Железо ПК. Популярный самоучитель

Откуда он взялся на нашу голову?

Так что же такое компьютер? Перед большинством современных пользователей он предстает таким, как показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Более или менее современный компьютер

Но если бы вы читали эту книгу каких-нибудь тысячу лет назад, то на рисунке пришлось бы изображать нечто совершенно иное (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Этот предмет вполне мог быть изображен на рис. 1.1, если бы книга вышла лет этак тысячу назад

По большому счету, первым компьютером можно считать пальцы рук. Нет, не пугайтесь, мы не стали жертвой генетических экспериментов инопланетян. Просто слово «компьютер» означает «вычислитель»,[2] а первыми устройствами для вычисления были именно пальцы.

Через некоторое время пальцев для счета стало катастрофически не хватать, и человек придумал использовать всяческие подручные (чаще – подножные) средства вычисления: камешки, палочки, узелочки. Но мы не будем на них останавливаться, а сразу перейдем к механическим инструментам для счета.

Первым известным в мировой истории вычислительным устройством искусственного происхождения можно назвать абак.[3] Именно абак изображен на рис. 1.2.

Подобные счетные доски были найдены на древнегреческих и древнеримских раскопках, что подтверждает их использование в те далекие времена. А востоковеды, в свою очередь, подтвердят, что в азиатских странах тогда же использовался китайский вариант такой доски, называемый суан-пан.

Если вы, уважаемый читатель, родились до 1990 года, то наверняка помните время, когда во всех магазинах можно было встретить прямого потомка легендарного абака – счеты (правда, сейчас их вытеснили дешевые китайские калькуляторы).

Но вернемся к истории. Человеческая мысль просто по определению не могла стоять на месте, и шотландец Джон Непер (между прочим, потомок старинного рода) сначала придумал логарифмические таблицы, а потом (в 1617 году) создал механическое устройство, с помощью которого успешно перемножал числа прямо на глазах удивленной публики. Устройство сие получило меткое название палочки Непера (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Палочки Непера

Удивлению публики не было предела, когда выяснилось, что с помощью этих странных брусочков с нанесенными на них цифрами можно выполнять не только умножение, но и деление, а также извлекать квадратные корни.

Шло время, и вот уже французский математик Блез Паскаль в 1642 году не корысти ради, а исключительно для облегчения непосильного труда своего папеньки – налогового инспектора – сконструировал счетное устройство, которое благодарные потомки тут же назвали устройством Паскаля (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Счетное устройство Паскаля

Устройство Паскаля представляло собой коробочку с колесиками и окошечками. В этих окошечках каждый желающий счетовод того времени мог увидеть результаты своих вычислений (сложения и вычитания).

Примерно 30 лет спустя другой выдающийся европеец Готфрид Вильгельм Лейбниц придумал усовершенствованный вариант описанной выше машины Паскаля. Созданный им механический калькулятор (рис. 1.5) мог не только складывать и вычитать числа, но и умножать их.

Рис. 1.5. Механический калькулятор Лейбница

Однако датой рождения первого пракомпьютера принято считать 1823 год, когда английский математик Чарльз Беббидж сформулировал идею создания механического вычислительного устройства, а заодно (между делом) разработал математические принципы, которые оказались настолько удачными, что легли в основу современных компьютеров. С благословения британского правительства он начал работу над своей так называемой разностной машиной (рис. 1.6).

Рис. 1.6. «Прабабушка» компьютеров

Из-за несовершенства технологий того времени строительство затянулось более чем на 10 лет. В 1833 году, когда длительный процесс изрядно наскучил математику, он пришел к идее создания еще более мощной аналитической машины, которая, в отличие от своей «младшей сестры», уже имела все основные компоненты современных компьютеров. К 1836 году Беббидж окончательно продумал ее устройство. Аналитическая машина выполняла операцию сложения за три секунды, а умножения и деления – за две минуты. К сожалению, компьютеры Беббиджа из-за несовершенства науки того времени так и не были построены до конца.

