Какие автоматы. Выбор автоматов защиты: по току, нагрузке и сечению провода

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

• Пожаров.
• Ударов человека током.
• Неисправностей электропроводки.

Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность

Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:

• Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
• На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
• На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов

Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Похожие темы:

способов, с помощью которых машины учатся

Первоначально опубликовано в «Книге искусственного интеллекта» Андреессена Горовица.

Существует четыре основных способа обучения сетей глубокого обучения: под наблюдением, , без присмотра, , , под наблюдением и , обучение с подкреплением . Мы объясним интуицию каждого из этих методов. Попутно мы поделимся терминами, которые вы прочтете в литературе, в скобках и укажете на дополнительные ресурсы для математически склонных.Кстати, эти категории охватывают как традиционные алгоритмы машинного обучения, так и более новые, причудливые алгоритмы глубокого обучения.

Информацию о математике см. В этом учебном пособии по Стэнфорду, которое охватывает контролируемое и неконтролируемое обучение и включает примеры кода.

Supervised Learning

Supervised Learning обучает сети на примерах, в которых мы уже знаем правильный ответ. Представьте, что мы заинтересованы в обучении сети распознавать фотографии из вашей библиотеки фотографий, в которых есть ваши родители.Вот шаги, которые мы предпримем в этом гипотетическом сценарии.

Шаг 1. Создание и категоризация набора данных

Мы начнем процесс с просмотра ваших фотографий (набора данных) и определения всех снимков, на которых есть ваши родители, с их маркировкой. Затем мы возьмем всю стопку фотографий и разделим их на две стопки. Мы использовали бы первую кучу для обучения сети (данные обучения), а вторую кучу, чтобы увидеть, насколько точна модель при выборе фотографий с нашими родителями (данные проверки).

Как только наборы данных будут готовы, мы передадим фотографии в модель. С математической точки зрения наша цель состоит в том, чтобы глубокая сеть нашла функцию, чьим входом является фотография, а чьим результатом является 0, когда ваших родителей нет на фотографии, или 1, когда они есть.

Этот шаг обычно называется задачей категоризации . В этом случае мы тренируемся для результатов, которые да-нет, но контролируемое обучение также может использоваться для вывода набора значений, а не просто 0 или 1. Например, мы можем обучить сеть для вывода вероятности того, что кто-то погасит кредит по кредитной карте, и в этом случае результат будет между 0 и 100.Эти задачи называются регрессиями.

Шаг 2. Обучение

Чтобы продолжить процесс, модель делает прогноз для каждой фотографии, следуя правилам (функция активации), чтобы решить, следует ли освещать конкретный узел в работе. Модель работает слева направо на один слой за раз — на данный момент мы будем игнорировать более сложные сети. После того, как сеть вычислит это для каждого узла в сети, мы доберемся до самого правого узла (выходного узла), который светится или нет.

Поскольку мы уже знаем, на каких снимках есть ваши родители, мы сможем сказать модели, является ли ее прогноз правильным или неправильным.Затем мы передадим эту информацию в сеть.

Алгоритм использует эту обратную связь, которая является результатом функции, которая количественно определяет «насколько далеко от реального ответа от предсказания модели». Это называется функцией стоимости , также известной как целевая функция , вспомогательная функция или фитнес-функция . Затем результат этой функции используется для изменения силы соединений и смещений между узлами в процессе, называемом обратным распространением , поскольку информация перемещается «назад» от результирующих узлов.

Мы повторяем это для каждого изображения, и в каждом случае алгоритмы пытаются минимизировать функцию стоимости.

Существует множество математических методов, позволяющих использовать эти знания о том, верна ли модель обратно в модель, но очень распространенным методом является градиентный спуск. Алгобийцы хорошо объяснили, как это работает. Майкл Нильсен добавляет математику, которая включает в себя исчисление и линейную алгебру (и дружелюбный демон!).

Шаг 3. Проверка

Как только мы обработаем все фотографии из нашей первой стопки, мы будем готовы протестировать модель.Мы бы взяли вторую стопку фотографий и использовали их, чтобы увидеть, насколько точно обученная модель может подобрать фотографии ваших родителей.

