Учебник по информатикеРефераты >> Программирование и компьютеры >> Учебник по информатике
Двадцатилетний Возняк к этому времени имел некоторые "заслуги". Подростком он был арестован за поддельную бомбу, которую подложил в шкаф своему однокласснику. Затем он собрал оригинальное устройство (нечто похожее на современный автоответчик), подключил его к телефону и каждый, кто звонил к ним домой, получал порцию шуток. Понятно, что это устраивало не всех знакомых, поэтому Стефену здорово влетело от родителей. Однажды он придумал как бесплатно позвонить в Ватикан и голосом государственного служащего попросил к телефону Папу Римского. Конечно, ему отказали, т. к. голос его был не совсем подходящий. Стефен Возняк был отчислен из Колорадского университета за академическую неуспеваемость, то есть он успевал и даже преуспевал по всем техническим дисциплинам, но при этом запустил гуманитарные науки. Именно они, эти гуманитарные науки, сделали свое дело по отчислению студента из учебного заведения.
Стивену Джобсу на момент встречи было 16 лет, он работал в достаточно престижной фирме и занимался программированием игр. Он также интересовался техникой, его привлекала идея персонального компьютера.
Он мечтал прославиться, чтобы о нем писали в газетах, но неудачи преследовали его. Вот один пример, в 13 лет он сконструировал компьютер. Ученым советом его родного города был назначен день, когда Стивен представит свое детище научному миру. Стивен Джобс собственноручно обзвонил несколько газет и пригласил репортеров на это заседание. Сделав вступление, докладчик начал включать свой компьютер, в этот момент случилось короткое замыкание в блоке питания и … на глазах журналистов компьютер молодого ученого сгорел. Нужно сказать, что ему все же удалось попасть в газеты, но совсем по другому поводу.
Итак, встретились два молодых человека, оба они мечтали создать что-то новое в мире электроники. Первым их делом было производство "синих ключей" для бесплатных междугородних звонков. Возняк их изготавливал, а Джобс покупал детали и занимался сбытом продукции.
Изготовление "синих ключей" показалось им делом мелким. Поэтому они решили создать свой персональный компьютер, добавив к уже известным идеям компьютера свои, новые. Лаборатория по производству была организована в гараже Стивена Джобса, детали для первого компьютера они вынесли со своих фирм, в которых работали. Эти компьютеры пользовались большим спросом. Кустарным способом было изготовлено 200 штук, когда две большие фирмы поняли, что фирма "Apple" составляет конкуренцию на рынке персональных компьютеров. В последующем фирма "Apple" была выкуплена более крупной фирмой и со временем превратилась в корпорацию.
Сейчас более известна фирма IBM. Как же получилось, что она стала лидером в производстве и продаже персональных компьютеров? Фирма IBM занималась большими машинами, а когда спрос на них упал, то руководство фирмы решило провести эксперимент по созданию персонального компьютера.
Подразделение, которое занималось вопросом создания персонального компьютера, с целью экономии средств не конструировало компьютер с "нуля", а использовало уже готовые блоки других фирм. Что оказалось дешевле, естественно, отразилось на цене. Перед подразделением стояла основная задача: из отдельных частей собрать единое целое. Они удачно справились с этой задачей, кроме этого, принцип открытой архитектуры оказался очень удобен для пользователя. Появилось новое устройство - поставь контролер, включи устройства в сеть и работой; устарела деталь - ее можно вынуть, поставить на ее место новую и работать. Ко всем уже перечисленным достоинствам можно добавить наличие более мощного процессора. Вот три причины (доступность в денежном отношении, принцип открытой архитектуры и мощность компьютера), которые вывели фирму IBM в лидеры на мировом рынке персональных компьютеров.
Глава II. Архитектура компьютера
Тема 4. Элементная база современных компьютеров. Элементная логика
4.1. Элементарная логика
Работа компьютера основана на алгебраической системе логики, разработанной в XIX в. английским математиком-самоучкой Джорджем Булем. Буль старался решить вопрос, над которым за сто лет до него размышлял Лейбниц, — как подчинить логику математике. Он надеялся, что его система, "очистив словесные аргументы от словесной шелухи", облегчит поиск правильного заключения и сделает его всегда достижимым. Рассмотрим основные положения этой системы.
Высказывание — это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение об его истинности или ложности. При этом считается, что высказывание или истинно, или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным. Примеры высказываний:
"Май — весенний месяц" — это истинное утверждение;
"2+3=6" — ложное утверждение;
"Вася — самый высокий человек в классе" — это утверждение может быть как истинным, так и ложным.
В алгебре логики все высказывания обозначаются буквами а, b, с и т. д., что позволяет манипулировать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами.
Над высказываниями могут выполняться следующие логические операции:
операция ИЛИ — логическое сложение,
операция И — логическое умножение,
операция НЕ — отрицание.
Результаты этих операций определяются по правилам, указанным в следующей таблице:
а |
b |
а ИЛИ b |
а И b |
НЕ а |
Истинно Истинно Ложно Ложно |
Истинно Ложно Истинно Ложно |
Истинно Истинно Истинно Ложно |
Истинно Ложно Ложно Ложно |
Ложно Ложно Истинно Истинно |
Используя логические операции, можно получить более сложные высказывания. Например, если мы обозначим высказывания
5<3, х=1, 7=7
соответственно буквами а, b, и с, то высказывание "а И b И с" будет ложным, независимо от значения х. А высказывание "а ИЛИ b ИЛИ с" — истинно при любом значении х.
Хотя система Буля допускает множество других операций, указанных трех уже достаточно для того, чтобы производить сложение, вычитание, умножение и деление или выполнять такие операции, как сравнение символов и чисел.
Логические действия двоичны по своей сути. Они оперируют лишь с двумя сущностями: "истина" или "ложь", "да" или "нет", "открыт" или "закрыт", нуль или единица, называемыми логическими значениями.
4.2. Аппаратная реализация логических схем
В каждом современном компьютере используется логическая система, основой которой являются два логических значения: 1 — истина, 0 — ложь. Был найден технический способ реализации логических операций посредством использования так называемых логических вентилей, которые строятся главным образом из транзисторов — переключательных устройств, способных либо проводить электрический ток (истина), либо препятствовать его прохождению (ложь). На вход каждого вентиля поступают электрические сигналы высокого и низкого уровней напряжения, которые он интерпретирует, в зависимости от своей функции, и выдает один выходной сигнал также либо высокого, либо низкого напряжения.