ComputerA computer is a machine tha

Computer

A computer is a machine that manipulates data according to a list of instructions.

The first devices that resemble modern computers date to the mid-20th century (around 1940 - 1945), although the computer concept and various machines similar to computers existed earlier. Early electronic computers were the size of a large room, consuming as much power as several hundred modern personal computers. Modern computers are based on tiny integrated circuits and are millions to billions of times more capable while occupying a fraction of the space. Today, simple computers may be made small enough to fit into a wristwatch and be powered from a watch battery. Personal computers in various forms are icons of the Information Age and are what most people think of as "a computer"; however, the most common form of computer in use today is the embedded computer. Embedded computers are small, simple devices that are used to control other devices — for example, they may be found in machines ranging from fighter aircraft to industrial robots, digital cameras, and children's toys.

The ability to store and execute lists of instructions called programs makes computers extremely versatile and distinguishes them from calculators. The Church–Turing thesis is a mathematical statement of this versatility: any computer with a certain minimum capability is, in principle, capable of performing the same tasks that any other computer can perform. Therefore, computers with capability and complexity ranging from that of a personal digital assistant to a supercomputer are all able to perform the same computational tasks given enough time and storage capacity.


History of computing

The Jacquard loom was one of the first programmable devices.

It is difficult to identify any one device as the earliest computer, partly because the term "computer" has been subject to varying interpretations over time. Originally, the term "computer" referred to a person who performed numerical calculations (a human computer), often with the aid of a mechanical calculating device.

The history of the modern computer begins with two separate technologies - that of automated calculation and that of programmability.

Examples of early mechanical calculating devices included the abacus, the slide rule and arguably the astrolabe and the Antikythera mechanism (which dates from about 150-100 BC). The end of the Middle Ages saw a re-invigoration of European mathematics and engineering, and Wilhelm Schickard's 1623 device was the first of a number of mechanical calculators constructed by European engineers. However, none of those devices fit the modern definition of a computer because they could not be programmed.

Hero of Alexandria (c. 10 – 70 AD) built a mechanical theater which performed a play lasting 10 minutes and was operated by a complex system of ropes and drums that might be considered to be a means of deciding which parts of the mechanism performed which actions - and when.[3] This is the essence of programmability. In 1801, Joseph Marie Jacquard made an improvement to the textile loom that used a series of punched paper cards as a template to allow his loom to weave intricate patterns automatically. The resulting Jacquard loom was an important step in the development of computers because the use of punched cards to define woven patterns can be viewed as an early, albeit limited, form of programmability.

It was the fusion of automatic calculation with programmability that produced the first recognisable computers. In 1837, Charles Babbage was the first to conceptualize and design a fully programmable mechanical computer that he called "The Analytical Engine".[4] Due to limited finances, and an inability to resist tinkering with the design, Babbage never actually built his Analytical Engine.

Large-scale automated data processing of punched cards was performed for the U.S. Census in 1890 by tabulating machines designed by Herman Hollerith and manufactured by the Computing Tabulating Recording Corporation, which later became IBM. By the end of the 19th century a number of technologies that would later prove useful in the realization of practical computers had begun to appear: the punched card, Boolean algebra, the vacuum tube (thermionic valve) and the teleprinter.

During the first half of the 20th century, many scientific computing needs were met by increasingly sophisticated analog computers, which used a direct mechanical or electrical model of the problem as a basis for computation. However, these were not programmable and generally lacked the versatility and accuracy of modern digital computers.



A succession of steadily more powerful and flexible computing devices were constructed in the 1930s and 1940s, gradually adding the key features that are seen in modern computers. The use of digital electronics (largely invented by Claude Shannon in 1937) and more flexible programmability were vitally important steps, but defining one point along this road as "the first digital electronic computer" is difficult (Shannon 1940). Notable achievements include:

EDSAC was one of the first computers to implement the stored program (von Neumann) architecture.
Konrad Zuse's electromechanical "Z machines". The Z3 (1941) was the first working machine featuring binary arithmetic, including floating point arithmetic and a measure of programmability. In 1998 the Z3 was proved to be Turing complete, therefore being the world's first operational computer.
The non-programmable Atanasoff–Berry Computer (1941) which used vacuum tube based computation, binary numbers, and regenerative capacitor memory.
The secret British Colossus computer (1944), which had limited programmability but demonstrated that a device using thousands of tubes could be reasonably reliable and electronically reprogrammable. It was used for breaking German wartime codes.
The Harvard Mark I (1944), a large-scale electromechanical computer with limited programmability.
The U.S. Army's Ballistics Research Laboratory ENIAC (1946), which used decimal arithmetic and is sometimes called the first general purpose electronic computer (since Konrad Zuse's Z3 of 1941 used electromagnets instead of electronics). Initially, however, ENIAC had an inflexible architecture which essentially required rewiring to change its programming.