Шаги 2 и 3 обычно повторяются путем подстройки различных параметров модели (гиперпараметров), таких как количество узлов, количество слоев, какую математическую функцию использовать для определения того, светится ли узел, насколько агрессивно тренировать веса во время фазы обратного распространения и так далее. Этот ответ Quora содержит хорошее объяснение ручек, которые вы можете повернуть.

Шаг 4. Использование

Наконец, когда у вас есть точная модель, вы развертываете эту модель в своем приложении. Вы представляете модель в виде вызова API, такого как ParentsInPicture (фото) , и вы можете вызывать этот метод из своего программного обеспечения, заставляя модель сделать вывод и дать вам результат.

Мы рассмотрим этот процесс позже, чтобы написать приложение для iPhone, которое распознает визитные карточки.

Может быть сложно (то есть дорого) получить набор данных с метками, поэтому необходимо убедиться, что значение прогноза оправдывает затраты на получение данных с метками и, в первую очередь, обучение модели.Например, получение маркированных рентгеновских снимков людей, у которых может быть рак, стоит дорого, но ценность точной модели, которая генерирует мало ложных срабатываний и мало ложных отрицательных результатов, очевидно, очень высока.

Неподготовленное обучение

Неподготовленное обучение предназначено для ситуаций, когда у вас есть набор данных, но нет меток. Обучение без учителя берет входной набор и пытается найти закономерности в данных, например, организуя их в группы (кластеризация) или обнаруживая выбросы (обнаружение аномалий).Например:

• Представьте, что вы производитель футболок, и у вас есть куча измерений человеческого тела. Вам нужен алгоритм кластеризации, который группирует эти измерения в набор кластеров, чтобы вы могли решить, насколько велики ваши рубашки XS, S, M, L и XL.
• Вы являетесь техническим директором стартапа безопасности и хотите найти аномалии в истории сетевых подключений между компьютерами: необычный сетевой трафик может помочь вам найти сотрудника, загружающего всю свою историю CRM, потому что он собирается уйти или кто-то переводит ненормально большое количество денег на новый банковский счет.Если вы заинтересованы в подобных вещах, вам понравится этот обзор алгоритмов обнаружения неконтролируемых аномалий.
• Вы работаете в команде Google Brain, и вам интересно, что есть в видео YouTube. Это очень реальная история исследования «Поиск кошек на YouTube», которое разожгло энтузиазм широкой публики в отношении ИИ. В этой статье команда Google Brain совместно с исследователями из Стэнфорда Куоком Ле и Эндрю Нгом описывают алгоритм, который группирует видео на YouTube по нескольким категориям, в том числе по кошкам.Они не собирались искать кошек, но алгоритм автоматически группировал видео, содержащие кошек (и тысячи других объектов из 22 000 категорий объектов, определенных в ImageNet), без каких-либо явных обучающих данных.

Некоторые неконтролируемые методы обучения, о которых вы прочитаете в литературе, включают:

Чтобы узнать больше о неконтролируемом обучении, попробуйте этот класс Udacity.

Одним из наиболее многообещающих недавних достижений в обучении без учителя является идея Иана Гудфеллоу (которая в то время работала в лаборатории Йошуа Бенжио), называемая «порождающие противоборствующие сети», в которой мы сопоставляем две нейронные сети: одну сеть, Вызываемый генератор отвечает за генерацию данных, предназначенных для того, чтобы попытаться обмануть другую сеть, называемую дискриминатором.Этот подход позволяет добиться удивительных результатов, таких как ИИ, который может генерировать фотореалистичные изображения из текстовых строк или нарисованных от руки эскизов.

Обучение под наблюдением

Обучение под наблюдением объединяет множество немеченых данных с небольшим количеством помеченных данных на этапе обучения. Обученные модели, полученные в результате этого учебного набора, могут быть очень точными и менее дорогостоящими в обучении по сравнению с использованием всех помеченных данных. Например, наш друг Делип Рао из консалтинговой компании AI Joostware разработал решение, в котором использовалось полууправляемое обучение с использованием всего 30 ярлыков на класс, что соответствует точности модели, обучаемой с использованием контролируемого обучения, для которого требовалось ~ 1360 ярлыков на класс.Это позволило его клиенту очень быстро масштабировать свои возможности прогнозирования от 20 до 110 категорий.

