Kompyuter texnikasining rivojlanish tarixi va avlodlari. Mexanik hisoblash qurilmalari, ularning

Elektron hisoblash mashinalarining avlodlari.

Tarixan qisqa vaqt mobaynida (35-40 yil orasida) EHMning to'rt avlodi yaratilib, beshinchi avlod mashinlari loyihalashtirilmoqda. EHMlarning avlodlarga ajratish ularni yaratishda nimalarga asoslanganligi, qanday tuzilganligi, texnik xarakteristikalari, foydalanuvchilar uchun qulayligi va boshqa tomonlari bilan farqlanadi.

EHMlarning birinchi avlodi.(50-villar boshlarigacha) qatoriga MESM, BESM-1, BESM-2, Strela, M-3, Minsk-1, Ural-1, Ural-2 ba boshqalar kiradi. Bu mashinalarning hammasi elektron lampalar asosida qurilgan. Ularning o'lchamlari katta, elektr quwatini ko'p iste'mol qiladi, amallarninh bajarilishi tezligi past, katta miqdorda axborotlarni saqlay olmaydi va ishonchsizligi bilan ajralib turadi. Bu toifa mashinalar sekundiga o'rtacha 10000 amal bajaradi. Xotirasiga faqat 2047 tahacha son sig'adi.

EHMlarning ikkinchi avlodi.(1960 yillarning boshlari) tranzistorlar (yarimo'tkazgich va magnit elementlar)dan tuzilgan. Bu avlodga mansub mshinalarning o'ziga hos xususiyatlaridan biri, ular qo'llanish sohasi bo'vicha ixtisoslashtinlgandir. Ikkinchi avlod EHMlarida oldingilariga qaraganda tezroq va ishonchliligi ko'proq ma'lumotlarni qayta ishlash imkoniyati yaratildi.

EHMning ikkinchi avlodiga quyidagi mashinalar kiradi: Minsk-2, Minsk-22, Razdan-3, M-220, BESm-6,'MIR, Nairi, Minsk-32, Ural-14 va boshqalar. Bu mashinalarda qo'yilgan masalani tez yechish imkoniyatini yaratadigan dasturdan, masalani yechishda EHM bajarishi lozim bo'lgan amallar ketma-ketligidan foydalanish mumkin.

Bunday EHMlarning o'rtacha tezligi 100000 amal/sekund, xotirasiga 10000 tagacha so'z sig'adi. Elektron hisoblash mashinalarining keyingi murakkablashuvi turli vazifalarni bajaruvchi moslamalarning o'sishiga olib keldi, bu esa o'z navbatida element va sxemalarni kichraytirishni va ularning ishlashdagi ishonchlilikni oshirishni, xotira sig'imini kattalashtirishni, ishlash tezligini yana ham tezlatishni talab etdi. Shunga asosan mikroelektronikada tez orada lkub santimetr hajmli kristalda eng kamida 5 dona elektronika elementini birlashtirgan electron qurilma, ya'ni mitti integral sxemalar paydo bo'la boshladi. Bunday sxemalar ikkinchi avlod mashinalarida mavjud bo'lgan barcha kamchiliklarning ko'p qismini yo'q qilingan yangi hisoblash mashinalarining paydo bo'lishiga zamin yaratdi. Integral sxema, avvalo yasalayotgan moslamalarni miniaturalash (juda kichiklashtirish)ga olib keldi.

EHMlarning uchinchi avlodi.(60-villarning oxiri) kopchilik tranzistorlar va turli xil ehtiyot qismlar o'rniga integral sxemalardan keng ko'lamda foydalanish bilan harakterlanadi. Integral sxemalarni ishlatish tufayli mashinalarning texnik va ishlatish xarakteristikalarini ancha yaxshilashga, jumladan, ixchamlashishi va ishlash tezligining oshishini ta'minlashga erishildi. Bunday mashinalarning samarali va ishonchli ishlashiga ta'minlandi. Xotira sig'imi 2048 Kbaytgacha bordi. Bu avlod mashinalarini birgalikda ishlab chiqargan yagona sistema turidagi mashinalar tashkil qiladi. Shuning uchun ham bu turdagi mashinalarning nomi ES dan boshlanadi. Bu mashinalar turiga qarab, sekundiga 2 milliongacha turli arifmetik amal bajarishi mumkin bo'ldi.