Это любопытно

Машина Беббиджа работала на паровом двигателе, а программы для нее написала дочь великого английского поэта лорда Байрона Ада Ловлейс. Именно она по праву считается первым программистом в истории человечества.

Несмотря на длительную эволюцию, механические вычислительные устройства все же не устояли и были вытеснены более совершенными, электрическими аппаратами.

И вот настал ХХ век. Лучшие умы занялись созданием электронных вычислительных машин. Прогресс уже нельзя было остановить. Практически каждый год в разных странах появлялись новые устройства (если останавливаться на каждом, то объем книги увеличится в два раза). Упомянем только о некоторых из них.

В 1944 году в США появился первый программируемый компьютер «Марк-1», предназначенный для расчета артиллерийских таблиц. Представьте себе агрегат (другое слово подобрать трудно) 17 метров в длину и почти 3 метра в высоту, состоящий из 750 000 деталей и весящий 35 тонн (слава богу, мы не пишем книгу «Железо “Марк-1”», представляете, какой бы это был талмуд!).

Время шло, компьютеры развивались, становились все меньше и при этом работали все быстрее.

И вот в конце 1970-х годов начали появляться первые персональные компьютеры – устройства, работать с которыми человек может без помощи специалиста (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Первые представители семейства ПК

Это интересно

Самый первый персональный компьютер был создан легендарной компанией Apple в 1976 году. Не менее легендарная компания IBM в августе 1981 года создала свой IBM PC, ставший прообразом всех современных ПК. Следует отметить, что первые модели персональных компьютеров от IBM использовали (да и сейчас часто используют) процессоры от еще одной легендарной компании – Intel.

Это тоже интересно

По-русски словосочетание «персональный компьютер» обычно сокращенно пишется как ПК. Хотя можно встретить и английский вариант PC (Personal Computer). В русской транскрипции эта аббревиатура читается как «ПиСи», что дало повод народной мысли окрестить эти компьютеры «писюками» и «писюшками».

За последние 30 лет персональные компьютеры очень сильно эволюционировали в сторону уменьшения размеров и увеличения производительности.

Эта гонка прекратилась в… Впрочем, не надейтесь, она продолжается и сейчас, но об этом чуть позже.

Парадокс

Компьютеры становятся все более сложными, а разобраться в их устройстве все проще (вспомните «Марк-1» или, еще лучше, машину Беббиджа).

Скажем спасибо «современной» технике и… двинемся дальше.

Для чего нужен компьютер

Оглянитесь вокруг. Если вы находитесь не в поле или глухой тайге, то можно с уверенностью сказать, что где-то недалеко от вас при желании легко обнаружится компьютер. И поверьте, он не один. В современном городе компьютер встречается буквально на каждом шагу. Давайте приглядимся.

Еще каких-то 20 лет назад (это, конечно, большой срок, но в масштабах истории давайте назовем его «каких-то 20 лет») компьютера дома не имел никто (за мультимиллионеров ручаться не можем). Даже на предприятиях или в учреждениях ЭВМ была редкостью. Дело не только в больших размерах, но и в сложности создания, обслуживания и управления этими агрегатами. Но мы с вами живем в XXI веке. В наше высокотехничное время каждое уважающее себя учреждение или предприятие так или иначе использует компьютеры. Даже если 99 % его работников машут лопатами (или другими инструментами), секретарь обязательно сидит за компьютером. И вообще, сейчас абсолютно все технологичные продукты начинают свой путь с проектирования на компьютере.

А уж на современных автоматизированных производствах количество компьютеров значительно превышает число работников. Роботы (механизмы, управляемые компьютером) выполняют самые разные операции – как правило, либо очень простые (монотонные), либо, наоборот, очень сложные (например, математические вычисления) (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Автоматические линии на заводе

Целые цеха, конвейеры и поточные линии работают под управлением компьютеров без участия человека (если не считать участием «пришел, увидел, перезагрузил»).