Одна интуиция, объясняющая, почему использование немаркированных данных может иногда помочь сделать модели более точными: даже если вы не знаете ответа, вы узнаете что-то о том, что представляют собой возможные значения и как часто появляются конкретные значения.

Поклонники математики: попробуйте этот эпический урок Сяоцзин Чжу из 135 слайдов и сопровождающий документ, в котором содержится обзор литературы еще в 2008 году.

Обучение усилению

Обучение усилению предназначено для ситуаций, когда у вас снова нет маркированных наборов данных, но у вас есть способ узнать, приближаетесь ли вы к своей цели (функция вознаграждения).Классическая детская игра горячее или холодное (вариант Huckle Buckle Beanstalk) является хорошей иллюстрацией концепции. Ваша задача — найти спрятанный объект, и ваши друзья будут кричать, становитесь ли вы «горячее» (ближе) или «холоднее» (дальше) от объекта. «Горячее / холоднее» — это функция вознаграждения, и цель алгоритма — максимизировать функцию вознаграждения. Вы можете думать, что функция вознаграждения является отложенной и разреженной формой помеченных данных: вместо того, чтобы получать конкретный «правильный / неправильный» ответ с каждой точкой данных, вы получите отложенную реакцию и только намек на то, что вы движетесь в правильном направлении.

• DeepMind опубликовал в Nature статью, описывающую систему, которая сочетает в себе обучение с подкреплением и глубокое обучение, чтобы научиться играть в набор видеоигр Atari, некоторые с большим успехом (например, Breakout) и другие ужасно (например, Месть Монтесумы).
• Команда Nervana (в настоящее время в Intel) опубликовала отличное пояснительное сообщение в блоге, в котором подробно рассматриваются методы.
• Очень креативный студенческий проект Стэнфорда, разработанный Расселом Капланом, Кристофером Зауэром, Александром Соса, иллюстрирует одну из проблем, связанных с обучением с подкреплением, и предлагает разумное решение.В статье DeepMind вы увидите, что алгоритмам не удалось научиться играть в Месть Монтесумы. Причина этого заключается в том, что, как описывают студенты из Стэнфорда, «учебные агенты по подкреплению все еще пытаются учиться в среде с редким вознаграждением». Когда вы не получаете достаточно «горячих» или «холодных» подсказок, вам трудно найти скрытый ключ. Студенты Стэнфорда в основном учили систему понимать и реагировать на подсказки на естественном языке, такие как «подняться по лестнице» или «получить ключ», что делает систему лучшим алгоритмом подсчета очков в тренажерном зале OpenAI.Посмотрите видео алгоритма в действии.

Ричард Саттон и Эндрю Барто написали книгу «Обучение усилению». Ознакомьтесь с черновиком 2-го издания.

Первоначально опубликовано в «Книге искусственного интеллекта» Андреессена Горовица.

Похожие

Теги

Подпишитесь, чтобы получать ежедневные обзоры лучших технических историй!

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Компьютер — это машина, которая принимает данные в качестве входных данных, обрабатывает эти данные с помощью программ и выводит обработанные данные в качестве информации. Многие компьютеры могут хранить и извлекать информацию, используя жесткие диски. Компьютеры могут быть соединены вместе, чтобы сформировать сети, позволяя подключенным компьютерам общаться друг с другом.

Две основные характеристики компьютера: он отвечает на определенный набор команд четко определенным образом и может выполнять предварительно записанный список инструкций, вызывающих программу.В компьютере четыре основных этапа обработки: ввод, хранение, вывод и обработка.

Современные компьютеры могут выполнять миллиарды вычислений в секунду. Возможность вычислять много раз в секунду позволяет современным компьютерам выполнять несколько задач, что означает, что они могут выполнять много разных задач одновременно. Компьютеры выполняют много разных работ, где автоматизация полезна. Некоторые примеры — управление светофорами, транспортными средствами, системами безопасности, стиральными машинами и цифровыми телевизорами.

Компьютеры могут быть спроектированы так, чтобы делать с информацией практически все. Компьютеры используются для управления большими и маленькими машинами, которыми в прошлом управляли люди. Большинство людей использовали персональный компьютер у себя дома или на работе. Они используются для таких вещей, как расчет, прослушивание музыки, чтение статьи, написание и т. Д.