Fan va texnikaning rivojlanishi odam bilan EHM o'rtasida muloqot qilish mumkin bo'lgan hisoblash mashinalari yaratish zarurati tug'dirdi. Ba vazifa yangi paydo bo'layotgan to'rtinchi avlod mashinalarida amalgam oshirildi.

EHMlarning to'rtinchi avlodi. 1970 yillardan etiboran paydo bo'la boshladi. Ularda element bazasi sifatida katta integral sxemalar. Ya'ni Ism kub hajmda 100 minggacha elementni birlashtirgan mikrosxema qo'llanildi. Bunday EHMlardan jamoa ravishda foydalanish EHMlar tarmog'ini va shaxsiy kompyuterlar yaratish imkonini tug'dirdi. Hozirhi kunda ko'pgina o'rta maktablarga o'rnatilgan IBM, Yamaxa, Pravets-8A, AGAT, Osiyo, Toshkent, Yoshlik kompyuterlari shu turdagi lardir.

Hozirgi kunda beshincha avlod mashinalarini ishlab chiqish ustida katta ishlar qiliniyapti. Ayniqsa, bu sohada yaponiya olimlari yaratgan beshinchi avlod mashinalarining loyihalari diqqatga sazovordir. Bu loyiha keyingi davr mashinalarini yaratishni ko'zda tutgan.Yaponiya olimlarining tabiricha, ushbu avlod mashinalari mantiqiy masalalarni hal qila oladigan, og'zaki gaplarni "eshitadigan" va "tushunadigan", matnlarni o'qiyotgan tezlikda tarjima qila oladigan, rasm va chizmalarni "ko'ra" oladigan hamda "tushunadigan'1 bo'lishi kerak. Bunday komputerlar galley arsendi, katta va o'ta katta integral sxemalar asosida qurlishi nazarda tutilgan. Oxirgi paytlarda yer yuzida laboratoriyalarda oqsil molekulalari bilan tajriba o'tkazilmoqda. Ular komputerlarning arifmetik asosini tashkil qiluvchi asosiy element ilddlik sanoq sistemasida xotirlovchi katakchalarning vazifalarini o'tayapti. Albatta, ushbu yo'nalish bo'yicha EHM qurish haqida gap yuritish erta albatta, lekin tajribalar yaxshi natijalarga olib kelsa, komputerlaning yangi davrini boshlaydigan biokomputerlarga ega bo'lishimiz mumkin.
Informatika fani. Jorj Fon Neyman prinsipi.
Insoniyat uzining tarixi mobaynida modda, kuvvat va axborotlarni uzlashtirib keldi. Insoniyatning rivojlanishda butun-butun boskichlar ushbu boskichning eng ilgor texnologiyasi nomi buyicha nomlanadi. Masalan, "tosh davri" - kurol yasash uchun toshga ishlov berish texnologiyasining boskichi, "bronza davri" - metallga ishlov berish texnologiyasini egallash boskichi, "kitob chop etish asri" - axborotni tarkatishning yangi usullarini egallash boskichlari, "elektr asri"- kuvvatning yangi turlarini uzlashtirish boskichlari shular jumlasidandir. Bundan yigirma - uttiz yil oldin "atom asri" boshlandi deyilgan bulsa, ?ozirgi kunda kuprok "axborot asri" va "ShAXSIY KOMPYuTER asri" xakida eshitish mumkin. ShAXSIY KOMPYuTER ishlab chikarishning usishi, axborot tarmoklarining rivojlanishi yangi axborot texnologiyalarining yaratilishi jamiyat xayotining barcha soxalarida, ya'ni ishlab chikarishda fanda ta'limda tibbiyotda va ?okazolarda axborotning tarkibiy kismlari paydo bulishi va rivojlanishiga olib keldi.

