Аппаратное и программное обеспечение: понятие, назначение, уровни, характеристики и параметры

Опубликованно 05.01.2019 10:10

Компьютер-это сложное устройство, которое представляет собой синтез аппаратного и программного обеспечения. Это машина, которая решает задачи, используя команды, такие как: сложить два числа, проверить, является ли число, отличное от нуля, скопировать данные из одной ячейки памяти в другую и т. д.

Простые команды составляют язык, называется машина, в которой человек может объяснить компьютеру, что делать. Каждому компьютеру в зависимости от его назначения, приводится с определенным набором команд. Они создаются примитивны, чтобы упростить производство компьютеров.

Однако машинный язык создает большие проблемы для человека, потому что писать-это утомительно и невероятно сложно. Поэтому инженеры придумали несколько уровней абстракций, каждая из которых базируется на низших, вплоть до машинного языка и компьютерной логики, а на верхнем уровне-это взаимодействие с пользователем. Этот принцип называется многоуровневой структуре компьютера, и подчиненные, и аппаратного и программного обеспечения компьютерных систем. Слоистая структура компьютеров

Как отмечалось выше, программное и аппаратное обеспечение строится по принципу уровней абстракции, каждая из которых базируется на предыдущей. Проще говоря, чтобы человеку было легче писать программы на основе машинного языка создает (или создает) новый язык, который более понятен для человека, но совершенно невыполнимым с помощью компьютера. Затем компьютер выполняет программу на новом языке?

Существует два основных подхода - перевод и толкование. В первом случае, каждая команда нового языка соответствует набор команд на машинном языке, поэтому программа на новом языке полностью преобразуется в программу на машинном языке. Во втором случае, на машинный язык создает программу, которая в качестве ввода принимает команды на новом языке, узнавать их, переводит в машинный язык и выполняет.

Компьютерное оборудование и программное обеспечение может содержать много уровней от самого первого, или базы, на то, что для человеческого восприятия. Чтобы проиллюстрировать этот процесс прекрасно вписывается в концепцию виртуальной машины. Можно считать, когда компьютер выполняет программу на любом языке (C++, например), затем выполняется виртуальной машиной, которая выполняет команды этого языка. Ниже виртуальной машины, C++ - это другой, более примитивный язык. Например, пусть это будет "ассемблер". На этом уровне виртуальной машины "ассемблере". И между ними или поток, или толкования кодекса. Таким образом, несколько уровней формируются в единую цепь до первой машины. Виртуальная машина-это просто концепция, которая позволяет более удобно обеспечить многоуровневый процесс.

Ответить на очевидный вопрос - почему бы не сделать компьютер, который работает напрямую с того же языка C++?

Тот факт, что создание такой технологии потребует огромных инвестиций в оборудование и программное обеспечение такого компьютера. Вполне вероятно, можно, но это будет настолько дорого, что он больше не будет уместен. Современные компьютеры

Сегодня компьютеры есть в большинстве своем состоят из уровней 2-6. Ноль - база, т. е. оборудование или оборудование, он работает только машинный код, который выполняется схема компьютера. И на основе их строится язык первого уровня и т. д. Также следует отметить, что нулевой уровень-это не конец. Под ним есть технический уровень транзисторы и резисторы, то есть, физика твердого тела, называется физической. Таким образом, нулевой уровень называется базовой, потому что именно здесь встречаются друг с другом аппаратных и программных средств.

Наконец, мы перечислим уровни иерархии, которые содержатся в средний компьютер, начиная с нуля: УР. 0 - цифровая логика, или аппаратно - стоят ворота и регистры, которые могут хранить значения 0 или 1, а также для выполнения простых функций "и", "или" и т. д. УР. 1 - микроархитектура уровня, арифметико-логическое устройство компьютера. Вот данные, аппаратного и программного обеспечения начинают работать вместе. УР. 2 - архитектура набора команд. УР. 3 - гибридных,или операционной системы - этот уровень является более гибким, хотя очень похож на уровень 2. Например, программы могут выполняться параллельно. УР. 4 - язык ассемблера - уровень, на котором цифровой родные языки начинают уступать человека. УР. 5 - языки высокого уровня (С++, Pascal, PHP и др.)

