Historia i budowa komputerów

Technologia informacyjna Przygotowała mgr Joanna Beczała

Historia rozwoju komputeryzacji

ABAKUS

•

Starożytny Rzym i Grecja

Proste przyrządy obliczeniowe

•

Tabliczki Napiera Szkocja XVII wiek.

Leonardo da Vinci (1452-1519) – 13 marca 1967 roku amerykańscy naukowcy pracujący w Madrycie w Bibliotece Narodowej Hiszpanii napotkali dwie nieznane dotąd prace Leonarda da Vinci nazwane "Codex Madrid". Dotyczyły one maszyny liczącej. Dr Roberto Guatelli znany ekspert w dziedzinie twórczości Leonarda, w roku 1968 odtworzył tą maszynę (dzisiejsze dzieje tej repliki są nieznane i nie wiadomo gdzie ona się znajduje).

Projekt maszyny

Współczesna replika

Blaise Pascal

Pascalina

1623-1662 Blaise Pascal zbudował Pascalinę, maszynę pomagającą w pracy ojcu Pascala, który był poborcą podatkowym. Pascalina wykonywała tylko dwa działania (dodawanie i odejmowanie).

Joseph-Marie Jacquard 1752-1834 skonstruował we Francji krosna, w których kod na taśmie perforowanej sterował haczykami wybierającymi nici odpowiedniego koloru do wzorów na tkaninach.

Charles Babbage 1791-1871 Swoją pierwszą maszynę nazwaną maszyną różnicową, (gdyż wykonywała obliczenia metodą różnicową), konstruował przez ponad 10 lat. W odróżnieniu od maszyn Leibniza i Pascala, po ręcznym ustawieniu początkowego stanu, dalsze działania maszyny różnicowej nie wymagają już żadnej ingerencji użytkownika poza kręceniem korbą.

W roku 1942 zespół specjalistów pod kierunkiem J.W. Mauchly'ego i J.P. Eckerta zaprojektował i zbudował maszynę ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Pierwsze obliczenia maszyna ta wykonała w listopadzie 1945 roku. Maszyna ENIAC jest uznawana powszechnie za pierwszy kalkulator elektroniczny, ENIAC była konstrukcją złożoną z 50 szaf o wysokości 3 metrów zawierających około 20 tysięcy lamp.

ENIAC

1944 – Inżynierowie z Harvardu budują komputer Mark I.

1947 - William Bradford Shockley, J. Bardeen i W.H. Brattain wynajdują tranzystor, za co otrzymują Nagrodę Nobla.

1956 - IBM opracowuje pierwszy twardy dysk, nazywany RAMAC. Pojemność 5 MB.

1969 - Departament Obrony USA zleca utworzenie sieci ARPA-NET, która połączyła uniwersytety UCLA, UC w Santa Barbara, SRI i University of Utah.

Schemat pierwszych dwóch węzłów w ARPANET

Schemat 4-węzłowego ARPANETU

1960 - powstaje PDP-1, pierwszy komputer wyposażony w monitor i klawiaturę. 1962 - Opracowana zostaje pierwsza gra video. 1963 - Rozpoczęto seryjne wytwarzanie komputera Odra 1003.

Intel 8008

1972 - Powstaje procesor Intel 8008 (200 KhH), pierwszy 8 bitowy układ.

1972 - Powstaje dyskietka 5 1/2 cala. 1975 - W kwietniu Bill Gates i Paul Allen zakładają firmę Micro-Soft. 1976 - Steve Jobs i Steve Wozniak budują komputer Apple I.

1993 - Intel wprowadza procesor Pentium. 1995 - Powstaje procesor Pentium Pro. 1995 - Microsoft prezentuje system Windows 95.

1981 - IBM prezentuje pierwszy komputer z serii IBM PC z systemem MS DOS 1.0. 1982 - Intel prezentuje 16-bitowy procesor 80286 (6 Mhz). 1985 - Microsoft tworzy system Windows 1.0 dla IBM PC. 1986 - Pojawia się pierwszy komputer przenośny z ekranem ciekłokrystalicznym. 1987 - SINCLAIR prezentuje pierwszego palmtopa CAMBRIDGE COMPUTER Z88. 1988 - W Internecie pojawia się samoreplikujący się programwirus, Internet Worm.