Нет, компьютеры пока не пашут. И выращивать их тоже еще никто не догадался. Но для всевозможных расчетов (необходимого количества кормов, суммы доходов и расходов и т. п.) компьютеры применяются если не повсеместно, то довольно часто. Конечно, до полной компьютеризации сельского хозяйства еще жить и жить, но прогресс не стоит на месте. Кто знает, может через несколько лет роботы действительно будут пахать (о том, что компьютеры будут выращивать, мы пока даже не мечтаем).

Вот уж где компьютеры применяются давно и широко. Из-за большого количества информации медицина, как никакая другая отрасль, нуждается в применении компьютеров (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Добрый доктор Айболит за компьютером сидит. Приходи к нему лечиться и корова, и волчица, и жучок, и червячок. Всех излечит, исцелит… если не закоротит

Зачастую только компьютер может поставить точный диагноз, собрав воедино все симптомы и результаты анализов пациента.

В последнее время почти каждый медицинский прибор подключается к компьютеру (даже градусник). Расчеты результатов исследований, хранение баз данных, наблюдение за состоянием пациента – вот далеко не полный список сфер применения компьютерной техники в медицине. И это не считая бухгалтерии больницы, где с помощью компьютеров начисляется заработная плата, а также приемного отделения, в котором ведется учет поступающих больных и их регистрация по отделениям. Кроме того, компьютер используется для связи между больницами (по Интернету), для доступа к международным информационным центрам (тоже через Всемирную сеть), для тренировки молодых врачей (прежде чем подпускать их к пациентам, пусть потренируются на компьютере).

На всякий случай поясним, что речь идет вовсе не о стеклянной банке, а о солидном учреждении с гордой вывеской «Банк». Вот уж где всегда хватает денег на самые современные компьютеры. Сейчас ни один банк не может обойтись без компьютеров, все операции производятся только с их помощью. Мощные компьютеры отслеживают изменения на счетах клиентов, осуществляют перевод денежных средств (причем не только со счета на счет, но и между различными банками). Компьютеры даже стали выдавать людям деньги (а вы думали, что в банкомате карлик сидит?).

Примечание

Шумные и громкие ограбления банков практически ушли в прошлое. Нет, банки грабят и сейчас, просто теперь грабители делают это тихо, не выходя из дома, прямо со своего компьютера.

Когда-то, в век маленьких магазинчиков и лавочек, никто и не задумывался, нужен ли в торговой точке компьютер. Отчасти потому, что тогда специальных устройств еще не было, к тому же ассортимент магазинов был невелик и каждый торговец знал его наизусть. А сейчас мало того, что количество продаваемых товаров исчисляется миллионами, так все это многообразие может продаваться в одном огромном магазине (если вы когда-нибудь бывали в супермаркете или гипермаркете, то поймете, о чем речь). Тут уж без компьютера не обойтись. Умные машины помнят стоимость всех товаров, высчитывают сумму покупки и выдают чек. И все это быстро, точно, удобно!

Служители закона все больше и больше обращаются не к интуиции (как в детективных рассказах), а к компьютеру. Личные дела правонарушителей, сведения о дорожно-транспортных происшествиях, информация об угнанных машинах – все это теперь хранится в компьютерах.

Так что хоть роботы пока и не бегают за преступниками по городу, но кто может гарантировать, что они не начнут это делать лет этак через пять (рис. 1.10)?

Рис. 1.10. Вот так в наши дни выглядит робот-полицейский (пока больше похож на игрушку)

Познавательное примечание

Американский Центр космических и морских военных исследований (Space and Naval Warfare Systems Center) уже вовсю работает над созданием нового робота, предназначенного для обезвреживания вооруженных людей.

Если компьютеры изучают в школе, то уж использовать их для обучения сам бог велел. Существует даже такой термин, как «машинное обучение», – это когда человека учит компьютер.

На будущее

Давайте договоримся, что под словом «машина» мы будем подразумевать компьютер. Просто так его называют многие специалисты, и вы, уважаемый читатель, можете запутаться. Но тут может возникнуть резонный вопрос: «А как тогда называть то, что ездит по дорогам?!» Отвечаем – автомобиль.

Почему машинное обучение получает все большее и большее распространение? Чем оно так замечательно? Плюсов у него много, но мы назовем только основные.

