«В. Никишев ИНФОРМАТИКА и ПРОГРАММИРОВАНИЕ Учебное пособие Чебоксары - 2014 1 УДК 681.142.2 Никишев В. К. Информатика и вычислительная техника. Коротко обо всем. : Учебное пособие. - Чебоксары: Чувашский государственный ...»

МИНОБРНАУКИ РОССИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени

И.Н. Ульянова»

В. Никишев

ИНФОРМАТИКА

и

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Учебное пособие

Чебоксары - 2014 1 УДК 681.142.2 Никишев В. К. Информатика и вычислительная техника.

Коротко обо всем. : Учебное пособие. - Чебоксары: Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова 2013 стр.338.

ISBN Рецензенты:

Горский А.В. -доцент кафедры информатики и вычислительной техники чувашского педагогического университета им. И.Я. Яковлева, канд. физ-мат. наук, доцент Григорьев Ю В. -старший преподаватель кафедры информатики и вычислительной техники чувашского педагогического университета им. И.Я. Яковлева, канд. пед. наук.

Учебное пособие « Информатикка и программирование»

предназначено для студентов кафедры компьютерных технологий и других учебных заведений, которые изучают основы информатики и программирования. В пособии излагаются теоретические основы инфломатики и программирования: основы информации, основы кадирования и алгоритмизации, арифметические и логические основы построения ЭВМ. Особое внимание уделяется замечательным людям, которые внесли большой вклад в развитии информатики и программирования, а тпкже основым датам создания ЭВМ и компьютерных технологий.

Печатается по решению ученого совета Чувашского государственного университета им. И. Н Ульянова.

Никишев В.К.,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение …….….................................... Глава 1. Информатика, вычислительная техника и программирование:

вчера, сегодня и завтра……................ ……. 1.1 Общие сведения об информатике …........... 1.2 Краткая история информатики, вычислительной техники и программирования………............. 1.3 Биографические справки об ученых в области информатики, вычислительной техники и программирования…..……………………………….. Глава 2. Теория информация …......................... 2.1 Общие сведения об информации…………………. 2.2 Формы представления и кодирование информации ……………………………………….. Глава 3.. Основные принципы построения электронных вычислительных машин……………… 3.1 Общая характеристика ЭВМ …………………… 3.2 Общие принципы построения ЭВМ……………… 3.3 Структура вычислительных машин ……………. Глава 4. Операционная система……………………………….. 4.1 Общие сведения ………………………………… 4.2 Операционная системв MS-DOC………………… 4.3 Операционные системы Windows Глава 5. Арифметические и логические основы построения ЭВМ…………………………………….

1.4 Общие принципы построения ЭВМ………………... Глава 2. Работа на ЭВМ ……..................... 2.1 Этапы решения задач на ЭВМ ………………....... 2.2 Модели.Методы решения задач на ЭВМ……………….. 2.3 Алгоритмизация ……………….................... 2.4 Программирование ………………................. 2.5 Моделирование (вычислительный 2.6 Обслуживающие программы………………......... Понятия об информатике …………………..………………. Техника безопастности при работе на ЭВМ…………….. Санитарно-гигиенические требования ………………….. Литература.

Введение В 80-годы на смену «индустриальному обществу» пришло «информационное общество». В современных условиях информация является таким же стратегическим ресурсом общества, как, например, энергетические ресурсы.

Информационная революция вызвана рядом существенных особенностей нашего времени:

- ростом количества работников умственного труда (в США процент таких работников достигает 60%);

- избытоком информации, передаваемой посредством связи, публикаций в различных изданиях (книги, газеты, журналы) и т.д.;

устаревшими методами доступа к современным информационным источникам;

- невозможностью обработки большого количества информации (человеческое сознание уже не в состоянии переварить такое количество информации).

Различие в уровне информационного обеспечения становится одним из существенных причин дисбаланса экономического развития стран.

