12 Достижения компьютерной техники 15 Программирование
Скачать 382.12 Kb.
|
Что могут ЭВМ Главная способность ЭВМ — способность к имитации объектов, явлений, механизмов, даже таких, которые не существуют в природе. Эта способность в сочетании с быстродействием — до миллиардов операций в секунду — основа эффективности ЭВМ. Жизненные задачи обычно не являются четко сформулированными. Поэтому, прежде чем обратиться к ЭВМ для решения задачи, задачу нужно четко сформулировать. Четкая формулировка задачи всегда основана на некоторых упрощающих предположениях, которые позволяют построить модель задачи, т. е. определить, что будет служить исходными данными, а что — результатом, и какова связь между исходными данными и результатом. Для одной и той же задачи могут быть созданы разные модели, в зависимости от того, какие средства используются для ее создания, и какие предположения положены в ее основу. Выбор исходных данных, описание результатов и соотношений в модели задачи зависят также от возможностей того, кто будет ее решать. Если задачу будет решать ЭВМ, «умеющая», например, только вычислять, то исходные данные и результаты должны быть представлены числами, а связи между ними — математическими соотношениями. Иначе говоря, нужно построить математическую модель задачи. Это означает — выделить предположения, на которых будет основана математическая модель; определить, что считать исходными данными и результатами; записать математические соотношения (формулы, уравнения, неравенства и так далее), связывающие результаты с исходными данными. Если задача заменена ее моделью, то и ответ относится к модели и лишь опосредованно — к исходной задаче. Созданием математической модели завершается первый этап решения задачи с помощью компьютера. Второй этап — составление алгоритма (четкой инструкции, строго указывающей необходимую последовательность действий). ЭВМ могут выполнять алгоритмы без участия человека, автоматически. Но для этого нужно составить программу, т. е. записать алгоритм на одном из языков программирования. Модель всегда основана на тех или иных упрощениях. Поэтому, проведя вычисления на ЭВМ, необходимо сопоставить результаты с экспериментальными фактами, теоретическими воззрениями и Другой информацией об изучаемом объекте. При этом может возникнуть необходимость уточнить математическую модель, полнее учитывая особенности изучаемого объекта. Уточнив модель, снова составляют алгоритм, проводят расчеты на ЭВМ и анализируют результаты, и так до тех пор, пока анализ результатов не покажет их приемлемое соответствие знаниям об изучаемом объекте. Проведение расчетов на ЭВМ и анализ результатов называется вычислительным экспериментом. Таким образом, в третий этап решения задачи с помощью компьютера помимо написания программы, входит вычислительный эксперимент. Перевод задач на язык математики позволяет подключить для их решения мощные математические методы. Так, очень часто возникает задача изучения некоторой функции. Один из методов изучения функции с помощью ЭВМ — разбиение ее области определения на маленькие промежутки. При этом предполагают, что на каждом из отрезков функция постоянна и меняется «мгновенно» в конце каждого промежутка. Как правило, при измельчении отрезков разбиения нужная информация о функции может быть получена с любой точностью. Достоинство этого метода — в том, что вместо функции рассматривается конечное множество чисел. История развитие ЭВМ В развитии вычислительной техники можно выделить предысторию и четыре поколения электронных вычислительных машин. Впереди создание ЭВМ пятого поколения. Развитие ЭВМ, по-видимому, ярче всего отражает динамику научно-технического прогресса второй половины XX в. Предыстория развития вычислительной техники начинается с глубокой древности. Одним из первых средств счета были китайские счеты (суан-пан), римские счеты (абак) и русские счеты, которые до сих пор пытаются конкурировать с современной вычислительной техникой. Прошло много лет, прежде чем появилась первая счетная машина, которую в 1642 г. изобрел французский математик Влез Паскаль. Эта машина была построена на основе зубчатых колес и могла суммировать десятичные числа. Впечатление о «способностях» этой машины высказал сам Паскаль, который сказал, что «арифметическая машина производит действие, приближающееся к мысли больше, чем все, что делают животные». Первую арифметическую машину, выполняющую все четыре арифметических действия, создал в 1673 г. немецкий математик Лейбниц. Эта арифметическая машина послужила прототипом арифмометров, которые начали производиться серийно с 1820 г. и использовались вплоть до 60-х годов XX в. Одновременно с широким распространением арифмометров появилась идея создания универсальной программируемой счетной машины, выдвинутая в 1823 г. английским математиком Чарльзом