Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Модеринзация и ремонт ПК - Мюллер С.

Мюллер С. Модеринзация и ремонт ПК — Вильямс , 2003. — 1168 c.
ISBN 5-8459-0447-1
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 531 >> Следующая

Современные компьютеры
После появления ЦШУАС темпы эволюции компьютеров заметно ускорились. В первом поколении компьютеров использовались вакуумные лампы, на смену которым пришли меньшие по размерам и более эффективные транзисторы.
От электронных ламп к транзисторам
Современный компьютер представляет собой набор электронных переключателей, которые используются как для представления информации в двоичном коде (в виде двоичных единиц — битов), так и для управления ее обработкой. Эти электронные переключатели могут находиться в двух состояниях — включено и выключено, что позволяет использовать их для хранения двоичной информации.
В первых компьютерах использовались так называемые триоды — вакуумные лампы, изобретенные Ли Де Форестом (Ьее Бе Рогез!) в 1906 году. Триод состоит из трех
Современные компьютеры
47
основных элементов, расположенных в стеклянной вакуумной лампе: катода, анода и разделяющей их сетки. При нагревании катода внешний источник питания испускает электроны, которые собираются на аноде. Сетка, расположенная в середине лампы, позволяет управлять потоком электронов. Когда на сетку подается ток отрицательного потенциала, электроны отталкиваются от сетки и притягиваются катодом; при подаче тока положительного потенциала электроны проходят через сетку и улавливаются анодом. Таким образом, изменяя значение потенциала сетки, можно моделировать состояние анода включено/выключено.
К сожалению, вакуумная лампа в качестве переключателя оказалась малоэффективной. Она потребляла много электроэнергии и выделяла большое количество тепла — весьма существенная проблема для вычислительных систем того времени. Вакуумные лампы оказались ненадежными, главным образом из-за постоянного перегрева: в больших системах лампы приходилось менять каждые два часа или даже чаще.
Изобретение транзистора (или полупроводника) явилось одним из наиболее революционных событий эпохи персонального компьютера. В 1947 году инженеры Ве11 ЬаЪога!огу Джон Бардин (1оЬп Вагёееп) и Уолтер Браттейн (^а1!ег Вгайаш) изобрели транзистор, который был представлен широкой общественности в 1948 году. Несколько месяцев спустя Уильям Шокли (МШат 8Ьоск1еу), один из сотрудников компании Ве11, разработал модель переходного транзистора. В 1956 году эти ученые были удостоены Нобелевской премии в области физики. Транзистор, который, по сути, представляет собой твердотельный электронный переключатель, заменил громоздкую и неудобную вакуумную лампу. Поскольку потребляемая транзисторами мощность незначительна, построенные на их основе компьютеры имели гораздо меньшие размеры и отличались более высоким быстродействием и эффективностью.
Транзисторы состоят главным образом из кремния и германия, а также добавок определенного состава. Проводимость материала зависит от состава введенных примесей и может быть отрицательной, т. е. ^типа, или положительной, Р-типа. Материал обоих типов является проводником, позволяющим электрическому току выбирать любое направление. Однако при соединении материалов разных типов возникает барьер, в результате чего электрический ток определенной полярности течет только в одном направлении. Именно поэтому такой материал называется полупроводником.
Для создания транзистора материалы Р- и ^типа следует разместить “спиной друг к другу”, т. е. поместить пластину одного типа между двумя пластинами другого типа. Если материал средней пластины обладает проводимостью Р-типа, то транзистор будет обозначен как а если ^типа — то как РОТ.
В транзисторе NРN одна из пластин ^типа, на которую обычно подается ток отрицательного потенциала, называется эмиттером. Средняя пластина, выполненная из материала Р-типа, называется базой. Вторая пластина полупроводника ^типа называется коллектором.
Транзистор NРN по своей структуре похож на триодную электронную лампу: эмиттер является эквивалентом катода, база эквивалентна управляющей сетке, а коллектор подобен аноду. Изменяя потенциал электрического тока, проходящего через базу, можно управлять потоком электронов, проходящим между эмиттером и коллектором.
По сравнению с электронной лампой транзистор, используемый в качестве переключателя, обладает гораздо большей эффективностью, причем его размеры могут быть по-истине микроскопическими. В июне 2001 года разработчики компании Ы!е1 представили наименьшие и при этом наиболее быстродействующие кремниевые транзисторы, вели-
48
Глава 1. Происхождение персональных компьютеров
чина которых достигает всего лишь 20 нанометров (1 нанометр равен 1 миллиардной части метра). Как ожидается, эти транзисторы впервые появятся в процессорах образца 2007 года, которые будут содержать около миллиарда транзисторов, работающих с тактовой частотой 20 ГГц! Для сравнения: по данным на 2001 год, процессор АМБ А!Ыоп ХР содержит более 37,5 млн транзисторов, а Репйит 4 включает около 42 млн транзисторов.
Переход с вакуумных электронных ламп на транзисторы положил начало процессу миниатюризации, который продолжается и по сей день. Современные модели портативных или карманных компьютеров, работающих на аккумуляторах, имеют более высокую производительность, чем системы, занимавшие когда-то целые комнаты и потреблявшие огромное количество электроэнергии.
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 531 >> Следующая