Informatika 60-yillarda Fransiyada elektron xisoblash mashinalari yordamida axborotni kayta ishlash bilan shug’ulanuvchi soxani ifodalovchi atama sifatida yuzaga keldi. Informatika atamasi lotincha informatio suzidan kelib chikkan bulib, tushuntirish, xabar berish, bayon etish ma'nolarini anglatadi. Ingliz tilida suzlashuvchi mamlakatlarda bu atamaga Computer science (kompyuter texnikasi hakidagi fan) sinonimi mos keladi.

Informatika inson faoliyatining mustakil sohasi sifatida ajralib chikishi birinchi navbatda kompyuter texnikasining rivojlanishi bilan bo?lik. Bunda asosiy xizmat mikroprosessor texnikasiga tug’ri keladi, uning paydo bulishi 70-yillar urtalarida ikkinchi elektron inkilobni boshlab berdi. Shu davrdan boshlab hisoblash mashinalarining element negizini integral chizma va mikroprosessorlar tashkil etdi. Informatika atamasi nafakat kompyuter texnikasi yutuklarini aks ettirish va foydalanish, balki axborotni uzatish va kayta ishlash jarayonlari bilan ham bog’lanadi.

Kompyuter - bu ixtiyoriy kurinishdagi axborotni avtomatik tarzda kayta ishlovchi kurilmadir. hozirgi kunda ularning hammasi elektron kompyuterlar ?isoblanadi. Informatikaning vujudga kelish tarixiga nazar tashlasak, dastlab mexanik kompyuterlar yaratilgan.

1642 yilda Blez Paskal kushish amalini mexanik ravishda amalga oshiruvchi kurilmani ixtiro kildi, 1673 yilda esa Gotfrid Vilgelm Leybnis turtala arifmetik amalni bajaruvchi mexanik kurilma arifmometrni kostruksiyasini yaratdi. XIX asrdan boshlab arifmometrlar juda keng masshtabda kullanila boshlandi. Bu kurilmada uta murakkab hisoblashlar xam amalga oshirilar edi, xattoki usha vaktda "hisoblovchi - inson" deb nom olgan maxsus kasb ham mavjud edi. Bu kasb egasi berilgan instruksiya asosida topshirilgan vazifani arifmometr yordamida anik va tez amalga oshirar edi. Lekin ayrim hisoblashlarning uta murakkabligi ulardan olinadigan natija uchun sarflanadigan vaktning sekinlashuviga sabab bulgan. Bunday hisoblashlar uchun xaftalab, oylab vakt sarflanar edi. Buning asosiy sababi, bu kurinishdagi hisoblashlarni amalga oshirish va natijalarni yozib borishni inson uzi bajarayotganligidir.

1833 yilga kelib ingliz matematigi Charlz Bebbidj insonning aralashuvisiz, mustakil ravishda ?isoblashni amalga oshiruvchi universal ?isoblash kurilmasi - "analitik mashina"ning proektini yaratdi. Lekin, Bebbidj bu ishini oxiriga yetkaza olmagan bulsada, uning fikrlarini asos kilib olib, 1941 yilda nemes injeneri Kondrat Suze tomonidan analitik mashina yaratildi. 1943 yildan boshlab esa Amerikalik Djon Mochli va Prespera Ekerta ra?barliklari ostida dastlabki elektron lampali mashinalarning ixtirolari amalga oshirila boshlandi.

Keyinrok Mochli va Ekerta dasturni uz xotirasida saklaydigan yangi mashinaning konstruksiyasi ustida ish olib bordilar va bu ishga mash?ur matematik Jorj fon Neymanni ham hamkorlikka chakirdilar.

Birinchi elektron kompyuterlar AKShning Pensilvaniya universitetida 1946 yilda yaratilgan. Bu kompyuter ENIAC nomi bilan mash?ur bulldi, uning ?ajmi juda katta bulib, oGirligi 30 tonna edi, ENIAC 18000 elektron lampadan iborot va 500 amalni 1 sek.da bajarardi. (1940-1955y) Tarkibi elektron lampalardan iborot bulgan barcha ShAXSIY KOMPYuTERlar - birinchi avlod mashinalari deb nomlangan.