Современные компьютеры — это электронное компьютерное оборудование. Они делают математическую арифметику очень быстро, но компьютеры на самом деле не «думают». Они только следуют инструкциям в своих программах.Программное обеспечение использует аппаратное обеспечение, когда пользователь дает ему инструкции и дает полезный вывод.

Люди управляют компьютерами с помощью пользовательских интерфейсов. Устройства ввода включают клавиатуры, компьютерные мыши, кнопки и сенсорные экраны. Некоторыми компьютерами также можно управлять с помощью голосовых команд, жестов рук или даже сигналов мозга через электроды, имплантированные в мозг или по нервам.

Компьютерные программы разработаны или написаны программистами. Несколько программистов пишут программы на своем родном языке, называемом машинным кодом.Большинство программ написаны с использованием таких языков программирования, как C, C ++, Java. Эти языки программирования больше похожи на язык, на котором говорят и пишут каждый день. Компилятор переводит инструкции пользователя в двоичный код (машинный код), который компьютер поймет и сделает, что нужно.

Автоматизация [изменить | изменить источник]

У большинства людей есть проблемы с математикой. Чтобы показать это, попробуйте сделать 584 × 3220 в своей голове. Трудно запомнить все шаги! Люди создали инструменты, чтобы помочь им вспомнить, где они находились в математической задаче.Другая проблема, с которой сталкиваются люди, заключается в том, что им приходится повторять одну и ту же проблему снова и снова. Кассир должен был каждый день вносить изменения в голову или лист бумаги. Это заняло много времени и сделало ошибки. Итак, люди делали калькуляторы, которые делали одно и то же снова и снова. Эта часть истории компьютеров называется «историей автоматизированных вычислений», что является причудливой фразой «история машин, которая позволяет мне много раз повторять одну и ту же математическую задачу без ошибок.»

Абак, правило скольжения, астролябия и механизм Антикитера (датируется примерно 150-100 гг. До н.э.) являются примерами автоматических вычислительных машин.

Программирование [изменить | изменить источник]

Люди не хотят машины, которая бы делала одно и то же снова и снова. Например, музыкальная шкатулка — это машина, которая воспроизводит одну и ту же музыку снова и снова. Некоторые люди хотели быть в состоянии сказать своей машине делать разные вещи. Например, они хотели, чтобы музыкальная шкатулка каждый раз играла разную музыку.Они хотели запрограммировать музыкальную шкатулку — заказать музыкальную шкатулку для воспроизведения другой музыки. Эта часть истории компьютеров называется «историей программируемых машин», что является причудливой фразой «История машин, которые я могу приказать делать по-разному, если я знаю, как говорить на их языке».

Один из первых примеров этого был построен Героем Александрии (ок. 10–70 н.э.). Он построил механический театр, который исполнял спектакль продолжительностью 10 минут и управлялся сложной системой канатов и барабанов.Эти канаты и барабаны были языком машины — они рассказывали, что машина делала и когда. Некоторые люди утверждают, что это первая программируемая машина. ^[1]

Историки не согласны с тем, какие ранние машины являются «компьютерами». Многие говорят, что «замковые часы», астрономические часы, изобретенные Аль-Джазари в 1206 году, являются первым известным программируемым аналоговым компьютером. ^{[2] [3]} Длину дня и ночи можно регулировать каждый день, чтобы учесть изменение длины дня и ночи в течение года. ^[4] Некоторые считают эту ежедневную корректировку компьютерным программированием.

Другие говорят, что первый компьютер был сделан Чарльзом Бэббиджем. ^[4] Ада Лавлейс считается первым программистом. ^{[5] [6] [7]}

Эра вычислений [изменить | изменить источник]

В конце средневековья люди начали думать, что математика и инженерия важнее. В 1623 году Вильгельм Шикард сделал механический калькулятор. Другие европейцы сделали больше калькуляторов после него.Они не были современными компьютерами, потому что они могли только складывать, вычитать и умножать — вы не могли изменить то, что они сделали, чтобы заставить их делать что-то вроде игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что они не были программируемыми. Теперь инженеры используют компьютеры для проектирования и планирования.