Знание всегда дает власть тем, кто в настоящее время владеет и может пользоваться информацией. Информатизация общества существенно влияет и на образование, на его формы и методы обучения, что нашло свое отражение в программе информатизации образования. Основными направлениями в программе информатизации образования являются:

- использование новых информационных технологий (НИТ) и наличие компьютерной грамотности у учащихся;

- профессиональное обучение учащихся;

- перестройка содержания и методов обучения;

- использование ЭВМ для управления системой образования.

Одной из основных задач является развитие учебных дисциплин, направленных на общеобразовательную и профессионнальную подготовку учащихся в области информатики и вычислительной техники. Основная цель такой подготовки - овладение элементами компьютерной грамотности.

В это понятие входит подготовка пользователя ЭВМ, который знаком с возможностями и сферами применения ЭВМ, программирования, имеет навыки в использовании ЭВМ для подготовки и обработки текстов, хранения и поиска информации, выполнения работ с помощью средств информационной технологии (текстовые и графические редакторы, электронные таблицы и базы данных).

Профессиональное образование предусматривает использование НИТ в различных специальностях и подготовку специалистов в области информатики и вычислительной техники. Информатика как предмет предлагает изучение следующих разделов:

- алгоритмизация;

- программирование;

- алгебра логики;

- устройство и проектирование ЭВМ;

- численные методы;

- системотехника;

- компьютерные сети;

- средства информационных технологий;

- моделирование.

Особенно важным представляется глубокое изучение информатики и ВТ для следующих видов деятельности:

- проведение лабораторных работ и обработка результатов вычислительных экспериментов;

- использование моделирования для изучения и исследования различных процессов и явлений;

- выполнение расчетов;

- проведение информационно-поисковых работ;

- подготовка текстов, чертежей и других графических материалов.

Появление современных ЭВМ типа IBM создает основу для внедрения автоматизированных систем управления системой образования или отдельными учебными заведениями.

На первоначальном этапе была разработана программа информатизации, которая предусматривала следующие четыре этапа: базовый до 1990 года, первый 1991-1995 гг., второй 1996-2000 гг., перспективный 2001-2010 гг.

Основными целями этапов являлись:

1. На базовом этапе:

- обеспечить компьютерную осведомленность выпускников учебных заведений всех типов;

- подготовить учащихся по профессиям, связанным с использованием ВТ;

- ознакомить всех педагогов с возможностями современных ЭВМ;

подготовить научно-методическое обеспечение по использованию ЭВМ для совершенствования учебного процесса.

2. На первом этапе:

- дать учащимся основы компьютерной грамотности;

- создать условия для использования ВТ в учебном процессе;

- обеспечить подготовку и переподготовку педагогических кадров;

- завершить процесс компьютеризации в ведущих вузах страны.

3. На втором этапе:

- завершить компьютеризацию в системе высших и средних профессионнальных школ;

- развернуть работы по созданию телекоммуникационных сетей образовательных учереждений;

- создать интегрированную автоматизированную систему управления образовательными учреждениями.

4. На перспективном этапе:

- организовать формы обучения на основе широкого использования НИТ, создать гибкую систему непрерывного образования.

В последнее время все большее место в управлении образовательными учреждениями и в информационном обеспечении занимает использование компьютерных локальных и глобальных сетей и особенно сети Internet. В связи с этим актуальным становится овладение учащимися информационной грамотностью.

Основными задачами образования в этих условиях становятся:

- интенсивное использование ЭВМ как инструмента повседневной учебной работы учащихся и педагогов;

- разработка методов самостоятельной поисковой и исследовательской работы учащихся и педагогов с использованием компьютерных сетей Internet, корпоротивных сетей Intranet;

- обучение учащихся методом коллективного решения проблем;

- широкое использование методов дистанционного обучения;

- подготовка учителей к работе с компьютерными сетями с учетом новых методов и организационных форм.

Глобальная компьютерная связь Internet открывает возможности повседневного сотрудничества учителей и школ, педагогов и высших учебных заведений. Компьютерные коммуникации позволяют получить доступ к практически неограниченным массивам информации, хранящимся в различных гипермультимедиа формах (графика, текст, звук и т.д.).

