Введение
У персонального компьютера есть два важных преимущества по сравнению со всеми другими видами компьютеров: он имеет относительно простое управление и может решать достаточно широкий класс задач.
Если ранее на ЭВМ могли в основном работать только профессиональные программисты (практически для любой задачи приходилось создавать свою программу), то теперь ситуация коренным образом изменилась. В настоящее время разработаны десятки тысяч программ по всем областям знаний. С ними работают десятки миллионов квалифицированных пользователей.
Согласно статистическим данным, самыми распространенными и используемыми программами являются операционные системы и текстовые редакторы.
Знание характеристик компьютерных устройств поможет квалифицированному пользователю выбрать оптимальную конфигурацию персонального компьютера для решения поставленной практической задачи.
Учебное пособие разработано на основе “Положения о проведении занятий и приёме экзамена по курсу “Основы информатики и вычислительной техники” для аспирантов Башкирского государственного университета.
Пособие составлено из ответов на достаточно широкий класс вопросов (220 вопросов), связанных с применением персональных компьютеров. Его можно применять как при подготовке к экзамену, так и при самостоятельном обучении работе на компьютере.
Первый раздел посвящена IBM -совместимым компьютерам. Рассказано о принципах фон Неймана, поколениях ЭВМ и истории процессоров Intel. Подробно рассмотрены компьютерные устройства, входящие в состав IBM PC. Характеристики устройств даны на январь 1999 г.
В последние 2-3 года большинство персональных компьютеров работает под управлением операционной системы Windows 95. Второй раздел содержит ответы на вопросы по данной операционной среде и ее основным приложениям: Проводник, графический редактор Paint, текстовой редактор Word и электронные таблицы Excel.
Раздел 1 Что такое компьютер
Расскажите об изобретателях доэлектронных вычислительных машин?
Одним из самых известных изобретателей доэлектронных вычислительных машин считается Блез Паскаль, который в 1642 г. разработал устройство, механически выполняющее сложение чисел. Он создал десятки вариантов, некоторые из слоновой кости. Блез Паскаль хотел облегчить жизнь отцу, который работал интендантом. Его машина облегчала работу, но не заменяла человека.
Отметим также английского математика Чарльза Бэбиджа, который в первой половине XIX века пытался построить универсальное вычислительное устройство, которое могло бы работать без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт.
Кто изобрел первую российскую доэлектронную вычислительную машину?
В России первая механическая вычислительная суммирующая машина была изобретена не позднее 1770 г. в Литве часовым мастером Якобсоном. Машина была девятиразрядной.
Назовите принципы фон Неймана?
В 1945 году математик Джон фон Нейман опубликовал принципы функционирования компьютеров. Согласно фон Нейману, компьютер должен состоять из следующих устройств [1, стр. 14]:
Арифметически - логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции.
Устройство управления, которое организует процесс выполнения программы.
Запоминающее устройство, или память, для хранения программы и данных. Состоит из некоторого набора пронумерованных ячеек, в которых находятся команды программы и фрагменты данных.
Внешние устройства для ввода и вывода информации.
Как работает электронная вычислительная машина?
В общих чертах работу компьютера можно представить следующим образом [там же, стр. 15-16]. Вначале с помощью устройства ввода/вывода в память компьютера помещается текст программы. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, в которой хранится первая команда программы. Данная команда может задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение данных из памяти или запись полученных результатов в память, обмен информацией с внешними устройствами и т.д. Далее будет выполнена команда из следующей по очереди ячейки памяти или некоторой другой ячейки, заданной с помощью команды перехода. Это позволяет использовать один и тот же набор команд программы многократно (т.е. выполнять цикл), хотя в программе данный набор команд описан только один раз. Т.о. выполнение программы производится компьютером автоматически, без участия человека. Учитывая, что скорость современных персональных компьютеров достигает 150 - 500 млн. операций в секунду, решение некоторых задач на компьютере в десятки тысяч раз эффективнее ручного счета.
Какие достоинства имеет применение циклов в компьютере?
Во-первых, возможность применения циклов при выполнении программ сокращает их размер и время разработки в сотни и тысячи раз. Во-вторых, компьютеры умеют только быстро и точно выполнять готовые программы, но без них они ничего сами сделать не смогут. В-третьих, время разработки современных компьютерных программ (включая игры) может занимать несколько десятков или сотен лет.
Применяются ли принципы фон Неймана при разработке современных компьютеров?
Схема устройства современных компьютеров отличается от схемы, предложенной Джоном фон Нейманом. Во-первых, арифметическое - логическое устройство и устройство управления объединены в одно устройство - центральный процессор. Во-вторых, компьютер может одновременно выполнять несколько программ, точнее, чередовать их выполнение. В-третьих, процесс выполнения программ может быть временно прерван или отложен из-за поступивших сигналов от внешних устройств компьютера - прерываний [2].
Расскажите о поколениях ЭВМ?
Первый компьютер на основе электронных ламп был создан в 1946 г. и назывался ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер) с производительностью 5000 операций в секунду. Компьютеры на электронных лампах относятся к I поколению ЭВМ. Подобные ЭВМ занимали несколько комнат. А некоторые - отдельные здания. Управление подобными машинами производилось посредством специальных переключателей.
В 1948 г. ученые в лаборатории Bell Labs изобрели транзистор. В течение следующих 10 лет появились ЭВМ на транзисторах, что уменьшило их размеры и повысило быстродействие до 1 млн. операций в секунду. Это ЭВМ II поколения.
Первая отечественная электронная цифровая вычислительная машина МЭСМ была разработана в период с 1946 по 1950 г. в Институте электрохимии АН УССР [3]. Машина содержала порядка 6000 электронных ламп.
Первый компьютер фирмы IBM был создан в 1953 г. и назывался IBM 701. Ввод программы осуществлялся с помощью перфокарт.
Первый игровой компьютер - êîìïüþòåð Geniac, разработанный в 1956 г.
В 1967 г. в СССР разработана самая мощная вычислительная машина семейства БЭСМ - БЭСМ 6. По данным [3] считается последней успешной отечественной разработкой. Быстродействие БЭСМ 6 равно 1 млн. операций в секунду.
III поколение ЭВМ работало на интегральных схемах. На одной схеме могло помещаться несколько транзисторов и соединений между ними. Коммерческое распространение интегральных схем началось в 1961 г. Первым компьютером на интегральных схемах считается компьютер “Аполлон”, разработанный NASA в 1968 г. Устанавливался на космических кораблях. Участвовал в первом полете на Луну.
IV поколение ЭВМ основано на БИС - больших интегральных схемах. Количество транзисторов на одной БИС стало таким большим, что одна БИС могла выполнить все функции арифметического - логического устройства, т.е. центрального процессора. Это случилось в 1970 г. Термин БИС в настоящее время применяется довольно редко. Вместо него используют термин - микропроцессор.
Подобные микропроцессоры выпускались тысячами. Вначале любители, а затем и фирмы начали создавать на их основе небольшие ЭВМ. Это позволило снизить цены на них. Подобные ЭВМ, предназначенные для 1-2 пользователей, называют персональными. Этим они отличаются от больших или суперЭВМ, у которых десятки пользователей.
Зачем нужны персональные компьютеры
Какие компьютеры называют персональными?
Персональными называются компьютеры, на которых может одновременно работать только один пользователь. Персональные компьютеры имеют только одно рабочее место.
В 80 годы и наши дни выпускаются десятки различных типов ЭВМ. Однако первое место на рынке персональных компьютеров занимают компьютеры IBM PC. Примерно 90% из персональных машин - IBM совместимые.
Какие компьютеры называют IBM совместимыми?
Компьютеры различных производителей, созданные по стандарту персональных компьютеров IBM, называются IBM совместимыми.
Данные компьютеры могут быть собраны из независимо созданных комплектующих по единой схеме. Необходимое условие - каждая деталь должна удовлетворять определенному общепринятому стандарту. Различают программную и аппаратную совместимость.
Что такое программная и аппаратная совместимость?
Аппаратная совместимость: а) комплектующие, удовлетворяющие одному стандарту, являются взаимозаменяемыми; б) различные части компьютера не конфликтуют между собой.
Программная совместимость: программы, разработанные на одной машине, будут правильно работать и на другой.
Примечание. Для проверки программной совместимости в начале 90 годов рекомендовалось использование компьютерных игр, например, DOOM.
Можно ли вместо термина “IBM совместимый компьютер” применять термин “компьютер IBM”?
Нет, т.к. некоторые компьютеры фирмы IBM не являются IBM совместимыми. Например, компьютеры PS/2 несовместимы с ними на аппаратном уровне, но сохранили совместимость на уровне программного обеспечения.
Термин “совместимость” является только компьютерным термином?
Нет, с понятием совместимости можно встретиться не только в компьютерном мире. Например, у видеомагнитофонов и видеокассет существует стандарт VHS. Поэтому, независимо от фирмы - производителя магнитофона и кассеты (Panasonic, Sony, JVC, Philips, BASF или других) можно на любом видеомагнитофоне VHS смотреть любую кассету VHS.