- 1. Tipuri de calculatoare
- 3. Tipuri de PC-uri desktop
- 4. Tipuri de laptop-uri
- 5. Laptop-uri
- 6. Tablete
- 7. Pocket PC-uri și smartphone-uri
- 8. Servere de calcul
- 9. Supercalculatoare
- 10. Alte tipuri
Calculatoarele moderne variază în multe feluri: dimensiune, capabilități și scop. Progresul se mișcă cu pasituri, iar astăzi pe rafturile magazinelor puteți găsi echipamente pe care până de curând le asociam cu viitorul îndepărtat. Clasificarea computerelor și înțelegerea acesteia vor ajuta consumatorul să facă cea mai eficientă achiziție, iar ignorarea unor astfel de informații va duce la cheltuieli necugetate care nu vor provoca decât dezamăgire.
Tipuri de computere
Care sunt diferențele după tipul de computer? Un tip este un grup care are funcții, scopuri și obiective similare și uneori chiar aspect. Dacă, de exemplu, un computer personal este un tip, atunci laptopurile sau computerele all-in-one sunt tipurile sale. În urmă cu câteva decenii, clasificarea calculatoarelor includea atât mașinile moderne digitale, cât și cele analogice, dar acestea din urmă au căzut în uitare și aici vom vorbi doar despre dispozitive digitale.
Computer personal
Acesta este cel mai comun tip de astfel de tehnologie, un astfel de computer implică interacțiunea directă cu o persoană și furnizarea de informații care sunt de înțeles pentru aceasta din urmă. Clasificarea computerelor personale în general include dispozitive staționare și portabile, vom vorbi puțin mai detaliat despre fiecare dintre aceste tipuri;
Tipuri de PC-uri desktop
Un astfel de computer ocupă un loc permanent, de exemplu, un birou de computer. De regulă, astfel de sisteme au o putere de calcul mai mare decât gadgeturile portabile, deoarece nu trebuie să fie mutate dintr-un loc în altul și își permit să folosească componente mai mari a căror putere este mai mare. Să evidențiem principalele tipuri de astfel de dispozitive:
Tipuri de laptopuri
Portabil - cunoscut și ca computer personal portabil, printre altele, are cerințe ridicate pentru mobilitatea structurii și greutatea acesteia, deoarece puțini oameni doresc să transporte un dispozitiv de zece kilograme. Astfel de dispozitive sunt capabile să funcționeze offline și, pentru a o crește, producătorii sacrifică adesea performanța sistemului. Acest tip de PC este clasificat după cum urmează:
Laptop-uri
Acestea sunt computere portabile echipate cu o baterie care permite dispozitivului să funcționeze fără a fi conectat la o priză electrică. Un corp al unui astfel de gadget conține simultan toate elementele necesare - un monitor, tastatură, procesor și alte umpluturi. 
În ciuda faptului că laptopurile sunt considerabil mai compacte și mai mobile decât computerele desktop, ele sunt, de asemenea, împărțite între ele în funcție de greutate și dimensiuni. Netbook-urile sunt laptopuri compacte care sacrifică performanța pentru ușurință și portabilitate, sunt grozave pentru cei cărora le place să lucreze nu numai la un anumit birou, ci literalmente oriunde - în tren, într-o cafenea sau în bibliotecă. 
Deși laptopurile nu pot concura în performanță cu desktop-urile care au un preț comparabil, hardware-ul lor este destul de suficient pentru majoritatea funcțiilor, iar în ultimii ani, laptopurile de gaming umplute cu hardware de ultimă generație au început să câștige o popularitate tot mai mare, deși astfel de modele cântăresc destul de mult.
Tablete
Aceste dispozitive sunt ceva între smartphone-uri și laptopuri. Au adesea o diagonală a ecranului destul de mare, de aproximativ 10 inci, dar totuși cântăresc considerabil mai puțin decât laptopurile, iar performanța lor nu este cu siguranță suficientă pentru jocurile moderne pe calculator, deși jucăriile mobile pot fi nu mai puțin interesante și avansate tehnologic. 
Astfel de dispozitive sunt controlate prin intermediul unui ecran tactil, deși un factor de formă, cum ar fi un laptop tabletă, are și o tastatură completă. Sarcina principală a unor astfel de gadgeturi este navigarea pe web și vizionarea conținutului video, dar, dacă este necesar, le puteți folosi pentru a lucra în programe de birou, pentru a folosi e-mailul și multe altele.
Pocket PC-uri și smartphone-uri
Factorul de formă PDA a fost extrem de popular în zorii anilor 2000, când telefoanele mobile nu ofereau încă acces extins la Internet, dar un număr de fani ai acestei tehnologii încă folosesc hoți de buzunare în scopuri de afaceri. 
Smartphone-urile care au înlocuit PDA-urile sunt inferioare ca performanță față de laptopurile mai grele și mai puternice, dar au un avantaj incontestabil - se potrivesc în buzunar și pot fi întotdeauna la îndemână. Este puțin probabil să vă faceți plăcere să îl folosiți ca platformă principală de joc sau de lucru, dar, cu toate acestea, este disponibilă și o astfel de oportunitate, datorită căreia astăzi aproape fiecare persoană are un mediu de computer cu drepturi depline în buzunarul de la jachetă. Am terminat cu computerele personale, așa că să trecem la următorul tip de computer.
Servere de calcul
Datorită unor astfel de computere, în general, se asigură accesul la rețele, inclusiv la Internet. Toate fișierele și informațiile pe care le vedeți pe ecranul monitorului în timp ce navigați pe web sunt stocate pe astfel de servere. Evident, performanța joacă un rol imens pentru astfel de mașini, dar există și o caracteristică mai importantă a unor astfel de sisteme - fiabilitatea.
Toate informațiile site-ului trebuie să fie disponibile în mod constant, altfel nu le vom putea folosi și, prin urmare, serverele de calcul trebuie să funcționeze fără defecțiuni pe toată durata lor de viață. Aceste tipuri de computere au întotdeauna copii de siguranță ale datelor, ceea ce afectează conceptul general al arhitecturii lor. 
Un astfel de echipament se bazează pe procesarea paralelă a informațiilor, motiv pentru care serverele au devenit pionierii în dezvoltarea tehnologiei multiprocesare și multi-core, care este acum folosită peste tot, inclusiv în computerele de birou și acasă. Chiar și un nettop sau un smartphone poate acționa în esență ca un server, dar potențialul lor într-un astfel de rol este mic și, prin urmare, majoritatea serverelor moderne sunt echipamente destul de voluminoase, constând dintr-un număr mare de dispozitive pentru stocarea și procesarea datelor.
Supercalculatoare
Acestea sunt mașini profesionale cu cea mai mare productivitate până în prezent, sunt utilizate în laboratoare științifice și întreprinderi mari. Un astfel de dispozitiv este un întreg complex de dispozitive computerizate care pot ocupa încăperi uriașe. 
Fiecare element component al unui astfel de colos este responsabil pentru propria sa sarcină specifică, astfel de structurare și organizare vectorială fac posibilă rezolvarea celor mai complexe probleme care necesită o cantitate incredibilă de calcule. Dacă auziți la televizor despre modelarea complexă a proceselor multidimensionale, de exemplu, prezicerea dezastrelor naturale, atunci o astfel de prognoză a fost probabil generată folosind un supercomputer.
Alte tipuri
Multe dispozitive pe care suntem obișnuiți să le percepem indirect din componenta computerului, de exemplu, ATM-urile sau consolele de jocuri, sunt și ele, în mare, computere. Aparatele electrocasnice, atât complexe, cât și destul de primitive, cum ar fi ibricurile, conțin, de asemenea, computere mici responsabile de îndeplinirea unui număr de funcții. 
Roboții, care devin treptat din ce în ce mai des întâlniți în viețile noastre, sunt, de asemenea, dispozitive computerizate. Este posibil ca ziua să nu fie departe în care computerele vor pătrunde chiar în corpul uman și, de exemplu, ne vor crește nivelul de viziune sau inteligență. Sperăm că scurta noastră prezentare generală v-a ajutat să înțelegeți puțin complexitățile structurii ramificate a dispozitivelor computerizate.
Principii de funcționare a calculatorului
Funcția cea mai importantă a unui computer este de a converti date (informații), în plus, computerul trebuie să poată primi, stoca și scoate date; Datorită particularităților implementării tehnice, reprezentarea internă a datelor în computer diferă de prezentarea pentru utilizator. Datele cu care lucrează un computer pot fi discrete (adică formate din părți separate) sau continue. Conversia datelor continue este realizată de așa-numitele computere analogice, iar computerele digitale, care sunt în prezent cele mai răspândite, funcționează cu date discrete. Există și calculatoare combinate (analogic-digitale). Datele continue pot fi convertite în date discrete (proces de eșantionare) cu o anumită precizie (adică pas sau rata de eșantionare). Astfel, datele de orice fel pot fi reprezentate într-o formă discretă unificată, de exemplu, ca o secvență de caractere ale unui alfabet. Cel mai simplu și mai convenabil din punct de vedere al implementării tehnice este un alfabet format din doar două caractere cu semnificații opuse - un cod binar, care este de obicei scris sub forma numerelor „1” și „0”. În sistemul de numere binar, semnele „1” și „0” se numesc biți. În mașinile electronice, semnificația unui semn va fi prezența unui semnal electric, iar celălalt - absența unui semnal.
Întrucât într-un computer digital modern orice date (fie el text, desen, sunet, video etc.) sunt prezentate ca o succesiune de numere, transformarea lor se reduce la operații (calcule) matematice și logice. Aceasta explică numele „mașină de calcul”. Începând cu anii 1990, termenul „calculator” a fost ferm înrădăcinat în limba rusă, ceea ce din mai multe motive (integrarea Rusiei în comunitatea mondială, introducerea pe scară largă a „calculatoarelor personale” („Personal Computer” este o marcă comercială). al IBM), diversitatea tot mai mare a sarcinilor efectuate de mașini electronice etc.) înlocuiește termenul „calculator electronic”.