В 1801 году Джозеф Мари Жаккард использовал перфорированные бумажные карточки, чтобы сообщить своему текстильному станку, какой рисунок можно соткать. Он мог использовать перфокарты, чтобы сказать ткацкому станку, что делать, и он мог менять перфокарты, что означало, что он мог запрограммировать ткацкий станок для плетения нужного ему рисунка.Это означает, что ткацкий станок был программируемым.

Чарльз Бэббидж хотел создать аналогичную машину, способную рассчитывать. Он назвал это «Аналитический двигатель». ^[8] Поскольку у Бэббиджа не было достаточно денег и он всегда менял свой дизайн, когда у него была лучшая идея, он никогда не создавал свой аналитический движок.

Со временем компьютеры стали использоваться все больше. Людям легко скучно делать одно и то же снова и снова. Представьте себе, что вы тратите свою жизнь, записывая что-то на карточках, храните их, а затем снова начинаете искать.В Бюро переписей США в 1890 году этим занимались сотни людей. Это было дорого, и отчеты заняли много времени. Затем инженер разработал, как заставить машины выполнять большую часть работы. Герман Холлерит изобрел табуляционную машину, которая автоматически добавит информацию, собранную бюро переписи. Компьютинговая корпорация звукозаписи (позже ставшая IBM) создала свои машины. Они арендовали машины вместо того, чтобы продавать их. Производители машин давно помогали своим пользователям понимать и ремонтировать их, и техническая поддержка CTR была особенно хороша.

Из-за таких машин были изобретены новые способы общения с этими машинами, были изобретены новые типы машин, и в итоге появился компьютер, какой мы его знаем.

Аналоговые и цифровые компьютеры [изменить | изменить источник]

В первой половине 20-го века ученые начали использовать компьютеры, главным образом потому, что ученым приходилось разбираться в математике, и они хотели больше времени уделять размышлениям по научным вопросам вместо того, чтобы часами складывать числа.Например, если им нужно было запустить ракетный корабль, им нужно было много математики, чтобы убедиться, что ракета работает правильно. Так они собрали компьютеры. Эти аналоговые компьютеры использовали аналоговые схемы, что усложняло их программирование. В 1930-х годах они изобрели цифровые компьютеры и вскоре упростили их программирование. Однако это не так, поскольку было предпринято много последовательных попыток довести арифметическую логику до 133. Аналоговые компьютеры — это механические или электронные устройства, которые решают проблемы.Некоторые из них используются для управления машинами.

Высокопроизводительные компьютеры [изменить | изменить источник]

Ученые выяснили, как создавать и использовать цифровые компьютеры в 1930–40-х годах. Ученые создали много цифровых компьютеров, и, когда они это сделали, они выяснили, как задавать им правильные вопросы, чтобы извлечь из них максимальную пользу. Вот несколько компьютеров, которые они построили:

• Конрад Цузе электромеханический «Z machines». Z3 (1941) была первой рабочей машиной, которая использовала двоичную арифметику. Двоичная арифметика означает использование «Да» и «Нет». сложить числа вместе. Вы также можете запрограммировать это. В 1998 году Z3 оказался завершенным по Тьюрингу. Завершение по Тьюрингу означает, что этому конкретному компьютеру можно сказать все, что математически возможно сказать компьютеру. Это первый в мире современный компьютер.
• Непрограммируемый компьютер Atanasoff – Berry (1941), в котором использовались вакуумные трубки для хранения ответов «да» и «нет», а также память регенеративного конденсатора.
• The Harvard Mark I (1944), большой компьютер, который вы могли бы запрограммировать.
• Научно-исследовательская лаборатория баллистики армии США ENIAC (1946), которая может прибавлять числа, как это делают люди (используя цифры от 0 до 9), и иногда ее называют первым электронным компьютером общего назначения (так как Z3 Конрада Цузе 1941 года использовал электромагниты вместо электроники ).Сначала, однако, единственный способ перепрограммировать ENIAC — это перемонтировать его.