1955 yildan boshlab ikkinchi avlod ShAXSIY KOMPYuTERlari paydo bula boshladi. Ulardan elektron lampalar urniga yarim utkazgichlar - tranzistorlar bilan almashtirilgan. Yangi avlod ShAXSIY KOMPYuTERlarining avvalgisidan afzalligi ulchovi kichik, elektr energiyasini kamrok talab kilganligidir.

Ammo, zamonaviy ShAXSIY KOMPYuTER arxitekturasi deb ataluvchi SHAXSIY KOMPYUTER tuzilishining asosiy prinsiplari karor topguncha bir necha yillar utdi.

Kiritish- chikarish kurilmasi

M

А’

L

U

M

O Xotira

T

Markaziy prosessor

Bu prinsiplar buyuk matematik Jorj Fon Neyman tomonidan 1946 yilda asoslab berildi. Uning fikricha markaziy prosessor xotirada saklanayotgan dasturni boshkaradi. U ikki kismdan iborat buladi:

1. boshkaruv kurilmasi, ya'ni dastur buyruklarini kabul kiluvchi va ularning bajarilishini ta'minlovchi;

2. arifmetik-mantikiy kurilma, fakat ?isoblashlar uchun muljallangan.

Undan tashkari "tezkor xotira" - doimiy saklovchilardan markaziy pro­ses­sor­ga borish va kaytish yulida oralik ma'lumotlarni saklash uchun foydalaniladi. Bu oralik ma'lumotlarni saklovchi kurilma (bufer) operativ xotira deb ataladi. ?uddi shunda fon Neyman kompyuterning asosiy funksional ishlash prinsiplarini tavsif­lab bergan.
SHAXSIY KOMPYUTER avlodlari almashuvi hakida ma'lumotnoma

1-avlod (1950 yillar boshida). Element bazasi elektron chiroklar. ShAXSIY KOMPYuTER katta hajmi, kup elektr kuvvati iste'mol etishi, kam ?arakatchanligi, kam ishonchliligi, kodlarda dasturlanishi bilan ajralib turgan.

2-avlod (1950 yillar oxiridan). Element bazasi yarim utkazgichli elementlar. Oldingi avlod ShAXSIY KOMPYuTERga nisbatan barcha texnik xususiyatlari yaxshilangan. Dasturlashtirish uchun algoritmik tildan foydalanilgan.

3-avlod (1960 yillar boshi). Element baza-integral chizmalar. ShAXSIY KOMPYuTER hajminng keskin kichrayishi, ishonchliligining ortishi, samaradorligini ortishi. Ma'lum masofadagi terminallardan alo?ida bulish.

4-avlod (1970 yillar urtalaridan). Element bazasi- mikroprosessorlar, katta integral chizmalar. Texnik xususiyatlari yaxshilangan. Shaxsiy kompyuterlarning ommaviy chikarilishi. Rivojlanish yunalishi; yukori ishlab chikarish kuvvatiga ega kudratli kup prosessorli hisoblash tizimlari arzon mikro ShAXSIY KOMPYuTERlarni yaratish.

5-Avlod (1980 yillar urtalaridan). Intellektual kompyuterlar ishlab chikarila boshlandi.

Texnika xavfsizligi haqida
Kompyuter o'rnatiladigan xonaga kompyuterlar soniga qarab turib, quyidagi talablar qo'yiladi: ta’limni axborotlashtirish bu tinglovchilarni kompyuterda nazariy va amaliy mashg'ulotlar o'tkazish bilan bajariladi. Shuning uchun kompyuter xonasida 5 tadan 20 tagacha kompyuter o'rnatilishi mumkin. Bizning sharoitimizda uning soni 5 taga teng. Shuning uchun kompyuter xonasini o'lchamlari quyidagicha bo'lishi kerak: 6x10x2,8 metr.
Stol va stullarga talablar
Kompyuter xonasida stol va stullarga talablar mavjud bo'lib, stol balandligi yerdan 68-77 sm bo'lib, stullar esa aylanuvchan bo'lishi kerak va albatta orqasida suyanchig'i bo'lishi kerak. Chunki stol-stullar o'z gabariti bilan to'g'ri kelmasa, foydalanuvchi tezda charchab qoladi. Stol va stullar shunday joylashtirilishi kerakki, ular insonlarga turib yurishga xalaqit bermasligi kerak. Bundan tashqari, o'qituvchi bemalol har bitta tinglovchini oldiga borib, uni qilgan xatolarini Kompyuterda bemalol ko'rsata olishi kerak.
Insonni antropometrik o'lchovlarini hisobga olish
Insonni antropometrik o'lchovlari quyidagicha: o'rtacha balandligi 1 metr 72 sm, elka kengligi 39 sm, qo'llar yoyilmasi 160 sm.

