Интегральная схема

Следующий большой шаг вперед в вычислительной мощности пришел с появлением интегральных схем . Идея интегральной схемы впервые был задуман радиолокационной ученый, работающий на Royal Radar создании в Министерстве обороны , Джеффри WA Dummer . Даммер представил первую публичную описание интегральной схемы на Симпозиуме по достижения в области качества электронных компонентов в Вашингтоне, округ Колумбия 7 мая 1952 года. ^[ 34 ]

Первые практические ИС были изобретены Джек Килби в Texas Instruments и Роберт Нойс в Fairchild Semiconductor . ^[ 35 ] Килби записал свои первоначальные идеи, касающиеся интегральной схемы в июле 1958, успешно демонстрируя первый рабочий интегрированный пример 12 сентября 1958 года. ^[ 36 ] В заявке на патент от 6 февраля 1959 года, Килби описал свое новое устройство как «тела полупроводникового материала ... в котором все компоненты электронной схемы полностью интегрированы ". ^[ 37 ] Нойс также придумал его идеи интегральной схемы полгода позже, чем Килби. ^[ 38 ] Его чип решены многие практические проблемы, Килби нам не имели. Производится на Fairchild Semiconductor, это было сделано из кремния , тогда как чип Килби была сделана из германия .

Эта новая разработка возвестил взрыв в коммерческого и личного использования компьютеров и привело к изобретению в микропроцессор . В то время как предметом, какие именно устройства был первый микропроцессор спорным, частично из-за отсутствия согласия по точному определению термина "микропроцессора", это в значительной степени оспаривается, что первый однокристальный микропроцессор был Intel 4004, ^[ 39 ] разработан и реализуется Тед Хофф , Федерико Faggin , и Стэнли Mazor на Intel . ^[ 40 ]

Программы

Определяющей чертой современных компьютеров, которые отличает их от всех других машин в том, что они могут быть запрограммированы . То есть, что некоторый тип инструкций (программа ) может быть задана к компьютеру, и он будет обрабатывать их. Современные компьютеры на базе архитектуры фон Неймана часто имеют машинный код в видеимперативного языка программирования .

С практической точки зрения, компьютерная программа может быть несколько инструкций или распространяется на многие миллионы инструкций, как это делают программы длятекстовых процессоров и веб-браузеров , например. Типичный современный компьютер может выполнять миллиарды операций в секунду ( GigaFLOPS ) и редко ошибается в течение многих лет эксплуатации. Большие компьютерные программы, состоящие из нескольких миллионов операций может занять команды программистов лет писать, и в связи со сложностью задачи почти наверняка содержат ошибки.

Хранится архитектура программы

Основные статьи: Компьютерная программа и компьютерного программирования

Реплика из экспериментальной машины мелкомасштабные (SSEM), первый в мире компьютер, хранящий программу , в Музее науки и промышленности в Манчестере, Англия

Этот раздел относится к наиболее распространенных RAM машин на базе компьютеров.

В большинстве случаев, компьютерные инструкции просты: добавить одно число на другое, переместить некоторые данные из одного места в другое, послать сообщение некоторого внешнего устройства и т.д. Эти инструкции считываются из компьютера память и, как правило, осуществляется ( выполнен ) в порядке их дали. Тем не менее, как правило, специализированные инструкции, чтобы сказать компьютер, чтобы перейти вперед или назад в другое место в программе и вести выполнения оттуда. Они называются "Jump" инструкции (или филиалы ). Кроме того, инструкций перехода могут быть сделаны произойти условно , так что разные последовательности инструкций могут быть использованы в зависимости от результата предыдущего вычисления некоторых или некоторого внешнего события. Многие компьютеры непосредственно поддерживает подпрограммы , предоставляя тип прыжка, что "помнит" расположение это прыгнул с и другой оператор, чтобы вернуться в инструкции, которая следует этой инструкции перехода.

Выполнение программы можно сравнить с чтения книги. В то время как человек, как правило, читать каждое слово и линию в последовательности, они могут время от времени вернуться назад к более ранней месте в тексте или пропустить разделы, которые не представляют интереса. Аналогичным образом, компьютер может иногда вернуться назад и повторить инструкциям в некотором разделе программы снова и снова, пока некоторые внутреннее состояние не будет выполнено. Это называется поток управления в рамках программы, и это то, что позволяет компьютеру выполнять задачи неоднократно без вмешательства человека.

Для сравнения, человек с помощью карманного калькулятора можно выполнять основные арифметические операции, такие как сложение двух чисел с помощью нескольких нажатий кнопки. Но сложить все числа от 1 до 1000 займет тысячи нажатия кнопок и много времени, с практически полной уверенности совершить ошибку. С другой стороны, компьютер может быть запрограммирован, чтобы сделать это с помощью нескольких простых инструкций. Например:

мов № 0, сумма, установить сумму 0

мов № 1, кол; Set Num 1

цикл: добавить NUM, сумму, добавить пит подвести

добавить № 1, мин; добавить 1 к пит

CMP пит, # ​​1000; сравнить пит до 1000

BLE цикл, если пит <= 1000, вернуться к "петли"

остановить; конец программы. прекратит работу

Как только сказали, чтобы запустить эту программу, компьютер будет выполнять повторяющиеся сложения задачу без дальнейшего вмешательства человека. Это почти никогда не сделать ошибку и современный ПК может завершить задачу в одну миллионную долю секунды. ^[ 41 ]

Ошибки

Основная статья: Программное обеспечение ошибка

Фактическая первый компьютер ошибка, моли найден в ловушке на реле компьютера Harvard Mark II

Ошибки в компьютерных программах называются " ошибки ". Они могут быть доброкачественными и не влияет на полезность программы, или есть только тонкие эффекты. Но в некоторых случаях, они могут вызвать программу или всю систему в " повесить "его недоступность для ввода, таких как мышь кликов или нажатий клавиш, чтобы полностью не получится, или крах . В противном случае доброкачественные ошибки могут иногда быть использованы для злого умысла недобросовестным пользователем написав эксплуатировать , код, предназначенный, чтобы воспользоваться ошибкой и нарушить надлежащее выполнение компьютера. Ошибки, как правило, не по вине компьютера. Поскольку компьютеры просто выполнить инструкции им дают, ошибки почти всегда результат ошибки программиста или недосмотру, достигнутом в разработке программы. ^[ 42 ]

Адмирал Грейс Хоппер , американский ученый и разработчик первого компилятора , приписывают за то, что впервые использовал термин "ошибки" в вычислений после мертвого мотылька был найден короткое замыкание реле в Гарвардский Mark II компьютере в сентябре 1947 года. ^[ 43 ]