Таким образом, каждый уровень представляет собой надстройку над предыдущей и связана с ней методами устного или письменного перевода, имеет свои абстрактные объекты и операции. К работе на индивидуальном уровне может, в принципе, не знаю, что происходит с предыдущей. Именно благодаря такому подходу к пониманию компьютерное оборудование стало легче.

Ведь каждый производитель компьютеров имеет свою собственную архитектуру. Архитектура ссылается на типы данных, операции и функции каждого уровня. Например, технология, по которой ячейки памяти компьютера не входит в понятие архитектуры. Развитие вычислительной техники

С развитием технологий появились новые уровни, немного осталось. Из первых компьютеров в 40-х годах было только два уровня: цифровой логики, где эта программа была реализована, и архитектурная команда из написанного кода. Таким образом, граница между аппаратной и программной частей были очевидны, но с увеличением числа уровней стали исчезать.

На сегодняшний день, информацию о аппаратного и программного обеспечения могут рассматриваться как идентичные термины. Потому что любая операция моделируемого программного обеспечения может осуществляться непосредственно на аппаратном уровне, и наоборот. Нет никаких железных правил, которая бы, почему одна работа должна быть выполнена в аппаратных и другое программное обеспечение. Разделение происходит на основе таких факторов, как себестоимость, скорость, надежность и т. д. сегодня, завтра может быть частью оборудования или, наоборот, некоторые аппаратно - программный. Компьютеры поколения

Механические компьютеры представляют нулевого поколения. Паскаль в 1640-х годах создал вычислительную машину с ручным приводом, которая могла складывать и вычитать. В 1670-е гг., Лейбниц создал машину, которая может также умножать и делить. Беббидж в 1830-х годах, потратив все свои сбережения, он создал аналитическую машину, которая была похожа на современный компьютер и состояла из устройства ввода, память, вычислительные устройства и способ вывода. Автомобиль был настолько хорош, что я мог запомнить до 1000 слов по 50 десятичных разрядов и выполнения различных алгоритмов одновременно. Аналитическая машина была запрограммирована в "ассемблер", поэтому он нанял Ады Лавлейс к созданию первой программы. Однако, ему не хватало ресурсов, и технологии, чтобы оптимизировать работу своего детища.

Чуть позже в Америке была создана самая мощная машина Атанасова, работавшей на двоичной арифметике и имея обновляемая память на основе конденсаторов (ОЗУ), которая по сей день работает хорошо. Атанасова, как и Бэббидж, не удалось отладить работу своего творения. Наконец, в 1944 году, Igenom создан первый компьютер общего назначения, Марк I, который мог запомнить 72 слова по 23 десятичных разряда каждое. Во время построения Марка реле компьютерами второй осталось в прошлом, и они были заменены на электронные.

Первый компьютер в мире

Вторая мировая война стимулировала работы по созданию вычислительных машин, что привело к разработке первого поколения (1945-1955) компьютеры. Первый компьютер вакуумных трубок был колосс машина Тьюринга, целью которого был взлом шифров Энигмы. И хотя компьютер был поздний, и война закончилась, и из-за секретности не оказало влияния на мир компьютеров, но он был первым.

Затем в США ученый армии Mously приступили к созданию ЭНИАК. Первый компьютер весил три десятка тонн, состояла из 18000 труб и 1500 реле, запрограммированы на счет в размере 6000 переключателей, и потребляли огромное количество энергии. Настройка программного и аппаратного обеспечения, этот монстр был крайне сложно.

