Может показаться удивительным, но прин­ципиальное устройство компьютера, разработанное и логически обоснованное Чарльзом Бэббиджем еще в первой половине XIX века, с тех пор практически не изменилось. Любой современный электронный ком­пьютер устроен так же, как механическая аналитичес­кая машина Бэббиджа.

Главный узел арифметической машины — вычис­лительное устройство, или «мельница», как это уст­ройство называл Бэббидж. Мы сейчас называем такую «мельницу» процессором. Это устройство выполняет арифметические действия над двоичными числами.

Исходные данные, промежуточные и окончатель­ные результаты вычислений запоминались в регист­рах, объединенных в единое запоминающее устройст­во — «склад». Теперь это устройство называют оперативной памятью. Именно на «склад» загружаются программы и данные и оттуда же получают готовые результаты. Данные и программы поступают и переме­щаются по «дороге» (системной шине).

Кстати, в машине Бэббиджа перемещение чисел со «склада» на «мельницу» и обратно на «склад» и управ­ление вычислительными действиями «мельницы» осу­ществлялось программой, закодированной на перфо­картах. Эти перфокарты делались по типу изобретенных для ткацкого станка французом Ж. М. Жаккардом. Последовательность таких карт составляла то, что мы сегодня назвали бы программой. Кроме того, в аналитической машине была решена и еще одна важная задача: выполнение программы зависело от полученного проме­жуточного результата, то есть реализован принцип ус­ловного перехода.

Основная функция компьютера — обработка и хранение информации. После выбора алгоритма эта функция реализуется в виде программы. Программа вводится в компьютер извне через устройства ввода. Через те же устройства ввода в компьютер поступают данные задачи. Компьютер решает задачу, а уж затем готовые результаты обработки выводятся из компью­тера через устройства вывода. Обработанную инфор­мацию можно использовать или сохранить, а затем передать на другой компьютер, чтобы там ее прочи­тать, увидеть или услышать. Так работает любой ком­пьютер. Для этого, собственно, компьютеры и нужны.

Итак, процессор, память и ввод—вывод информа­ции — вот «три кита», на которых стоит всякий компь­ютер. Во всяком компьютере непременно имеется центральный процессор, оперативная память и узлы ввода—вывода информации. А управляет всеми этими устройствами программа. Принципы устройства ком­пьютера были заново сформулированы в 1945 году американским математиком Джоном фон Нейманом и тогда же практически реализованы в первом амери­канском «настоящем» компьютере ENIAC.

Первые модели компьютеров создавались на осно­ве электромеханических счетчиков и реле. Состояния счетчиков и реле сохраняются только во включенном состоянии, но пропадают при выключении компьюте­ра. Для сохранения информации, ввода ее и вывода из компьютера, для транспортировки данных из одного компьютера в другой требуются постоянные носители информации. Долгое время для ввода и вывода инфор­мации — программ и данных — служили перфокарты/

Теперь для длительного хранения и рвода—вывода применяются магнитные, дисковые и оптические носители.

Запоминающее устройство в компьютере ENIAC было сделано из тысяч электронных радиоламп. Всего эта машина содержала около 18000 ламп и весила более 30 тонн. Подобные ЭВМ на электронных лампах занимали целые этажи огромных зданий и потребляли невероятное количество энергии, а для обслуживания их приходилось содержать сотни специалистов-элек­тронщиков. Однако, несмотря на усилия последних, машины этого класса больше ремонтировались, чем работали, — настолько низка была надежность систе­мы из десятков тысяч отдельных элементов. Тем не менее все затраты оказались оправданными. Эти ма­шины поз'волили в десятки раз повысить эффектив­ность сложных математических расчетов. К тому же они практически не ошибались, в отличие от людей, переворачивающих горы информации. Объем памяти этих гигантов достигал огромных по тем временам значений — десятков килобайт. Столько же памяти имеет сейчас карманный калькулятор, свободно уме­щающийся на ладони.

Лампы в компьютерах применялись вплоть до 60-х годов, когда на смену им пришли полупроводники — транзисторы, а затем и микросхемы, состоящие из сотен и тысяч транзисторов, «напечатанных» на крем­ниевой пластинке. В сравнении с лампами транзисто­ры чрезвычайно удобны, миниатюрны и надежны. Транзисторы открыли путь к созданию интегральных микросхем, объединяющих воедино множество логи­ческих вычислительных элементов.

Микросхемы (или «чипы») быстро совершили под­линный переворот в компьютерной технике. Теперь в больших интегральных микросхемах выполняются не

только процессоры, но и оперативная память, посто­янные запоминающие устройства, устройства ввода-вывода и другие компоненты персонального компью­тера. И хотя микросхемы нередко называют БИС или СБИС (сверхбольшие интегральные схемы), эти внеш­не невзрачные компоненты отличаются снижающейся из года в год себестоимостью и возрастающей надеж­ностью и экономичностью. В крошечной современной микросхеме размером меньше ногтя и ценой несколь­ко долларов подчас сконцентрирована вычислитель­ная мощь, превышающая производительность несколь­ких компьютеров ENIAC.

http://ocompax.ru/personalnyj-kompyuter/melnica-sklad-i-prochee.html