The Future: Off the Desk

Already we are seeing powerful computers in non-desktop roles. Laptop computers and personal digital assistants (PDAs) have taken computing out of the office. Wearable computers built into our clothing and jewelry will be with us everywhere we go.

Our files will follow us while our computer provides constant feedback about our environment. Voice- and handwriting-recognition software will allow us to interface with our computers without using a mouse or keyboard. Magnetic RAM and other innovations will soon provide our PC with the same instant-on accessibility that our TV and radio have.

As the computer moves off the desktop and becomes our constant companion, augmented-reality displays will overlay computer-generated graphics to the real world.

One thing is an absolute certainty: The PC will evolve. It will get faster. It will have more capacity. And it will continue to be an integral part of our lives.

Как Работают PC

Jeff Tyson

Когда Вы упоминаете слово "технология", большинство людей думает о компьютерах. Фактически у каждого аспекта наших жизней есть некоторый компьютеризированный компонент. Приборам в наших домах встраивали микропроцессоры в них, также, как и наши телевидения. Даже у наших автомобилей есть компьютер. Но компьютер, о котором все думают сначала, типично является персональным компьютером, или PC.

PC - инструмент общего назначения, построенный вокруг микропроцессора. У этого есть много различных частей - память, жесткий диск, модем, и т.д. - которые сотрудничают. "Общая цель" означает, что Вы можете сделать много различных вещей с PC. Вы можете использовать это, чтобы напечатать документы, послать электронную почту, просмотреть интернет и игры игры.

В этой статье мы будем говорить о PC в общем смысле и всех различных частях, которые входят в них. Вы узнаете о различных компонентах и как они сотрудничают на основной операционной сессии. Вы также узнаете то, что будущее может держать для этих машин.

1. На Внутренней части

Давайте смотреть на главные компоненты типичного настольного компьютера.

Центральный процессор (центральный процессор) - микропроцессор "мозг" компьютерной системы называют центральным процессором. За всем, что делает компьютер, наблюдает центральный процессор.

Память - Это - очень быстрое хранение, используемое, чтобы держать данные. Это должно быть быстро, потому что это соединяется непосредственно с микропроцессором. Есть несколько определенных типов памяти в компьютере:

Память произвольного доступа (RAM) - Используемый, чтобы временно хранить информацию, с которой в настоящее время работает компьютер

Постоянная память (ROM) - постоянный тип хранения памяти, используемого компьютером для важных данных, которые не изменяются

Основная система входа/продукции (BIOS) - тип ROM, который используется компьютером, чтобы установить основную коммуникацию, когда компьютер сначала включен

Кэширование - хранение часто используемых данных в чрезвычайно быстрой RAM, которая соединяется непосредственно с центральным процессором

Виртуальная память - Место на жестком диске, используемом, чтобы временно хранить данные и обменять это в и из RAM как необходимый

Объединительная плата - Это - главная монтажная плата, с которой соединяются все другие внутренние компоненты. Центральный процессор и память обычно находятся на объединительной плате. Другие системы могут быть найдены непосредственно на объединительной плате или связаны с нею через вторичную связь. Например, звуковая плата может быть встроена в объединительную плату или связана через PCI.

Электропитание - электрический трансформатор регулирует электричество, используемое компьютером.

Жесткий диск - Это - большая способность, постоянное хранение имело обыкновение держать информацию, такую как программы и документы.

Операционная система - Это - основное программное обеспечение, которое позволяет пользователю взаимодействовать с компьютером.

Интегрированная Электроника Двигателя (ЯЗЬ) Диспетчер - Это - первичный интерфейс для жесткого диска, CD-ROM и дисковода.

Периферийный Составляющий Соединительный провод (PCI) Автобус - самый общий способ соединить дополнительные компоненты с компьютером, PCI использует ряд щелей на объединительной плате, которую включают карты PCI.