Spre deosebire de multe alte dispozitive de calcul (regulă de calcul, numărătoare sau calculatoare simple), computerele oferă capacitatea de a automatiza parțial sau complet procesul de rezolvare a problemelor complexe (formate din mulți pași). Automatizarea se realizează datorită faptului că orice sarcină asociată cu conversia informațiilor și controlul unei mașini este formulată sub forma unui program de calculator. Un program de calculator este un algoritm pentru rezolvarea unei probleme, scris într-unul dintre limbajele de programare și tradus în codul mașinii, adică. secvența „1” și „0”.
Dispozitiv de calculator
Functionarea unui calculator este asigurata de doua componente interconectate si la fel de necesare: hardware (hardware), i.e. un complex de dispozitive tehnice și software, software (software), inclusiv programe de sistem și aplicații.
Principiile cele mai generale ale construcției și funcționării computerelor sunt de obicei numite arhitectură. Astfel de principii au fost formulate pentru prima dată în 1946 de omul de știință american John von Neumann. În conformitate cu arhitectura von Neumann, computerul trebuie să includă: un dispozitiv care efectuează operații aritmetice și logice (ALU); dispozitiv de control; dispozitiv de stocare (memorie) și dispozitive externe pentru intrare/ieșire de date. Majoritatea calculatoarelor moderne urmează, în general, principiile lui von Neumann, cu toate acestea, unitatea aritmetică-logică și unitatea de control sunt de obicei combinate într-un procesor central - creierul de calcul al mașinii. Multe computere de mare viteză efectuează procesare paralelă pe mai multe procesoare (sisteme multiprocesor) sau nuclee dintr-un singur procesor (procesoare cu mai multe nuclee). Datele și programele utilizatorului sunt stocate în diferite dispozitive de stocare, care sunt numite în mod colectiv memorie. Pentru stocarea de date pe termen lung, se folosesc dispozitive de memorie externe nevolatile și încăpătoare (hard disk-uri, CD-uri optice etc.). Pentru a stoca datele utilizate direct de procesor în sesiunea curentă, se folosesc dispozitive de memorie internă, dintre care multe (RAM, memorie cache) acționează ca un buffer între procesor și dispozitivele de memorie mai lente (externe). Intrarea și ieșirea datelor către un computer se realizează folosind un număr de dispozitive (tastatură, mouse, scaner, monitor, imprimantă etc.).
Un computer personal (PC) modern, construit pe baza unei arhitecturi deschise, constă de obicei dintr-o unitate de sistem în care, folosind sistemul de magistrală al plăcii de bază (sistem), sunt combinate toate cele mai importante dispozitive, inclusiv un microprocesor, Module RAM, hard disk, unități de dischetă, precum și plăci de expansiune (o placă video este folosită pentru a crea o imagine, o placă de sunet este utilizată pentru a crea sunet, o placă de rețea este utilizată pentru a conecta computerul la rețea etc.) . Dispozitivele externe sunt conectate la unitatea de sistem, incl. dispozitive de intrare și ieșire a informațiilor. Unele computere pot integra unele dispozitive cu altele. Astfel, în cazul calculatoarelor portabile (laptop-uri, PDA-uri etc.), unitatea de sistem este adesea combinată cu dispozitive de intrare/ieșire a informațiilor. În computerele desktop bugetare, dispozitive pentru conversia semnalelor audio și video, furnizarea de comunicații în rețea etc. poate fi integrat în chipsetul plăcii de bază.
Tipuri de computere
Calculatoarele existente pot fi clasificate în diferite moduri.
Pe baza puterii de calcul și a dimensiunii, toate computerele sunt împărțite în mai multe clase. Cele mai puternice computere ale timpului lor se numesc supercalculatoare. Acestea costă milioane de dolari, sunt produse în loturi de zeci de bucăți și sunt folosite doar pentru cele mai complexe și importante calcule. Mai puțin productive, dar mai accesibile sunt așa-numitele computere mari, care, la fel ca supercalculatoarele, necesită spații speciale și întreținere extrem de profesionistă. O pozitie intermediara este ocupata de calculatoare de performanta medie si minicalculatoare. Crearea microprocesoarelor a condus la apariția unei clase de microcalculatoare, care includ, în special, computere personale și laptopuri. Mini- și microcalculatoarele au o organizare de magistrală, hardware și software standardizate. O anumită diferență de dimensiune între reprezentanții claselor de mai sus este destul de evidentă, dar diferențele de performanță depind de momentul lansării: unele microcalculatoare moderne nu sunt inferioare ca performanță față de mașinile mai vechi dintr-o clasă superioară.
După scop, calculatoarele sunt împărțite în universale (concepute pentru a rezolva o gamă largă de probleme), specializate (concepute pentru a rezolva o clasă restrânsă de sarcini specifice), control (concepute pentru a controla automat un obiect (dispozitiv, sistem, proces) în timp real ), gospodărie (vezi. PC de acasă), etc.
Pe baza funcțiilor efectuate în sistemele cu mai multe mașini, gazda și serverul sunt împărțite.
În funcție de gradul de dezvoltare, calculatoarele (de la începutul producției lor în masă) sunt împărțite în mod convențional în mai multe generații. Fiecare generație diferă de celelalte prin arhitectură, bază elementară (în special procesorul), gradul de dezvoltare a software-ului și instrumentele de interacțiune cu utilizatorul, performanță și alți indicatori. Perioada de timp pentru generații de tehnologie informatică este destul de neclară, deoarece Au fost produse în același timp mașini de generații diferite.
Istoria calculatoarelor
Istoria computerului este strâns legată de încercările de a facilita și automatiza cantități mari de calcul. Chiar și operațiile aritmetice simple cu numere mari sunt dificile pentru creierul uman. Prin urmare, deja în antichitate a apărut cel mai simplu dispozitiv de calcul - abacul. În secolul al XVII-lea, regula de calcul a fost inventată pentru a facilita calcule matematice complexe. În 1642, Blaise Pascal a proiectat un mecanism de adăugare de opt biți. Două secole mai târziu, în 1820, francezul Charles de Colmar a creat o mașină de adăugare capabilă de înmulțire și împărțire. Acest dispozitiv și-a luat ferm locul pe tabelele contabile.
Toate ideile de bază care stau la baza funcționării computerelor au fost conturate încă din 1833 de matematicianul englez Charles Babbage. A dezvoltat un design pentru o mașină pentru efectuarea de calcule științifice și tehnice, unde a prevăzut dispozitivele de bază ale unui computer modern, precum și sarcinile acestuia. Pentru introducerea și ieșirea datelor, Babbage a propus să folosească cărți perforate - coli de hârtie groasă cu informații imprimate folosind găuri. La acea vreme, cărțile perforate erau deja folosite în industria textilă. O astfel de mașină trebuia controlată de software.
Ideile lui Babbage au început să prindă viață cu adevărat la sfârșitul secolului al XIX-lea. În 1888, inginerul american Herman Hollerith a proiectat prima mașină de calcul electromecanic. Această mașină, numită tabulator, putea citi și sorta înregistrările statistice codificate pe carduri perforate. În 1890, invenția lui Hollerith a fost folosită pentru prima dată în al 11-lea recensământ american. Munca pe care cinci sute de angajați au făcut-o pe parcursul a șapte ani a fost făcută de Hollerith cu 43 de asistenți pe 43 de tabulatoare într-o lună.
În 1896, Herman Hollerith a fondat Computing Tabulating Recording Company, care a devenit baza viitoarei International Business Machines Corporation (IBM), o companie care a adus o contribuție uriașă la dezvoltarea tehnologiei informatice mondiale.
Evoluțiile ulterioare în știință și tehnologie au făcut posibilă construirea primelor calculatoare în anii 1940. În februarie 1944, la una dintre întreprinderile IBM (IBM), în colaborare cu oamenii de știință de la Universitatea Harvard, mașina Mark-1 a fost creată la ordinul Marinei SUA. Era un monstru care cântărea aproximativ 35 de tone. Mark-1 se baza pe utilizarea releelor electromecanice și funcționa cu numere zecimale codificate pe bandă perforată. Aparatul putea manipula numere de până la 23 de cifre. I-au luat patru secunde să înmulțească două numere de 23 de biți.
Dar releele electromecanice nu au funcționat suficient de repede. Prin urmare, deja în 1943, americanii au început să dezvolte o opțiune alternativă - un computer bazat pe tuburi vidate. Primul computer electronic, ENIAC, a fost construit în 1946. Greutatea lui era de 30 de tone, avea nevoie de 170 de metri pătrați de spațiu pentru a o găzdui. În loc de mii de piese electromecanice, ENIAC conținea 18 mii de tuburi vidate. Mașina a numărat în sistem binar și a efectuat cinci mii de operații de adunare sau trei sute de operații de înmulțire pe secundă.
O mașină care folosea tuburi de vid a funcționat mult mai repede, dar tuburile de vid în sine au eșuat adesea. Pentru a le înlocui în 1947, americanii John Bardeen, Walter Brattain și William Bradford Shockley au propus utilizarea elementelor semiconductoare stabile de comutare pe care le-au inventat - tranzistoarele.
Îmbunătățirea primelor tipuri de calculatoare a dus în 1951 la crearea computerului UNIVAC, destinat utilizării comerciale. UNIVAC a devenit primul computer produs comercial, iar prima sa copie a fost dată Biroului de Recensământ al SUA.
