Un ordinador és un dispositiu que pot emmagatzemar i retornar-hi la informació que processem quan vulguem. Els ordinadors actuals són capaços de fer un seguiment de conjunts generalitzats d'operacions anomenats programes. Aquests programes permeten als ordinadors realitzar una gran varietat de tasques. Un ordinador complet, que inclou el maquinari, el sistema operatiu (programari principal) i l'equip perifèric necessari i utilitzat per al funcionament "complet", es pot denominar sistema informàtic. El terme també es pot utilitzar per a un grup d'ordinadors que estan interconnectats i treballen junts, especialment una xarxa d'ordinadors o un clúster d'ordinadors. El primer ordinador elèctric és l'ENIAC.
Els ordinadors han aparegut en moltes formes diferents al llarg de la història. Els primers ordinadors de mitjans del segle XX tenien la mida d'una gran habitació i consumien centenars de vegades més energia que els ordinadors actuals. A principis del segle XXI, els ordinadors poden cabre en un rellotge de polsera i funcionar amb una bateria petita. La raó principal per la qual es poden fabricar tan petites és que l'any 20 es poden fer circuits que es poden empaquetar en espais molt reduïts amb semiconductors. Els ordinadors que fem servir avui han guanyat impuls després del 21 d'Intel, el primer títol de processador de l'ordinador. La nostra societat reconeixia l'ordinador personal i el seu equivalent portàtil, l'ordinador portàtil, com a símbols de l'era de la informació i l'identificava amb el concepte d'ordinador. Són molt utilitzats avui dia. El principi bàsic de funcionament de l'ordinador és el sistema de nombres binaris, és a dir, les codificacions que consisteixen només en 1969 i 4004.
La capacitat d'enregistrar el programari desitjat i executar-lo en qualsevol moment és la característica principal que fa que els ordinadors siguin versàtils i els distingeix de les calculadores. La tesi Church-Turing és l'expressió matemàtica d'aquesta versatilitat i subratlla que qualsevol ordinador pot realitzar les tasques d'un altre ordinador. Així, sigui quina sigui la seva complexitat, des d'ordinadors de butxaca fins a superordinadors, tots poden realitzar les mateixes tasques si no hi ha memòria i límit de temps.
Història de la informàtica
Molts dispositius coneguts anteriorment com a "ordinadors" no mereixen aquesta definició segons els estàndards actuals. ordinador a l'inici sözcüEra un nom donat als objectes que facilitava el procés computacional. Alguns exemples d'ordinadors d'aquest primer període inclouen el compte numèric (àbac) i la màquina d'Antikythera (150 aC - 100 aC). Segles més tard, a la llum dels nous descobriments científics a finals de l'Edat Mitjana, Wilhelm Schickard (1623) va ser el primer d'una sèrie de dispositius informàtics mecànics desenvolupats per enginyers europeus.
Tanmateix, cap d'aquests dispositius s'ajusta a la definició actual d'ordinador perquè no es poden programar (o instal·lar). Les targetes perforades, produïdes per Joseph Marie Jacquard l'any 1801 per automatitzar el procés al teler, es consideren una de les primeres, encara que limitades, traces de poder ser programades (instal·lades) en el procés de desenvolupament dels ordinadors. Gràcies a aquestes targetes facilitades per l'usuari, el teler va poder adaptar el seu funcionament al dibuix descrit pels forats de la targeta.
El 1837, Charles Babbage va conceptualitzar i dissenyar el primer ordinador màquina totalment programable, que va anomenar el motor analític. No obstant això, no va poder desenvolupar aquesta màquina per motius econòmics i el seu treball no es va poder completar.
El primer ús a gran escala de targetes perforades va ser la calculadora dissenyada per Herman Hollerith el 1890 per utilitzar-la en transaccions comptables. El negoci al qual estava afiliat Hollerith en aquell moment era IBM, que es convertirà en un gegant informàtic global els anys següents. A finals del segle XIX, començaven a sorgir aplicacions (tecnologies) que contribuirien en gran mesura al desenvolupament del maquinari i la teoria de la informació en els anys vinents: targetes perforades, àlgebra de Boole, tubs espacials i dispositius de teletip.
A la primera meitat del segle XX, les necessitats científiques eren satisfetes per ordinadors analògics cada vegada més complexos. Però encara estaven lluny del nivell d’infal·libilitat dels ordinadors actuals.
Al llarg dels anys 1930 i 1940, l'aplicació informàtica va continuar prosperant, i l'ordinador electrònic digital va aparèixer només després de la invenció dels circuits electrònics (1937). Entre les obres més importants d'aquest període destaquen les següents:
- "Màquines Z" de Konrad Zuse. La Z3 (1941) és la primera màquina que pot funcionar sobre una base numèrica binària i pot funcionar amb nombres reals. El 1998, es va demostrar que el Z3 era compatible amb Turing, guanyant així el títol de primer ordinador.
- L'ordinador Atanasoff-Berry (1941) es basava en tubs de cavitat i tenia maquinari de memòria basat en condensadors, així com una base binària.
- L'ordinador Colossus de construcció britànica (1944) va demostrar que, malgrat el seu programari limitat (instal·lació), milers de tubs podien donar un resultat prou fiable. II. Es va utilitzar per desxifrar comunicacions secretes de les forces armades alemanyes durant la Segona Guerra Mundial.
- Harvard Mark I (1944), un ordinador amb instal·lació limitada.
- ENIAC (1946), desenvolupat per l'exèrcit dels EUA, es basa en nombres decimals i és el primer ordinador electrònic de propòsit general.
Identificant els inconvenients, els desenvolupadors d'ENIAC van treballar en una solució més flexible i elegant i van proposar el que ara es coneix com l'arquitectura de programari oculta o més comunament l'arquitectura de von Neumann. Després d'esmentar per primera vegada aquest disseny en una publicació de John von Neumann (1945), el primer dels ordinadors desenvolupats a partir d'aquesta arquitectura es va completar al Regne Unit (SSEM). ENIAC, que un any més tard tenia la mateixa arquitectura, va rebre el nom d'EDVAC.
Amb gairebé tots els ordinadors actuals esdevenen compatibles amb aquesta arquitectura, l'ordinador sözcüTambé s'utilitza com a definició de Per tant, d'acord amb aquesta definició, tot i que els dispositius del passat no es comptabilitzen com a ordinadors, encara se'ls denomina en el context històric. Tot i que la implementació informàtica ha sofert canvis radicals des dels anys quaranta, la majoria s'han mantingut fidels a l'arquitectura de von Neumann.
Després que els ordinadors basats en tubs espacials estiguessin en ús durant la dècada de 1950, els ordinadors basats en transistors més ràpids i barats es van convertir en habituals als anys 1960. Com a resultat d'aquests factors, els ordinadors es van posar en producció massiva a un nivell sense precedents. A la dècada de 1970, es va tornar a produir un gran augment en el rendiment i la fiabilitat, així com la reducció de costos, gràcies a la implementació de circuits integrats i al desenvolupament de microprocessadors com l'Intel 4004. A la dècada de 1980, els ordinadors van començar a ocupar el seu lloc en els equips de control de molts dispositius mecànics de la vida quotidiana com ara les rentadores. En el mateix període, els ordinadors personals estaven guanyant popularitat. Finalment, amb el desenvolupament d'Internet a la dècada de 1990, els ordinadors s'han convertit en dispositius habituals com els televisors i els telèfons.
Segons l'arquitectura de von Neumann, els ordinadors consten de quatre components principals, i hi ha lògica aritmètica a l'ordinador.
memòria
La memòria d'un ordinador es pot pensar com un conjunt de cel·les que contenen nombres. Es pot escriure cada cel·la i llegir-ne el contingut. Cada cel·la té la seva pròpia adreça única. Una ordre seria, per exemple, sumar el contingut de la cel·la 34 amb la cel·la 5.689 i col·locar-la a la cel·la 78. Els números que contenen poden ser qualsevol cosa, ja siguin números, ordres, adreces, lletres, etc. Només el programari que l'utilitza determina la naturalesa del seu contingut. La majoria dels ordinadors actuals utilitzen números binaris per desar dades, i cada cel·la pot contenir 8 bits (és a dir, un byte).
Per tant, un byte pot representar 255 números diferents, però poden ser de 0 a 255 o de -128 a +127. Quan s'utilitzen diversos bytes col·locats un al costat de l'altre (normalment 2, 4 o 8), és possible desar números molt més grans. La memòria dels ordinadors moderns conté milers de milions de bytes.
Hi ha tres tipus de memòria als ordinadors. Els registres del processador són extremadament ràpids però tenen una capacitat molt limitada. S'utilitzen per resoldre la necessitat del processador d'accedir a la memòria principal molt més lenta. La memòria principal es divideix en memòria d'accés aleatori (REB o RAM, memòria d'accés aleatori) i memòria de només lectura (SOB o ROM, memòria de només lectura). La memòria RAM es pot escriure en qualsevol moment i el seu contingut es conserva només mentre duri l'energia. La ROM conté informació de només lectura i preincrustada. Això protegeix el contingut independentment del poder. Per exemple, qualsevol dada o comanda resideix a la RAM, mentre que la BIOS, que regula el maquinari de l'ordinador, resideix a la ROM.
Un subtipus de memòria final és la memòria cau. Es troba al processador i és més ràpid que la memòria principal, a més de tenir una gran capacitat dels registres.
L'entrada/sortida és l'eina que utilitza un ordinador per intercanviar dades del món exterior. Les unitats d'entrada que s'utilitzen habitualment inclouen el teclat i el ratolí, i les pantalles de sortida (o pantalla, monitor), altaveus i impressora. Els discs durs i òptics fan les dues coses.
Xarxes informàtiques
Els ordinadors s'han utilitzat des de la dècada de 1950 per coordinar la informació en diversos entorns. El sistema de l'exèrcit nord-americà (SAGE) va ser el primer exemple complet d'aquests sistemes i va ser pioner en molts sistemes comercials de propòsit especial com el (Sabre). A la dècada de 1970, els enginyers nord-americans van connectar els ordinadors entre ells (ARPANET) en el marc d'un projecte realitzat dins de l'exèrcit, i van posar les bases del que avui es coneix com a xarxa informàtica. Amb el temps, aquesta xarxa informàtica no es va limitar a les unitats militars i acadèmiques, sinó que es va anar ampliant i avui es van crear milions d'ordinadors dins de Bilgisunar (Internet o xarxa general). A la dècada de 1990, les xarxes d'ordinadors es van estendre, amb protocols anomenats Global Network (World Wide Web, WWW) desenvolupats al centre de recerca del CERN a Suïssa, aplicacions com el correu electrònic i solucions de maquinari econòmiques com Ethernet.
maquinari
El concepte de maquinari engloba tots els components tàctils d'un ordinador.
| Unitats perifèriques (entrada/sortida) | Login | Ratolí, teclat, joystick, navegador |
| sortida | Monitor, impressora, altaveu | |
| Ambdós | Unitat de disquet, disc dur, disc òptic | |
| connectors | curt abast | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| Llarg abast (xarxes d'ordinadors) | Ethernet, ATM, FDDI |
Unitats d'E/S
L'entrada/sortida permet la comunicació entre diferents unitats funcionals (subsistemes) del sistema informàtic o enviar senyals d'informació directament a aquestes interfícies.
Les entrades són senyals rebuts de diferents unitats. Les sortides són senyals enviats a aquestes unitats. Els dispositius d'E/S són utilitzats per un usuari (o altres sistemes) per establir una connexió amb l'ordinador. Per exemple, el teclat i el ratolí són els dispositius d'entrada de l'ordinador. La pantalla, l'altaveu i la impressora són els dispositius de sortida de l'ordinador. Els diferents dispositius utilitzen senyals d'entrada i sortida per connectar-se amb l'ordinador. Mòdem i targetes de connexió poden ser exemples.
El teclat i el ratolí prenen com a entrada els moviments físics dels usuaris i fan aquests moviments físics a un nivell que els ordinadors poden entendre. Les unitats de sortida (com la impressora, l'altaveu, la pantalla) prenen els senyals de sortida produïts per l'ordinador com a senyals d'entrada i els converteixen en sortides que els usuaris poden veure i llegir.
En l'arquitectura d'ordinadors, la unitat central de processament (CPU) i la memòria principal formen el cor de l'ordinador. Perquè la memòria pot llegir directament les dades a la unitat central de processament amb les seves pròpies instruccions i escriure dades directament a la unitat central de processament. Com a exemple, una disquetera té en compte els senyals d'E/S. Els mètodes d'E/S de la unitat de processament central ajuden a completar els controladors de dispositius en la programació informàtica de baix nivell.
Els sistemes operatius de gamma alta i la programació d'alt nivell permeten operar distingint els conceptes i elements bàsics d'E/S ideals. Per exemple, el llenguatge de programació C conté funcions per organitzar les E/S del programari. Aquestes funcions permeten llegir dades dels fitxers i escriure dades en aquests fitxers.
programari
El concepte de programari descriu tots els components intangibles d'un ordinador: el programari, els protocols i les dades són tots programari.
| OS | Unix/BSD | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| GNU / Linux | distribucions de Linux | |
| Microsoft Windows | Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows CE, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 Windows 8.1 Windows 10 | |
| DOS | DOS/360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| Mac OS | Mac OS X | |
| Sistemes operatius encastats i en temps real | Directori de sistemes operatius incrustats | |
| Biblioteques | Multimèdia | DirectX, OpenGL, OpenAL |
| biblioteca de programari | Biblioteca C | |
| Dades | protocol | TCP/IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| Formats de documents | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| interfície d'usuari | Interfície gràfica d'usuari (WIMP) | Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM |
| Interfície d'usuari textual | Línia d'ordres, Shell | |
| Diğer | ||
| sol·licitud | oficina | Processador de textos, Autoedició, Programari de presentació, Sistema de gestió de bases de dades, Full de càlcul, Programari de comptabilitat |
| Accés a l'ordinador | Navegador, client de correu electrònic, servidor web global, programari de missatgeria instantània | |
| disseny | Disseny assistit per ordinador, producció assistida per ordinador | |
| gràfics | Editor de gràfics cel·lulars, Editor de gràfics direccionals, Modelador 3D, Editor d'animació, Infografia 3D per ordinador, Edició de vídeos, Manipulació d'imatges | |
| àudio digital | Editor d'àudio digital, reproductor d'àudio | |
| Enginyeria de software | Compilador, Convertidor, Intèrpret, Depurador, Editor de text, Entorn de desenvolupament integrat, Revisió de rendiment, Comprovació de canvis, Gestió de la configuració del programari | |
| Jocs | Estratègia, Aventura, Trencaclosques, Simulació, Joc de rol, Ficció interactiva | |
| Ek | Artificial+, programari antivirus, gestor de documents |
Sigues el primer a comentar