Obecnie rozwija się technologia oparta na procesorach 64 bitowych (Intel, AMD). Nastąpił rozwój mikrokomputerów i nanotechnologii. Rozwijają się technologie oparte na sieciach radiowych, biometryczne systemy identyfikacji, sztuczna inteligencja. Powstają inteligentne domy, rozwija się informatyka medyczna, informatyka wspomagająca zarządzanie i procesy biznesowe.

Informatyka – co oznacza to pojęcie ?

Pojęcie informatyki •

Informatyka to nauka o gromadzeniu, przetwarzaniu i udostępnianiu informacji.

Informatykę można rozpatrywać jako: • dyscyplinę naukową • gałąź techniki • przemysł wytwarzający sprzęt i oprogramowanie

Informatyka obejmuje następujące dziedziny: • • • • • • • •

Bazy danych Języki programowania Algorytmy i struktury danych Architekturę systemów komputerowych Systemy operacyjne Inżynierię programowania Sztuczną inteligencję i robotykę (sieci neuronowe) Obliczenia numeryczne i symboliczne

BIT najmniejsza jednostka danych. Może być reprezentowana przez dwie wartości 0 albo 1. Bit posiada zawsze dwa stany, które odpowiadają dwóm stanom napięcia. 01110 01010 011110 00110 11011 1010 101010000

BAJT •

najmniejsza adresowalna jednostka pamięci komputerowej. Bajt to 8 bitów.

0111 0001

Jednostki wielkości danych: 1 kilobajt (1kB) = 1024 bajtów 1 megabajt (1MB) = 1024 kB = 1048576 bajtów 1 gigabajt(1 GB) = 1024 MB 1 terabajt (1 TB) = 1024 GB 1 petabajt (1 PB) = 1024 TB 1 eksabajt (1 EB) = 1024 PB 1 zettabajt (1 ZB) = 1024 EB 1 jottabajt (1YB) = 1024 ZM

Narzędzia informatyki •

SPRZĘT (Hardware)

Hardware – sprzęt komputerowy, to wszystkie fizyczne elementy (podzespoły) komputera, a także urządzenia peryferyjne.

•

OPROGRAMOWANIE (Software)

Komputer osobisty - PC

• KOMPUTER STACJONARNY

Tower

• KOMPUTER PRZENOŚNY - Laptop

Desktop

Komputer osobisty - PC

• KOMPUTER PODRĘCZNY - Palmtop

• KOMPUTER TYPU TABLET

Obudowa – najnowsze trendy ☺

BUDOWA KOMPUTERA

Urządzenia wejścia

JEDNOSTKA CENTRALNA

Urządzenia wyjścia

Jednostka centralna

Podstawowy element zestawu komputerowego. W skład jednostki centralnej wchodzi obudowa oraz podzespoły znajdujące się wewnątrz obudowy.

Zasilacz

Procesor

Płyta główna

Napęd CD-ROM Napęd dyskietek FDD

Slot PCI

Dysk twardy RAM IDE

Karta dźwiękowa Modem

BIOS Kontroler SCSI

Slot AGP

Procesor Procesor – CPU (Centralna jednostka obliczeniowa), układ scalony wykonujący rozkazy. Nadzoruje i synchronizuje pracę wszystkich urządzeń znajdujących się w komputerze. Procesor wykonuje operacje kopiowania danych, działania arytmetyczne, działania na bitach, skoki bezwarunkowe i warunkowe. Jednym z podstawowych parametrów procesora jest tzw. długość słowa na którym wykonywane są operacje obliczeniowe – dlatego mówimy o procesorach 16, 32, 64-bitowych. Kolejny istotny parametr procesora to częstotliwość taktowania zegara. Obecnie produkowane są procesory pracujące z częstotliwością do kilku GHz. (np. 3 GHz).

Procesor

Intel

AMD

Rodzina procesorów: Intel Pentium 4 Typ gniazda: Socket – 775 Liczba rdzeni w strukturze procesora: 1 Częstotliwość taktowania procesora: 3,20 GHz Częstotliwość taktowania magistrali: 800MHz Pojemność pamięci cache L1: 16 kB

Obecnie: Intel Celeron Intel CORE 2 DUO Intel Core 2 Quad Intel Core i7 Intel Pentium Dual Core Intel Xeon

AMD Athlon AMD Phenom AMD Sempron

Płyta główna – gniazda na procesor

Socket 478 Intel

Socket 939 AMD

Socket 745 AMD

Socket 775 Intel

Socket A AMD

Socket AM2 AMD

Pamięć wewnętrzna Pamięć – element elektroniczny służący do przechowywania danych. Głównym parametrem pamięci jest pojemność, którą wyrażamy w MB (Megabajtach) RAM - Random Access Memory - Pamięć o swobodnym dostępie - posiada możliwość odczytu i zapisu. Zawartość takiej pamięci jest tracona po zaniku zasilania. ROM - Read Only Memory - Pamięć tylko do odczytu - posiada jedynie możliwość odczytu, niektóre rodzaje posiadają możliwość zaprogramowania nowej zawartości przez użytkownika. Zawartość tej pamięci jest utrzymywana po wyłączeniu zasilania.

Pamięci masowe – dyski twarde DYSK TWARDY (HDD) - urządzenie służące do przechowywania danych na nośniku magnetycznym. Dysk twardy składa się z zamkniętego w obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy o wypolerowanej powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym (grubości kilku mikrometrów) oraz z głowic magnetycznych umożliwiających zapis i odczyt danych. Przykładowe parametry: Typ: Wewnętrzny Format: 3,5cale Interfejs: SATA II Pojemność: 320 GB Obroty na min.: 7200 obr/min Średni czas dostępu: 8,9 ms Głośność: 26 dB Waga: 820 g Zasilanie: SATA Pobór mocy (praca): 9,5 W Pobór mocy (spoczynek):1,6 W

Pamięci masowe – dyski optyczne Płyta CD, Pojemność od 650 – 870 MB

Płyta DVD Pojemność od 4,7 – 17 GB

Pamięci masowe – dyski optyczne Blu-ray BD-ROM Pojemność do 300 GB

HD DVD Pojemność 15GB, 30 GB

Pamięci masowe – dyski optyczne Rodzaje dysków optycznych: CD-ROM: CD – tylko odczyt danych CD-R – jednokrotny zapis i odczyt danych CD-RW – wielokrotny zapis i odczyt danych DVD: DVD – tylko odczyt danych DVD-R, DVD+R – jednokrotny zapis i odczyt danych DVD-RW, DVD+RW – wielokrotny zapis i odczyt danych BD-ROM HD-DVD

Pamięci masowe – stacja dyskietek, dyskietka FDD - wewnętrzny

Dyskietka 3,5 cala HD Pojemność 1,44 MB FDD - zewnętrzny

Pamięci masowe – karty pamięci Typ pamięci Compact Flash Pojemność1024 MB

Pen – drive Pojemność do 8 GB

SECURE DIGITAL 512MB

Płyta główna PŁYTA GŁÓWNA – to podstawowa płyta znajdująca się wewnątrz obudowy. Stanowi bazę do instalowania pozostałych elementów komputera. To za jej pośrednictwem odbywa się wzajemna komunikacja między poszczególnymi zainstalowanymi w komputerze urządzeniami. Od jej rodzaju zależy jakimi możliwościami rozbudowy będzie dysponował komputer, jakie urządzenia będzie mógł obsługiwać oraz decyduje o wyborze komponentów z jakimi będzie mógł współpracować - rodzaj procesora, pamięci, kart rozszerzających czy obudowy.

Płyta główna - elementy Pamięć Gniazdo procesora

Gniazda wejściowe AGP

Bateria PCI

Płyta główna - parametry • • • •

Częstotliwość taktowania np. 400 MHz, 530 MHz Rodzaj chipsetu Rodzaj BIOSu Rodzaj gniazda pod procesor

PS/2 - (klawiatura, mysz)

VGA – monitor z wejściem analogowym

DVI – monitor z wejściem cyfrowym

LPT - drukarka

RJ-45 kabel sieciowy

S-Video telewizor, kamera (analog)

USB

FireWire kamera cyfrowa, inne

RJ-11 modem, telefon

Mini jack – głośniki, mikrofon

Karty rozszerzeń - karta graficzna Karta graficzna umożliwia generowanie obrazu na ekranie monitora.

ASUS ATI Radeon 9250 128MB DDR/64bit TV/DVI AGP

Złącze: PCI-Express x 16 Wielkość pamięci: 128 MB Typ pamięci: DDR I Taktowanie procesora: 450 MHz Taktowanie pamięci w 3D: 400 MHz Chłodzenie chipsetu: Aktywne Wyjścia DVI na karcie: 1 szt. Obsługa wielu monitorów: 2 Wyjście TVS-Video: na karcie Zgodność programowa: Directx 9c

ASUS Radeon X1300 HM 512MB/64b TV/DVI PCI-E

Karty rozszerzeń - karta graficzna

ATI FireMV 2400 128MB PCI

Karty rozszerzeń - karta dźwiękowa Karta dźwiękowa umożliwia przetwarzanie i generowanie dźwięków.

KARTA MUZ. X-Fi FATALITY

Interfejs: PCI Chipset: Creative X-Fi Próbkowanie: 96 kHz Liczba kanałów midi: dwa złącza żeńskie mini MIDI do wyjść i wejść MIDI Ilość obsługiwanych głośników: 7.1 Pilot: tak Złącza wyjściowe: 3xLine Out (konfigurowalne, 3,5mm jack), 1xDigital Out (3.5 mm jack) Złącza wejściowe: Flexi Jack (3w1, wejście liniowe, cyfrowe, mikrofon) Informacje dodatkowe: Złącza I/O Drive: 4xRCA, 2x Optical SPDIF, 2xminiMIDI, 1x6,35 jack (słuchawki), 1x3,5 jack (mikrofon, line in) Wbudowane 64MB pamięci, Certyfikat THX, Dekoder Dolby Digital EX, Dekoder DTS ES

Karty rozszerzeń - karta telewizyjna TUNER TV AVERMEDIA AVERTVGO/FM 007 PLUS

Interfejs: PCI Tuner radiowy cyfrowy satelitarny Tuner radiowy analogowy: Tak Zakres radiowy: FM Tuner TV cyfrowy satelitarny DVB-S: Nie Tuner TV analogowy: Tak System wizji: PAL / Secam System fonii: B/G, D/K Nicam Stereo Telegazeta: Tak Zdalne sterowanie: Piolot bezprzewodowy

Karty rozszerzeń - karta sieciowa Karta sieciowa umożliwia podpięcie komputera do sieci komputerowej.

KARTA SIECIOWA PCI 10/100/1000 Mbps Gigabit Ethernet Adapter

Interfejs: PCI Rodzaj: Przewodowa Standard przewodowy: 10/100/1000 (Mbps) - 802.3ab Gigabit Ethernet Zgodność ze standardem: Giga Ethernet, Jumbo Frame Ilość wyjść: 1 szt. Opis: karta sieciowa 32 bitowa Ethernet/FastEthernet/GigabitEthernet BaseT; komputer PC, server; złącze zewnętrzne: RJ45; Typ PCI; funkcja Wake On Lan;

Wentylator

Przeznaczenie: Na CPU Kompatybilny z: Socket 754 / 939 / 940 Athlon 64 ~ 4800+ / Athlon 64 FX-51 / Athlon 64 FX-53 / Opteron ~ 2.6 / Sempron ~ 3300+ Obroty na minutę: 2700 obr/min Maks. Głośność: 22 dB Rodzaj łożysk: Kulkowe Żywotność: 50000 h

Zasilacz

Standard: ATX 2.0 Maks. Moc: 350 W Wtyczka zasilania (ilość pinów)24: 20 szt Ilość wtyczek MOLEX: 7 szt Ilość wtyczek S-ATA: 2 szt. Ilość wtyczek Floppy: 1 szt. Posiadane zabezpieczenia: przepięciowe, termiczne Ilość wentylatorów: 1 szt. Maks. Głośność: 27 dB

