年に集積回路の大量生産が始まりましたが、すでに1961年には587個のマイクロ回路で実験用コンピューターが作成されました。 1964 年、IBM は IBM-360 マシンの生産を開始しました。これは、統合された要素に基づく最初の大量のコンピューター シリーズです。 その時初めて、マシンを複合体にリンクし、変更を加えずに、あるコンピューター用に作成されたプログラムをこのシリーズの他のコンピューターに転送することが可能になりました。 そのため、コンピュータのハードウェアとソフトウェアの標準化が行われました。 合計で、シリーズには、9 から 206 マイクロ秒までの追加の操作時間で、複雑さのレベルが異なる 0,18 台のマシンが含まれていました。 数年間、この一連のさまざまなクラスのコンピューターが 19 台販売されました。 このことから、第 1971 世代のマシンの登場により、コンピューターの需要がさらに高まったと結論付けることができます。 彼らは多くの産業および商業企業を買収し始めました。 1976 年に開発された Intel のマイクロプロセッサは、非常に大きな商業的成功を収めました。これは、低コストでかなり広範囲の運用タスクに対するソリューションを提供したためです。 1 年には、大規模な集積回路を搭載した第 2 世代の最初のマシンが登場しました。American Cray-100 と Cray-300 は、XNUMX 秒あたり XNUMX 億回の操作速度を備えています。 それらには約XNUMX万個のチップ（マイクロ回路）が含まれていました。 つまり、一言で言えば、パーソナルコンピューターの前史のように見えました。 このタイプのマシンの出現を計画した人は誰もいませんでした。 彼は比喩的に言えば、頭に雪が降るように倒れました。 すべては同じ 1976 年に始まりました。ステファン ウォズニアックとスティーブ ジョブズという、特別な教育を受けていない進取の気性に富んだ XNUMX 歳のアメリカ人技術者が、普通のガレージにある原始的なワークショップで最初の小さいながらも有望なパーソナル コンピューターを作成したときです。 それは「アップル」（「アップル」）と呼ばれ、プログラミング機能も備えていましたが、もともとはビデオゲームを対象としていました。 ジョブズはその後、パーソナル コンピューターの大量生産のパイオニアであるアップル コンピューターを設立しました。 それらに対する需要はすべての予想を上回りました。
短期間で、ジョブズの会社は大規模で繁栄した企業に成長しました。 これにより、他の企業はパソコン市場に注目するようになりました。 様々なコンセプトの「パーソナルカー」が多数登場。 1981 年、IBM は最初のパーソナル コンピューターである IBM PC をリリースしました。 その成功は世界中で大成功を収めました。これは主に、非常に優れた 16 ビット マイクロプロセッサ Intel-8088 と、Microsoft の見事に設計されたソフトウェアによるものです。 1983 年にリリースされた次の PC/XT モデルは、640 KB の RAM、ハード ドライブ、および高性能を備えていました。 1986年にはIntel-80286マイクロプロセッサをベースとしたさらに進化したPC/ATモデルが登場。 XNUMX 年代の終わりまでに、IBM コンピューターは最も大規模で人気のあるコンピューターになりました。 パソコンとは？ コンピュータの複雑さに関係なく、そのブロック図は、メモリ、プロセッサ、および周辺機器の XNUMX つの大きなセクションに分けることができます。 メモリは、数値と論理コマンド（数値コードでも格納されます）を格納し、プロセッサと常に通信して動作し、必要に応じて周辺機器に接続されます。 物理的には、メモリは個別の条件付きセルに分割され、各セルには固定長の数値が XNUMX つだけ含まれます。 マシン セルは、それに書き込むことができる情報 (ビット) のバイナリ単位の数を決定する特定の微細構造によって特徴付けられます。 ビットは、セルの XNUMX ビットに対応します。 セルのこの部分は、すでに述べたように、XNUMX つの状態のいずれかになります。これらは、条件値「ゼロ」と「XNUMX」に対応します。 XNUMXビットはより大きな情報の単位を形成します.XNUMXバイトは、アルファベットのXNUMX文字、XNUMX進法の数字、および句読点やその他の記号をメモリ内で表すことができます。 各セルにはアドレスが割り当てられており、どのアドレスにアクセスできるか、それに数値を入力するか、セルから読み取ることができます。 メモリセルには、一連の命令で構成されるプログラムも保存されます。これは、各作業サイクル中にマシンが何をすべきかについての基本的な処方箋です。 最後に、メモリは、問題を解決するための中間結果を格納するために使用されます。 