Компьютер из чего сделан: Из чего состоит компьютер • Железо системного блока

Кто изобрел самый первый персональный компьютер в мире и в России

17 февраля 2021, Максим Ситников,

17

Компьютер ЭНИАК

Вклад в появление самой первой сложной вычислительной машины внесли многие разработчики, работающие в разных странах. Это усложняет ответ на вопрос, кто изобрел первый компьютер в мире. Однозначно первый изобретенный ПК стал прорывом в сфере техники, а потому данная тема заслуживает особого внимания.

Первый компьютер в мире – какой он?

В 40-х годах прошлого столетия функционировало сразу несколько компьютеров, которые можно назвать первыми. Однако еще в 1822 году изобретатель Чарльз Бэббидж выпустил счетную машину, которую с большой натяжкой можно назвать компьютером. Уже в 1941 году компанией IBM при участии математика Говарда Эйксона была разработана и выпущена усовершенствованная машина «Марк 1» (по чертежам Чарльза Бэббиджа). Это первый в США программируемый аппарат, который применялся для разработки военного оборудования.

На роль создателя первого компьютера претендовали и другие изобретатели:

  • Конрад Цузе – немецкий разработчик, в 1939 году создавший машину, которая имела название Z1. Это первое электромеханическое устройство, предназначенное для вычисления аэродинамических характеристик самолета.
  • Алан Тьюринг – разработал знаменитую машину, способную расшифровать коды немецкого аппарата «Энигма». Англичане построили более 200 таких компьютеров, каждый весил 2,5 тонны.
  • Джон Атанасов – американскому инженеру удалось изобрести первую полностью электронную установку в 1942 году. Машина была способна решать линейные уравнения, ее даже признала «первым компьютером» судебная власть США в 1973 году.
  • Джон Мокли – в 1946 г. разработал мощный электронный компьютер ЭНИАК, предназначенный для расчета баллистических таблиц. Данные операции ранее выполнялись людьми вручную. Машина была способна совершать аналогичные вычисления в 2600 раз быстрее.

Именно ЭНИАК считается первым полноценным компьютером, который является полностью вычислительным устройством. Аналоги были у британцев, однако по приказу Черчилля, информация о них была засекречена, а сами машины уничтожены. Компьютер ЭНИАК был громоздким и неудобным в работе, программирование осуществлялось путем переключения кабелей.

ЭНИАК

Так кто придумал первый компьютер?

Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.

Чарльз Бэббидж

Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.

Резюмируя в ответе на вопрос, кто изобрел первый компьютер, первым в списке значится Чарльз Бэббиджей – изобретатель, разработавший проект механического устройства. Свой вклад также внесли:

  • Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
  • Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
  • Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
  • Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
  • Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.

Кто создал первый компьютер в России?

Советские разработчики впервые сконструировали компьютер в 1948 году. Придумал электронную счетную машину профессор Лебедев, в конструировании участвовали 20 инженеров и 10 помощников.

Отечественная машина занимала площадь в 60 кв.м. В ее конструкции присутствовало так много ламп и кабелей, что при запуске машина выделяла слишком много тепла. Инженерам даже пришлось разобрать часть крыши, чтобы свежий воздух охлаждал компоненты. Как называлась машина? Довольно незамысловато – МЭСМ.

МЭСМ

Компьютерный механизм был способен совершать до 3 тысяч вычислений в минуту. В конструкцию было встроено 6 тысяч ламп суммарным потреблением 25 кВт.

Как выглядели первые компьютеры?

«МАРК 1» был в длину 17 метров, высотой более 2 метров. Машина имела стальной каркас, вес компьютера составлял 4,5 тонны. Общая протяженность проводов превышала 750 км. ЭНИАК весил свыше 27 тонн, потреблял в среднем 170 кВт электроэнергии.

МАРК-1

Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.

Programma-101

Резюме

За одно столетие компьютерные технологии совершили колоссальный скачок и продолжают развиваться. Кто знает, когда появятся нейронные или квантовые компьютеры, однако по прогнозам это случится довольно скоро.

Содержание

  • Первый компьютер в мире
  • Кто его придумал?
  • Кто создал первый компьютер в России?
  • Как они выглядели

Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:

Поделиться
Вконтакте

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Добавить комментарий

Добавить комментарий

Умный Сервис — Как устроен компьютер и из чего он состоит

Персональные компьютеры (ПК) вошли в нашу повседневную жизнь с целью облегчить нам нашу работу. Они заменили горы бумаг на нашем столе и множество различных устройств. Тем не менее, до сих пор не каждый пользователь знаком с устройством работы ПК. В данной статье, мы ответим на вопросы: что такое ПК, из чего состоит компьютер и для чего нужен каждый из модулей компьютера.

Для начала разберемся, из чего состоит компьютер:

  1. Системный блок (Обычно называют корпус, содержащий в себе все необходимое для работы «железо»)

  2. Компьютерная мышь и клавиатура (устройства ввода информации)

  3. Монитор (устройство вывода информации)

  4. Возможные дополнительные устройства (Web-камера,колонки, принтер, сканер, МФУ и др.)

Для того чтобы понять как работает компьютер, необходимо заглянуть в его системный блок. Вот один из вариантов того, что мы можем увидеть, открыв боковую крышку:

Блок питания (БП) – устройство, подающее питание (энергию) на все модули системного блока. Чем больше мощность блока питания, тем он лучше и соответственно более дорогостоящий.

Жесткий диск (англ. Hard Disk Drive; сленг. винт, винчестер) – устройство для хранения информации. Именно жесткий диск хранит все файлы, сохраняемые на компьютере, будь то видео, аудио, фото, документы и любые другие типы. Также винчестер содержит файлы операционной системы.

Центральный процессор (ЦП; англ. central processing unit, CPU; сленг. проц) – центральный модуль ПК, выполняющий все арифметические и логические операции, действия с данными, управляет всеми устройствами компьютера. По сути, центральный процессор является мозгом компьютера.

На данный момент на рынке выделяется 2 основных производителя процессора: AMD Athlon c его бюджетной версией Duron и Intel Pentium c бюджетной версией Celeron.

Ответ на вопрос, какой процессор лучше AMD или Intel, зависит от предъявляемых требований к ПК. Процессор AMD больше предназначен для работы с графикой и играми, поскольку отличается высокой скоростью работы. Процессор Intel характеризуется высокой надежностью и работой на низких температурах.

Основными характеристиками являются: разрядность процессора и его тактовая частота. Чем выше эти параметры, тем быстрее будет работать компьютер.

Для отвода тепла от ЦП используется пассивное охлаждение в виде радиатора и активное – кулер (вентилятор, прикрепляемый к радиатору). Система охлаждения крепится поверх процессора, на поверхность которого предварительно наносится термопаста для лучшей теплопроводности между прилегающими поверхностями.

Оперативная память (англ. Random Access Memory, RAM, ОЗУ; сленг. память, оперативка) – внутренняя память компьютера, используемая процессором для кратковременного хранения информации. Простым языком, оперативная память компьютера сохраняет данные, необходимые для выполнения определенных приложений. Объем оперативной памяти измеряется в гигабайтах (Гб) и чем больше объем памяти, тем быстрее будет работать Ваш компьютер.

Материнская плата (от англ. Motherboard; сленг. мать, материнка) – многослойная плата, являющаяся связующим звеном между внутренними и внешними устройствами ПК. Поэтому, материнскую плату можно назвать сложной нервной системой компьютера. Все компоненты ПК устанавливаются на нее или подключаются к ней. Материнская плата обеспечивает нормальное взаимодействие всех компонентов, как единой системы, управляя их совместной работой.

Наиболее популярными производителями материнских плат являются следующие компании: ASRock, Asus, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, Micro-Star International (MSI), BioStar и другие.

Оптический привод – оптическое устройство, предназначенное для считывания/записи информации с/на оптического дискового накопителя (пластикового диска с отверстием в центре). На данный момент наиболее широко используются DVD-привод (DVD-ROM).

Видеокарта – устройство вывода изображения на монитор. Бывает встроенная в материнскую плату, однако для ПК, предназначенных работать с графикой и играми необходима установка внешней видеокарты в слот на материнской плате. Основными характеристиками видеокарт являются: ширина шины памяти (биты), объем видеопамяти (мегабайты Мb) – кроме интегрированных в мат. плату, частота ядра и памяти (МГц), текстурная и пиксельная скорость заполнения (млн.пикселей/с).

Основные производители видеокарт: ATI/AMD, nVIDIA, Intel (интегрированные решения). На базе выпуска этими производителями дискретных графических чипов создают свои продукты следующие производители: ASUS, Saphire, Gigabyte, MSI, Palit и другие.

Также на материнскую плату возможна установка дополнительных модулей для расширения спектра возможностей ПК, таких как: сетевая карта, модем, звуковая карта и другие.

Данная статья дала ответы на вопросы: что такое материнская плата, оперативная память, жесткий диск, процессор, видеокарта и блок питания. Также удалось узнать, из чего состоит системный блок и в целом, из чего состоит компьютер. Получили ответ на вопрос какой выбрать процессор и познакомились с основными производителями видеокарт, и материнских плат.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.comments powered by Disqus

Что такое компьютерный чип? — Объяснение компьютерных чипов

Что такое компьютерный чип?

Компьютерный чип представляет собой крошечную пластину из полупроводникового материала со встроенной электронной схемой. Он содержит миллионы микроскопических электронных компонентов, называемых транзисторами , которые передают сигналы данных. Первоначально чипы были физически большими, а вычисления производились только в национальных лабораториях, университетах или крупных компаниях. Дальнейшие инновации в технологии компьютерных чипов привели к разработке высокопроизводительных процессоров, на которых работают все типы расширенных приложений аналитики, графики и машинного обучения. Когда размер компьютерного чипа уменьшился, стало возможным создавать компьютеры меньшего размера, которые можно было бы использовать дома. Сегодня компьютерный чип вездесущ в нашей жизни — во всем, от микроволновки до зубной щетки.

Как изготавливаются компьютерные чипы?

Компьютерные микросхемы обычно производятся на фабриках, называемых заводами по производству или фабриками . Они сделаны из кремния, распространенного химического элемента, содержащегося в песке. Кремний является полупроводником, а это означает, что его электропроводность находится где-то между металлами, такими как медь, и такими изоляторами, как стекло.

Вот краткое описание процесса производства чипа.

Извлечение и формование кремния

Слитки монокристаллического кремния извлекаются плавлением и рафинированием песка. Слитки имеют почти 100% чистоту. Их нарезают на тонкие пластины, которые очищают, полируют и покрывают слоем диоксида кремния. Дополнительное покрытие из химического вещества, известного как фоторезист , наносится поверх кремниевых пластин для повышения светочувствительности. Принимаются строгие меры предосторожности для обеспечения отсутствия загрязнения пылью или другими посторонними веществами во время этого процесса. Когда базовые кремниевые чипы готовы, на них гравируются электронные схемы.

Травление схемы

Кремниевая пластина покрыта пластиной с рисунком схемы, называемой маской , и подвергается воздействию ультрафиолетового света. Свет затвердевает экспонированный материал фоторезиста в узоре схемы. Затем горячие газы плавят открытый материал, обнажая диоксид кремния под ним. 3D-ландшафт остается позади, повторяя шаблон проектирования схемы маски.

В процессе производства микросхем травление представляет собой химическое удаление слоев с пластины, а легирование – это введение примесей для модификации пластины. Процесс травления и легирования может повторяться сотни раз на одном и том же компьютерном чипе для создания более сложных интегральных схем.

Как работают компьютерные чипы?

Компьютерные микросхемы работают путем передачи электрических сигналов через элементы схемы.

Аналоговые интегральные схемы

Аналоговые схемы передают непрерывные изменяющиеся сигналы в заданный период времени. Выходной сигнал является линейной функцией входного сигнала с прямо пропорциональными напряжениями. Этот тип интегральной схемы используется для функциональных устройств, таких как таймеры, компараторы, регуляторы напряжения и операционные усилители. Аналоговые микросхемы используются в генераторах развертки, генераторах, аудиоусилителях и фильтрах.

Цифровые интегральные схемы

Цифровые схемы передают дискретные или бинарные сигналы. Выходное напряжение может быть высоким или низким. Высокое напряжение представляет логическое значение 1 , а низкое напряжение представляет значение 0 .

Цифровые схемы предназначены для выполнения различных логических операций, таких как И , ИЛИ и И-. Например, логическая операция ИЛИ соответствует логическому сложению и является основой компьютерных операций сложения. Итак, цифровые интегральные схемы составляют основу всех вычислительных операций. Они имеют решающее значение для всех программируемых устройств, логических плат, микроконтроллеров и памяти.

Интегральные схемы со смешанными сигналами

Смешанные микросхемы объединяют элементы как аналоговых, так и цифровых микросхем. Гибридная конструкция позволяет использовать микросхемы, которые действуют как цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Эти передовые интегральные схемы являются еще одним ключевым компонентом современных вычислений.

Квантовые схемы

Квантовые схемы — это следующий этап эволюции вычислений. Квантовая схема — это вычислительная процедура, которая определяет серию логических квантовых операций над базовыми кубитами или квантовыми битами. Кубиты представлены квантовыми частицами, которые отличаются от логических цифровых сигналов. Логические сигналы 1 или 0 , но кубиты могут быть помещены в суперпозицию состояний. Чипы с квантовыми схемами составляют основу квантовых вычислений, которые представляют собой новую технологию.

Читать о квантовых вычислениях »

Какие бывают компьютерные чипы?

Компьютерные микросхемы подразделяются на четыре основные категории в зависимости от их функциональности.

Микросхемы памяти

Микросхемы памяти хранят программы и данные на компьютерах и устройствах хранения. Микросхемы оперативной памяти обеспечивают временное хранение, тогда как флэш-накопители и твердотельные накопители (SSD) могут хранить информацию постоянно. Блоки флэш-памяти могут сохранять данные даже при отключении электрического тока.

Логические микросхемы

Логические или процессорные микросхемы обрабатывают данные для выполнения задач. Это мозг современных электронных устройств. ЦП — это основной тип логических микросхем, используемых в микропроцессорах серверов и другого вычислительного оборудования. Однако логические микросхемы также могут быть разработаны для выполнения определенных функций. Вот несколько примеров:

  • Графические процессоры предназначены для оптимизации визуальных дисплеев
  • Нейронные процессоры предназначены для приложений глубокого и машинного обучения

Читать о глубоком обучении »

Читать о машинном обучении »

ASIC 

Специализированные интегральные микросхемы (ASIC) предназначены для выполнения повторяющихся процедур обработки для определенного приложения. Эти современные чипы производятся большими партиями для узкоспециализированных устройств, таких как сканеры штрих-кода. Другим примером является добыча биткойнов, когда ASIC выполняют сложные математические процедуры, необходимые для создания новых биткойнов.

SoC

Система на кристалле (SoC) — это новый тип чипа. Все электронные компоненты, необходимые для всей системы, встроены в один чип. Возможности SoC более обширны, чем у микроконтроллеров. Микроконтроллер обычно сочетает в себе ЦП с памятью и обработкой ввода-вывода. Однако SoC может интегрировать обработку графики, звука, камеры и видео.

Как AWS способствует инновациям в области компьютерных микросхем?

Amazon Web Services (AWS) потратила годы на разработку специализированных компьютерных микросхем, оптимизированных для работы в облаке. В результате Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) предлагает инстансы на базе процессоров, разработанных AWS, которые оптимизированы для различных рабочих нагрузок, требующих больших вычислительных ресурсов, памяти и хранилища. Amazon EC2 также предлагает специализированные чипы машинного обучения (ML) для обучения машинному обучению и логических выводов.

Вот некоторые другие инновации AWS:

  • Система AWS Nitro — это базовая платформа для наших инстансов Amazon EC2 следующего поколения. Это позволяет нам быстрее внедрять инновации, дополнительно сокращать расходы для наших клиентов и предоставлять дополнительные преимущества, такие как повышенная безопасность и новые типы инстансов.

    • Процессоры

  • AWS Graviton обеспечивают лучшее соотношение цены и качества для ваших приложений. Инстансы на базе AWS Graviton обеспечивают до 40 % лучшее соотношение цены и производительности, чем сопоставимые инстансы на базе x86.

    • Акселераторы

  • AWS Inferentia предназначены для обеспечения высокой производительности при минимальных затратах для ваших приложений вывода на основе глубокого обучения.

    • Чипы

  • AWS Trainium ML обеспечивают наилучшее соотношение цены и качества для обучения моделей глубокого обучения в облаке.

Начните работу с инстансами AWS на основе специализированных компьютерных микросхем, создав бесплатную учетную запись уже сегодня.

Как делают компьютеры? | Это все еще работает

Автор John Papiewski

Изображение материнской платы Ivonne Wierink с сайта Fotolia.com

Ваш компьютер представляет собой сложное устройство, состоящее из десятков частей, каждая из которых может состоять из миллионов элементов электронной схемы. Чтобы сделать компьютер, вы начинаете с сырья, из которого состоят компоненты. Фабрики собирают компоненты в печатные платы, которые соединяются вместе, в результате чего получается работающий компьютер. Технические специалисты загружают программное обеспечение в компьютеры, запускают их и подвергают строгому контролю качества перед отправкой клиентам.

Дизайн

Компьютеры представляют собой высокотехнологичные устройства; Прежде чем на заводе будут собраны какие-либо детали, инженеры и специалисты по продуктам разрабатывают проект, в котором указывается, как будет выглядеть компьютер, объем его памяти и десятки других деталей. Помимо тех, кто работает на самом компьютере, многие другие проектируют жесткие диски, микросхемы процессоров и другие компоненты. Все части компьютера точно работают вместе, что требует координации между разработчиками компонентов и теми, кто использует компоненты в полной системе.

Песок и стружка

Кремний остается важным компонентом в производстве компьютерных микросхем. Производители чипов превращают песок или диоксид кремния в кристаллы чистого кремния, а затем нарезают кристаллы на пластины. Автоматизированные системы наносят на пластины сложные узоры из металлов и других материалов, образуя электронные схемы. Каждая схема может содержать миллиарды транзисторов, резисторов и других компонентов. В зависимости от используемых шаблонов схемы становятся микропроцессорами, микросхемами памяти и многими другими видами интегральных схем. Производитель заключает хрупкие чипы в прочную пластиковую, керамическую или металлическую упаковку для удобства обращения.

Печатные платы

Изготовитель печатных плат берет интегральные схемы, произведенные производителем микросхем, и припаивает их к печатным платам с другими компонентами. Каждая печатная плата представляет собой пластиковую карту с узорами из медной фольги. Платы, используемые в компьютере, включают материнские платы, модули памяти и видеокарты.

Сборка компьютера

Производитель компьютеров закупает все детали, необходимые для сборки работающего ПК: материнские платы, жесткие диски, корпуса, проводку и многие другие компоненты. Рабочие собирают части компьютера в несколько этапов, начиная с корпуса, добавляя материнскую плату и подключая другие компоненты на свои места. Другие специалисты копируют операционную систему на жесткий диск компьютера; в зависимости от компьютерной компании, операционная система, скорее всего, Apple OS X, Microsoft Windows или Linux. (Обратите внимание, что Google недавно начал продавать портативные компьютеры на базе своей операционной системы Android.) Производители компьютеров также загружают свое собственное программное обеспечение, а также пробные версии других программ.

Загрузка и прожиг

После завершения процесса сборки технические специалисты запускают компьютеры и проверяют их работоспособность. Этот процесс, называемый «прожигом», помогает компьютерам надежно работать долгие годы. Если технический специалист видит компьютер с проблемой, он может устранить ее до того, как он покинет завод. По завершении обжига производитель упаковывает компьютеры в коробки вместе с аксессуарами и руководствами по эксплуатации.