|
|
KOMPUTER[ang.] - elektroniczna maszyna cyfrowa, urz�dzenie elektron. s�u��ce do automatycznego przetwarzania informacji (danych) przedstawionych cyfrowo (tzn. za pomoc� odpowiednio zakodowanych liczb). Istotn� cech� odr�niaj�c� komputer od innych urz�dze� jest jego programowalno��, tzn. wykonywanie konkretnych zada� (np. oblicze�) jest zwi�zane z wykonywaniem zapisanych w pami�ci komputera program�w. Poj�cie komputer obejmuje obecnie zar�wno komputery zaprogramowane na sta�e, u�ywane jako automaty steruj�ce, np. w urz�dzeniach gospodarstwa domowego, jak i komputery uniwersalne, daj�ce si� dowolnie zaprogramowa�. Tradycyjnie przyj�� si� podzia� komputer�w na: superkomputery, du�e komputery (ang. mainframe), minikomputery i mikrokomputery; podzia� ten opiera si� przede wszystkim na odmiennych sposobach konstruowania komputer�w i bior�cych si� st�d r�nicach w ich wydajno�ci (mocy obliczeniowej) i sposobie u�ytkowania: superkomputery s� stosowane do szybkich oblicze� nauk., produkcji grafiki film. itp. (np. CRAY), du�e komputery s� g�. przeznaczone do zastosowa� bankowych, finansowych i adm. na szczeblu du�ego przedsi�biorstwa (np. IBM 9000/ES), minikomputery obs�uguj� ma�e instytucje lub grupy u�ytkownik�w (np. VAX), mikrokomputery s� zwykle przeznaczone do obs�ugi pojedynczego u�ytkownika (np. IBM PS/2, MacIntosh). Budowa. G��wne cz�ci sk�adowe komputera stanowi�: procesor (obecnie w postaci uk�adu scalonego, czyli mikroprocesor), pami�� operacyjna oraz urz�dzenia peryferyjne (zewn�trzne). Zadaniem procesora, zw. te� czasem jednostk� centraln�, jest wykonywanie rozkaz�w i sterowanie prac� pozosta�ych blok�w funkcjonalnych komputera; na procesor sk�adaj� si� g�.: uk�ad sterowania, jednostka arytm.-log., zw. arytmometrem, oraz zesp� rejestr�w: rejestr rozkaz�w, licznik rozkaz�w, akumulatory i in.; procesor wykonuje kolejne cykle rozkazowe pobieraj�c rozkazy i dane bezpo�rednio z pami�ci operacyjnej, sk�adaj�cej si� z ponumerowanych (adres) kom�rek (przechowuj�cych s�owa bitowe). Urz�dzenia peryferyjne, do��czone do komputera najcz�ciej za po�rednictwem uk�ad�w wej�cia wyj�cia, s�u�� do komunikacji komputera ze �wiatem zewn. (z u�ytkownikiem), np. klawiatura, monitor ekranowy, drukarka, mysz, joystick, pi�ro �wietlne, skaner, ploter; do urz�dze� peryferyjnych zalicza si� te� pami�ci zewn., np. dyski magnetyczne i optyczne. Urz�dzenia peryferyjne w obecnie u�ywanych komputerach pracuj� z regu�y jako autonomiczne jednostki wsp�bie�nie z procesorem. Zasada dzia�ania. Informacja w komputerze jest przedstawiona w postaci ci�gu element�w ze zbioru dwuelementowego; elementy te s� nazywane bitami i oznaczane symbolami 0 i 1; fizycznie s� reprezentowane przez 2 r�ne stany elektrycznych lub magnetycznych uk�ad�w komputera. Ci�gi bit�w o okre�lonej d�ugo�ci, b�d�cej zwykle wielokrotno�ci� 8 (bajt), s� zapisywane w kom�rkach pami�ci b�d� rejestrach komputera; ci�g taki jest zw. s�owem maszynowym, a jego interpretacj� w danej chwili okre�la rodzaj wykonywanego na nim dzia�ania, np. gdy jest to dzia�anie arytmetyczne, s�owo jest traktowane jako zapis liczby (w okre�lony dla danego komputera spos�b; arytmetyka komputera); gdy jest to dzia�anie log. s�owo jest zapisem warto�ci log. itd. Ka�dy komputer ma ustalony zestaw dzia�a�, zw. list� rozkaz�w, z kt�rych s� budowane programy. Rozkaz ma posta� s�owa maszynowego, sk�adaj�cego si� z cz�ci operacyjnej (b�d�cej zakodowanym dzia�aniem) i cz�ci adresowej (informacja, na kt�rej to dzia�anie ma by� wykonane, lub jej adres, tzn. numer kom�rki pami�ci zawieraj�cej t� informacj�). W chwili gdy s�owo znajduje si� w rejestrze rozkaz�w, jest interpretowane jako rozkaz. Na wykonanie rozkazu sk�ada si� wiele operacji wykonywanych przez r�ne podzespo�y komputera Operacje te tworz� tzw. cykl rozkazu jedn� z nich jest wskazanie s�owa, kt�re w nast�pnym cyklu b�dzie wprowadzone do rejestru rozkaz�w jako nast�pny wykonywany rozkaz. Przej�cie do nast�pnego cyklu nast�puje zaraz po zako�czeniu aktualnie realizowanego w ten spos�b przebiega samoczynne wykonanie sekwencji rozkaz�w, wymagaj�ce tylko zapocz�tkowania (wprowadzenia do rejestru rozkaz�w pierwszego rozkazu). Program w j�zyku wewn�trznym komputera to zatem zbi�r s��w, z kt�rego wybiera on i wykonuje sekwencj� rozkaz�w w opisany wy�ej spos�b (dla u�ytkownika program to zapis pewnego algorytmu). Opisana powy�ej zasada wewn�trznego sterowania pochodzi od J. von Neumanna (1950). Oprogramowanie stanowi zesp� program�w wykonywanych przez komputer; okre�lane cz�sto terminem ang. software, w po��czeniu ze sprz�tem komputerowym (elektron. i mech. cz�ci komputera), zw. dla przeciwie�stwa hardware, tworzy system komputerowy. Do oprogramowania podstawowego zalicza si� programy niezb�dne do efektywnej eksploatacji komputera (u�atwiaj�ce u�ytkownikowi wykonywanie innych program�w), zw. systemami operacyjnymi. Programy uruchamiane na danym komputerze pod danym systemem operacyjnym nazywa si� programami u�ytkowymi b�d� aplikacjami. W�r�d nich specjaln� rol� pe�ni� kompilatory, t�umacz�ce algorytmy zapisane w danym j�zyku programowania na programy wykonywane przez komputer (ci�gi bit�w); s� to programy u�ywane g�. przez programist�w. Do powszechnie u�ywanych program�w u�ytkowych nale��: edytory tekstu, arkusze obliczeniowe, bazy danych, a tak�e r�ne rodzaje gier komputerowych. Do bardziej wyspecjalizowanych nale�� programy do tworzenia grafiki (grafika komputerowa), a tak�e wspomagaj�ce in�ynier�w i projektant�w (CAD). Liczba program�w wspomagaj�cych najr�niejsze rodzaje dzia�alno�ci ludzkiej stale ro�nie, przy czym ich cena (zw�. oprogramowania tworzonego na specjalne zam�wienie u�ytkownika) cz�sto znacznie przewy�sza cen� samego sprz�tu komputerowego. Rys historyczny. Do XVII w. jedynymi przyrz�dami u�atwiaj�cymi liczenie by�y r�nego rodzaju liczyd�a. Znaczny post�p nast�pi� po odkryciu logarytm�w (pa�eczki Nepera, suwak logarytmiczny). W tym okresie powsta�y te� pierwsze maszyny licz�ce (W. Schickard, B. Pascal, S. Morland, G.W. Leibniz), wykonuj�ce mechanicznie operacje dodawania i odejmowania, a niekt�re tak�e mno�enia i dzielenia. Prawdziwych pocz�tk�w informatyki mo�na si� jednak doszukiwa� dopiero w XIX w., gdy Ch. Babbage stworzy� koncepcj� automatycznej i uniwersalnej maszyny licz�cej (projekt maszyny analitycznej, po cz�ciowo skonstruowanej maszynie r�nicowej), odpowiadaj�cej w swej strukturze wsp�czesnemu komputerowi: z pami�ci� (magazynem) i jednostk� licz�c� (m�ynem), sterowan� programem zapisanym na kartach dziurkowanych; ok. 1800 takie karty zosta�y u�yte przez J.M. Jacquarda do sterowania krosnem tkackim, a ok. 1890 przez H. Holleritha do automatyzacji prac przy spisie powszechnym w Stanach Zjednoczonych. Idee Babbage'a zosta�y zrealizowane dopiero przez matematyka amer. H. Aikena, kt�ry 1944 zbudowa� z przeka�nik�w elektromechanicznych maszyn� licz�c�, znan� pod nazw� ASCC (ang. Automatic Sequence Controlled Calculator) lub MARK I i kt�r� mo�na uzna� za pierwszy komputer. Era wsp�czesnych komputer�w rozpocz�a si� w momencie zastosowania w nich element�w elektron. umo�liwiaj�cych znaczne przyspieszenie wykonywanych dzia�a�; pierwsz� ca�kowicie elektron. (zawiera�a 18 tys. lamp elektronowych) maszyn� cyfrow� by� ENIAC (ang. Electronic Numerical Integrator And Calculator), zbud. 1946 przez amer. uczonych J. Mauchly'ego i J.P. Eckerta; ENIAC by� ponad 1000 razy szybszy od MARKA I. W dalszym rozwoju komputer�w rozr�nia si� kilka etap�w, zw. generacjami komputera: I. 1946 59, kiedy podstawowymi elementami komputera by�y lampy elektronowe, II. 1959 65 tranzystory, III. 1965 75 uk�ady scalone, IV. od 1975 uk�ady scalone wielkiej skali integracji (VLSI). Pierwszym uruchomionym w Polsce komputer by� XYZ, wykonany technik� lampow�, pod kierunkiem L. �ukaszewicza (1958).
Do g�ry
Index
|