メモリのパフォーマンスは、容量 (つまり、バイナリ形式でエンコードされた数値をいくつ格納できるか) と速度 (つまり、これらの数値をメモリに書き込んでそこから再度取得できる速度) という XNUMX つの指標によって特徴付けられます。 メモリのパフォーマンスは、各セルがある状態から別の状態に切り替わる速度に依存します。 一般的に言えば、メモリの量とその速度は相反するものです。 Ceteris paribus - メモリが多いほどパフォーマンスが低下し、パフォーマンスが高いほどメモリが少なくなります。 したがって、最新のコンピューターでは、メモリは多層構造の形で編成されています。 通常、メイン メモリと外部メモリは区別されます。 一方、メイン メモリは、ランダム アクセス メモリ (RAM) と読み取り専用メモリ (ROM) の XNUMX つの部分で構成されます。 最初の最上位レベルは、プロセッサに直接接続された RAM によって形成されます。 ランダム アクセス メモリでは、メモリに格納されたデータへのアクセス時間を最小限に抑えることができます。 メモリの第 XNUMX 階層 - 読み取り専用メモリ - は、過負荷の場合に RAM に接続されます。 これは、マイクロプロセッサが必要な情報やアプリケーションプログラムのために時々アクセスする「クイックリファレンス」として機能します。 その速度は RAM よりも数桁低くなりますが、容量ははるかに大きくなります。 また、コンピュータの電源を切っても、そこからの情報は消去されません。 外部メモリとは、大量の情報を保存できるさまざまなデバイスを指します。 これらは、磁気ディスク ドライブ、磁気テープなどです。 それらのパフォーマンスは、メイン メモリ デバイスよりも数桁低い場合がありますが、数百万バイトまたは数十億バイトという巨大な容量を持つことができます。 当初、従来のカセットテープレコーダはコンピュータの外部記憶装置として機能していました。 時間が経つにつれて、フロッピー ディスク (特殊な封筒に入った小さな板に似た軟磁性ディスク。容量は約 1 ～ 1,4 MB) が普及し始めました。 コンピュータのメモリからフロッピー ディスクへ、およびフロッピー ディスクからコンピュータのメモリへの情報は、特別なデータ入出力デバイスであるディスク ドライブを使用して書き込まれます。 XNUMX つのテープ カセットには、フロッピー ディスクとほぼ同じ量の情報を保存できますが、磁気テープ ドライブのプログラムまたはデータ要素へのアクセスにかかる時間は、磁気ディスク ドライブよりもはるかに長くなります。 テープ上の情報は XNUMX つの長いビット列として記録されており、必要な情報を読み取るにはテープ全体を巻き戻す必要があるため、これは当然のことです。 現在、外部記憶装置としてハードドライブ（ハードディスク）が使用されています。 コンピュータの最も重要なユニットはプロセッサです。 その役割は、マイクロプロセッサ (シリコン結晶上の集積回路) によってコンピューター内で行われます。 マイクロプロセッサは、機械の「心臓部と頭脳」と見なすことができる最も複雑な論理回路を実装しています。 ブロックの名前そのものが、そのアクティブな機能を物語っています。 実際、プロセッサは、プログラムに従って、メモリに含まれる情報を処理することに従事している。 各作業サイクルで、プロセッサは XNUMX つの論理演算または計算演算を実行します。 プロセッサの基本は、制御ユニット、算術論理ユニット、レジスタなどの論理回路です。 制御装置は、すべてのコンピューター コンポーネントの動作を制御します。 この回路の入力は、メモリからコマンド コードを受信します。コマンド コードは、コンピュータ回路の目的のポイントに送信される一連の制御パルスに変換されます。 制御装置の操作は、オーケストラの指揮者の行動に例えることができます。指揮者は、指揮棒の助けを借りて、音楽作品の音符に導かれ、音楽家のグループや個々の音楽家に始まりと終わりを示します。演奏されている音楽作品の部分のポイント。 算術論理ユニットは、算術演算と論理演算を実行するように設計されています。 レジスタは、8 進数の形式で情報を一時的に格納するための電子デジタル デバイスです。 レジスタが同時に 16 ビット (XNUMX つのバイナリ文字) を格納できる場合、それは XNUMX ビットと呼ばれます。 XNUMX の場合は XNUMX ビットなどです。 レジスタはその機能に特化しています。 情報の保存のみを目的としたものもあれば、実行されたコマンドのカウンターとして機能するものもあれば、実行されたコマンドのアドレスを記憶するものもあります。 コンピュータ周辺機器は、単純なデバイスと複雑なデバイスの大規模なファミリーであり、その主な重要性は、コンピュータと外界との間の通信を提供することです。 まず第一に、コンピュータは情報を知覚する能力を備えていなければなりません。 これは、入力デバイスが行うことです。 主な入力デバイスはキーボードです。 