За «информационным обществом» следует новый этап развития общества, который называют как Smart-общество. Smartобщество - это новое качество общества, в котором совокупность использования технических средств, сервисов и Интернета приводит к качественным изменениям в социальной и экономической жизни общества..

В смарт-обществе рост доступности и открытости информационных ресурсов и средств коммуникаций наряду с развитием Интернет-технологий радикально изменяет все элементы общественной жизни: экономику, социальную политику, образование, трудовые отношения. Новое общество построено таким образом: «умная» работа, которая образована «умной» жизнью, государством и бизнесом, основывается на «умной» инфраструктуре и «умных» гражданах, которые играют центральную роль в создании smart-культуры. А развитие таких отраслей, как Smart-транспорт, Smart-здравоохранение, Smartэнергетика, Smart-питание и т.д. приведет в конечном итоге к появлению Smart-мира.

Сегодня производство знаний и высоких технологий служит основным источником роста экономики в развитых странах. Под знаниями понимается часть информации, осмысленная и усвоенная человеком, которую возможно применять к конкретному виду деятельности. Знания - это информация, приложенная к практике. Таким образом, наряду с информацией особым производственным ресурсом в современной экономике становятся знания. Создание компьютера и развитие информационных технологий послужили началом новой экономики.

Признаки новой экономики и ее особенности:

1. Знания становятся главным ресурсом, главным источником богатства. В экономике возник и стремительно растет особый сектор - производство информации.

2. Новые знания и информационные технологии производят революционный сдвиг в непроизводственном секторе: в образовании, здравоохранении, финансах, торговле и т. п.

3. Национальные рынки товаров и услуг, особенно интеллектуальных, быстро расширяются.

4. Из сугубо материальной экономика все больше превращается в нематериальную, где главное место основных фондов (станков и оборудования) все больше замещается так называемыми интеллектуальными фондами, которые становятся ключевыми.

5. Изменяется характер и структура используемого труда: от исполнительско-репродуктивного к творческому и 6. В связи с изменением труда неизбежно изменяется и управление, оно все больше превращается в регулирование отношений между людьми, в утонченный процесс создания условий для наибольшей отдачи от интеллекта.

Новой экономике для достижения успеха нужна умно организованная деятельность умных людей. Это означает, что обществу необходимо творческое и открытое мышление, чтобы приоритетными ценностями были человеческие достоинства, основанные на гибкости и оригинальности.

Важнейшим вопросом становится подготовка кадров, обладающих творческим, креативным потенциалом, умеющих работать и думать в новом мире. Так, умение быстро и эффективно находить и использовать информацию становится обязательным для человека с информационной культурой.

Специалист, не обладающий практическими навыками работы в соцсетях, с электронными источниками, не умеющий составлять личные базы знаний, будет неэффективен, а, следовательно, не востребован.

Человеческий капитал (ЧК) в большинстве стран превышает половину накопленного национального богатства. Это отражает высокий уровень развития данных стран (ЧК в США составляет 78% национального богатства, в России - 50% национального богатства).

Черты, присущие гражданину Smart-общества:

- учится сам на протяжении всей жизни и создает новые знания;

- разрабатывает инновации, формирует самозанятость и обеспечивает работой других;

- ищет вместе с властями решение актуальных проблем;

- создает условия для жизни своей семьи, соседей и соотечественников (Smart-город);

- становится гражданином мира.

Становление смарт-общества в России. России необходимо решить две задачи. Первая - суметь применить современные технологии. Вторая - применить их так, чтобы они служили в интересах общества и человека, а не против них. Российские программисты, наряду с индийскими и южнокорейскими, - одни из самых успешных в мире. Однако индийские программисты приносят Индии больший доход, чем Россия получает от нефти.

По аналогии российские вузы, в случае успешного продвижения отечественных образовательных проектов за рубежом, зачастую могли бы приносить стране больше, чем нефть.

Благодаря принятому в феврале 2012 года Федеральному Закону ФЗ №11, который расширил возможности использования электронных средств обучения и дистанционных образовательных технологий, Россия сможет войти в число тех стран, которые создадут у себя Smart-общество.