Поэтому, как колосс, ENIAC был не отлажен в срок и перестали быть необходимыми для армии. Однако Mousli было разрешено учредить школы на основе работы по ЭНИАК, чтобы поместить знания в массы, что породило создание многих разные компьютеры (EDSAC, ILLIAC, WEIZAC, ЕДВАК и т. д.).

Среди общего числа компьютеров, выделенных на МСФО, или фон-неймановской вычислительной машины, которая по сей день оказывает влияние на компьютерах. Она состояла из памяти, модуль управления устройством и ввода / вывода, может хранить 4096 слов, 40 бит в длину.

Хотя МСФО не стал лидером рынка, но оказал сильное влияние на развитие вычислительной техники. Например, на его основе был создан вихре я компьютер для серьезных научных вычислений. В конечном счете, все исследования привели к тому, что небольшая компания, изготовление перфокарт компании IBM, в 1953 году, производит компьютер 701 и начинает смещаться с позиции лидерства на рынке Мосли и компания. Транзисторы и первые компьютерные игры

Сотрудники лаборатории Белл получил Нобелевскую премию в 1956 году за изобретение транзистора, который мгновенно изменил всю компьютерную технику и породили второе поколение (1955-1965) компьютеры. Первый компьютер на транзисторах был ТХ-0 (ТХ-2). Он не имел особого веса, но один из основателей, Олсен основал декабря, который запустил компьютера PDP-1 в 1961 году.

И хотя он серьезно уступает параметров модели IBM, но был дешевле. Комплекс оборудования и программного обеспечения для PDP-1 Стоимость 120 $000, а не миллионы, как IBM 7090.

У PDP-1 был коммерчески успешным продуктом. Считается, он заложил фундамент для компьютерной индустрии. Кроме того, была создана первая компьютерная игра "космические войны". Позже придет прп-8 и новаторской технологии единой шины данных Омнибус. В 1964 году компания и ученый КДК выпускает машины Крей 6600, быстрее всех за счет использования параллельных вычислений внутри процессора.

Первые шаги компании IBM

Изобретение Кремниевой интегральной схемы, что позволило разместить в одном десятки микросхемы транзисторы положил начало третье поколение (1965-1980) компьютеры. Они были меньше по размеру и выполняется быстрее. Здесь следует отметить, что IBM, который первым задал вопрос о совместимости различных компьютеров и начали выпускать серию под названием 360. Программного обеспечения и аппаратных моделей 360 отличаются по параметрам, но поставила одинаковый набор команд, так что они совместимы. Автомобили 360 мог эмулировать работу других компьютеров, что стало большим прорывом, так как он позволяет запускать программы, написанные для других машин. Между тем, декабря была лидером рынка малых компьютеров.

В эпоху создания ПК

Четвертое поколение (1980 - настоящее время) - или СБИС сверхбольшие интегральные схемы. Произошел резкий скачок в области ИС, и есть технологии на кремниевых кристаллов, чтобы место не десятки, а тысячи транзисторов. Время персональных компьютеров.

Первая операционная система СР/М; появление на рынке компании Apple; создание материнской линии компании Интел Процессор Pentium 386.

Вот опять же, в IBM совершает прорыв на рынке, начинают строить персональные компьютеры из комплектующих, вместо того, чтобы производить все сами. Итак, есть компьютер IBM, самый продаваемый компьютер в истории.

Новый подход в то же время IBM и породил эпоху создания персональных компьютеров, но в то же время обидно компьютерной индустрии в целом. Например, корпорация Intel стала одним из единоличные лидеры в производстве процессоров, и никто не мог конкурировать с ними. Может выжить только в узкой компании. Появляется компания Apple Lisa - первый компьютер, который использует графический операционной системы. И Panasonic создал первые портативные компьютеры, занимает свою нишу на рынке и покупает бывшие лидеры этого сегмента декабря.