Several developers of ENIAC, recognizing its flaws, came up with a far more flexible and elegant design, which came to be known as the stored program architecture or von Neumann architecture. This design was first formally described by John von Neumann in the paper "First Draft of a Report on the EDVAC", published in 1945. A number of projects to develop computers based on the stored program architecture commenced around this time, the first of these being completed in Great Britain. The first to be demonstrated working was the Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM) or "Baby". However, the EDSAC, completed a year after SSEM, was perhaps the first practical implementation of the stored program design. Shortly thereafter, the machine originally described by von Neumann's paper—EDVAC—was completed but did not see full-time use for an additional two years.

Nearly all modern computers implement some form of the stored program architecture, making it the single trait by which the word "computer" is now defined. By this standard, many earlier devices would no longer be called computers by today's definition, but are usually referred to as such in their historical context. While the technologies used in computers have changed dramatically since the first electronic, general-purpose computers of the 1940s, most still use the von Neumann architecture. The design made the universal computer a practical reality.

Microprocessors are miniaturized devices that often implement stored program CPUs.

Vacuum tube-based computers were in use throughout the 1950s, but were largely replaced in the 1960s by transistor-based devices, which were smaller, faster, and cheaper, used less power and were more reliable. These factors allowed computers to be produced on an unprecedented commercial scale. By the 1970s, the adoption of integrated circuit technology and the subsequent creation of microprocessors such as the Intel 4004 caused another leap in size, speed, cost and reliability. By the 1980s, computers had become sufficiently small and cheap to replace simple mechanical controls in domestic appliances such as washing machines. Around the same time, computers became widely accessible for personal use by individuals in the form of home computers and the now ubiquitous personal computer. In conjunction with the widespread growth of the Internet since the 1990s, personal computers are becoming as common as the television and the telephone and almost all modern electronic devices contain a computer of some kind.

Stored program architecture

The defining feature of modern computers which distinguishes them from all other machines is that they can be programmed. That is to say that a list of instructions (the program) can be given to the computer and it will store them and carry them out at some time in the future.

In most cases, computer instructions are simple: add one number to another, move some data from one location to another, send a message to some external device, etc. These instructions are read from the computer's memory and are generally carried out (executed) in the order they were given. However, there are usually specialized instructions to tell the computer to jump ahead or backwards to some other place in the program and to carry on executing from there. These are called "jump" instructions (or branches). Furthermore, jump instructions may be made to happen conditionally so that different sequences of instructions may be used depending on the result of some previous calculation or some external event.

Результаты (русский) 2:

Компьютер

Компьютер это машина , которая манипулирует данными в соответствии со списком команд.

Первые устройства , которые напоминают современные современные компьютеры к середине 20-го века (около 1940 - 1945), хотя компьютер концепция и различные машины похожи на компьютеры существовали ранее. Первые электронные компьютеры были размером с большую комнату, потребляя столько же энергии , как несколько сотен современных персональных компьютеров. Современные компьютеры основаны на крошечных интегральных микросхем и миллионы в миллиарды раз более способными, занимая часть пространства. Сегодня простые компьютеры могут быть сделаны достаточно мал чтобы поместиться в наручные часы и получать питание от часовой батарейки. Персональные компьютеры в различных формах иконы информационного века и то , что большинство людей думают , как "компьютер"; Тем не менее, наиболее распространенной формой компьютера используются сегодня является встроенный компьютер. Встроенные компьютеры маленькие, простые устройства, которые используются для управления другими устройствами. - Например, они могут быть найдены в машинах , начиная от самолетов - истребителей для промышленных роботов, цифровых камер, а также детские игрушки

Способность хранить и выполнять списки инструкций , называемых программ делает компьютеры чрезвычайно универсальными и отличает их от калькуляторов. Тезис Черча-Тьюринга является математическое утверждение этой универсальности: любой компьютер с определенной минимальной способностью, в принципе, способны выполнять те же задачи , что любой другой компьютер может выполнить. Таким образом, компьютеры с возможностью и сложности , начиная от персонального цифрового помощника суперкомпьютере все способны выполнять те же вычислительные задачи достаточно времени и емкость запоминающего устройства.


