После изобретения в 1948 г. полупроводниковых устройств — транзисторов — началась революция в компьютерной индустрии. В 1959 г. сотрудники фирмы Texas Instruments изобрели интегральную схему — полупроводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько транзисторов, расположенных на одном кристалле. В первой интегральной схеме их было всего шесть. С этого времени началась эра микроминиатюризации вычислительной техники.
Первый 4-разрядный микропроцессор 4004 фирмы Intel появился в 1971 г. Он содержал 2300 транзисторов, за один такт обрабатывал 4 бита данных и выполнял 60 000 операций в секунду. В 1972 году был выпущен его преемник — 8-разрядный микропроцессор 8008. В конце 1973 г. Intel выпустила микропроцессор 8080, быстродействие которого было в 10 раз выше, чем у 8008, и который мог адресовать память объемом до 64 Кбайт. Это стало толчком к производству ПК.
В 1975 г. фирма IBM впервые выпустила персональный компьютер (названый "интеллектуальным программируемым терминалом"). Модель 5100 имела память 16 Кбайт, встроенный дисплей на 16 строк по 64 символа, интерпретатор BASIC и кассетный накопитель DC-300.
В 1976 году на рынок вышла Apple Computer с компьютером Apple 1 стоимостью 695$ долларов. Его системная плата была привинчена к куску фанеры, корпуса и блока питания не было вообще. Было выпущено несколько экземпляров этого компьютера, которые впоследствии продавались коллекционерам за 20000$. А появившийся в 1977 г. компьютер Apple II стал прообразом большинства последующих компьютеров, в том числе IBM PC.
В 1981 семейство процессоров Intel пополнилось новой 16-разрядной моделью 8086 и 8-разрядной 8088. Эти процессоры использовались в первых компьютерах IBM PC XT, тактовая частота которых составляла 4,77 МГц. С этого компьютера появился «стандарт» IBM PC-совместимых компьютеров. До того ни один компьютер не был совместимым ни с одним из двух основных «стандартов» ПК — ни с IBM PC, ни с Apple Mac.
В 1982 появился процессор Intel 286, использовавшийся в компьютерах IBM PC AT. В 1985 –32-разрядный процессор Intel 386. Он содержал 275 000 транзисторов и выполнял 5 млн. операций в секунду (Million Instruction Per Second — MIPS). Следующее, 486-е поколение процессоров Intel представила в 1989 году. В нем было уже 1,2 млн. транзисторов и встроенный сопроцессор.
В 1993 Intel анонсировала первый процессор семейства Pentium, производительность которого была в 5 раз выше производительности процессора 486. Он содержал 3,1 млн. транзисторов и мог выполнять 60 млн. инструкций в секунду. Первый процессор семейства Р6 — Pentium Pro — появился в 1995 году. Pentium II был представлен фирмой Intel в мае 1997 года. В апреле 1998 в семействе процессоров Pentium II появились процессоры Celeron (недорогая версия оригинального процессора Pentium II) и Pentium II Xeon (высокопроизводительный процессор для рабочих станций и серверов). В феврале 1999 года увидел свет процессор Pentium III, в 2000 году — новый, пока последний, процессор Pentium 4 (под маркой Pentium 4 уже выпущено три типа процессоров, различающихся структурой ядра и детализацией технологического процесса — Willamette, Northwood и Prescott, не считая версии Extreme Edition с кэш-памятью L3).
Следует отметить еще один момент: фирма IBM перестала быть единственным производителем PC-совместимых компьютеров. Конечно, она разработала и продолжает разрабатывать стандарты совместимости, но уже не является монополистом. Часто новые стандарты для ПК разрабатывают и другие фирмы. Сегодня фирма Intel разрабатывает большинство стандартов аппаратного обеспечения, a Microsoft — программного. Именно эти фирмы разработали стандарты шин PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Accelerated Graphics Port), форм-факторы системных плат NLX и ATX, гнезда Socket 1–8, Slot 1–2, Socket 370 и др. Windows фактически стала стандартом операционной системы для PC-совместимых компьютеров. Сотни компаний выпускают PC-совместимые компьютеры, кроме того, известны тысячи производителей электронныхкомпонентов. Обо всем этом разнообразии и будет рассказано далее.
Как мы уже сказали в первой главе, почти все компьютеры состоят из монитора, системного блока и подключаемой к нему периферии: принтеров, сканеров и так далее. Особняком стоят устройства "все-в-одном".