• Индивидуальность обучения – каждый ученик сам выбирает темп обучения, а значит, лучше усваивает материал.

• Наглядность занятий – учиться по компьютерной программе интересно, это вам скажет любой школьник, ведь компьютер может не только дать определение или задать вопрос, но и показать иллюстрации и фильмы по теме. Большинство тестов в учебных программах представлено в виде простенькой компьютерной игры, согласитесь – так учиться гораздо интереснее, чем просто писать контрольные.

• Компьютер, конечно, не человек, и эмоциональности ему не хватает, но, с другой стороны, именно поэтому ему не надоест возиться даже с самым непоседливым и непонятливым ребенком.

• Возможность обучаться дистанционно. Вам не нужно каждый день посещать занятия (а бывает, что и совсем не нужно). Загрузил себе в компьютер через Интернет необходимые задания и лекции, выучил все, не выходя из дома, а потом также через Интернет сдал все экзамены.

Хоть мы и сомневаемся, что в ближайшее время компьютеры заменят учителей, но то, что машинное обучение становится одной из неотъемлемых частей образования, – это факт.

Художники пишут картины уже не одно тысячелетие, и большую часть этого времени они прекрасно обходились без компьютеров. Но с развитием техники даже в это, пожалуй, самое древнее из искусств стали вноситься некоторые коррективы.

Что уж говорить о писателях. Еще несколько десятилетий назад они создавали книги годами, старательно выводя каждую буквочку (а если вдруг ошибся или, не дай бог, передумал – ужас, все насмарку). А сегодня посмотрите: каждый писатель имеет в своем распоряжении компьютер, может изменить, переписать, распечатать рукопись и даже отправить ее в издательство или соавтору по Интернету. Умная машина даже научилась исправлять ошибки в рукописи (очень полезная функция, между прочим).

Чего далеко ходить

В процессе создания этой книги активно использовались компьютеры. Причем на всех стадиях: написание рукописи, редакторская правка, верстка и т. д.

Видов искусств существует великое множество, и практически в каждом из них теперь участвуют компьютеры. С их помощью рисуют, сочиняют музыку, создают скульптуры, снимают фильмы, ретушируют фотографии и выполняют множество других операций. Мы уж не говорим про чисто компьютерные виды творчества (есть, например, такая штука, как веб-дизайн, – искусство оформления страниц в Интернете). Случались даже попытки научить компьютер создавать произведения искусства самостоятельно, но, к счастью, пока он творит только под руководством человека. Что ни говори, а Человек – это звучит гордо! (Но компьютер, все-таки, надо освоить.)

Осмотрите свой дом. Если не найдете ни одного представителя компьютерной техники, смеем предположить, что вы самый нетехнологичный человек. Хотя, возможно, вы просто не подозреваете о присутствии в доме умных машин. Давайте проверим.

Есть ли у вас дома такие обычные вещи, как калькулятор, электронные часы, телевизор, мобильный телефон, радиоприемник, автоответчик, автоматическая стиральная машина, музыкальный центр, цифровая фотокамера, микроволновая печь? В общем, присмотритесь внимательно к любой электронике в доме. Скорее всего, каждое из этих устройств является довольно близким родственником компьютера. Конечно, вы не сможете поработать с текстом с помощью музыкального центра, да и компьютерных игр для микроволновой печи пока не придумали, но все же некоторые детали, свойственные только компьютерам, стали появляться и в обычных бытовых приборах.

Благодаря этому они уже не требуют нашего постоянного внимания, а сами контролируют свою работу.

«Ну а компьютер, самый обыкновенный компьютер, для чего нужен дома?» – спросит дотошный читатель. С удовольствием ответим на этот интересный и своевременный вопрос. Но чтобы наш ответ не превратился в еще один том книги, просто перечислим основные возможности компьютера (основные, но далеко не все).

Итак, с помощью компьютера можно:

• обрабатывать текст (набирать, редактировать, сохранять его в памяти компьютера, выводить на бумагу и т. п.);