Беббиджем. Задуманный им проект машины содержал все основные устройства вычислительных машин: память, арифметическое устройство и устройство управления, устройство ввода и устройство печати. Проект этой машины реализовывался 70 лет, но его воплощение так и не было - завершено. Однако вычислительные программы для этой машины были созданы! Их составила дочь Джона Байрона герцогиня Ада Лавлейс, которая по праву считается первой женщиной-программистом. В ее честь назван язык программирования Ада. Из-за сложности и механического износа деталей проект Беббиджа, опережавший технические возможности своего времени, так и остался нереализованным. И только через 100 лет, в 40-х годах XX в., удалось создать программируемую счетную машину на основе электромеханических реле. Реле — это элемент, имеющий два рабочих состояния: «включено» и «выключено». Важно отметить, что при проектировании этих электромеханических счетных машин использовался аппарат математической логики. Именно в 40-е годы начался бурный прогресс научных и технических новшеств в промышленности и вычислительной технике. Не успели начать серийно выпускать электромеханические счетные машины, как появились первые ЭВМ, в которых логические элементы были реализованы на основе радиоламп. Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была создана в США после второй мировой войны, в 1946 г. В группу создателей действующей ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых XX в.— Джон фон Нейман, который и предложил основные принципы построения и функционирования универсальных программируемых вычислительных машин. Именно в соответствии с его идеями современные ЭВМ состоят из процессора, арифметического устройства, устройств ввода-вывода и памяти для хранения данных и программ. Одновременно над проектами электронных вычислительных машин работали в Англии, где первая универсальная ЭВМ появилась в 1949 г., и в СССР, где первая электронно-вычислительная машина, получившая название МЭСМ (малая электронно-счетная машина), была разработана в 1950 г., а первая советская большая ЭВМ -- БЭСМ появилась в 1952 г. ЭВМ первого поколения изготовлялись на основе вакуумных электронных ламп. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы и требовавших сложнейшей системы охлаждения. Работа на ЭВМ производилась за пультом, где можно было видеть состояние каждой ячейки памяти и любого регистра. Программы для ЭВМ первого поколения составлялись в машинных кодах — в виде длинных последовательностей двоичных чисел. Занимались этим исключительно математики, выполнявшие на ЭВМ сложнейшие расчеты. Следующее, второе поколение ЭВМ появилось через 10 лет— -в 60-х годах. В этих ЭВМ логические элементы реализовывались уже не на радиолампах, а на базе полупроводниковых приборов-транзисторов. Это позволило значительно увеличить надежность машин, сократить их размеры и потребление электроэнергии. Тем самым открылся путь для серийного производства ЭВМ. В составе ЭВМ второго поколения появились печатающие устройства для вывода, телетайпы для ввода и магнитные накопители для хранения информации. Диалог человека с ЭВМ стал более естественным благодаря появлению языков программирования высокого уровня, таких, как Фортран, Алгол, Бейсик и др. Начали создаваться первые автоматизированные системы, а базе ЭВМ. Для появления третьего поколения ЭВМ вновь понадобилось всего лишь около 10 лет. Их основу составляли интегральные микросхемы, содержавшие на одной полупроводниковой пластинке сотни или тысячи транзисторов. Благодаря этому уменьшились размеры ЭВМ, потребление ими электроэнергии и стоимость компьютеров. В состав ЭВМ третьего поколения были включены удобные устройства ввода-вывода и накопления, информации (дисплеи) на основе электронно-лучевых трубок, накопители на магнитных лентах и дисках, графопостроители и т. п. Количество компьютеров к этому времени достигло уже десятков и сотен тысяч. К работе с этими ЭВМ стал подключаться широкий круг специалистов: инженеры, техники. Вычислительные машины появились в университетах и институтах. Начали создаваться операционные системы, базы данных, языки структурного программирования, первые системы «искусственного интеллекта», стали внедряться системы автоматизированного проектирования и управления и т. п. Для появления ЭВМ четвертого поколения вновь потребовалось 10 лет. Они были созданы и выпущены в массовое производство на рубеже 80-х годов. Элементной базой этих ЭВМ стали большие интегральные схемы (БИС), в которых на одном кристалле кремния размещаются уже десятки и сотни тысяч логических элементов. Такие интегральные схемы позволяют создавать на одном-единственном кристалле программируемые блоки управления различными устройствами. Малые габариты и слабые токи, необходимые для их работы, позволяют устанавливать эти процессоры в любое техническое