Introducerea activă a tranzistorilor în anii 1950 a fost asociată cu nașterea celei de-a doua generații de calculatoare. Un tranzistor era capabil să înlocuiască 40 de tuburi vid. Ca urmare, viteza mașinilor a crescut de 10 ori cu o reducere semnificativă a greutății și dimensiunilor. Calculatoarele au început să folosească dispozitive de stocare formate din miezuri magnetice capabile să stocheze cantități mari de informații.
În 1959, au fost inventate circuite integrate (cipuri), în care toate componentele electronice, împreună cu conductorii, erau plasate în interiorul unei plăci de siliciu. Utilizarea cipurilor în computere face posibilă scurtarea căilor de curent în timpul comutării, iar viteza calculelor crește de zeci de ori. Dimensiunile mașinilor sunt de asemenea reduse semnificativ. Apariția cipului a marcat nașterea celei de-a treia generații de calculatoare.
La începutul anilor 1960, calculatoarele erau utilizate pe scară largă pentru procesarea unor cantități mari de date statistice, efectuarea de calcule științifice, rezolvarea problemelor de apărare și crearea de sisteme de control automatizate. Prețul ridicat, complexitatea și costul ridicat al întreținerii computerelor mari au limitat utilizarea acestora în multe domenii. Totuși, procesul de miniaturizare a computerului a permis companiei americane Digital Equipment să lanseze minicalculatorul PDP-8 la un preț de 20 de mii de dolari în 1965, ceea ce a făcut computerul accesibil companiilor comerciale mijlocii și mici.
În 1970, angajatul Intel Edward Hoff a creat primul microprocesor prin plasarea mai multor circuite integrate pe un singur cip de siliciu. Această invenție revoluționară a schimbat radical ideea computerelor ca monștri voluminosi și greoi. Odată cu microprocesul, vin și microcalculatoare - computere din a patra generație care pot încăpea pe biroul utilizatorului.
La mijlocul anilor 1970, au început încercările de a crea un computer personal - o mașină de calcul destinată unui utilizator privat. În a doua jumătate a anilor 1970, au apărut cele mai de succes exemple de microcalculatoare de la compania americană Apple, dar calculatoarele personale s-au răspândit odată cu crearea modelului de microcomputer IBM PC în august 1981 de către IBM. Aplicarea principiului arhitecturii deschise, standardizarea dispozitivelor informatice de bază și a metodelor de conectare a acestora a condus la producția în masă de clone IBM PC și la distribuția pe scară largă a microcalculatoarelor în întreaga lume.
În ultimele decenii ale secolului al XX-lea, microcalculatoarele au făcut o călătorie evolutivă semnificativă, crescându-și foarte mult viteza și volumul de informații procesate, dar nu au putut înlocui complet minicalculatoarele și sistemele de calcul mari - mainframe. Mai mult, dezvoltarea unor sisteme de calcul mari a dus la crearea unui supercomputer - o mașină super-eficientă și super costisitoare capabilă să calculeze un model de explozie nucleară sau un cutremur major. La sfârșitul secolului al XX-lea, umanitatea a intrat în etapa formării unei rețele globale de informații care este capabilă să combine capacitățile diferitelor sisteme informatice.
Calculator(calculator - „calculator”), calculator(calculator electronic) - un computer pentru transmiterea, stocarea și prelucrarea informațiilor.
Termenul „calculator” și abrevierea „EVM” (calculator electronic), adoptate în URSS, sunt sinonime. Cu toate acestea, după apariția computerelor personale, termenul computer a fost practic scos din uz. În prezent, abrevierea „Computer” este folosită în principal într-un sens istoric - pentru a desemna echipamentele informatice din anii 1940-1970, în special fabricate sovietice, și, de asemenea, ca termen legal în documentele juridice.
Cu ajutorul calculelor, un computer este capabil să proceseze informații conform unui algoritm predeterminat. Calculatoarele și-au primit numele de la funcția lor principală - efectuarea de calcule. În zilele noastre, majoritatea computerelor sunt folosite pentru procesarea și gestionarea informațiilor, precum și pentru jocuri, dar aceste sarcini pentru un computer sunt și o secvență de calcule.
Din punct de vedere fizic, un computer poate funcționa datorită mișcării oricăror părți mecanice, mișcării electronilor, fotonilor, particulelor cuantice sau prin utilizarea efectelor oricăror alte fenomene fizice.
Arhitectura calculatoarelor poate modela direct problema rezolvată, reflectând cât mai îndeaproape (în sensul unei descrieri matematice) fenomenele fizice studiate. Astfel, fluxurile de electroni pot fi folosite ca modele ale fluxurilor de apă atunci când se modelează baraje sau baraje. Calculatoarele analogice proiectate în acest fel erau comune în anii 1960, dar au devenit destul de rare astăzi.
În majoritatea computerelor moderne, problema este descrisă mai întâi într-o formă care este de înțeles pentru ei (în acest caz, toate informațiile necesare sunt de obicei prezentate în formă binară - sub formă de unu și zero, deși au existat computere care foloseau numărul ternar sistem), după care acțiunile de prelucrare a acestuia se reduc la utilizarea unei simple algebre a logicii. Deoarece practic toată matematica poate fi redusă la operații booleene, un computer electronic suficient de rapid poate fi folosit pentru a rezolva majoritatea problemelor matematice, precum și majoritatea problemelor de procesare a informațiilor care pot fi reduse la cele matematice.
S-a descoperit că computerele nu pot rezolva orice problemă matematică. Problemele care nu pot fi rezolvate de computere au fost descrise pentru prima dată de matematicianul englez Alan Turing.
Rezultatul unei sarcini finalizate poate fi prezentat utilizatorului folosind diverse dispozitive de intrare/ieșire, cum ar fi indicatoare de lampă,
4. Tendințe în dezvoltarea tehnologiei informatice
Potrivit experților, în primul deceniu al secolului XXI. Importanța software-ului va crește, iar problemele de compatibilitate și securitate a acestuia vor crește.
Dintre sistemele de operare, sistemele Linux și Windows vor fi dezvoltate în continuare. Din punctul de vedere al utilizatorului final, în următorii ani ar trebui să apară schimbări majore în modul în care acesta comunică cu computerul său. În primul rând, introducerea datelor grafice va fi utilizată mai pe scară largă, inclusiv în modul de recunoaștere automată a scrisului de mână. În al doilea rând, va fi folosită intrarea vocală - mai întâi pentru a controla comenzile, iar apoi va fi stăpânită digitizarea automată a vorbirii. Pentru a rezolva problemele de mai sus, vor fi dezvoltate dispozitive externe corespunzătoare.
Lucrările în domeniul prelucrării inteligente a datelor nestructurate, în primul rând textele, apoi grafica, sunetul și video-ul, vor fi de mare importanță în viitor.
Una dintre cele mai promițătoare direcții în dezvoltarea tehnologiei informatice este implementarea conceptului de calcul în rețea, folosind ideea de a folosi resursele computerizate gratuite pentru calcule. Acest concept se numește Grid și include cinci puncte cheie:
Aplicarea standardelor deschise;
Integrarea sistemelor eterogene;
Partajarea datelor;
Alocarea dinamică a resurselor;
Consolidarea rețelelor de calculatoare ale multor întreprinderi și organizații.
Dezvoltarea calculatoarelor va urma calea creării de calculatoare optoelectronice cu paralelism masiv și structură neuronală, care sunt o rețea distribuită de un număr mare (zeci de mii) de microprocesoare simple care modelează arhitectura sistemelor biologice neuronale.
Calculatoarele personale portabile cu conexiuni wireless la internetul global vor primi o dezvoltare ulterioară.
Trebuie remarcat faptul că dezvoltarea tehnologiei informatice depinde în întregime de tendințele de dezvoltare a sistemului economic mondial.
Curs nr. 6 Istoria dezvoltării tehnologiei informatice
Curs nr. 3 Generaţii şi clasificare a calculatoarelor
1.Generații de tehnologie de calcul
Există cinci generații de calculatoare.
Prima generație(1945-1954) se caracterizează prin apariția tehnologiei care utilizează tuburi vidate. Aceasta este epoca apariției tehnologiei informatice. Majoritatea mașinilor din prima generație erau dispozitive experimentale și au fost create pentru a testa anumite principii teoretice. Greutatea și dimensiunea acestor computere erau de așa natură încât adesea necesitau clădiri separate.
Fondatorii informaticii sunt considerați pe bună dreptate Claude Shannon, creatorul teoriei informației, Alan Turing, un matematician care a dezvoltat teoria programelor și algoritmilor și John von Neumann, autorul proiectării dispozitivelor de calcul, care la aceasta. ziua stă la baza majorității computerelor. În aceiași ani, a apărut o altă știință nouă legată de informatică - cibernetica - știința managementului ca unul dintre principalele procese informaționale. Fondatorul ciberneticii este matematicianul american Norbert Wiener.
În a doua generație(1955-1964), s-au folosit tranzistori în locul tuburilor cu vid, iar miezurile magnetice și tamburele au început să fie folosite ca dispozitive de memorie - prototipuri ale hard disk-urilor moderne. Toate acestea au făcut posibilă reducerea dimensiunii și costului computerelor, care apoi au început să fie produse pentru vânzare pentru prima dată.
Dar principalele realizări ale acestei epoci se referă la domeniul programelor. În a doua generație, a apărut pentru prima dată ceea ce se numește acum un sistem de operare. În același timp, au fost dezvoltate primele limbaje de nivel înalt - Fortran, Algol, Cobol. Aceste două îmbunătățiri importante au făcut scrierea programelor de calculator mult mai ușoară și mai rapidă.
În același timp, s-a extins și sfera aplicațiilor informatice. Acum nu mai erau doar oamenii de știință cei care puteau conta pe accesul la tehnologia informatică, deoarece calculatoarele erau folosite în planificare și management, iar unele firme mari au început chiar să-și computerizeze contabilitatea, anticipând acest proces cu douăzeci de ani.