История вычислительной машины

Жаккарда ткацкий станок был одним из первых программируемых устройств.

Это трудно идентифицировать любое одно устройство , как самый ранний компьютер, отчасти потому , что термин "компьютер" был подвержен различным интерпретациям в течение долгого времени. Первоначально термин "компьютер" относится к человеку , который выполнил численные расчеты (человек компьютер), часто с помощью механического устройства , расчетливый.

История современного компьютера начинается с двух отдельных технологий - это автоматизированного расчета и что из программируемость.

Примеры ранних механических устройств , счетных включали арифметика, правила слайд и , возможно , астролябию и механизм Антикиферский (который датируется приблизительно 150-100 г. до н.э.). Конец Средневековья видел повторное оздоровление европейской математики и техники, а также 1623 устройство Шиккард был первым из целого ряда механических калькуляторов , построенных европейскими инженерами. Тем не менее, ни одно из этих устройств не соответствуют современному определению компьютера , потому что они не могут быть запрограммированы.

Герон Александрийский (с 10 -. 70 н.э.) построил механический театр , который исполнил пьесу продолжительностью 10 минут и приводимый в действие сложной системой канаты и барабаны , которые могли бы считаться средством решить , какие части механизма выполнены , какие действия - и когда. [3] Это суть программируемости. В 1801 году Жаккар сделал усовершенствование текстильной ткацкий станок , который использовал серию перфорированных бумажных карт в качестве шаблона , чтобы его ткацкий станок автоматически плести замысловатые узоры. Полученный в результате жаккардовый ткацкий станок был важным шагом в развитии компьютеров , потому что использование перфокарт по определению сплетенные узоры можно рассматривать как ранний, хотя и ограниченный, форме программируемости.

Это был сплав автоматического вычисления с программируемости , который произвел первый узнаваемые компьютеры. В 1837 году Чарльз Бэббидж был первым осмыслять и проектировать полностью программируемый механический компьютер , который он назвал "Аналитическая машина". [4] Из - за ограниченности финансовых средств , а также неспособность противостоять мастерить с дизайном, Бэббидж никогда фактически построил свою аналитическую машину.

Крупномасштабное автоматизированная обработка данных перфокарт была проведена для переписи населения США в 1890 году перфорационных машинах , разработанные Холлерит и изготовленные Вычислительный Табулирование записи Corporation, которая позже стала IBM. К концу 19 - го века ряд технологий , которые впоследствии окажутся полезными в реализации практических компьютеров начали появляться: перфокарты, булева алгебра, вакуумная трубка (термоэлектронной клапан) и телетайп. В

течение первой половины 20 - й век, многие потребности научных вычислений были встречены все более изощренные аналоговых вычислительных машин, которые использовали прямой механической или электрической модели задачи в качестве основы для вычисления. Тем не менее, они не были программируемыми и в целом не хватало гибкости и точности современных цифровых вычислительных машин.



Последовательность стабильно более мощных и гибких вычислительных устройств были построены в 1930 - х и 1940 - х годов, постепенно добавляя ключевые особенности, которые видны в современных компьютерах. Использование цифровой электроники ( в основном изобретенным Клода Шеннона в 1937 году) и более гибкой программируемости были жизненно важные шаги, но определяя одну точку вдоль этой дороги , как "первый цифровой электронной вычислительной машины" трудно (Shannon 1940). К числу заметных достижений включают в себя:

EDSAC был одним из первых компьютеров для реализации хранимой программы (фон Неймана) архитектуры.
Электромеханические "Z" машины Конрад Цузе в. Z3 (1941) была первая рабочая машина с участием двоичную арифметику, в том числе арифметики с плавающей точкой и мерой программируемости. В 1998 году Z3 была доказана быть Тьюринга, поэтому является первым в мире операционная компьютер.
В непрограммируемый Атанасофф-Berry Computer (1941) , который используется на основе ламповый вычислений, двоичные числа, и регенеративную память конденсатора.
Тайная британский Colossus компьютер (1944), который имел ограниченный программируемость , но показали , что это устройство с помощью тысячи труб может быть достаточно надежным и в электронном виде перепрограммируемой. Он был использован для взлома немецких кодов военного времени.
Гарвардский Mark I (1944), крупномасштабный электромеханический компьютер с ограниченной программируемости.
Баллистики научно - исследовательской лаборатории ENIAC армии США (1946), которые использовали десятичную арифметику и иногда называют первым общего назначения электронный компьютер (так как Z3 Конрад Цузе в 1941 использовали электромагнитов вместо электроники). Первоначально, однако, ENIAC был негибкий архитектуру , которая , по существу , необходимую перемонтажа изменить свое программирование.

Несколько разработчиков ENIAC, признавая ее недостатки, придумали гораздо более гибкий и элегантный дизайн, который стал известен как сохраненной программной архитектуры или VON Нейман архитектура. Этот проект был впервые формально описан Джоном фон Нейманом в статье "Первый проект доклада о EDVAC", опубликованной в 1945 году целый ряд проектов по разработке компьютеров на основе сохраненной программной архитектуры началась примерно в это время, первый из них завершается в Великобритании. Первыми продемонстрировать рабочий была Манчестерская малая экспериментальная машина (SSEM) или "Baby". Тем не менее, EDSAC, завершена через год после SSem, возможно , был первым практической реализации хранимой разработки программ. Вскоре после этого, машина изначально описывается фон Неймана бумаги-EDVAC-была завершена , но не видел использовать полный рабочий день в течение еще двух лет.

Почти все современные компьютеры реализации некоторой формы хранимой программной архитектуры, что делает его единственным признаком , по которому слово "компьютер" в настоящее время определяется. По этому стандарту, многие более ранние устройства больше не будет называться компьютерами по сегодняшним определением, но, как правило , называют в качестве таковых в их историческом контексте. В то время как технологии , используемые в компьютерах резко изменились с первых электронных, компьютеров общего назначения 1940 - х годов, большинство до сих пор используют архитектуру фон Неймана. Дизайн сделал универсальный компьютер практической реальностью.

Микропроцессоры миниатюризации устройства , которые часто реализуют хранимые программы CPU.

Компьютеры механотронное основе бывшие в употреблении на протяжении 1950 - х годов, но в основном были заменены в 1960 - х годах на основе транзисторов устройств, которые были меньше, быстрее и дешевле, использовали меньше энергии , и были более надежными. Эти факторы позволили компьютерам производиться в невиданных промышленном масштабе. К 1970, принятие технологии интегральных схем и последующее создание микропроцессоров , таких как Intel 4004 вызвал еще один скачок в размерах, скорости, стоимости и надежности. К 1980 году компьютеры стали достаточно мало и дешево заменить простые механические средства управления в бытовых приборах , таких как стиральные машины. Примерно в то же время, компьютеры стали широко доступны для личного пользования физическими лицами в виде домашних компьютеров и теперь вездесущие персонального компьютера. В связи с широким распространением роста Интернета с 1990 года , персональные компьютеры становятся столь же часто , как телевидение и телефон и почти во всех современных электронных устройств содержат компьютер какой - то.

Хранится архитектура программы

Отличительной особенностью современных компьютеров , которые отличает их от всех других машин является то , что они могут быть запрограммированы. То есть сказать , что список инструкций (программа) может быть предоставлена к компьютеру , и он будет хранить их и проводить их в какой - то момент в будущем.

В большинстве случаев компьютерные инструкции просты: добавить один номер на другой, переместить некоторые данные из одного места в другое, послать сообщение какого - либо внешнего устройства и т.д. Эти инструкции считываются из памяти компьютера и , как правило , осуществляется (выполнены) в том порядке , как они заданы. Тем не менее, существуют, как правило , специализированные инструкции , чтобы сообщить компьютеру , чтобы перейти вперед или назад в другое место в программе и продолжить выполнение оттуда. Они называются инструкции "Jump" (или ветви). Кроме того, инструкций перехода может быть сделано , чтобы происходить условно , так что разные последовательности команд могут использоваться в зависимости от результата предыдущего вычисления некоторого или некоторого внешнего события.