Однако уже сейчас очевидно: реформирование образования является необходимым условием совершенствования правительства, бизнеса, инфраструктуры, здравоохранения всего Smart-общества.

Результаты исследований, проведенных зарубежными экспертами: из 28 исследованных стран российские профессора по уровню дохода занимают 27-е место. Комментарии излишни.

Развитие компьютерных технологий имеет две стороны «медали». С одной стороны, дает все возрастающую возможность обработки колоссального объема данных. С другой, - становится причиной угрозы всевозможных неприятностей: мошенничества, перегрузки различных систем, в числе которых и человеческий организм. Необходимо организовать правильное обучение населения в сфере информационно-коммуникационных технологий.

На пути к Smart-обществу людей подстерегает три барьера:

- одни не могут найти работу, - другие постоянно испытывают перегрузки и усталость;

- третьи, хотя и работают, не имеют возможности заниматься «своим» делом.

Основная задача на пути построения Smart-общества - при помощи бурно развивающихся технологий раскрыть таланты человека. Для стран, где сформируется такое общество, Всемирный Банк определил прогнозную структуру национального богатства: только на 5% оно будет состоять из природных ресурсов, на 18% - из материального, производственного капитала, зато на 77% - из знаний и умений человека, которые станут по-настоящему ценными и будут определять будущее своего обладателя.

В течение ближайших десяти-двадцати лет можно ожидать появления следующих глобальных трендов в сфере создания и использования информационно-коммуникационных технологий.

1. Интенсивные разработки новых информационнокоммуникационных технологий создадут эффект непрерывной информационной революции.

2. Благодаря информационной революции возникнут новые бизнес-модели, которые заметно преобразуют корпоративный сектор во всем мире.

3. Информационная революция существенно затронет механизмы управления обществом и создаст новых политических игроков (сетевые сообщества и др.). Переход к сетевым экономическим структурам (тренд 2010-х годов).

Информационная революция позволит игрокам рынка действовать вне досягаемости для национальных правительств.

Как следствие, некоторые традиционные механизмы управления - такие, как налогообложение, регулирование, лицензирование станут менее эффективными. В ряде областей правительствам придется создавать новые, в том числе международные, структуры управления, чтобы сохранить контроль над экономическим пространством своих стран.

4. Интеллектуальная собственность и права на новые цифровые продукты и услуги создадут новые зоны напряженности в межгосударственных отношениях.

Не приходится сомневаться в том, что наше время - это время Smart. Это понятие сегодня подразумевает не уютные зоны бытового комфорта, но нашу готовность непрерывно меняться и адаптироваться под окружающий мир, отвечая на требования экономики и общества. От того, насколько вовремя и быстро мы это делаем, зависит, смогут ли smart-технологии стать инструментом достижения нашего будущего.

Предлагаемое учебное пособие Информатика и вычислительная техника» рассчитана на широкий круг учащихся с целью изучения, ознакомления или повторения разделов учебного предмета информатики и вычислительной техники. Учебное пособие является справочником, своего рода шпаргалкой, по терминологии, операторам и командам основных языков программирования. Автор считает, что данное учебное пособие может помочь как преподавателям, так и студентам при изучении основ информатики и вычислительной техники.

Глава 1. Информатика, вычислительная техника и программирование: вчера, сегодня и завтра 1.1 Общие сведения об информатике Информатика - сравнительно молодая научная дисциплина, которая занимается вопросами сбора, обработки, хранения, поиска и передачи информации с помощью ЭВМ и компьютерных сетей.

После второй мировой войны начала развиваться кибернетика наука об управлении и связи с использованием ЭВМ в различных системах: технических, биологических, социальных.

Кибернетика открыла возможности для создания условия для развития и создания автоматизированных систем управления (АСУ) на базе математических методов управления и планирования, которые стали находить широкое применение в народном хозяйстве.

Появление информатики связано с электронными вычислительными машинами (ЭВМ), которые стали внедряться в различные научные, учебные и производственные учреждения в 50-х годах.