ÎN a treia generație(1965-1974) au început să fie utilizate pentru prima dată circuite integrate - dispozitive și ansambluri întregi de zeci și sute de tranzistori, realizate pe un singur cristal semiconductor (cip). În același timp, a apărut memoria semiconductoare, care este încă folosită în computerele personale ca RAM.
În acei ani, producția de calculatoare și-a asumat o scară industrială. IBM a fost primul care a vândut o serie de calculatoare care erau pe deplin compatibile între ele, de la cele mai mici, de dimensiunea unui mic dulap (nu făcuseră niciodată ceva mai mic atunci), până la cele mai puternice și scumpe modele. Cea mai răspândită în acei ani a fost familia System/360 de la IBM, pe baza căreia a fost dezvoltată seria de calculatoare ES în URSS. Înapoi la începutul anilor 1960. Au apărut primele minicalculatoare - calculatoare cu putere redusă, accesibile firmelor mici sau laboratoarelor. Minicalculatoarele au fost primul pas către calculatoarele personale, prototipurile cărora au fost lansate abia la mijlocul anilor 1970.
Între timp, numărul de elemente și conexiuni care se potrivesc într-un singur cip era în continuă creștere, iar în anii 1970. circuitele integrate conţineau deja mii de tranzistori.
În 1971, Intel a lansat primul microprocesor, care era destinat calculatoarelor desktop care tocmai apăruseră. Această invenție a creat o adevărată revoluție în următorul deceniu. Microprocesorul este componenta principală a unui computer personal modern.
La sfârșitul anilor 1960 și 1970. (1969) a apărut prima rețea globală de calculatoare ARPA, prototipul internetului modern. În același 1969, au apărut simultan sistemul de operare Unix și limbajul de programare C, care au avut un impact uriaș asupra lumii software și își păstrează în continuare poziția dominantă.
A patra generație(1975 -1985) se caracterizează printr-un număr mic de inovații fundamentale în informatică. Progresul a mers în principal pe calea dezvoltării a ceea ce fusese deja inventat și inventat, în primul rând prin creșterea puterii și miniaturizarea bazei elementului și a computerelor în sine.
Cea mai importantă inovație a celei de-a patra generații este apariția ei la începutul anilor 1980. calculatoare personale. Datorită lor, tehnologia de calcul devine cu adevărat răspândită și accesibilă tuturor. În ciuda faptului că computerele personale și minicalculatoarele rămân încă în urma mașinilor solide în ceea ce privește puterea de calcul, majoritatea inovațiilor, cum ar fi interfețele grafice cu utilizatorul, noile dispozitive periferice și rețelele globale, sunt asociate cu apariția și dezvoltarea acestei tehnologii specifice.
Calculatoarele mari și supercalculatoarele, desigur, continuă să se dezvolte. Dar acum ei nu mai domină lumea computerelor așa cum o făceau cândva.
Sunt prezentate câteva caracteristici ale celor patru generații de tehnologie informatică
|
Caracteristică |
Poziţie |
|||
|
primul |
doilea |
treilea |
patrulea |
|
|
Element principal |
Tub electronic |
tranzistor |
Circuit integrat |
Circuit integrat mare |
|
Numărul de calculatoare din lume, buc. |
Zeci de mii |
Milioane |
||
|
Dimensiunea computerului |
Semnificativ mai mic |
Zeci de mii |
Micro computer |
|
|
Efectuarea (condițională) a operațiunilor/ Cu |
Mai multe unități |
Câteva zeci de unități |
Câteva mii de unități |
Câteva zeci de mii de unități |
|
Mediu de stocare |
Card perforat, bandă perforată |
Bandă magnetică |
dischetă |
|
A cincea generație(1986 până în prezent) este în mare măsură determinată de rezultatele lucrărilor Comitetului Japonez pentru Cercetare Științifică în Domeniul Calculatoarelor, publicate în 1981. Conform acestui proiect, calculatoarele și sistemele de calcul din a cincea generație, pe lângă performanța ridicată și fiabilitatea la un cost mai mic, folosind cele mai noi tehnologii, trebuie să satisfacă următoarele cerințe funcționale calitativ noi:
asigurarea ușurinței de utilizare a computerelor prin implementarea sistemelor de intrare/ieșire a vocii, precum și procesarea interactivă a informațiilor folosind limbaje naturale;
oferă posibilitatea de învățare, construcții asociative și concluzii logice;
simplificarea procesului de creare a software-ului prin automatizarea sintezei programelor conform specificațiilor cerințelor inițiale în limbaje naturale;
îmbunătățirea caracteristicilor de bază și a calităților de performanță ale tehnologiei informatice pentru a îndeplini diverse sarcini sociale, îmbunătățirea raportului cost-beneficiu, viteza, ușurința și compactitatea computerelor;
oferă o varietate de echipamente de calcul, adaptabilitate ridicată la aplicații și fiabilitate în funcționare.
În prezent, se lucrează intens pentru a crea computere optoelectronice cu paralelism masiv și o structură neuronală, care sunt o rețea distribuită de un număr mare (zeci de mii) de microprocesoare simple care modelează arhitectura sistemelor biologice neuronale.
2. Clasificarea calculatoarelor electronice
Calculatoarele pot fi clasificate după o serie de caracteristici:
Conform principiului acţiunii.
După scopul computerului.
În ceea ce privește dimensiunea și funcționalitatea.
Conform principiului de funcționare al unui computer :
AVM-urile sunt computere analogice continue care lucrează cu informații prezentate în formă continuă (analogică), adică sub forma unei serii continue de valori ale oricărei mărimi fizice (cel mai adesea tensiune electrică);
Calculatoarele digitale sunt computere digitale discrete care lucrează cu informații prezentate în formă discretă (digitală);
GVM-urile sunt computere hibride de acțiune combinată care funcționează cu informații prezentate atât în formă digitală, cât și analogică. GVM-urile combină avantajele AVM și TsVM.
Este recomandabil să le folosiți pentru a rezolva problemele de gestionare a sistemelor tehnice complexe de mare viteză. :
După scopul computerului calculatoare mainframe
concepute pentru a rezolva o mare varietate de probleme inginerești și tehnice: economice, matematice, informaționale și altele, caracterizate prin complexitatea algoritmilor și un volum mare de date prelucrate; calculatoare orientate spre probleme
servesc la rezolvarea unei game mai restrânse de probleme asociate, de regulă, cu controlul proceselor tehnologice; calculatoare specializate
sunt folosite pentru a rezolva o gamă restrânsă de probleme sau pentru a implementa un grup de funcții strict definit. :
În dimensiune și funcționalitate ultra-mici (microcalculatoare
) își datorează aspectul inventării microprocesorului, a cărui prezență a servit inițial ca o trăsătură definitorie a microcalculatoarelor, deși acum microprocesoarele sunt utilizate în toate clasele de calculatoare fără excepție; mic (mini-computer)
sunt cel mai adesea folosite pentru controlul proceselor tehnologice; calculatoare mainframe
numite cel mai adesea mainframe. Principalele domenii de utilizare eficientă a mainframe-urilor sunt rezolvarea problemelor științifice și tehnice, lucrul în sisteme informatice cu procesare a informațiilor pe lot, lucrul cu baze de date mari, gestionarea rețelelor de calculatoare și a resurselor acestora; foarte mare (supercomputer)
– computere multiprocesoare puternice, cu o viteză de zeci de miliarde de operații pe secundă și o capacitate RAM de zeci de GB.
3. Principiile structurii și funcționării calculatoarelor lui John von Neumann
1. Majoritatea calculatoarelor moderne funcționează pe baza unor principii formulate în 1945 de un om de știință american de origine maghiară, John von Neumann. Principiul codificării binare
2. . În conformitate cu aceasta, toate informațiile care intră în computer sunt codificate folosind simboluri (semnale) binare. Principiul controlului programului
3. . Un program de calculator constă dintr-un set de instrucțiuni care sunt executate automat de procesor unul după altul într-o anumită secvență. Principiul omogenității memoriei
4. . Programele și datele sunt stocate în aceeași memorie, astfel încât computerul nu distinge între ceea ce este stocat într-o celulă de memorie dată - un număr, text sau comandă. Puteți efectua aceleași acțiuni asupra comenzilor ca și asupra datelor.. Din punct de vedere structural, memoria principală este formată din celule numerotate, oricare dintre acestea fiind accesibilă procesorului în orice moment.
Potrivit lui von Neumann, un computer este format din următoarele blocuri principale:
1) dispozitiv de intrare/ieșire a informațiilor;
2) memoria calculatorului;
3) procesor, inclusiv o unitate de control (CU) și o unitate aritmetic-logică (ALU).
În timpul funcționării computerului, informațiile intră în memorie prin dispozitivele de intrare. Procesorul preia din memorie informațiile procesate, lucrează cu ea și plasează rezultatele procesării în ea. Rezultatele obținute sunt comunicate unei persoane prin intermediul dispozitivelor de ieșire.
Memoria computerului constă din două tipuri de memorie: internă ( operațională) și extern ( pe termen lung).
RAM este un dispozitiv electronic care stochează informații în timp ce este alimentat de electricitate. Memoria externă este o varietate de medii magnetice (benzi, discuri), discuri optice.
În ultimele decenii, procesul de îmbunătățire a computerelor a decurs în cadrul structurii generalizate date.
4.Clasificarea calculatoarelor personale
După cum am menționat mai sus, un computer personal (PC) este un microcomputer universal pentru un singur utilizator.
Un computer personal este în primul rând un computer accesibil publicului și are o anumită versatilitate.