Если Intel ударил сначала в IBM, потом был второй выстрел из небольшой компанией Microsoft, которая занималась производством операционной системы для IBM. Первый ОС был МС-Дос, а позже и Microsoft создали для IBM OS/2 и под шумок были созданы для Windows. На рынок OS/2 рухнул.

Таким образом, Intel и Microsoft валились от IBM. Последняя попытка выжить и создать очередной революционной идеи, создание процессора с двумя ядрами. Изменения аппаратного и программного обеспечения ПК за счет различных оптимизаций. Пятое поколение

Но развитие не стоит на месте. Смена парадигмы происходит и процветает 5-го поколения компьютеров. Все началось с японским правительством, которое в 1980-е годы были выделены огромные средства национальным компаниям и приказал им придумать новое поколение компьютеров. Конечно, идея провалилась.

Но влияние этого события был большой. Японские технологии стали распространяться по всему миру. Эта техника занимает лидирующие позиции во многих областях рынка: камеры, аудио оборудования и т. д. Запад не собирается сдаваться и тоже участвует в борьбе за 5-го поколения.

Решетки Systems выпустила первый планшетный компьютер, Apple создала карманный Ньютона. Так появилась КПК или цифровых помощников или КПК.

И тогда IBM делает еще один рывок и представить новую идею - они сочетают в себе растущую популярность мобильных телефонов с очаровательной пользователей КПК. Таким образом, в 1993 году первого смартфона под названием Симона.

Частично 5-го поколения можно считать сокращение программного и аппаратного обеспечения. И тот факт, что современные мини-компьютеры, встроенные в любую технику-от смартфонов и чайников до автомобилей и железнодорожных поездов и повысить его функциональность. Следует также отметить развитие шпионских программ с аппаратным и программным обеспечением безопасности. Более тонкие, предназначенные для обслуживания свои уникальные функции.

Типы компьютеров

Не ограничиваясь только аппаратное и программное обеспечение ПК. Сегодня есть много из них: одноразовые компьютеры: поздравляем карты, RFID; микроконтроллеры: часы, игрушки, мед. оборудования и других устройств; мобильные телефоны и ноутбуки; персональных компьютеров; сервера; кластер (несколько серверов объединяются в один) машины для пакетной обработки больших объемов данных; "облачные вычисления" - ЭВМ второго порядка; суперкомпьютеры (хотя этот класс заменить на кластеры, которые также способны выполнять серьезные расчеты).

Учитывая эту информацию, аппаратное и программное обеспечение могут быть адаптированы к различным потребностям. Семья компьютеры

Аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера (и не только его) различается по семьям. Наиболее популярные коллекции-для x86, ARM и АВР. Под семьей понимается набор инструкций архитектуры. Первая коллекция - х86 - включают практически все персональные компьютеры и серверы (как на Windows так и на Linux и Mac).

Вторая рука мобильные системы. И, наконец, третья - АВР - применяется в большинстве микроконтроллеров, невидимые компьютеры встроены повсюду: в автомобилях, бытовой техникой, телевизорами и так далее.

X86 это разработанная компанией Intel. Их процессоров, начиная с модели 8080 (1974) и для процессора Pentium 4 (2000), обратно совместимый, новый процессор имеет возможность выполнять программы, написанные для старого.

Наследственность аппаратного и программного обеспечения - работа через целое поколение процессоров Intel сделала такие универсальные.

Компания Желудь компьютер был одним из инициаторов руку проекта, которые впоследствии отделились и стали независимыми. Архитектуры ARM уже давно пользуется успехом в сегменте рынка, требующих низкое энергопотребление.

Компания Atmel нанял двух студентов, которые имели интересные идеи. Они продолжили развитие, создали процессор AVR, который идеально подходит для систем, которые не требуют высокой производительности. Процессоры АВР размещаются в самых тяжелых условиях, когда существуют жесткие ограничения на размер, потребляемая мощность и емкость. Автор: Андрей 6 декабря 2018

Категория: Телефоны