изделие: в телевизоры, стиральные машины, автомобили и т. д. Тем самым открывается возможность создания принципиально новых, программно управляемых технических устройств. Наиболее яркими представителями ЭВМ четвертого поколения служат персональные ЭВМ, габариты которых позволяют устанавливать их на любом рабочем месте. В состав этих ЭВМ включаются удобные средства накопления, ввода и предоставления информации: накопители на гибких магнитных дисках, цветные графические дисплеи, графические планшеты, компактные печатающие устройства. Массовое распространение персональных ЭВМ изменило требования к программам. Главными из этих требований стали: простота . правил работы, эстетичность, надежность программ, универсальность их функций, простота обучения работе на ЭВМ. Десятки миллионов персональных ЭВМ, устанавливаемых в службах сервиса и управления, на производстве и в образовании, требуют овладения компьютерной грамотностью от всего взрослого населения, а также подготовки специалистов по созданию, развитию и применению ЭВМ. Следующее, пятое поколение ЭВМ должно прийти на смену ЭВМ четвертого поколения еще до конца этого столетия. Элементной базой этих ЭВМ булут служить сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), которые будут отличаться колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле. Работа этих схем будет основана на принципах логического вывода, подобных принципам работы программ на языке Пролог. Главным же будет существенное увеличение электронной памяти в этих схемах, которая послужит базой для их «интеллекта». Предполагается, что широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общение с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание «интеллектуальных» роботов и робототехнических устройств. Одной из главных проблем развития ЭВМ (как четвертого, так и перспективного пятого поколения) является проблема разработки программного обеспечения. Массовое использование ЭВМ по-новому ставит вопрос о разработке и эксплуатации программных средств. При сложившемся ныне кустарном производстве программ и предстоящем насыщении компьютерами общественного производства и жизни общества едва ли не все население Земли должно стать программистами, для того, чтобы обеспечить себя необходимыми программами. Выходом из этого положения явится создание мощной индустрии информатики, которая возьмет на себя не только создание средств разработки программ, но и разработку пакетов прикладных программ. Эти разработки должны обеспечивать высокое качество и вестись примерно так же, как и выпуск промышленной продукции. Достижения компьютерной техники
Что такое настольный компьютер, объяснять никому не надо — это любимое молодежью устройство, чтобы красиво набирать тексты рефератов, а также любые другие тексты, бланки и договоры; вести бухгалтерский учет; управлять финансами организации и работать с клиентской базой данных, а также делать различные расчеты, рисовать, слушать музыку и смотреть cyпep DVD- фильмы, обмениваться посланиями по электронной почте или прогуливаться по всемирной сети Интернет. Обычный настольный персональный компьютер, или, как его называют на американско - компьютерном сленге, десктоп, состоит из системного блока, монитора, клавиатуры и мыши. Самая важная часть компьютера — системный блок, содержащий процессор и оперативную память (memory), — сердце и мозг ПК, жесткий диск, или винчестер (HDD — hard disk drive), дисковод (FDD — floppy disk drive), CD-ROM и несколько так называемых портов (COM, LTP, USB — port) — плат, снабженных разъемами для присоединения к компьютеру дополнительных устройств: для печати — принтера, для связи с другими компьютерами — модема, для ввода изображений в компьютер — сканера и некоторых других устройств. Оговоримся, что в целом мы будем говорить об IBM-совместимых компьютерах, которые в мировом масштабе используют большинство людей в практической деятельности. Их производят не только в США, но и в Европе, Азии фирмы-производители ПК, принявшие стандарт фирмы IBM. Именно для этих компьютеров используется операционная система Windows знаменитой фирмы Microsoft. Однако существует и другой стандарт «Эппл» (Apple) — яблоко, на базе которого выпускаются компьютеры серии «Макинтош» (Macintosh). Для компьютеров этой группы существует свое «яблочное» программное обеспечение, в частности своя операционная система Mac OS X. В чем принципиальная разница между IBM и Apple? Первая из них выбрала тактику открытой архитектуры (с продажей патентов). Любая фирма, приобретя патент, может наладить производство компьютеров по технологии IBM. Именно это и обеспечило широкое распространение компьютеров IBM. Фирма Apple не продает свои патенты, поэтому компьютеры этой фирмы дороже и менее распространены, хотя наиболее известные компьютеры серии Macintosh гораздо удобнее, мощнее и надежнее, чем их аналоги IBM. Наше учебное пособие посвящено в большей степени IBM PC, т.