Pentru a satisface nevoile utilizatorului, PC-ul trebuie să aibă următoarele proprietăți:
să aibă un cost relativ scăzut și să fie accesibile cumpărătorilor individuali;
asigura funcționarea autonomă fără cerințe speciale pentru condițiile de mediu;
oferă flexibilitate arhitecturii, făcând posibilă reconstruirea acesteia pentru o varietate de aplicații în domeniul managementului, științei, educației și în viața de zi cu zi;
sistemul de operare și software-ul trebuie să fie suficient de simple pentru ca un utilizator să poată lucra cu un PC fără pregătire profesională specială;
au fiabilitate operațională ridicată (mai mult de 5000 de ore între defecțiuni).
În conformitate cu specificația standardului internațional RS99, PC-urile sunt împărțite în următoarele categorii în funcție de scop:
PC de masă (Consumator);
PC de afaceri (PC Office);
PC portabil (PC mobil);
statie de lucru (PC statie de lucru);
PC de divertisment (PC de divertisment).
Majoritatea PC-urilor disponibile în prezent pe piață sunt mainstream. Pentru computerele de afaceri, cerințele pentru instrumentele de reproducere grafică sunt reduse la minimum și nu există cerințe pentru lucrul cu date audio. Pentru computerele laptop, este obligatoriu să existe instrumente pentru crearea conexiunilor de acces la distanță, de ex. mijloace de comunicare pe calculator. La categoria stații de lucru au crescut cerințele pentru dispozitivele de stocare a datelor, iar la categoria PC de divertisment, pentru redarea audio și video.
PC-urile sunt împărțite pe generații:
pe PC-urile din prima generație, utilizați microprocesoare pe 8 biți;
PC-urile din a doua generație folosesc microprocesoare pe 16 biți;
PC-urile din generația a 3-a folosesc microprocesoare pe 32 de biți;
PC-urile din generația a 4-a folosesc microprocesoare pe 64 de biți.
De asemenea, computerele pot fi împărțite în două grupuri mari: staționare și portabile. Computerele laptop includ laptopuri, notebook-uri electronice, secretare și blocnotes.
Majoritatea computerelor moderne constau din două sau mai multe straturi. Există mașini chiar și cu șase nivele (Fig. 1.2). Nivelul 0 - hardware-ul mașinii. Circuitele sale electronice execută programe scrise în limbajul nivelului 1. De dragul completității, trebuie menționat că există un alt nivel situat sub nivelul 0. Acest nivel nu este prezentat în Fig. 1.2, deoarece intră în domeniul de aplicare al ingineriei electronice și, prin urmare, nu este tratată în această carte. Se numește nivelul dispozitivelor fizice. La acest nivel sunt tranzistorii, care sunt primitive pentru proiectanții de calculatoare. Explicarea modului în care funcționează tranzistorii este sarcina fizicii.
La cel mai de jos nivel, nivel logic digital, obiectele sunt numite supape. Deși porțile sunt compuse din componente analogice, cum ar fi tranzistoarele, ele pot fi modelate cu precizie ca dispozitive digitale. Fiecare poartă are una sau mai multe intrări digitale (semnale reprezentând 0 sau 1). Poarta calculează funcții simple ale acestor semnale, cum ar fi AND sau SAU. Fiecare poartă este formată din mai mulți tranzistori. Mai multe porți formează 1 bit de memorie, care poate conține 0 sau 1. Biții de memorie, combinați în grupuri, de exemplu, 16, 32 sau 64, formează registre. Fiecare registru poate deține un număr binar până la o anumită limită.
Computerul în sine poate consta și din porți.
Următorul nivel - nivel microarhitectural. La acest nivel se poate vedea o colecție de 8 sau 32 de registre care formează o memorie locală și un circuit numit ALU (unitate logică aritmetică). ALU efectuează operații aritmetice simple. Se înregistrează împreună cu formularul ALU calea datelor prin care se primesc datele. Operația de bază a căii de date este următoarea. Sunt selectați unul sau două registre, ALU efectuează o operațiune deasupra lor, cum ar fi adăugarea, iar rezultatul este plasat într-unul dintre acești registre.
Pe unele mașini, funcționarea căii de date este controlată de un program special numit firmware. Pe alte mașini, calea datelor este controlată de hardware. În edițiile anterioare ale cărții, am numit acest nivel „nivel de microprogramare”, deoarece în trecut era aproape întotdeauna interpretul software. Deoarece calea datelor este acum controlată de obicei de hardware, ne-am schimbat
nume pentru a reflecta mai exact sensul.
Pe mașinile în care calea datelor este controlată de software,
Firmware-ul este un interpret pentru comenzi la nivelul 2. Firmware-ul apelează comenzile din memorie și le execută una după alta, folosind calea datelor. De exemplu, pentru a executa o instrucțiune ADD, instrucțiunea este apelată din memorie, operanzii ei sunt plasați în registre, ALU calculează suma și apoi rezultatul este transmis înapoi. Pe un computer cu control hardware al căii de date, are loc aceeași procedură, dar nu există niciun program care să controleze interpretarea comenzilor de nivel 2.
Organizarea computerului pe mai multe niveluri 23
Vom numi al doilea nivel nivelul arhitecturii sistemului de comandă.
Fiecare producător publică un manual pentru computerele pe care le vinde, numit „Manual limbajul mașinii” sau „Principii de operare Western Wombat Model 100X”, etc. Aceste manuale conțin informații la acest nivel. Când descriu un set de instrucțiuni de mașină, ei descriu de fapt instrucțiuni care sunt executate de firmware-ul sau hardware-ul interpretului. Dacă un producător furnizează doi interpreți pentru o singură mașină, acesta trebuie să publice două manuale în limbajul mașinii, separat pentru fiecare interpret.
Următorul nivel este de obicei hibrid. Majoritatea comenzilor din limba sa se află și la nivelul arhitecturii sistemului de comandă (comenzile disponibile la unul dintre niveluri pot fi foarte bine la alte niveluri). Acest nivel are câteva caracteristici suplimentare: un set de instrucțiuni noi, o organizare diferită a memoriei, capacitatea de a executa două sau mai multe programe simultan și altele. Când construiți al treilea nivel, sunt posibile mai multe opțiuni decât atunci când construiți primul și al doilea.
Caracteristicile noi introduse la al treilea nivel sunt executate de un interpret care rulează la al doilea nivel. Acest interpret a fost numit cândva sistemul de operare. Comenzile de nivel al treilea, identice cu comenzile de nivel al doilea, sunt executate de firmware sau hardware, dar nu de sistemul de operare. Cu alte cuvinte, o parte a comenzilor de al treilea nivel este interpretată de sistemul de operare, iar cealaltă parte este interpretată de firmware. Acesta este motivul pentru care acest nivel este considerat un nivel hibrid. Vom numi acest nivel nivelul sistemului de operare.
Există o diferență semnificativă între al treilea și al patrulea nivel. Cele trei niveluri de jos nu sunt concepute pentru a lucra cu programatorul obișnuit.
Au fost concepute inițial pentru a opera interpreți și traducători care acceptă niveluri superioare. Acești traducători și interpreți sunt formați din așa-numitele programatori de sistem, care se specializează în dezvoltarea și construcția de noi mașini virtuale. Nivelurile patru și mai sus sunt destinate programatorilor de aplicații care rezolvă probleme specifice.
O altă modificare introdusă în Nivelul 4 este modul în care sunt acceptate nivelurile superioare. Nivelurile 2 și 3 sunt de obicei interpretate, iar nivelurile 4, 5 și mai sus sunt de obicei, deși nu întotdeauna, susținute de traducător.
O altă diferență între nivelurile 1,2,3 și nivelurile 4,5 și mai sus este caracteristica limbajului. Limbajele mașinii nivelurile 1, 2 și 3 sunt digitale. Programele scrise în aceste limbi constau din șiruri lungi de numere, care sunt convenabile pentru computere, dar complet incomode pentru oameni. Începând de la al patrulea nivel, limbile conțin cuvinte și abrevieri care sunt pe înțelesul oamenilor.
Al patrulea nivel reprezintă forma simbolică a uneia dintre limbi
kovs de nivel inferior. La acest nivel, programele pot fi scrise într-o formă care poate fi citită de om. Aceste programe sunt mai întâi traduse într-un limbaj de nivel 1, 2 sau 3 și apoi interpretate de mașina virtuală sau reală corespunzătoare. Se numește programul care realizează difuzarea asamblator.
Al cincilea nivel constă de obicei din limbaje concepute pentru programatorii de aplicații. Se numesc astfel de limbi limbi de nivel înalt. Există sute de limbi de nivel înalt. Cele mai cunoscute dintre ele sunt BASIC, C, C++, Java, LISP și Prolog. Programele scrise în aceste limbi sunt de obicei traduse la nivelul 3 sau 4. Traducătorii care procesează aceste programe se numesc compilatoare. Rețineți că uneori se folosește și metoda de interpretare. De exemplu, programele Java sunt de obicei interpretate.
În unele cazuri, al cincilea nivel constă dintr-un interpret pentru o zonă de aplicație, cum ar fi matematica simbolică. Acesta oferă datele și operațiile pentru rezolvarea problemelor din acest domeniu în termeni pe care oamenii calificați în matematică simbolică îi pot înțelege.
Concluzie: un computer este conceput ca o structură ierarhică de niveluri, fiecare dintre ele se bazează pe cel precedent. Fiecare strat reprezintă o abstractizare specifică cu diferite obiecte și operații. Privind astfel un computer, putem ignora detaliile inutile și putem reduce un subiect complex la ceva mai ușor de înțeles.