Несколько разработчиков ENIAC увидели его проблемы. Они изобрели способ для компьютера запомнить то, что он сказал, и способ изменить то, что он запомнил. Это известно как «архитектура хранимых программ» или архитектура фон Неймана. Джон фон Нейман рассказал об этом проекте в документе «Первый проект отчета об EDVAC », распространенном в 1945 году. Примерно в это же время начался ряд проектов по разработке компьютеров на основе архитектуры хранимых программ.Первый из них был завершен в Великобритании. Первым, кто продемонстрировал свою работу, была Манчестерская экспериментальная машина малого масштаба (SSEM или «Baby»), в то время как EDSAC, построенный через год после SSEM, был первым действительно полезным компьютером, который использовал дизайн хранимой программы. Вскоре после этого машина, первоначально описанная в статье фон Неймана — EDVAC, была завершена, но не была готова в течение двух лет.

Почти все современные компьютеры используют архитектуру хранимых программ. Это стало основной концепцией, которая определяет современный компьютер.Технологии, используемые для создания компьютеров, изменились с 1940-х годов, но многие современные компьютеры все еще используют архитектуру фон Неймана.

В 1950-х годах компьютеры были построены в основном из вакуумных трубок. Транзисторы заменили вакуумные трубки в 1960-х годах, потому что они были меньше и дешевле. Они также нуждаются в меньшей мощности и не ломаются так сильно, как вакуумные трубки. В 1970-х годах технологии были основаны на интегральных схемах. Микропроцессоры, такие как Intel 4004, сделали компьютеры меньше, дешевле, быстрее и надежнее.К 1980-м годам микроконтроллеры стали небольшими и достаточно дешевыми, чтобы заменить механические элементы управления, такие как стиральные машины. В 1980-х годах также появились домашние компьютеры и персональные компьютеры. С развитием Интернета персональные компьютеры становятся такими же распространенными, как телевизор и телефон в домашнем хозяйстве.

В 2005 году Nokia начала называть некоторые из своих мобильных телефонов (N-серии) «мультимедийными компьютерами», и после запуска Apple iPhone в 2007 году многие теперь начинают добавлять категорию смартфонов в число «настоящих» компьютеров.В 2008 году, если смартфоны были включены в число компьютеров в мире, крупнейшим производителем компьютеров по количеству проданных устройств стал уже не Hewlett-Packard, а Nokia. ^[9]

Существует много типов компьютеров. Некоторые включают в себя:

1. ПК
2. рабочая станция
Базовый блок
4. сервер
Мини-компьютер
6. суперкомпьютер
7. встроенная система
8. планшетный компьютер

«Настольный компьютер» — это небольшая машина с экраном (который не является частью компьютера).Большинство людей держат их на столе, поэтому их называют «настольными компьютерами». «Портативные компьютеры» — это компьютеры, достаточно маленькие, чтобы поместиться на коленях. Это делает их легко носить с собой. И ноутбуки, и настольные компьютеры называются персональными компьютерами, потому что один человек одновременно использует их для таких вещей, как воспроизведение музыки, серфинг в Интернете или игра в видеоигры.

Существуют большие компьютеры, которые одновременно могут использовать многие люди. Они называются «мейнфреймами», и эти компьютеры делают все, что делает работу, например, интернетом.Вы можете думать о персональном компьютере следующим образом: персональный компьютер похож на вашу кожу: вы можете видеть его, другие могут видеть его, и через вашу кожу вы чувствуете ветер, воду, воздух и остальной мир. Мэйнфрейм больше похож на ваши внутренние органы: вы их никогда не видите, и вы даже не думаете о них, но если они внезапно исчезнут, у вас будут очень большие проблемы.

Встроенный компьютер, также называемый встроенной системой, — это компьютер, который выполняет одно и только одно и обычно делает это очень хорошо.Например, будильник — это встроенный компьютер: он показывает время. В отличие от вашего персонального компьютера, вы не можете использовать свои часы для игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что встроенные компьютеры не могут быть запрограммированы, потому что вы не можете устанавливать больше программ на свои часы. Некоторые мобильные телефоны, банкоматы, микроволновые печи, CD-плееры и автомобили управляются встроенными компьютерами.