SCSI - Явный "занюханный", маленький интерфейс компьютерной системы - метод добавления дополнительных устройств, таких как жесткие диски или сканеры, на компьютер.

AGP - Ускоренный Графический Порт - очень быстродействующая связь, используемая графической картой, чтобы взаимодействовать с компьютером.

Звуковая плата - Это используется компьютером, чтобы сделать запись и играть аудио, преобразовывая аналоговый звук в цифровую информацию и назад снова.

Графическая карта - Это переводит данные изображения с компьютера в формат, который может быть показан монитором.

Определение PC

Вот один способ думать об этом: PC - устройство обработки информации общего назначения. Это может взять информацию от человека (через клавиатуру и мышь), от устройства (как дискета или компакт-диск) или от сети (через модем или сетевую плату) и обработать это. После того, как обработанный, информацию показывают пользователю (на мониторе), хранится на устройстве (как жесткий диск) или послана где-то в другом месте на сети (назад через модем или сетевую плату).

У нас есть много процессоров специального назначения в наших жизнях. MP3-плейер - специализированный компьютер для того, чтобы обработать файлы MP3. Это не может сделать ничего больше. GPS - специализированный компьютер для того, чтобы обращаться с сигналами GPS. Это не может сделать ничего больше. Gameboy - специализированный компьютер для того, чтобы обращаться с играми, но он не может сделать ничего больше. PC может сделать все это, потому что это общего назначения.

Связи: Вход/Продукция

Независимо от того, насколько сильный компоненты в Вашем компьютере, Вы нуждаетесь в способе взаимодействовать с ними. Это взаимодействие называют входом/продукцией (ввод / вывод). Самые общие типы ввода / вывода в PC:

Монитор - монитор - первичное устройство для того, чтобы показать информацию от компьютера.

Клавиатура - клавиатура - первичное устройство для того, чтобы войти в информацию в компьютер.

Мышь - мышь - первичное устройство для проведения и взаимодействия с компьютером

Сменное хранение - Сменные устройства хранения позволяют Вам добавлять новую информацию к своему компьютеру очень легко, так же как экономить информацию, которую Вы хотите нести в различное местоположение.

Дискета - наиболее стандартная форма сменного хранения, дискеты чрезвычайно недороги и легки спасти информацию к.

CD-ROM - CD-ROM (компакт-диск, постоянная память) является популярной формой распределения коммерческого программного обеспечения. Много систем теперь предлагают (записываемый) CD-R и (переперезаписываемый) компакт-диск-RW, который может также сделать запись.

Память вспышки - Основанный на типе ROM назвала электрически стираемую программируемую постоянную память (EEPROM), память Вспышки обеспечивает быстрое, постоянное хранение. CompactFlash, SmartMedia и карты PCMCIA - все типы памяти Вспышки.

ROM DVD - ROM DVD (цифровой универсальный диск, постоянная память) подобен CD-ROM, но способен к проведению намного большего количества информации.

Связи: Порты

Параллель - Этот порт обычно используется, чтобы соединить принтер.

Последовательный - Этот порт типично используется, чтобы соединить внешний модем.

Универсальный Последовательный Автобус (USB) - Быстро становление самой популярной внешней связью, порты USB предлагают власть и многосторонность и невероятно удобны.

FireWire (IEEE 1394) - FireWire является очень популярным методом соединения цифровых видео устройств, таких как видеокамеры или цифровые камеры, на Ваш компьютер.

Связи: Интернет/Сеть

Модем - Это - стандартный метод соединения с Интернетом.

Локальная сеть (ЛВС) карта - Это используется многими компьютерами, особенно те в сети офиса Ethernet, к связанному друг с другом.

Кабельный модем - Некоторые люди теперь используют систему кабельного телевидения в своем доме, чтобы соединиться с Интернетом.

Цифровая Линия Подписчика (DSL) модем - Это - быстродействующая связь, которая работает по стандартной телефонной линии.