Setul de tipuri de date, operațiuni și caracteristici ale fiecărui strat se numește arhitectură. Arhitectura este preocupată de aspectele care sunt vizibile pentru programator. De exemplu, cunoașterea câtă memorie poate fi utilizată la scrierea unui program face parte din arhitectură. Iar aspectele de design (cum ar fi ce tehnologie este folosită pentru a crea memorie) nu fac parte din arhitectură. Studiul modului în care sunt dezvoltate acele părți ale unui sistem informatic care sunt vizibile pentru programatori se numește studiu arhitectura calculatoarelor. Termenii „arhitectură de computer” și „organizație de computer” înseamnă în esență același lucru.
Dezvoltarea de mașini cu mai multe niveluri
În această secțiune vom schița pe scurt istoria dezvoltării mașinilor cu mai multe niveluri, arătând modul în care numărul și natura nivelurilor s-au schimbat de-a lungul anilor. Programele scrise în limbaj mașină (nivelul 1) pot fi executate imediat de circuitele electronice computerizate (nivelul 0), fără utilizarea interpreților și traducătorilor. Aceste circuite electronice, împreună cu facilitățile de memorie și de intrare/ieșire, se formează hardware. Hardware-ul este format din obiecte tangibile - circuite integrate, plăci de circuite imprimate, cabluri, surse de alimentare, dispozitive de stocare și imprimante. Conceptele abstracte, algoritmii și comenzile nu sunt legate de hardware.
software,în schimb, constă din algoritmi (secvențe detaliate de comenzi care descriu cum se rezolvă o problemă) și reprezentările lor pe computer, adică programe. Programele pot fi stocate pe un hard disk, dischetă, CD-ROM sau alte medii de stocare, dar software-ul este în esență setul de instrucțiuni care alcătuiesc programele, mai degrabă decât mediul fizic pe care sunt înregistrate acele programe.
În primele computere, granița dintre hardware și software era clară. De-a lungul timpului, însă, a existat o estompare semnificativă a acestei granițe, în primul rând datorită procesului de dezvoltare.
Organizare computerizată pe mai multe niveluri de 25 de computere, niveluri au fost adăugate, eliminate și îmbinate. În prezent este foarte greu să le despărțim unul de celălalt. De fapt, tema centrală a acestei cărți poate fi exprimată astfel: hardware și software logic
sunt echivalente.
Orice operațiune efectuată de software poate fi încorporată în hardware (de preferință după ce este înțeleasă). a spus Karen Panetta Lenz; „Hardware-ul este doar software fosilizat.” Desigur, este adevărat și invers: orice comandă executată de hardware poate fi simulată în software. Decizia de a separa funcțiile hardware și software se bazează pe factori precum costul, viteza, fiabilitatea și frecvența modificărilor așteptate. Există câteva reguli stricte și rapide conform cărora X trebuie să fie în hardware și Y trebuie să fie programabil.
Aceste decizii se modifică în funcție de tendințele de dezvoltare a tehnologiei informatice.
2.Tipuri de calculatoare
Aspecte tehnologice și economice
Gradul de progres tehnologic poate fi observat folosind Legea lui Moore, numită după unul dintre fondatorii și șeful Intel, Gordon Moore, care a descoperit-o în 1965, Legea lui Moore spune că numărul de tranzistori de pe un singur cip se dublează la fiecare 18 luni, adică crește cu 60% în fiecare an. Dimensiunile microcircuitelor și datele producției lor, prezentate în Fig. 1.6 confirmă faptul că legea lui Moore este încă în vigoare.
Mulți experți cred că legea lui Moore este valabilă în secolul 21, poate până în 2020. Este probabil ca tranzistoarele să fie formate în curând din doar câțiva atomi, deși progresele în calculul cuantic ar putea face posibilă utilizarea spinului unui electron pentru a găzdui un bit.
Un alt factor în dezvoltarea tehnologiei informatice este prima Nathan Law of Software, numită după Nathan Myhrvold, administratorul șef al Microsoft. Această lege spune: „Software-ul este gaz. Se răspândește și umple complet rezervorul în care se află.” Editorii electronici moderni ocupă zeci de megaocteți. În viitor, vor ocupa fără îndoială zeci de gigaocteți. Software-ul continuă să evolueze și creează o cerere constantă pentru procesoare mai rapide, mai multă memorie și performanță I/O mai mare.
În fiecare an, există o creștere rapidă a numărului de tranzistori pe un cip. Rețineți că realizările în dezvoltarea altor părți ale computerului sunt la fel de mari.
Calcularea cât de repede se îmbunătățește un hard disk este mult mai dificilă, deoarece există mai mulți parametri (capacitate, viteză de transfer de date, preț etc.), dar măsurarea oricăruia dintre acești parametri va arăta că indicatorii cresc cu cel puțin 50% pe an. .
De asemenea, se fac progrese majore în domeniul telecomunicațiilor și al rețelelor. În mai puțin de două decenii, am trecut de la modemuri care transmit informații cu o viteză de 300 bps, la modemuri analogice care funcționează la o viteză de 56 Kbps, linii telefonice ISDN, unde rata de transfer de informații este de 2x64 Kbps, rețele de fibră optică, unde viteza este deja mai mare de 1 Gbit/s. Cablurile telefonice transatlantice cu fibră optică (ex. TAT-12/13) costă aproximativ 700 de milioane de dolari, funcționează timp de 10 ani și pot transporta 300.000 de apeluri simultan, astfel încât costul unui apel intercontinental de 10 minute este mai mic de 1 cent. Studiile de laborator au confirmat că sistemele de comunicație care funcționează cu o viteză de 1 terabit/s (1012 biți/s) pe o distanță de peste 100 km fără amplificatoare sunt posibile cu greu să menționăm aici dezvoltarea Internetului.
3.Familii de calculatoare
3.1. Gamă largă de calculatoare
Richard Hamming, fost cercetător la Laboratoarele Bell, a remarcat că o modificare cantitativă a cantității de un ordin de mărime duce la o schimbare calitativă.
De exemplu, o mașină de curse care poate circula cu 1000 km/h în deșertul Nevada este fundamental diferită de o mașină obișnuită care circulă cu 100 km/h pe o autostradă. clădire de apartamente de poveste, apoi peste trei decenii indicatorii cantitativi au crescut nu de 10, ci de 1.000.000 de ori.
Puteți dezvolta tehnologia informatică în două moduri: fie creați computere cu putere din ce în ce mai mare la un preț constant, fie produceți același computer, scăzând prețul în fiecare an. Industria computerelor folosește ambele aceste căi pentru a crea o mare varietate de computere. O clasificare foarte grosieră a calculatoarelor moderne este prezentată în tabel. 1.3.
Pe linia de sus sunt jetoane care sunt lipite de interiorul felicitărilor pentru a reda melodii La mulți ani, un marș de nuntă sau ceva similar. Autorul ideii nu a venit încă cu cărți de condoleanțe care să joace un marș funerar, dar de când a lansat această idee în sfera consumatorului, ne putem aștepta să apară în curând astfel de cărți. Oricine a fost strâns cu calculatoare în valoare de milioane de dolari percepe computerele care sunt accesibile tuturor în același mod ca un avion care este accesibil tuturor. Cu toate acestea, astfel de computere ar trebui să existe fără îndoială (ce zici de saci de gunoi vorbitori care îți spun să nu arunci cutiile de aluminiu?).
A doua linie sunt calculatoarele care sunt amplasate în interiorul telefoanelor, televizoarelor, cuptoarelor cu microunde, CD playerelor, jucăriilor, păpușilor etc. În câțiva ani, toate aparatele electrice vor avea calculatoare încorporate, numărul cărora se va măsura în miliarde. . Astfel de computere constau dintr-un procesor, mai puțin de 1 MB de memorie și dispozitive de intrare/ieșire, toate pe un singur cip mic care costă doar câțiva dolari.
Următoarea linie este computerele de jocuri. Acestea sunt computere obișnuite cu grafică specială, dar cu software limitat și o lipsă aproape totală de deschidere, adică posibilitatea de reprogramare. Notebook-urile electronice și alte computere de buzunar, precum și computerele de rețea și terminalele web sunt aproximativ egale ca cost pentru acestea. Toate conțin un procesor, câțiva megaocteți de memorie, un fel de afișaj (poate chiar un televizor) și nimic altceva. De aceea sunt atât de ieftine.
Urmează computerele personale. Ei sunt cei pe care cei mai mulți oameni îi asociază cu cuvântul „calculator”. Există două tipuri de computere personale: desktop-uri și laptop-uri. Acestea conțin de obicei câțiva megaocteți de memorie, un hard disk cu câțiva gigaocteți de date, un CD-ROM, un modem, o placă de sunet și alte dispozitive periferice. Sunt echipate cu sisteme de operare complexe, pot fi extinse și o gamă largă de software este utilizată atunci când lucrați cu ele. Calculatoarele cu procesor Intel sunt de obicei numite „calculatoare personale”, în timp ce computerele cu altele
procesoare - „stații de lucru”, deși nu există prea multă diferență între ele.
Calculatoarele personale și stațiile de lucru sunt adesea folosite ca servere de rețea atât pentru rețelele locale (de obicei în cadrul aceleiași organizații), cât și pentru Internet. Aceste computere au de obicei unul sau mai multe procesoare, câțiva gigaocteți de memorie și mulți GB de spațiu pe disc. Astfel de computere sunt capabile să funcționeze în rețea la viteze foarte mari. Unele dintre ele pot procesa mii de mesaje primite simultan.
Pe lângă serverele mici cu mai multe procesoare, există sisteme numite rețele de stații de lucru (ACUM - Networks of Workstations) sau clustere de stații de lucru (COW - Clusters of Workstations). Acestea constau din calculatoare personale obișnuite sau stații de lucru conectate la o rețea prin care informațiile sunt transmise cu o viteză de 1 Gbit/s și software special care permite tuturor mașinilor să lucreze simultan la aceeași sarcină. Astfel de sisteme sunt utilizate pe scară largă în știință și tehnologie. Clusterele de stații de lucru pot include de la câteva computere la câteva mii. Datorită costului scăzut al componentelor, organizațiile individuale pot achiziționa mașini care sunt efectiv mini-supercomputere.