В конце 50-х годов под руководством А.П.Ершова на базе вычислительной техники Академгородка в Новосибирске энтузиастами-учеными из университетов и научноисследовательских институтов стали организовываться кружки по программированию в школах с математическим уклоном. В последующие годы вводятся специальные факультативные курсы по программированию в общеобразовательных школах. В перечень рекомендованных курсов включались такие темы:

системы счисления и устройство ЭВМ, алгоритмы и программирование, основы кибернетики, языки программирования и т.д. В 60-70-х годах в США появилось направление Computer Science, т.е. применение компьютерной техни ки в обществе. Во Франции распространен термин Informatique. В русском языке употребление термина информатика связано с узкоконкретной областью научнотехнической информации и документалистики. Введение понятия информатики как учебной дисциплины и фундаментальной естественной науки связано с именем математика, профессора Новосибирского университета А.П.Ершова после выхода в 1976 году учебного пособия Ф.Л.Бауэра Информатика (перевод с немецкого) под редакцией А.П.Ершова и пособия А.П.Ершова Информатика:

предмет и понятие. (Кибернетика. Становление информатики. М.: Наука, 1986). Важной особенностью информатики является то, что она имеет широкую сферу применения: производство, управление, наука, образование, проектные разработки, торговля, медицина, криминалистика, охрана окружающей среды и т.д. Именно этим многообразием определяется предмет информатика.

В начале 70-х годов возникла специализация на базе учебнопроизводственных комплексов (УПК) по профессиональной подготовке учащихся старших классов в области применения вычислительной техники. В начале 1983 года в Академии наук СССР было открыто новое отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации. А с 1 сентября года был введен новый школьный и институтский предмет Основы информатики и ВТ.Для преподавания такого предмета в 1986-87 годы были подготовлены учителя из числа работающих математиков, физиков и программистов из научноисследовательских институтов. В первые годы в учебных заведениях использовались вычислительные машины КОРВЕТ, АГАТ, КУВТ86, УКНЦ и особенно большое распространение получили ЯМАХА. Их основные характеристики приведены в табл.1.

1.2 Краткая история информатики, вычислительной техники и программирования История вычислительной техники начиналась от абака (приспособления для перекладывания камешек), счетов. Первые механические арифмометры, которые механизировали расчетные операции, появились в XVII века. К таким техническим устройствам следует отнести: суммирующую машину Блеза Паскаля (1642 г.), арифмометр Вильгельма Лейбница (1673 г.), ткацкие станки, управляемые с помощью перфокарт Жаккара (1804 г.).

Однако в последствии стало известно, что первые описания счетных машин были выполнены знаменитым Леонардо да Винчи. Был найден эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубным колесом. Документы свидетельствуют, что первой моделью счетной машины была модель Шиккарда, выполненная в 1623 году. Кроме суммирующих устройств в этой машине были и множительные устройства.

В XVIII веке стали появляться различные модификации счетных машин: известный писатель Клод Перро изобрел суммирующую машину в 1688 году; немецкий математик Герстен изготовил в 1723 году арифметическую машину с контролем правильности ввода. Затем появляется суммирующая машина Якобсона в году - часовым мастером из г.Несвите Литвы. В 1845 году Слонимский из Белостока представил снаряд для сложения и вычитания.

Впервые структуру автоматической машины разработал в неосуществленном проекте разностной машины. В последующие годы он работал над аналитической машиной, в которой были заложены следующие принципы: программное управление, использование перфокарт для ввода и вывода данных, возможность изменения хода вычислений и введение понятия циклов операций.

С Бэббиджем непосредственно работала дочь Байрона Ада Лавлейс, которая стала первой программисткой. Она составила программы решения систем алгебраических уравнений, вычисления чисел Бернулли.

В 1889 году Холлерит построил суммирующую машину (табулятор) для обработки данных с использованием перфокарт.