е. везде, где встретится слово «компьютер», мы будем подразумевать IBM-совместимый ПК, работающий с операционной системой Windows. В практической деятельности важным моментом работы с компьютером является сохранение информации. Для этого помимо традиционных дискет и CD-дисков применяют не так давно появившиеся записываемые диски CD-R и CD-RW. Такие устройства сохраняют намного больше информации, чем дискеты. Однажды записанный диск CD-R перезаписать уже нельзя. Снять это ограничение призваны диски и накопители стандарта CD-RW (перезаписываемые диски) — устройство не очень дешевое, но полезное. Эти устройства для тех, кто собирается работать с большими объемами данных, такими, как графика и музыка. Если же сохраняемая информация исчисляется в гигабайтах (трехмерная графика, видео), то 700 Мбайт CD-диска будет недостаточно. Недавно появился новый стандарт DVD, позволяющий записать полнометражный фильм. Такие устройства вмещают от 3 до 18 Гбайт ( с двусторонней записью). Существуют пишущие DVD-дисководы (DVD-R) и перезаписывающие — DVD-RW. Пока эти устройства достаточно дороги, но общая тенденция снижения цен на компьютерные новинки позволяет надеяться, что скоро они станут по карману и обычному пользователю. Особенностью компьютеров последних моделей является наличие особых инфракрасных портов (IR — infra red), позволяющих подключать различные устройства без проводов. Такой порт общается с устройством, как телевизор со своим пультом дистанционного управления. Порт на основе радиопередатчика — другая разновидность такого дистанционного подключения. Наличие ИК - порта привело к появлению беспроводных устройств: клавиатур, мышей. Распространены два типа таких устройств: «инфракрасный» и «радиоустройство». Недостатком первого можно считать необходимость постоянно видеть ИК - порт. Если случайно закрыть порт учебником, то инфракрасная мышка «умирает» — перестает шевелиться. Этого недостатка лишена радио мышь, общающаяся с компьютером посредством маленького радиопередатчика. |
Похожие:
 | Курсовая работа по дисциплине "Маркетинг в отраслях и сферах деятельности"... Общая характеристика центра закупки компьютерной техники (на примере ООО "Аверс") |  | "Использование учебно-лабораторного оборудования, компьютерной техники,... Использование учебно-лабораторного оборудования, компьютерной техники, поставленной в рамках введения |
| Курсовая работа по дисциплине «Информатика и программирование» Кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» | | Реферат по информатике на тему: «История развития компьютерной техники» Механические предпосылки |
| Российской Федерации "Об образовании" Целью деятельности курсов является: подготовка пользователей компьютерной техники; удовлетворение потребностей граждан в получении... | | Е. И. Кешиктина Методические рекомендации по изучению Информационные технологии и применение компьютерной техники в профессиональной деятельности |
| Контрольная работа №1 Тема контрольной работы №1 Базовые основы компьютерной Области применения компьютерной графики; технические средства компьютерной графики: мониторы, графические адаптеры | | Тематическое планирование в основной школе на два года 8-9-е классы История развития компьютерной техники. Классификация компьютеров по функциональным возможностям |
| «программирование» Рабочая программа дисциплины «Программирование» /сост. Хатаева Р. С.– Грозный: чгпи, 2011г | | Классификация вариантов использования информационно-компьютерной... Формальное представление состава учебной программы и выделение перечня учебных задач 14 |
| «Все, кто, так или иначе, сделал информатику областью своей практической... Цель урока: дать первичное представление о структуре компьютерной памяти и познакомить с системами счисления | | Перечень специализированного оборудования, компьютерной техники,... Оборудование поточных учебных аудиторий – компьютер, проектор, аудиооборудование, интернет-подключение |
| Совокупность умений и приемов, используемых учителем для наиболее... Педагогическая техника – совокупность умений и приемов, используемых учителем для наиболее полного достижения своих целей. В понятие... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Внедрение компьютерной техники во все сферы человеческой деятельности послужило толчком к зарождению новой научной и прикладной дисциплины... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мотивационная: побудить и поддержать интерес к изучению математики с помощью наглядности и “яркости” (применение компьютерной техники)... | | Программа учебной дисциплины “ история ” 2012 г Спо) 230401 «Информационные системы (по отраслям)», 090305 “Информационная безопасность автоматизированных систем”, 230115 “Программирование... |