数字やテキストを入力するための英数字キーのほか、カーソル制御、モードとレジスタの切り替え、およびその他の目的のためのキーが含まれています。 キーボードのキーは、タイプライターとほぼ同じように配置されています。 情報を表示するための主なデバイスはディスプレイ（モニター）です。 マウスは、ユーザーとコンピューターの間の対話において非常に重要です。 マウスは、平らな面をスライドする小さなデバイスです。 その動きの相対座標はコンピューターに送信され、カーソルと呼ばれる特別に選択されたマーカーの表示画面上の動きを制御するように処理されます。 画面上でオブジェクトを配置および指定するこの方法は非常に便利です。 このダイアログの編成では、いくつかの事前に構成されたバージョンのコマンドが画面に表示されます。 それらのいずれかにカーソルを合わせると、ユーザーはコマンドを発行します。 したがって、プログラミングのリモートアイデアさえ持っていない人でも、コンピューターでうまく作業できます。 最も広く使用されている出力デバイスは、印刷デバイスまたはプリンターです。 ただし、グラフや図面を表示するためのグラフ プロッター (プロッター) にすることもできます。 最近まで、ドット マトリックス プリンターが最も広く使用されていました。 それらでは、個々の記号のイメージが9×9ドットのマトリックス上に構築され、最も細いロッドのインクリボンを吹き飛ばすことによって形成されます。 ロッドの数は通常 9 であるため、マトリックス内のポイントが接触し、連続した線が形成されます。 これらのプリンタで任意のフォントを作成したり、グラフィックスを出力したりするのは簡単です。 より高い印刷品質は、複数レベルの輝度とカラー印刷を可能にするインクジェット プリンターによって提供されます。 このようなプリンターの動作原理は、プログラムの制御により、水平に移動するノズルから最小のインク滴が紙に噴射され、必要な画像が形成されるという事実に基づいています。 レーザー プリンタは、高速で高品質な印刷を実現します。 コピー機と同様に、レーザー プリンターは電子写真印刷プロセスを使用しますが、レーザー ビームでプリンターの感光性要素を直接露光 (照射) することによって画像が形成される点が異なります。 この方法で作られたプリントは湿気を恐れず、磨耗や色褪せに強いです。 この画像の品質は非常に高いです。 他のコンピュータと同様に、コンピュータに必要不可欠な部分はソフトウェアです。 適切なプログラムなしで作業することはほとんど不可能です。 各コンピューターのプログラムの最も重要なクラスは、他のすべてのプログラムの操作をサポートし、ハードウェアとの相互作用を保証し、コンピューターを一般的に管理する機能をユーザーに提供するオペレーティング システムと見なす必要があります。 このシステムは、人がコンピューターで実行するコマンドとアクションを、コンピューターが理解できる短い単純なコマンドの長いセットに変換します。 多くのオペレーティング システムはありません。 1974年、CP / Mシステムが開発され、8ビットパーソナルコンピューター用のオペレーティングシステムの作成が始まりました。 このシステムの成功は、その極端な単純さとコンパクトさ、および必要なメモリが非常に少ないという事実によるものでした。 1981 年には、IBM PC コンピュータとともに、MS-DOS オペレーティング システムが登場しました。これは、16 ビット コンピュータの主要なオペレーティング システムとなった Microsoft ディスク オペレーティング システムです。 マイクロソフトの最初の Windows 95 システムは 1995 年にリリースされました。 その特徴的な機能は次のとおりです。新しいユーザー インターフェイス、長いファイル名のサポート、プラグ アンド プレイ周辺機器の自動検出と構成、32 ビット アプリケーションを実行する機能、およびシステムで直接 TCP / IP をサポートする機能。 Windows 95 はプリエンプティブ マルチタスキングを使用し、各 32 ビット アプリケーションを独自のアドレス空間で実行しました。 Apple は、自社の Macintosh コンピュータ用に Mac OS (Macintosh オペレーティング システム) を開発しました。 Mac OS の初期のバージョンは、Motorola 68k プロセッサに基づく Mac とのみ互換性がありました。 その後のバージョンは、PowerPC (PPC) アーキテクチャと互換性がありました。 2000 年代半ばから、Apple は自社のコンピューターに Intel プロセッサを使用してきました。 Mac OS EULA によると、OS のインストールは Apple コンピュータでのみ許可されています。 著者：Ryzhov K.V.
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