В 1933 году немецким ученым К.Цузе была построена модель механической вычислительной машины на основе реле с использованием двоичной системы счисления, с плавающей формой представления числа, с трехадресной системой программирования. Впоследствии он изготовил более современные образцы ЭВМ (Z3 - Z5). В 1939 году американский математик, профессор Гарвардского университета Г.Айкен с группой инженеров IBM разработал вычислительную машину Марк 1, в 1940 г. в США Штибицем была создана машина на релейных элементах (релейный интерполятор).

Дальнейшая история ЭВМ - это история смены поколений ЭВМ, в которых вычислительные машины подразделялись на классы с учетом элементарной базы и производительности.

Компьютеры первого поколения появились в 1945 году.

Особенностями этих машин были:

- применение электронно-вакуумных ламп;

- использование линий задержки, магнитных барабанов и электроннолучевых трубок в качестве элементов памяти;

- ввод и вывод данных на перфолентах, перфокартах и магнитных лентах.

Компьютеры второго поколения появились после 1955 года.

Особенности этих машин:

- использование транзисторов;

- появление магнитных сердечников для реализации памяти;

- использование первых языков программирования.

Компьютеры третьего поколения начали создаваться с года. Особенностями таких ЭВМ были:

- проектирование структур на основе интегральных схем (ИС) (МИС - малая степень интеграций 102 компонентов на кристалл, СИС - средняя степень интеграций до 103 компонентов на кристалл);

- использование операционной системы для управления устройствами ЭВМ;

- наличие мультипрограммирования.

Компьютеры четвертого поколения начали разрабатывать с года. В этих ЭВМ впервые использовались микропроцессоры (МП) и большие интегральные схемы (БИС) со степенью интеграции до 105 компонентов на кристалл, сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) со степенью интеграции до компонентов на кристалл и быстродействующие элементы памяти на интегральных схемах.

В эти годы появились первые персональные компьютеры.

Компьютеры 5-го поколения начали проектироваться в Японии.

На основе интеллектуальных компьютеров с архитектурой, ориентированной на обработку знаний (1982 г.).В 80-е годы получили развитие нейрокомпьютерные системы (нейрокомпьютеры).

Основными вехами в развитии теоретических основ построения ЭВМ и языков программирования являются:

- разработка двоичной системы счисления Вильгельмом Лейбницем в 1679 году и теории булевой алгебры - методы программного управления (Жаккар, 1804 г., Бэббидж, 1834 г., К.Цузе, 1938 г., Д.Нейман, 1944 г.);

- разработка программы-компилятора (Грейс Хоппер, 1951 г.);

- языки программирования (Алгол, Бейсик, Фортран, Паскаль, Кобол, Рл1, Ассемблер, Турбо языки программирования, Лисп, Ада);

- теория символьного вычисления и эвристического программирования для решения задач искусственного интеллекта (Г.Саймон, А.Ньюэлл и Д.Шоу -1956 г.);

- язык логического программирования Пролог, 1971г.

А.Кольмеро;

- методы объектно-ориентированного программирования ( г.).

Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х;

до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. Первый факультет информатики был основан в 1962 году в университете Прдью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.

В школах СССР учебная дисциплина «Информатика» появилась в 1985 году одновременно с первым учебником А. П. Ершова «Основы информатики и вычислительной техники».

Высшей наградой за заслуги в области информатики является премия Тьюринга.

4 декабря отмечается День российской информатики, так как в этот день в 1948 году Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал за номером 10 475 изобретение И. С.

Брука и Б. И. Рамеева — цифровую электронную вычислительную машину[11].

Основные даты по истории информатики и ВТ представлены в вычислительной технике 1.3 Биографические справки об ученых в области информатики и вычислительной техники

БЛЕЗ ПАСКАЛЬ

(1623-1662 гг.) Французский физик, математик, философ и писатель. В 1642 году построил счетную машину для вычисления арифметических действий: сложения и вычитания с автомати ческим переносом в старшие разряды. Занимался гидростатикой, теорией чисел и вероятности.

... 1642 год Блэз Паскаль - первая построенная механическая суммирующая машина

ГЕРМАН ХОЛЛЕРИТ

Карты табулятора Холлерита.