ПК «все в одном» [изменить | изменить источник]

Многофункциональные компьютеры — это настольные компьютеры, которые имеют все внутренние механизмы компьютера в том же корпусе, что и монитор.Apple сделала несколько популярных примеров универсальных компьютеров, таких как оригинальный Macintosh середины 1980-х и iMac конца 1990-х и 2000-х годов.

• Обработка
• Таблицы
• PowerPoint Презентации
• Редактирование фотографий
• E-mail
• Редактирование видео / рендеринг / кодирование
• Аудиозапись
• Управление системой
• Разработка программного обеспечения

Компьютеры хранят данные и инструкции в виде чисел, потому что компьютеры могут выполнять операции с числами очень быстро.Эти данные хранятся в виде двоичных символов (1 и 0). Символ 1 или 0, сохраняемый компьютером, называется битом, который происходит от двоичной цифры слова. Компьютеры могут использовать много битов вместе для представления инструкций и данных, которые эти инструкции используют. Список инструкций называется программой и хранится на жестком диске компьютера. Компьютеры работают через программу, используя центральный процессор, и они используют быструю память, называемую ОЗУ, также известную как (оперативное запоминающее устройство), как пространство для хранения инструкций и данных, пока они делают это.Когда компьютер хочет сохранить результаты программы на потом, он использует жесткий диск, потому что вещи, сохраненные на жестком диске, все еще могут быть запомнены после выключения компьютера.

Операционная система сообщает компьютеру, как понять, какие задания он должен выполнять, как выполнять эти задания и как сообщать людям результаты. Миллионы компьютеров могут использовать одну и ту же операционную систему, в то время как каждый компьютер может иметь свои собственные прикладные программы, чтобы делать то, что нужно его пользователю. Использование одних и тех же операционных систем позволяет легко научиться использовать компьютеры для новых вещей.Пользователь, которому нужно использовать компьютер для чего-то другого, может научиться использовать новую прикладную программу. Некоторые операционные системы могут иметь простые командные строки или полностью дружественный графический интерфейс.

Одна из самых важных задач, которую компьютеры выполняют для людей, — это помощь в общении. Общение — это то, как люди делятся информацией. Компьютеры помогли людям продвинуться вперед в науке, медицине, бизнесе и образовании, потому что они позволяют экспертам из любой точки мира работать друг с другом и обмениваться информацией.Они также позволяют другим людям общаться друг с другом, выполнять свою работу практически в любом месте, узнавать практически обо всем или делиться своим мнением друг с другом. Интернет — это то, что позволяет людям общаться между своими компьютерами.

Компьютер теперь почти всегда является электронным устройством. Обычно он содержит материалы, которые при утилизации становятся электронными отходами. Когда в некоторых местах покупается новый компьютер, законы требуют, чтобы стоимость его обращения с отходами также была оплачена.Это называется управлением продуктом.

Компьютеры могут быстро устареть, в зависимости от того, какие программы запускает пользователь. Очень часто они выбрасываются в течение двух или трех лет, потому что некоторым новым программам требуется более мощный компьютер. Это усугубляет проблему, поэтому компьютерная переработка часто происходит. Многие проекты пытаются отправить работающие компьютеры в развивающиеся страны, чтобы их можно было повторно использовать, и они не будут тратиться так быстро, поскольку большинству людей не нужно запускать новые программы. Некоторые части компьютера, такие как жесткие диски, могут легко сломаться.Когда эти части попадают на свалку, они могут помещать в грунтовые воды ядовитые химические вещества, такие как свинец. Жесткие диски также могут содержать секретную информацию, такую ​​как номера кредитных карт. Если жесткий диск не был удален перед тем, как его выбросить, похититель может получить информацию с жесткого диска, даже если диск не работает, и использовать ее для кражи денег с банковского счета предыдущего владельца.

Компьютеры бывают разных форм, но большинство из них имеют общий дизайн.

• Все компьютеры имеют процессор.
• Все компьютеры имеют какую-то шину данных, которая позволяет им получать входные данные или выводить данные в окружающую среду.
• Все компьютеры имеют некоторую форму памяти. Обычно это чипы (интегральные схемы), которые могут содержать информацию.
• Многие компьютеры имеют какие-то датчики, которые позволяют им получать информацию из своей среды.
• Многие компьютеры имеют какое-то устройство отображения, которое позволяет им отображать вывод. К ним также могут быть подключены другие периферийные устройства.