Și acum am ajuns la computere mari, de dimensiunea unei camere, care amintesc de computerele anilor 60. În cele mai multe cazuri, aceste sisteme sunt descendenți direcți ai calculatoarelor mari din seria IBM-360. De obicei, acestea nu sunt mult mai rapide decât serverele puternice, dar au viteze mai mari de procesare I/O și au destul de mult spațiu pe disc - 1 terabyte sau mai mult (1 terabyte = 1012 octeți). Astfel de sisteme sunt foarte scumpe și necesită investiții mari în software, date și personal pentru întreținerea acestor computere. Multe companii constată că este mai ieftin să plătești câteva milioane de dolari o dată pentru un astfel de sistem decât să te gândești chiar să trebuiască să reprogramezi toate aplicațiile pentru computerele mici.
Această clasă de computere a fost cea care a dus la problema Y2K. Problema a apărut deoarece programatorii COBOL din anii 1960 și 1970 au reprezentat anul ca un număr zecimal de două cifre pentru a economisi memorie. Ei nu au reușit să prevadă că software-ul lor va fi utilizat trei sau patru decenii mai târziu. Multe companii au făcut aceeași greșeală adăugând doar două zecimale la numărul anului. Autorul acestei cărți prezice că sfârșitul civilizației va avea loc la miezul nopții de 31 decembrie 9999, când toate programele COBOL scrise de peste 8.000 de ani vor fi imediat distruse.
Următoarele calculatoare mari sunt adevărate supercomputere. Procesoarele lor funcționează la viteze foarte mari, au mulți gigaocteți de memorie, iar discurile și rețelele lor sunt, de asemenea, foarte rapide. În ultimii ani, multe supercalculatoare au devenit foarte asemănătoare, aproape că nu se pot distinge de grupurile de stații de lucru, dar au mai multe componente și sunt mai rapide. Supercalculatoarele sunt folosite pentru a rezolva o varietate de probleme științifice și de inginerie care necesită calcule complexe, cum ar fi simularea ciocnirii galaxiilor, dezvoltarea de noi medicamente și simularea fluxului de aer în jurul aripii unui avion.
3.2.Familii de calculatoare
În această secțiune, vom oferi o scurtă descriere a celor trei computere care vor fi folosite ca exemple în această carte: Pentium II, UltraSPARC II și picojava II.
În 1968, Robert Noyce, inventatorul circuitului integrat de siliciu, Gordon Moore, autorul Legii lui Moore, și Arthur Rock, un capitalist din San Francisco, au fondat Intel Corporation pentru a produce cipuri de computer. În primul an de existență, corporația a vândut jetoane în valoare de doar 3.000 de dolari, dar apoi volumul vânzărilor companiei a crescut considerabil.
La sfârșitul anilor 60, calculatoarele erau mașini electromecanice mari de mărimea unei imprimante laser moderne și cântăreau aproximativ 20 kg.
În septembrie 1969, compania japoneză Busicom a abordat Intel Corporation cu o cerere de a produce 12 cipuri non-seriale pentru un computer electronic. Inginerul Intel Ted Hoff, desemnat acestui proiect, a decis că este posibil să se pună un procesor de uz general pe 4 biți pe un singur cip care să îndeplinească aceleași funcții și să fie mai simplu și mai ieftin. Așa că în 1970 a apărut primul procesor pe un singur cip, procesorul 4004 cu 2300 de tranzistori.
Rețineți că nici Intel, nici Busicom nu aveau nici cea mai mică idee ce descoperire măreață au făcut. Când Intel a decis că merită să încerce să folosească procesorul 4004 în alte dezvoltări, s-a oferit să cumpere toate drepturile asupra noului cip de la Busicom pentru 60.000 de dolari, care a fost suma pe care Busicom a plătit-o Intel pentru dezvoltarea cipului. Busicom a acceptat imediat oferta Intel, iar Intel a început să lucreze la o versiune pe 8 biți a cipului 8008, lansată în 1972.
Intel nu se aștepta la o cerere mare pentru cipul 8008, așa că a lansat un număr mic din acest produs. Spre surprinderea tuturor, noul cip a generat mult interes, așa că Intel a început să dezvolte un alt procesor care a depășit limita de memorie de 16 KB (precum procesorul 8008) impusă de numărul de pini externi de pe cip. Așa a apărut micul procesor de uz general 8080, lansat în 1974.
La fel ca PDP-8, a revoluționat piața computerelor și a devenit imediat un produs de masă: numai DEC a vândut mii de PDP-8, iar Intel a vândut milioane de procesoare 8080.
În 1978, a apărut procesorul 8086 - un procesor pe 16 biți pe un singur cip. Procesorul 8086 era similar în multe privințe cu 8080, dar nu era pe deplin compatibil cu acesta. Apoi a venit procesorul 8088 cu aceeași arhitectură ca și 8086.
A rulat aceleași programe ca și 8086, dar în loc de o magistrală de 16 biți, avea o magistrală de 8 biți, ceea ce făcea procesorul mai lent, dar costa mai puțin decât 80861. Când IBM a ales procesorul 8088 pentru computerul IBM, acesta cip a devenit reper în producția de computere personale.
Nici 8088, nici 8086 nu au putut accesa mai mult de 1 MB de memorie. La începutul anilor 1980, aceasta devenise o problemă serioasă, așa că Intel a dezvoltat 80286, compatibil cu 8086. Setul de instrucțiuni de bază a rămas în esență același cu procesoarele 8086 și 8088, dar memoria era aranjată ușor diferit, deși și putea încă funcționează datorită cerinței de compatibilitate cu cipurile anterioare. Procesorul 80286 a fost utilizat în modelele IBM PC/AT și PS/2.
Acesta, ca și 8088, a fost la mare căutare (în principal pentru că cumpărătorii l-au văzut ca pe un procesor 8088 mai rapid).
Următorul pas a fost procesorul 80386 pe 32 de biți, lansat în 1985. La fel ca 80286, era mai mult sau mai puțin compatibil cu toate versiunile mai vechi. Acest tip de compatibilitate s-a dovedit a fi un avantaj pentru cei care au folosit software mai vechi și un pic de dezavantaj pentru cei care au preferat arhitectura modernă, fără probleme de bug-uri și tehnologii din trecut.
Patru ani mai târziu, a apărut procesorul 80486. Era mai rapid decât 80386, putea efectua operații în virgulă mobilă și avea 8 KB de memorie cache. Memoria cache este folosită pentru a păstra cuvintele utilizate cel mai frecvent în interiorul procesorului și pentru a evita accesele lungi la memoria principală (RAM). Uneori memoria cache nu se află în interiorul procesorului, ci lângă acesta. Modelul 80486 avea suport integrat pentru multiprocesor, oferind producătorilor posibilitatea de a proiecta sisteme cu mai multe procesoare.
În acest moment, Intel, după ce a pierdut o bătălie legală pentru încălcarea regulilor de denumire a produselor, a aflat că numerele (de exemplu, 80486) nu pot fi înregistrate, așa că următoarea generație de computere a fost numită Pentium (din cuvântul grecesc LEUTE - cinci ). Spre deosebire de 80486, care avea o singură conductă internă, Pentium avea două, ceea ce îi permitea să ruleze aproape de două ori mai repede (ne vom uita la conducte în detaliu în Capitolul 2).
Când a apărut următoarea generație de computere, cei care contau pe numele Sexium (sex în latină - șase) au fost dezamăgiți. Numele Pentium a devenit atât de cunoscut încât au decis să-l părăsească, iar noul cip s-a numit Pentium Pro. În ciuda unei astfel de schimbări minore de nume, acest procesor era foarte diferit de cel precedent. Avea o organizare internă complet diferită și putea executa până la cinci comenzi simultan.
O altă inovație a Pentium Pro este o memorie cache pe două niveluri. Procesorul conținea 8 KB de memorie pentru instrucțiunile utilizate frecvent și alți 8 KB pentru datele utilizate frecvent. În cazul Pentium Pro, lângă procesor (dar nu pe cip în sine) mai era o memorie cache de 256 KB.
După Pentium Pro a apărut procesorul Pentium II, în esență același cu predecesorul său, dar cu un sistem de comandă special pentru sarcini multimedia (MMX - extensii multimedia). Acest sistem de comandă a fost menit să accelereze calculele necesare pentru a reproduce imagini și sunet. Cu MMX, nu era nevoie de coprocesoare speciale. Aceste comenzi erau disponibile în versiunile ulterioare ale Pentium-ului, dar nu erau prezente în Pentium Pro.
Astfel, computerul Pentium II a combinat funcțiile Pentium Pro cu comenzi multimedia.
La începutul anului 1998, Intel a lansat o nouă linie de produse numită Celeron. Celeron avea performanțe mai puține decât Pentium II, dar era mai ieftin. Deoarece computerul Celeron are aceeași arhitectură ca și Pentium II, nu vom discuta despre asta în această carte. În iunie 1998, Intel a lansat o versiune specială a Pentium II - Xeop. Avea un cache mai mare, magistrala sa internă era mai rapidă și suportul pentru multiprocesor a fost îmbunătățit, dar în toate celelalte privințe a rămas un Pentium II obișnuit, așa că nici nu vom discuta despre asta. Calculatoarele din familia Intel sunt prezentate în tabel. 1.4.