Это ноутбуки, в которых одна из раскладывающихся половинок предназначена для экрана. Кроме того, выпускаются компьютеры, состоящие именно из одного корпуса: Apple iMac, вокруг электронно-лучевой трубки которого установлены все остальные устройства (рис. 2.1, слева); некоторые виды переносных промышленных компьютеров, у которых на боковую стенку корпуса установлен жидкокристаллический экран от ноутбука; а также недавно разработанные ПК на основе тонких TFT-мониторов, в корпусе или подставке которого скрыты все необходимые составляющие (рис. 2.1, справа).
Мы не будем рассматривать их отдельно, так как они состоят практически из тех же комплектующих и отличаются только внешним видом и габаритами.
Рис. 2.1. Моноблочные компьютеры
Если вы когда-либо заглядывали внутрь корпуса компьютера, то могли увидеть от одной до нескольких пластинок (плат) с большим количеством деталей, переплетением проводов и кабелей.
На первый взгляд, это очень сложное устройство. Если же не вдаваться в подробности функционирования на уровне байтов, то в компьютере все просто: есть центральный процессор, который под управлением определенных команд выполняет определенные этими командами действия над определенными данными. Есть память, из которой это все считывается и записывается для хранения. Есть специализированные устройства (контроллеры), которые объединяют их вместе и позволяют подключать при необходимости дополнительные устройства. Это сердце компьютера. Плюс вспомогательные (периферийные) устройства, расширяющие его возможности: видеокарты, приводы накопителей информации, звуковые и сетевые карты, модемы и прочее.
Все это при помощи разъемов или без них устанавливается на материнскую плату, на которой находятся процессор, оперативная память и набор микросхем (чипсет), который и делает все, что было сказано выше. Периферийные устройства подключаются через собственные контроллеры, которые встраиваются на материнскую плату или находятся в самих устройствах.
В похожем на ящик системном блоке размещаются все составляющие детали компьютера. Однако прошли времена, когда корпус был серой безликой коробкой. Современные изделия отличаются не только цветом и формой передней панели и самого корпуса, но и имеют различные цветные вставки и даже рисунки. В особо продвинутых корпусах можно даже заменять лицевую панель — и тогда они могут служить деталью интерьера и даже украшением комнаты (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Корпуса слева на право: Tower, Desktop (вверху), Slim (внизу) и Barebone
Можно сказать, что корпус — одна из самых важных деталей компьютера, которая определяет не только внешний вид системного блока, но и его функциональные возможности. Сейчас распространены корпуса типа Desktop и различные виды Tower (от Mini Tower до Full Tower). В основном, корпуса имеют вертикальное исполнение.
В последнее время начали получать распространение Barebone-системы. Это специализированный малогабаритный корпус с установленной материнской платой — он предназначен для быстрого сбора компьютера и нуждается только в процессоре, памяти и жестком диске.
Важность корпуса определяется тем, что в нем находится блок питания. В корпусах Mini Tower устанавливались блоки питания мощностью 200 или 230 WA. Сейчас нормой стало 300 WA, а для современных процессоров ставятся блоки питания на 350 или 400 WA. От этого зависит количество выделяемого элементами тепла, которое должен выводить из корпуса вентилятор блока питания. В правильно спроектированных корпусах и при правильном расположении разъемов устройств на материнской плате, вентилятор блока питания должен справляться с отводом тепла без дополнительных вентиляторов. Весьма актуально жарким летом, особенно если компьютер стоит в не кондиционируемом помещении.
Лучшими считаются корпуса A-Open, Enlight и некоторые другие. Если у вашего компьютера именно такой корпус, то вы будете иметь меньше проблем и сейчас, и в будущем.
Это вторая самая важная деталь ПК, которая, собственно, и определяет, тип вашего компьютера (а также является основой стабильности и производительности всей системы в целом). Сама материнская плата базируется на наборе микросхем — чипсете, обеспечивающем взаимодействие компонентов. Традиционно чипсет состоит из двух микросхем: северного и южного моста, хотя в чипсет может входить любое количество чипов.
Северный мост включает в себя контроллер памяти, который отвечает за системную шину и шину AGP. Если чипсет имеет встроенное графическое ядро, оно также интегрируется в северный моет. Обычно он снабжается более мощной системой охлаждения, что вызвано довольно высоким уровнем тепловыделения по сравнению с остальными элементами материнской платы. Южный мост обеспечивает связь с периферийными устройствами по шине PCI и содержит контроллеры жестких дисков.