Pamięci masowe – odtwarzacze CD, DVD oraz nagrywarki Typ kontrolera: ATA 33 Odtwarzanie CD: 48 Odtwarzanie DVD: 18 Zapis CD-R: 48 Zapis CD-RW: 32 Zapis DVD-R: 18 Zapis DVD-RW: 6 Zapis DVD+R: 18 Zapis DVD+RW: 8 Zapis DVD-RAM: 12 Zapis DVD-R DL: 8 Zapis DVD+R DL: 10 Czas dostępu CD (ms): 120 Czas dostępu DVD(ms):140 Bufor: 2 MB

Zestaw komputerowy Jednostka centralna

Monitor

Drukarka

Klawiatura

Mysz

Urządzenia peryferyjne Funkcją urządzeń peryferyjnych (zewnętrznych) jest dostarczanie lub odbieranie informacji (danych lub rozkazów) do lub z jednostki centralnej. Wyróżniamy następujące grupy urządzeń peryferyjnych: •urządzenia wejściowe •urządzenia wyjściowe •urządzenia wejściowo - wyjściowe

Urządzenia WE / WY Przykładowe urządzenia wejściowe: •Klawiatura •Myszka •Skaner •Karta sieciowa Przykładowe urządzenia wyjściowe: •Joystick •Monitor •Modem •Ploter •Trackball •Drukarka •Panel dotykowy •Karta sieciowa •Kamera internetowa •Rzutnik •Mikrofon •Modem •Kamera cyfrowa •Panel dotykowy

Urządzenia peryferyjne - Monitor

Monitor LCD

Monitor CRT

Urządzenia peryferyjne - Monitor

Przekątna ekranu – 19 cali

Rozdzielczość ekranu

Wielkość plamki 0,25

Urządzenia peryferyjne - Monitor

• jest mniej szkodliwy dla oczu

•Optycznie posiada większą przekątna •Płaska powierzchnia – brak odkształceń obrazu •Brak efektu migotania •Zużywa mniej prądu •Mniejszy gabarytowo

Monitor LCD

• jest tańszy – jednak ceny są już

bardzo zbliżone •Mniejsza plamka •Lepsze odwzorowanie kolorów •Ciężkie, zajmują dużo miejsca •Obraz widoczny jest pod każdym kątem

Monitor CRT

Urządzenia peryferyjne - Klawiatura Układ klawiszy: Standardowy Klawisze zarządzające energią: Tak Klawisze multimedialne: Tak Klawisze internetowe: Tak Klawisze numeryczne: Tak Wbudowany HUB USB: Nie Podświetlenie: Nie Komunikacja z komputerem: Przewodowa Interfejs: PS/2 Zasięg: 0,00 m Podkładka pod nadgarstki: NIE

Urządzenia peryferyjne - Mysz

Interfejs: USB lub PS/2 Myszy przewodowe lub bezprzewodowe (radiowe) Myszy optyczne lub z tzw. kulką Dodatkowe klawisze

Myszy komputerowe – inne zastosowanie ☺

Urządzenia peryferyjne - Drukarki Drukarka laserowa Jakość druku w czerni [dpi]: 1200 x 600 Szybkość druku w czerni [str/min]: 20 Technologia druku: laserowa Interfejsy: LPT, USB 1,1 Pamięć drukarki (bufor): 8 MB Typ złącza: LPT, USB 1.1 Media do druku: a4 papier Waga [kg]: 5,5

Drukarka atramentowa

Drukarka

Jakość druku w czerni [dpi]: 1200 x 1200 Kartridż: czarny: C8767EE, kolor: C8766EE, Media do druku: a4 papier, a5 papier, Koperty Typ złącza :USB 2.0 Jakość druku w kolorze [dpi]: 4800 x 1200 Szybkość druku w czerni [str/min]: 31 Szybkość druku w kolorze [str/min]: 24 Technologia druku: atramentowa Interfejsy: USB 2.0, PictBridge igłowa Druk dwustronny (duplex): nie

Urządzenia peryferyjne - Skaner

Interfejs: USB 2.0 Szybkość skanowania max. Formatu: 20 s Rozdzielczość optyczna: 1200 x 2400 dpi Głębia koloru: 48 bit Głębia szarości: 16 bit Maks. format skanowania: A4 Obszar skanowania: 215 x 297 mm Typ sensora: CCD Przystawka do slajdów / negatywów: Tak Zasilanie: 12V

I to już KONIEC