Очень высокая скорость передачи битов DSL (VDSL) модем - более новое изменение DSL, VDSL требует, чтобы у Вашей телефонной линии были оптические волокном кабели.

От Власти - до Закрытия: BIOS

Теперь, когда Вы знакомы с частями PC, давайте видеть то, что случается на типичной компьютерной сессии, с момента, Вы включаете компьютер, пока Вы не закрываете это:

Вы нажимаете кнопку "On" на компьютере и мониторе.

Вы видите, что программное обеспечение BIOS делает свою вещь, названную властью - на самопроверке (ПОЧТА). На многих машинах BIOS показывает текст, описывающий такие данные как количество памяти, установленной в Вашем компьютере и типе жесткого диска, который Вы имеете. Во время этой последовательности начальной загрузки BIOS делает замечательный объем работы, чтобы получить Ваш компьютер, готовый бежать.

BIOS определяет, является ли видеокарта эксплуатационной. У большинства видеокарт есть миниатюрный собственный BIOS, который калибрует память и графический процессор на карте. Если они не делают, обычно есть информация видео водителя относительно другого ROM на объединительной плате, которую может загрузить BIOS.

Проверки BIOS, чтобы видеть, является ли это холодным ботинком или перезагрузкой. Это делает это, проверяя, что ценность в памяти обращается к 0000:0472. Ценность 1234-ого указывает перезагрузку, когда BIOS пропускает остальную часть ПОЧТЫ. Любую другую ценность считают холодным ботинком.

Если это - холодный ботинок, BIOS проверяет RAM, выполняя тест чтения - записи каждого адреса памяти. Это проверяет на клавиатуру и мышь. Это ищет автобус PCI и, если это находит один, проверяет все карты PCI. Если BIOS находит какие-нибудь ошибки во время ПОЧТЫ, он уведомляет Вас с рядом звуковых сигналов или текстового сообщения, показанного на экране. Ошибка в этом пункте - почти всегда проблема аппаратных средств.

BIOS показывает некоторые детали о Вашей системе. Это типично включает информацию о следующем:

Процессор

Накопитель на гибких дисках и жесткий диск

Память

Пересмотр BIOS и дата

Показ

Любые специальные драйверы, такие как те для адаптеров SCSI, загружены от адаптера, и BIOS показывает информацию.

BIOS смотрит на последовательность устройств хранения, идентифицированных как устройства ботинка в Установке CMOS. "Ботинок" короток для "ремешка ботинка", поскольку в старой фразе "Поднимают себя Вашими ремешками ботинка." Ботинок обращается к процессу запуска операционной системы. BIOS пытается начать последовательность начальной загрузки от первого устройства, используя загрузчик операционной системы.

Загрузчик операционной системы загружает операционную систему в память и позволяет этому начинать операцию. Это делает это, настраивая подразделения памяти, которые держат операционную систему, пользовательскую информацию и заявления. Загрузчик операционной системы тогда устанавливает структуры данных, которые используются, чтобы общаться в пределах и между подсистемами и заявлениями компьютера. Наконец, это переворачивает контроль компьютера к операционной системе.

От Власти - до Закрытия: Операционная система

После того, как загруженный, задачи операционной системы падают в шесть широких категорий:

Управление процессором - Разламывание задач на управляемые куски и расположение по приоритетам их прежде, чем послать в центральный процессор

Управление памятью - Координирование потока данных в и из RAM и определения, когда виртуальная память необходима

Управление устройством - Обеспечение интерфейса между каждым устройством, связанным с компьютером, центральным процессором и заявлениями

Управление хранением - Направление, где данные будут храниться надолго на жестких дисках и других формах хранения

Прикладной Интерфейс - Обеспечение стандартных коммуникаций и обмена данными между программами и компьютером

Пользовательский Интерфейс - Обеспечение пути для Вас, чтобы общаться и взаимодействовать с компьютером

Вы открываете программу обработки текста и печатаете письмо, экономите это и затем распечатываете это. Несколько компонентов сотрудничают, чтобы заставить это случиться:

Клавиатура и мышь посылают Ваш вход в операционную систему.