Agarda bu antropometrik o'lchovlar hisobga olinmasa, tinglovchilar ish paytida bir-biriga xalaqit berishi mumkin.

Monitordan insonning ko'zigacha bo'lgan optimal masofa
Monitor ko'zdan ozgina pastroqda va 50 smdan kam bo'lmagan masofada joylashishi kerak. Monitor va ko'z orasidagi masofa 60-70 sm bo'lishi tavsiya qilinadi, bu masofa kichik bo'lsa, insonni ko'zi tezroq charchaydi. Monitorni dizayni va rangi o'ziga e'tiborni jalb qilmasligi kerak. Shuning uchun monitorning sirt tomonida har xil reklama yopishtirgichlarini olib tashlash kerak. Monitorning ekrani zangori va ko'k ranglarga bo'yalishi shart. Chunki bu ranglar inson ko'ziga eng yaxshi ranglardan hisoblanadi.
Kompyuterda ishlash vaqtida insonning charchash sabablari

Kompyuter bilan ishlash vaqtida inson quyidagi faktorlardan charchaydi:

- ekranni yorug'ligi;

- kontrast va fon o'rtasidagi aniqligi;

- Kompyuterda ishlash paytidagi issiqlikdan nurlanishi;

- Kompyuterda nurlanishning insonga ta'siri;

- Kompyuter buzuqligi.
Kompyuter xonasiga talablar

Xonaning shifti oq-ko'k fon balan oqlanishi, devorlari esa yashil rangga oqlanishi kerak. Bu ranglar va oftob nurlanishi bizga kerakli rang iqlimini yaratib beradi.

Elektr xavfsizligi

Kompyuter xonasida hamma jihozlar elektrotokda ishlaydi, shuning uchun elektr shikastlanishiga uchrash mumkin.

Kompyuterlarni yerga ulash va yerga ulash himoyasiga talablar

Hamma Kompyuterlarda elektr tarmog'iga ulash uchun maxsus sistema ishlatiladi va unda "0" ulash himoyasi qo'llanilgan. "0" ga ulash himoyasi bu "0" simini korpuslarga bog'lash va har xil issiqlikda ishlaydigan avtomatlarni ishga tushiruvchi sistemadir.

Shaxsiy kompyuterdan foydalanish qoidalari.

Shaxsiy kompyuterni ishga tayyorlash va o'chirish tartiblari mavjud. Avvalambor, kompyuterning tarmoq kuchlanishiga mosligini tekshirish kerak. Shaxsiy kompyuterlar 220 yoki 110 kuchlanishli elektr tarmoqlarida ishlashi mumkin.

Shaxsiy Kompyuterlar uchun kuchlanishning o'zgarishi, ayniqsa keskin o'zgarishlar xavfli bo'lishi mumkin. Shuning uchun maxsus stabilizatorlardan yoki elektr quvvatining o'zluksizligini ta'minlovchi - URS qurilmasidan foydalanish tavsiya etiladi. Maxsus URS qurilmasi elektr quvvatini o'zgarmas holda ushlab turadi, hamda elektr manbai o'chirilgandan keyin muayyan vaqt davomida Kompyuter ishlashini ta'minlab turadi. Bu vaqt Kompyuterda bajarilayotgan ishlarni tugatish uchun yetarlidir. masalan, kerakli ma'lumotlarni diskka yozib qo'yish yoki programmalar ishini tugatish uchun va hokazo.