Toate cipurile Intel sunt compatibile cu predecesorii lor până la
procesorul 8086 Cu alte cuvinte, Pentium II poate rula programe scrise pentru procesorul 80861. Compatibilitatea a fost întotdeauna una dintre cerințele principale la dezvoltarea de noi computere, astfel încât cumpărătorii să poată continua să lucreze cu software-ul vechi, fără a fi nevoiți să cheltuiască bani. altele noi. Desigur, Pentium II este de multe ori mai complex decât 8086, așa că poate îndeplini multe funcții pe care 8086 nu le poate face. Toate aceste îmbunătățiri incrementale cu fiecare nouă versiune înseamnă că arhitectura Pentium II nu este atât de simplă pe cât ar putea fi. dacă designerilor procesorului Pentium II li s-au dat 7,5 milioane de tranzistori și instrucțiuni să o ia de la capăt.
Interesant este că, deși legea lui Moore era asociată cu numărul de biți din memoria computerului, ea este la fel de aplicabilă procesoarelor.
Dacă punem numărul de tranzistori de pe acest cip opus datei de lansare a fiecărui microcircuit (numărul de tranzistori este prezentat în Tabelul 1.4), vom vedea că legea lui Moore se aplică și aici. Graficul este prezentat în Fig. 1.7.
În anii 70, sistemul de operare UNIX era foarte popular în multe universități, dar computerele personale nu erau potrivite pentru acest sistem de operare, așa că pasionații UNIX au fost nevoiți să lucreze la minicalculatoare cu timp partajat, cum ar fi PDP-11 și VAX. Andy Bechtolsheim, un student absolvent la Universitatea Stanford, a fost foarte supărat că a trebuit să meargă la un centru de calculatoare pentru a lucra cu UNIX. În 1981, a rezolvat această problemă prin construirea propriei stații de lucru UNIX personale din piese standard disponibile comercial, pe care le-a numit SUN-1 (Rețeaua Universității Stanford).
Bechtolsheim a fost observat curând de Vinod Khosla, un indian de 27 de ani care avea o dorință arzătoare de a deveni milionar până la vârsta de treizeci de ani și de a se retrage din afaceri. Khosla a sugerat ca Bechtolsheim să înființeze o companie care să producă stații de lucru Sun. L-a angajat pe Scot McNealy, un alt student absolvent de la Stanford, să conducă producția. L-au angajat pe Bill Joy, principalul creator al sistemului UNIX, pentru a scrie software-ul. În 1982, cei patru au fondat Sun Microsystems. Primul computer al companiei, Sun-1, a prezentat procesorul Motorola 68020 și a avut un mare succes, la fel ca și modelele sale ulterioare, Sun-2 și Sun-3, care au fost, de asemenea, proiectate folosind microprocesoare Motorola. Aceste mașini erau mult mai puternice decât alte computere personale ale vremii (de unde și numele „stație de lucru”) și au fost proiectate inițial pentru rețea. Fiecare stație de lucru Sun a fost echipată cu un adaptor de rețea Ethernet și software TCP/IP pentru a comunica cu ARPANET, predecesorul Internetului.
În 1987, Sun, care până atunci vindea stații de lucru în valoare de jumătate de miliard de dolari pe an, a decis să-și dezvolte propriul procesor bazat pe un nou design revoluționar de la Universitatea din California din Berkeley (RISC II). Acest procesor a fost numit SPARC (Scalable ProcessorARCitecture - scalable processor architecture). A fost folosit în producția stației de lucru Sun-4. După ceva timp, toate stațiile de lucru Sun au început să fie produse pe baza acestui procesor.
Spre deosebire de multe alte companii de calculatoare, Sun a decis să nu facă procesoare SPARC. În schimb, a acordat un brevet pentru fabricarea lor mai multor întreprinderi, în speranța că concurența dintre ele va duce la îmbunătățirea calității produselor și la prețuri mai mici. Aceste companii au produs mai multe cipuri diferite, bazate pe tehnologii diferite, care funcționează la viteze diferite și cu costuri diferite.
Cipurile au fost numite MicroSPARC, HyperSPARK, SuperSPARK și TurboSPARK. Nu foarte diferit unul de celălalt, toate erau compatibile și puteau rula aceleași programe care nu trebuiau schimbate.
Sun și-a dorit întotdeauna ca diferite companii să furnizeze piese și sisteme pentru SPARK. A fost necesar să se construiască o întreagă industrie doar în acest caz ar fi posibil să concureze cu Intel, liderul pieței computerelor personale. Pentru a câștiga încrederea companiilor care erau interesate să producă procesoare SPARC, dar nu doreau să investească în produse care vor fi suprimate de Intel, Sun a creat consorțiul industrial SPARC International pentru a conduce dezvoltarea versiunilor viitoare ale arhitecturii SPARC. Este important să se facă distincția între arhitectura SPARC, care este un set de instrucțiuni, și execuția efectivă a acelor instrucțiuni. În această carte, vom vorbi atât despre arhitectura generală SPARC, cât și despre procesorul utilizat într-o stație de lucru SPARC (după ce am discutat anterior despre procesoare în capitolele trei și patru).
Primul SPARC era pe 32 de biți și rula la 36 MHz. Procesorul central se numea Ш (Integer Unit - procesor aritmetic întreg) și era foarte mediocru. A avut doar trei formate de echipe principale și doar 55 de echipe în total. Odată cu apariția procesorului în virgulă mobilă, au fost adăugate încă 14 instrucțiuni. Rețineți că Intel a început cu cipuri de 8 și 16 biți (modele 8088, 8086, 80286) și abia apoi a trecut la 32 de biți (modelul 80386), iar Sun, spre deosebire de Intel, a început imediat cu 32 de biți.
O descoperire majoră în dezvoltarea SPARC a avut loc în 1995, când a fost dezvoltată o versiune pe 64 de biți (versiunea 9) cu adrese și registre pe 64 de biți. Prima stație de lucru cu această arhitectură a fost UltraSPARC I, lansat în 1995. Era pe deplin compatibil cu versiunile SPARC pe 32 de biți, deși era el însuși pe 64 de biți.
În timp ce mașinile anterioare lucrau cu date numerice și caractere, UltraSPARC a fost conceput încă de la început pentru a lucra cu imagini, audio, video și multimedia în general. Printre inovații, pe lângă arhitectura pe 64 de biți, au apărut 23 de comenzi noi, inclusiv comenzi pentru împachetarea și decomprimarea pixelilor din cuvinte pe 64 de biți, scalarea și rotirea imaginilor, blocurile în mișcare, precum și compresia și decompresia video în timp real. Aceste comenzi au fost numite VIS (Visual Instruction Set) și au fost destinate să suporte multimedia. Erau asemănători cu echipele MMX.
UltraSPARC a fost destinat serverelor web cu zeci de procesoare și memorie fizică de până la 2 TB (terabyte, 1 TB = 1012 bytes). Cu toate acestea, unele versiuni de UltraSPARC pot fi utilizate și în laptopuri.
UltraSPARC I a fost urmat de UltraSPARC II și UltraSPARC III. Aceste modele diferă unele de altele în ceea ce privește viteza și fiecare dintre ele avea câteva caracteristici noi. Când vorbim despre arhitectura SPARC, vom vorbi despre versiunea pe 64 de biți a computerului UltraSPARC II (versiunea 9).
Limbajul de programare C a fost inventat de unul dintre angajații Bell Laboratories, Dennis Ritchie. Acest limbaj a fost conceput pentru a rula pe sistemul de operare UNIX. Datorită popularității mari a UNIX, C a devenit în curând limbajul dominant în programarea sistemelor. Câțiva ani mai târziu, Bjarne Stroustrup, tot de la Bell Laboratories, a adăugat câteva caracteristici de la programarea orientată pe obiecte în C și s-a născut C++, care a devenit și el foarte
popular.
La mijlocul anilor 1990, cercetătorii de la Sun Microsystems se gândeau cum să facă
astfel încât utilizatorii să poată apela programe binare prin Internet și să le descarce ca parte a paginilor web. Le plăcea C++, dar nu era de încredere, în sensul că un program trimis către un computer ar putea cauza deteriorarea acelui computer. Atunci au decis să creeze un nou limbaj de programare, Java, bazat pe C++, care să nu aibă astfel de probleme. Java este un limbaj orientat pe obiecte care este folosit pentru a rezolva diverse probleme ale aplicațiilor. Deoarece acest limbaj este simplu și popular, îl vom folosi pentru exemple.
Deoarece Java este doar un limbaj de programare, este posibil să scrieți un compilator care îl va converti pentru Pentium, SPARC sau orice alt computer. Astfel de compilatoare există. Cu toate acestea, acest limbaj a fost creat în primul rând pentru a trimite programe între computere prin Internet fără ca utilizatorii să fie nevoiți să le schimbe. Dar dacă un program Java a fost compilat pentru SPARC, atunci când a fost trimis prin Internet către Pentium, nu mai putea fi rulat acolo.
Pentru a rezolva această problemă, Sun a creat o nouă mașină virtuală numită JVM (Java Virtual Machine). Memoria acestei mașini era formată din cuvinte de 32 de biți, mașina suporta 226 de comenzi. Majoritatea comenzilor erau simple, dar unele comenzi destul de complexe necesitau un număr mare de cicluri de acces la memorie pentru a fi executate.
Sun a dezvoltat un compilator care convertește programele Java în nivel JVM și un interpret JVM pentru a rula acele programe.
Acest interpret a fost scris în limbajul C și, prin urmare, putea fi folosit pe aproape orice computer. Prin urmare, pentru ca un computer să ruleze programe binare Java, tot ce a fost necesar a fost să obțineți interpretul JVM pentru computerul corespunzător (de exemplu, un Pentium II care rulează Windows 98 sau un SPARC care rulează un sistem UNIX) împreună cu anumite programe de suport și biblioteci. În plus, majoritatea browserelor de pe Internet includ un interpret JVM, ceea ce facilitează rularea applet-urilor (programe Java binare mici legate de paginile World Wide Web).
Cele mai multe dintre aceste appleturi acceptă