Операционная система решает, что программа обработки текстов - активная программа и принимает Ваш вход как данные для той программы.

Программа обработки текстов определяет формат, что данные находятся в и, через операционную систему, хранят ее временно в RAM.

Каждую инструкцию из программы обработки текстов посылает операционная система в центральный процессор. Эти инструкции переплетены с инструкциями из других программ, что операционная система наблюдает прежде, чем быть посланным в центральный процессор.

Все это время, операционная система устойчиво предоставляет информацию показа к графической карте, направляя, что будет показано на мониторе.

Когда Вы хотите экономить письмо, программа обработки текстов посылает запрос в операционную систему, которая тогда обеспечивает стандартное окно для того, чтобы оно выбрало, где Вы желаете спасти информацию и что Вы хотите назвать этим. Как только Вы выбрали название и путь файла, операционная система направляет данные с RAM на соответствующее устройство хранения.

Вы нажимаете "на Печать". Программа обработки текстов посылает запрос в операционную систему, которая переводит данные на формат, принтер понимает и направляет данные от RAM до соответствующего порта для принтера, который Вы просили.

Вы открываете Web-браузер и проверяете HowStuffWorks. Еще раз, операционная система координирует все действие. На сей раз, тем не менее, компьютер получает вход из другого источника, Интернета, так же как из Вас. Операционная система эффективно интегрирует всю поступающую и отбывающую информацию.

Вы закрываете Web-браузер и выбираете "Закрытый" выбор.

Операционная система закрывает все программы, которые являются в настоящее время активными. Если программа неспасла информацию, Вам дают возможность спасти это прежде, чем закрыть программу.

Операционная система пишет свои текущие параметры настройки специальному файлу конфигурации так, чтобы она загрузила в следующий раз с теми же самыми параметрами настройки.

Если компьютер обеспечит контроль за программным обеспечением власти, то операционная система полностью выключит компьютер, когда это закончит свой собственный цикл закрытия. Иначе, Вы должны будете вручную выключить власть.

Будущее: EUVL Chipmaking

Кремниевые микропроцессоры были сердцем вычислительного мира больше 40 лет. В то время изготовители микропроцессора переполнили все больше электронных устройств на микропроцессоры. В соответствии с Законом Moore's, число электронных устройств надевало микропроцессор, удвоился каждые 18 месяцев. Закон Moore's называют в честь основателя Интела Гордона Moore, который предсказал в 1965, что микропроцессоры удвоятся в сложности каждые два года. Многие предсказали, что Закон Moore's скоро достигнет своего конца из-за физических ограничений кремниевых микропроцессоров.

Текущий процесс имел обыкновение упаковывать вещи, все больше транзисторов на чип назван глубоко-ультрафиолетовой литографией (DUVL), который является подобной фотографии техникой, которая сосредотачивает свет через линзы, чтобы вырезать образцы кругооборота на кремниевых вафлях. DUVL начнет достигать его предела приблизительно в 2005. Тогда, chipmakers должен будет смотреть на другие технологии, чтобы переполнить больше транзисторов на кремний, чтобы создать более сильный жареный картофель. Многие уже смотрят на чрезвычайно-ультрафиолетовую литографию (EUVL) как способ расширить жизнь кремния по крайней мере до конца десятилетия. EUVL использует зеркала вместо линз, чтобы сосредоточить свет, который позволяет свету с более короткими длинами волны точно сосредотачиваться на кремниевой вафле. Чтобы узнать больше о EUVL, см. Как EUV Chipmaking Работы.

Будущее: ДНК и Квант

Вне EUVL исследователи смотрели на альтернативы традиционному проекту микропроцессора. Две из более интересных появляющихся технологий - компьютеры ДНК и квантовые компьютеры.