Компьютер состоит из нескольких основных частей.При сравнении компьютера с человеческим телом процессор похож на мозг. Это делает большую часть мышления и говорит остальной части компьютера, как работать. Процессор находится на материнской плате, которая похожа на скелет. Это обеспечивает основу для того, куда идут другие части, и несет нервы, которые соединяют их друг с другом и с процессором. Материнская плата подключена к источнику питания, который обеспечивает электричество для всего компьютера. Различные дисководы (дисковод компакт-дисков, дисковод гибких дисков и на многих новых компьютерах, флеш-накопитель USB) действуют как глаза, уши и пальцы и позволяют компьютеру считывать различные типы хранилищ так же, как человек может читать по-разному. виды книг.Жесткий диск похож на память человека и отслеживает все данные, хранящиеся на компьютере. У большинства компьютеров есть звуковая карта или другой метод создания звука, который похож на голосовые связки или голосовой ящик. К звуковой карте подключены динамики, которые похожи на рот, и где звук выходит. Компьютеры могут также иметь графическую карту, которая помогает компьютеру создавать визуальные эффекты, такие как трехмерные среды или более реалистичные цвета, а более мощные графические карты могут создавать более реалистичные или более продвинутые изображения, точно так же как хорошо обученный художник может ,

Название компании	Продажи (млрд. Долларов США)
Apple	220 000
Samsung	212 680
Foxconn	132,070
HP (Hewlett-Packard)	112 300
IBM	99,750
Hitachi	87,510
Microsoft	86 830
Amazon	74 450
Sony	72,340
Panasonic	70 830
Google	59 820
Dell	56,940
Toshiba	56,200
LG	54 750
Intel	52,700

1. № «Александрийская цапля».Получено 2008-01-15.
2. ↑ Говард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , с. 184, Техасский университет печати, ISBN 0-292-78149-0
3. ↑ Дональд Рутледж Хилл, «Машиностроение на средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991, с. 64-9 (сравните Дональда Рутледжа Хилла, Машиностроение)
4. ↑ ^{4.0 4.1} Древние открытия, Эпизод 11: Древние роботы , Исторический канал, найдено 2008-09-06
5. ↑ Fuegi & Francis 2003, pp.16-26.
6. ↑ Филлипс, Ана Лена (2011). «Краудсорсинг гендерного равенства: день Ады Лавлейс и его сопутствующего веб-сайта направлен на повышение авторитета женщин в науке и технике». американский ученый . 99 (6): 463.
7. ↑ «Ада Лавлейс почитается Google doodle», The Guardian , 2012 10 декабря, получено 10 декабря 2012 .
8. ↑ Не путайте аналитический движок с разностным движком Бэббиджа, который был непрограммируемым механическим калькулятором.
9. ↑ Миллер, Мэтью. «Nokia была крупнейшим в мире производителем компьютеров в 2008 году». ZDNet . Получено 2020-07-18.

• ^a Kempf, Kar (1961). « Историческая монография: Электронные компьютеры в артиллерийском корпусе «. Абердинский испытательный полигон (армия США).
• ^a Phillips, Tony (2000). «Антикитера Механизм I». Американское математическое общество. Получено 2006-04-05.
• ^a Шеннон, Клод Элвуд (1940). « Символьный анализ релейных и коммутационных цепей ». Массачусетский Технологический Институт.
• ^a Digital Equipment Corporation (1972). PDP-11/40 Руководство по процессору (PDF). Мейнард, Массачусетс: Корпорация цифрового оборудования.
• ^a Verma, G .; Мильке Н. (1988). « Надежность исполнения флэш-памяти на базе ETOX ».IEEE Международный симпозиум по физике надежности.
• ^a Meuer, Hans (2006-11-13). «Архитектура делится со временем». Штромайер, Эрих; Саймон, Хорст; Донгарра, Джек. TOP500. Получено 2006-11-27.
• Stokes, Jon (2007). Внутри машины: иллюстрированное введение в микропроцессоры и компьютерную архитектуру . Сан-Франциско: без крахмального пресса. ISBN 978-1-59327-104-6 .