В. Мельниченко - Самоучитель современного пользователя ПК

О «железе» в деталях

Даже начинающему пользователю необходимо знать, как устроен компьютер. Конечно, если у вас на работе есть специалист, отвечающий за работоспособность ПК, то вам, возможно, не придется заглядывать внутрь системного блока. А если компьютер стоит у вас дома, то такая необходимость обязательно возникнет. А поскольку в задачи самоучителя подробное изучение аппаратной части не входит, то мы предоставим вам самые общие, но минимально необходимые, сведения о «железе» ПК.

Первым электронным компьютером считается система на вакуумных лампах, созданную в 1942 г. Джоном В. Атанасовым в колледже штата Айова. В 1946 г. в Пенсильванском университете Джон Мошли и Дж. Преспер Экерт создали электронно-вычислительную машину ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator). ENIAC выполнял 300 операций в секунду, занимал площадь 167 кв.м., потреблял 180 тысяч ватт и был нашпигован 18 000 вакуумных ламп.

После изобретения в 1948 г. полупроводниковых устройств — транзисторов — началась революция в компьютерной индустрии. В 1959 г. сотрудники фирмы Texas Instruments изобрели интегральную схему — полупроводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько транзисторов, расположенных на одном кристалле. В первой интегральной схеме их было всего шесть. С этого времени началась эра микроминиатюризации вычислительной техники.

Первый 4-разрядный микропроцессор 4004 фирмы Intel появился в 1971 г. Он содержал 2300 транзисторов, за один такт обрабатывал 4 бита данных и выполнял 60 000 операций в секунду. В 1972 году был выпущен его преемник — 8-разрядный микропроцессор 8008. В конце 1973 г. Intel выпустила микропроцессор 8080, быстродействие которого было в 10 раз выше, чем у 8008, и который мог адресовать память объемом до 64 Кбайт. Это стало толчком к производству ПК.

В 1975 г. фирма IBM впервые выпустила персональный компьютер (названый "интеллектуальным программируемым терминалом"). Модель 5100 имела память 16 Кбайт, встроенный дисплей на 16 строк по 64 символа, интерпретатор BASIC и кассетный накопитель DC-300.

В 1976 году на рынок вышла Apple Computer с компьютером Apple 1 стоимостью 695$ долларов. Его системная плата была привинчена к куску фанеры, корпуса и блока питания не было вообще. Было выпущено несколько экземпляров этого компьютера, которые впоследствии продавались коллекционерам за 20000$. А появившийся в 1977 г. компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих компьютеров, в том числе IBM PC.

В 1981 семейство процессоров Intel пополнилось новой 16-разрядной моделью 8086 и 8-разрядной 8088. Эти процессоры использовались в первых компьютерах IBM PC XT, тактовая частота которых составляла 4,77 МГц. С этого компьютера появился «стандарт» IBM PC-совместимых компьютеров. До того ни один компьютер не был совместимым ни с одним из двух основных «стандартов» ПК — ни с IBM PC, ни с Apple Mac.

В 1982 появился процессор Intel 286, использовавшийся в компьютерах IBM PC AT. В 1985 –32-разрядный процессор Intel 386. Он содержал 275 000 транзисторов и выполнял 5 млн. операций в секунду (Million Instruction Per Second — MIPS). Следующее, 486-е поколение процессоров Intel представила в 1989 году. В нем было уже 1,2 млн. транзисторов и встроенный сопроцессор.

В 1993 Intel анонсировала первый процессор семейства Pentium, производительность которого была в 5 раз выше производительности процессора 486. Он содержал 3,1 млн. транзисторов и мог выполнять 60 млн. инструкций в секунду. Первый процессор семейства Р6 — Pentium Pro — появился в 1995 году. Pentium II был представлен фирмой Intel в мае 1997 года. В апреле 1998 в семействе процессоров Pentium II появились процессоры Celeron (недорогая версия оригинального процессора Pentium II) и Pentium II Xeon (высокопроизводительный процессор для рабочих станций и серверов). В феврале 1999 года увидел свет процессор Pentium III, в 2000 году — новый, пока последний, процессор Pentium 4 (под маркой Pentium 4 уже выпущено три типа процессоров, различающихся структурой ядра и детализацией технологического процесса — Willamette, Northwood и Prescott, не считая версии Extreme Edition с кэш-памятью L3).

Следует отметить еще один момент: фирма IBM перестала быть единственным производителем PC-совместимых компьютеров. Конечно, она разработала и продолжает разрабатывать стандарты совместимости, но уже не является монополистом. Часто новые стандарты для ПК разрабатывают и другие фирмы. Сегодня фирма Intel разрабатывает большинство стандартов аппаратного обеспечения, a Microsoft — программного. Именно эти фирмы разработали стандарты шин PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Accelerated Graphics Port), форм-факторы системных плат NLX и ATX, гнезда Socket 1–8, Slot 1–2, Socket 370 и др. Windows фактически стала стандартом операционной системы для PC-совместимых компьютеров. Сотни компаний выпускают PC-совместимые компьютеры, кроме того, известны тысячи производителей электронныхкомпонентов. Обо всем этом разнообразии и будет рассказано далее.

Как мы уже сказали в первой главе, почти все компьютеры состоят из монитора, системного блока и подключаемой к нему периферии: принтеров, сканеров и так далее. Особняком стоят устройства "все-в-одном".

Это ноутбуки, в которых одна из раскладывающихся половинок предназначена для экрана. Кроме того, выпускаются компьютеры, состоящие именно из одного корпуса: Apple iMac, вокруг электронно-лучевой трубки которого установлены все остальные устройства (рис. 2.1, слева); некоторые виды переносных промышленных компьютеров, у которых на боковую стенку корпуса установлен жидкокристаллический экран от ноутбука; а также недавно разработанные ПК на основе тонких TFT-мониторов, в корпусе или подставке которого скрыты все необходимые составляющие (рис. 2.1, справа).

Мы не будем рассматривать их отдельно, так как они состоят практически из тех же комплектующих и отличаются только внешним видом и габаритами.

Рис. 2.1.Моноблочные компьютеры

Если вы когда-либо заглядывали внутрь корпуса компьютера, то могли увидеть от одной до нескольких пластинок (плат) с большим количеством деталей, переплетением проводов и кабелей.

На первый взгляд, это очень сложное устройство. Если же не вдаваться в подробности функционирования на уровне байтов, то в компьютере все просто: есть центральный процессор, который под управлением определенных команд выполняет определенные этими командами действия над определенными данными. Есть память, из которой это все считывается и записывается для хранения. Есть специализированные устройства (контроллеры), которые объединяют их вместе и позволяют подключать при необходимости дополнительные устройства. Это сердце компьютера. Плюс вспомогательные (периферийные) устройства, расширяющие его возможности: видеокарты, приводы накопителей информации, звуковые и сетевые карты, модемы и прочее.