У компьютеров ДНК есть потенциал, чтобы взять вычисление к новым уровням, поднимая, где Закон Moore's кончает. Есть несколько преимуществ для использования ДНК вместо кремния:

Пока есть клеточные организмы, будет поставка ДНК.

Большая поставка ДНК делает это дешевым ресурсом.

В отличие от традиционных микропроцессоров, которые сделаны, используя ядовитые материалы, биочипы ДНК могут быть сделаны чисто.

Компьютеры ДНК много раз меньше чем сегодняшние компьютеры.

Главное преимущество ДНК - то, что это сделает компьютеры меньшими, в то же самое время увеличивая емкость запоминающего устройства, чем любой компьютер, который прибыл прежде. У одного фунта ДНК есть способность хранить больше информации чем все электронно-вычислительные машины, когда-либо построенные. Вычислительная власть компьютера ДНК размера слезинки, используя ворота логики ДНК, будет более сильной чем самый сильный суперкомпьютер в мире. Больше чем 10 триллионов молекул ДНК могут вписаться в область, не большую чем 1 кубический сантиметр (.06 inch3). С этим небольшим количеством ДНК компьютер был бы в состоянии держать 10 терабайт (TB) данных и выполнить 10 триллионов вычислений за один раз. Добавляя больше ДНК, больше вычислений могло быть выполнено.

В отличие от обычных компьютеров, компьютеры ДНК могли выполнить вычисления одновременно. Обычные компьютеры работают линейно, беря задачи по одному. Это - параллельное вычисление, которое позволит ДНК решать сложные математические проблемы в часах - проблемы, которые могли бы взять электрические компьютеры сотни лет, чтобы закончить. Вы можете узнать больше о вычислении ДНК в том, Как будут Работать Компьютеры ДНК.

Сегодняшние компьютеры работают, управляя битами, которые существуют в одном из двух государств: 0 или 1. Квантовые компьютеры не ограничены двумя государствами; они кодируют информацию как квантовые биты, или qubits. qubit может быть 1 или 0, или он может существовать в суперположении, которое является одновременно 1 и 0 или где-нибудь промежуточный. Qubits представляют атомы, которые сотрудничают, чтобы служить машинной памятью и микропроцессором. Поскольку квантовый компьютер может содержать эти многократные государства одновременно, у него есть потенциал, чтобы быть миллионами времен, более сильных чем сегодняшние самые сильные суперкомпьютеры. 30-qubit квантовый компьютер равнялся бы власти обработки обычного компьютера, способного к достиганию 10 teraops, или триллионов операций в секунду. Сегодняшние самые быстрые суперкомпьютеры достигли скоростей приблизительно 2 teraops. Вы можете узнать больше о потенциале квантовых компьютеров в том, Как будут Работать Квантовые Компьютеры.

Будущее: От Стола

Уже мы видим сильные компьютеры в ненастольных ролях. Ноутбуки и личные цифровые помощники (PDAs) вынули вычисление из офиса. Пригодные компьютеры, встроенные в нашу одежду и драгоценности, будут с нами всюду, мы идем.

Наши файлы будут следовать за нами, в то время как наш компьютер обеспечивает постоянную обратную связь о нашей окружающей среде. Голос - и программное обеспечение признания почерка позволит нам взаимодействовать с нашими компьютерами, не используя мышь или клавиатуру. Магнитная RAM и другие новшества скоро предоставят нашему PC тот же самый момент - на доступности, которую имеют наше телевидение и радио.

Поскольку компьютер отъезжает рабочий стол и становится нашим постоянным компаньоном, показы увелич-действительности наложат машинно-генерируемую графику к реальному миру.

Одна вещь - абсолютная уверенность: PC разовьется. Это станет быстрее. У этого будет больше способности. И это продолжит быть неотъемлемой частью наших жизней.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: