У вужчому значенні «комп'ютер» — цеелектронний пристрій з можливістюпрограмування, який здійснює обчислення за заздалегідь визначенималгоритмом, оскільки з другої половини ХХ ст. практично всі комп'ютери створені з використаннямелектронних пристроїв як функціональних елементів.
Для більшості сучасних комп'ютерів алгоритм і дані, необхідні для його роботи, подають у вигляді електричних сигналів, які зберігаються у пам'яті комп'ютера удвійковій формі, дії щодо обробки інформації зводяться до застосуванняалгебри логіки до цих числових значень. Оскільки практично всяматематика може бути зведена до виконаннябулевих операцій,електронний комп'ютер може бути застосовний для вирішення більшості математичних задач і завдань з обробки інформації, які можуть бути зведені до математичних операцій. Водночас виявлено, що комп'ютери можуть вирішити не будь-яку математичну задачу — вперше завдання, які не можуть бути вирішені за допомогою комп'ютерів, були описані англійським математикомАланом Тюрінгом.
Слово «комп'ютер» є похідним від англійських слівto compute,computer, які перекладаються як «обчислювати», «обчислювач» (англійське слово, своєю чергою, походить від латинського computār — «вирахувати»). Спочаткуанглійською мовою це слово означало людину, яка проводитьарифметичні обчислення із залученням або без залучення механічних пристроїв. Надалі його значення було перенесене на самі обчислювальні машини, проте сучасні комп'ютери виконують безліч завдань, не пов'язаних безпосередньо зматематикою.
Вперше трактування слова «комп'ютер» з'явилося1896 року вОксфордському словнику англійської мови. Його укладачі тоді розуміли комп'ютер якмеханічний обчислювальний пристрій. В1946 році у словнику з'явилися доповнення, що дають змогу виокремити поняття цифрового,аналогового і електронного комп'ютера.
В часи розповсюдженняаналогових обчислювальних машин, які, фактично, реалізовували процесфізичного моделювання з отриманням результатувимірюванням, для електронних обчислювальних машин використовували назву «цифрова електронна обчислювальна машина» (ЦЕОМ, ЦОМ) або «лічильна» машина (для підкреслення того, що цифрова електронна машина саме реалізує безпосередньо обчислення результату).
Z3 Конрада Цузе, 1941, вважається першою у світі робочою програмованою, повністю автоматичною обчислювальною машиноюКомп'ютерENIACEDSAC один з перших комп'ютерів, де було реалізовано збереження програми в пам'яті (архітектура фон Неймана)
1941 рік — німецький інженерКонрад Цузе створює обчислювальну машинуZ3, що мала всі властивості сучасного комп'ютера.
1942 рік — в Університеті штату Айова (англ.Iowa State University)Джон Атанасов (англ.John Atanasoff) та йогоаспірант Кліффорд Беррі (англ.Clifford Berry) створили (а точніше — розробили та почали монтувати) першу в США електронну цифрову обчислювальну машину (англ.Atanasoff-Berry Computer —ABC (обчислювальна машина)). Хоча ця машина так і не була завершена (Атанасов пішов у діючу армію), вона, як пишуть історики, мала великий вплив наДжона Моклі, який створив через два роки перший комп'ютерENIAC. Цей комп'ютер був створений на замовлення міністерства оборониСША. Його вага становила 30 тонн. В конструкції було використано 18 тисячрадіоламп, через що випромінюваного тепла було надто багато і для охолодження були прилаштованікондиціонери. Швидкодія становила 5 тис. операцій на секунду. Програму набирали вручну перемикачами та кабелями на спеціальному полі. Математик зАмерикиДжон фон Нейман вирішив записувати програму на електронну пам'ять комп'ютера, збільшив його швидкість. Згодом він запропонував використатидвійкову систему для обчислень і запису команд програми.
На початку1943 року успішні випробування пройшла перша американська обчислювальна машина«Марк I», призначена для виконання складних балістичних розрахунківВМФ США.
В кінці1943 року запрацювала англійська обчислювальна машина спеціального призначення «Колосс». Машина працювала над розшифровкою секретних кодів нацистської Німеччини.
В1965 році випущено перший мінікомп'ютерPDP-8, що мав розмір холодильника і вартість 20 тис. доларів США.
1967 став роком, присвяченим формальним методам проєктування електронних обчислювальних машин під керівництвомГлушкова.
В1971 році вчені групи Федеріко Фаджині (Federico Faggin), що працювали на фірмуIntel, створили перший однокристальниймікропроцесорIntel 4004 (розрядність даних — 4біт), який використовувався в мікрокалькуляторах.
В1974 році — компанія MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) розробила першиймікрокомп'ютерAltair 8800 на основі 8-бітного мікропроцесораIntel 8080.
У серпні1981 р., новий комп'ютер під назвоюIBM PC, офіційно показаний публіці, швидко набув великої популярності у користувачів.
Більшість сучасних обчислювальних машин мають блочно-модульну конструкцію: апаратну конфігурацію, необхідну для виконання певних робіт, можна складати з готових вузлів і блоків.
Системний блок — це основний вузол, у якому зібрані найважливіші компоненти персонального комп'ютера. Основною компонентою єматеринська плата — своєрідний «фундамент» для всіх складових комп'ютера. Саме в неї вставляються всі основні пристрої:відеокарта,оперативна пам'ять,процесор, жорсткі диски тощо. Інакше кажучи, це платформа, на якій будується всяконфігурація комп'ютера. На ній розміщені:
шини — системи передачі даних і сигналів керування;
оперативна пам'ять — набір мікросхем, призначених для зберігання даних під час їхнього безпосереднього опрацювання;
постійна пам'ять — мікросхеми, призначені для постійного зберігання інформації, у тому числі і за вимкненого живлення.
У зв'язку з тим, що багато компонентів можуть бути інтегровані на материнській платі, то не всі вони можуть бути представлені як окремі складові елементи, прикладом можуть бути плати із вмонтованимизвуковою івідеокартами.
Центральний процесор (Central processing unit) — функціональна частина ЕОМ, призначена для інтерпретаціїкоманд програми, керування пристроями комп'ютера та виконання арифметичних і логічних операцій над даними. Зазвичай це компактний напівпровідниковий пристрій, що вставляється в гніздо на материнській платі.
За кількістю процесорів, що складають центральний процесор, вирізняють однопроцесорні й багатопроцесорні (мультипроцесорні) материнські плати.
Більш строгий підхід до класифікації базується на відслідковуванні використаних для створення комп'ютерів технологій. Найдавніші обчислювальні пристрої були повністю механічними системами, перед Другою світовою війною розробляли машини на основі електромеханічнихреле, а у1940-х створили повністю електронні комп'ютери на основіелектронних ламп. У1950—1960-х роках на зміну лампам прийшлитранзистори, а в кінці1960-х — початку1970-х років — напівпровідниковіінтегральні схеми (кремнієві чипи), які використовують і досі.
Поданий перелік технологій не є вичерпним, він описує лише основну тенденцію розвитку обчислювальної техніки. У різні періоди історії досліджували можливість створення обчислювальних машин на основі багатьох інших, нині забутих і часом доволі екзотичних, технологій.
На цей час ведуться серйозні роботи зі створенняоптичних комп'ютерів, які замість традиційноїелектрики використовуютьсвітлові сигнали. Інший перспективний напрям передбачає використання досягненьмолекулярної біології та дослідженьДНК. І, нарешті, один з найновіших підходів, здатний привести до грандіозних змін в обчислювальній техніці, оснований на розробціквантових комп'ютерів.
Однак здебільшого технологія виготовлення комп'ютера є набагато менш важливою, ніж закладені в його основу конструкторські рішення.
Одним з найпростіших способів класифікувати різні типи обчислювальних пристроїв є визначення їхніх можливостей. Отож усі обчислювачі можна зачислити до одного з трьох типів:
Для сучасних комп'ютерів найважливішою особливістю, що відрізняє їх від ранніх обчислювальних пристроїв, є те, що за відповідногопрограмування будь-який комп'ютер може повторювати поведінку будь-якого іншого (хоча ця можливість і обмежена, до прикладу, місткістю засобів зберігання даних чи відмінністю у швидкості). Отож припускається, що сучасні машини можуть емулювати будь-який обчислювальний пристрій, що може бути створений у майбутньому. У певному значенні ця порогова здатність корисна для відрізнення комп'ютерів загального призначення від пристроїв спеціального призначення. Визначення «комп'ютера загального призначення» може бути формалізоване у вимозі, щоб конкретний комп'ютер був здатний копіювати поведінкууніверсальної машини Тюрінга. Першим комп'ютером, який задовольнив таку умову, вважається машинаZ3, створенаКонрадом Цузе1941 року.
Тривимірна карта ділянки земної поверхні, побудована за допомогою комп'ютерної програмиНеттоп у ролі офісноїАТС, побудованої наAsterisk
Перші комп'ютери створювали винятково для обчислень (що відображено в назвах «комп'ютер» і «ЕОМ»). Навіть найпримітивніші комп'ютери у багато разів перевершують в цьому людей (якщо не брати до уваги можливості деяких унікальних «людей-лічильників»). Не випадково першою високорівневою мовою програмування бувФортран, призначений винятково для виконання математичних розрахунків.
Іншою сферою застосування комп'ютерів стали бази даних. Насамперед вони були потрібні урядам і банкам, які вимагали вже складніших комп'ютерів з розвиненими системами введення-виведення та зберігання інформації. Для таких цілей розробили мовуКобол. Згодом з'явилисяСКБД з власнимимовами програмування.
Третім застосуванням стало управління всілякими пристроями. Тут розвиток йшов від вузькоспеціалізованих пристроїв (часто аналогових) до поступового впровадження стандартних комп'ютерних систем, на яких запускають керівні програми. Крім того, все більша частина технічних пристроїв має у своєму складі керівний комп'ютер.
Комп'ютери розвинулися настільки, що стали головним інформаційним інструментом як в офісі, так і вдома. Тепер майже будь-яка робота з інформацією найчастіше здійснюється через комп'ютер — набіртексту чи переглядфільмів. Це стосується як зберігання інформації, так і її пересилання каналами зв'язку. Основне застосування сучасних домашніх комп'ютерів — навігація вІнтернеті таігри.
Сучаснісуперкомп'ютери використовують длякомп'ютерного моделювання складних фізичних, біологічних, метеорологічних та інших процесів і вирішення прикладних завдань, таких як моделювання ядерних реакцій або кліматичних змін. Деякі проєкти проводяться за допомогоюрозподілених обчислень, коли велика кількість відносно слабких комп'ютерів одночасно працює над невеликими частинами загального завдання, формуючи в такий спосіб дуже потужну комп'ютерну систему.
Однією із складних сфер застосування комп'ютерів єштучний інтелект — застосування обчислень для вирішення таких завдань, де немає чітко визначених стандартних алгоритмів, а їх пошук, випробовування та розробка постійно покращуються. Приклади таких завдань —ігри,машинний переклад тексту, пошук тексту,експертні системи,синтез мовлення,комп'ютерний зір, пошук і аналіз радіохвиль з космосу, створення образів неіснуючих людей.
Інформатика: Комп'ютерна техніка. Комп'ютерні технології. — Київ : Академія, 2002. — 704 с.
Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. — ОЛМА Медиа Групп, ОЛМА-ПРЕСС Образование, 2006. — С. 896.
Руденко В.Д., Макарчук О.М., Патланжоглу М.О. Практичний курс інформатики. — Київ : Фенікс, 1996. — С. 418.
Ярмуш О.В., Редько М.М. Інформатика і комп’ютерна техніка. — Київ : Вища освіта, 2006. — С. 359.
Гуржій А.М., Поворознюк Н.І., Самсонов В.В. Інформатика та інформаційні технології. — Харків : ООО «Компанія СМІТ», 2003. — С. 352.
Інформатика. Комп’ютерна техніка. Комп’ютерні технології. — Київ : Каравела, 2011. — С. 592.
Клименко О.Ф., Головко Н.Р., Шарапов О.Д. Інформатика та комп’ютерна техніка. — Київ : КНЕУ, 2002. — С. 534.
Обчислювальна техніка: історія розвитку від лампових комп'ютерів до комп'ютерів на інтегральних схемах : монографія / В. І. Зацерковний, В. В. Литвинов, В. П. Клименко ; Черніг. держ. ін-т економіки і упр. - Ніжин : НДУ ім. М. Гоголя, 2013. - 438 с. : рис., табл.
.jpg)