ГОТФРИД ВИЛЬГЕЛЬМ ЛЕЙБНИЦ

(1646-1716 гг.) Немецкий математик, историк, инженер.

Он пытался создать универсальный язык, с помощью которого можно было рассуждения исчислениями. Изобрел первый арифмометр для выполнения сложения, вычитания, умножения и деления.

ганноверских герцогов. По просьбе Петра I разработал проекты развития образования и государственного управления в России.

Теоретически обосновал возможность построения вычислительных машин с использованием двоичной системы счисления. Один из основателей дифференциального исчисления. Тем не менее, примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины 1673г.-Г.В.Лейбниц, арифмометр с 4 действиями

ЧАРЛЬЗ БЭББИДЖ

проекта. Разработал аналитическую машину - универсальный программируемый компьютер, воплотив в нем структуру современной ЭВМ. Эта машина имела: склад для хранения данных, мельницу для выполнения арифметических действий над числами, устройство управления и устройство ввода/вывода данных.

После смерти оставил 37 квадратных метров подробнейших чертежей. 1820-1856гг. – Ч.Беббидж работает над проектом аналитической, программируемой машины.

АДА ЛАВЛЕЙС

(1815-1852 гг.) Первая в мире программист. Дочь Разработала теоретические приемы управления последовательностью вычислений для составления программ (циклические алгоритмы).

В 1843 году она написала статью об Аналитической машине Бэббиджа с подробными комментариями по потенциальным возможностям машины - эта машина будет иметь непредсказуемую в е возможных применениях. Составила программу решения алгебраических уравнений.

В 1975 году Министерство обороны США приняло решение о начале разработки универсального языка программирования. Министр прочитал подготовленный секретарями исторический экскурс и без колебаний одобрил и сам проект, и предполагаемое название для будущего языка — «Ада». 10 декабря 1980 года был утверждн стандарт языка.

Так же в честь Ады Лавлейс названы в Америке также два небольших города — в штатах Алабама и Оклахома. В Оклахоме существует и колледж ее имени.

27 ноября 1852 года Ада Лавлейс скончалась, не достигнув лет. Вместе с выдающимся интеллектом отец передал ей и эту страшную наследственность — раннюю смерть — поэт умер в таком же возрасте… Она была погребена рядом с отцом в фамильном склепе Байронов.

ДЖОРДЖ БУЛЬ

ПАФНУТИЙ ЛЬВОВИЧ ЧЕБЫШЕВ

(1821-1894 гг.) Русский математик, механик и изобретатель.

Исследовал прикладные вопросы математики в связи с вопросами естествознания и техники. Разработал суммирующий аппарат (арифмометр) с плавным переносом разрядов.

В 1876 г. Чебышев выступил с докладом на V сессии Французской ассоциации содействия преуспеванию наук. Доклад назывался Суммирующая машина с непрерывным движением. речь шла об одной из первых моделей суммирующей машины. По-видимому, именно об этой модели писали в 1958 г.: сохранился один из ранних экземпляров арифмометра, обнаруженный среди других архивных материалов. Она была создана Чебышевым не позднее 1876 г. и хранится сейчас в музее истории Ленинграда.

Первый арифмометр Чебышева 10-разрядная суммирующая машина с непрерывной передачей десятков.

АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ КРЫЛОВ

В 1904 году, российский инженер А. Н. Крылов изобрел первую механическую вычислительную машину, решающую дифференциальные уравнения (применялась при проектировании кораблей).

В 1912 году — создана машина для интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений по проекту российского учного А. Н. Крылова.

КОНРАД ЦУЗЕ

Немецкий ученый.

В конце 30-х и начале 40-х годов построил несколько счетных машин и программируемых компьютеров.

Машины управлялись при помощи перфорированной ленты. Основные элементы – электромеханические реле.

В ЭВМ (Z3) 1941 года использована двоичная система счисления.

полулогарифмическую форму представления чисел (с плавающей запятой) в машине Z3.

Джон Винсент Атанасов (1903-1995).

Американский доктор философии по теоретической физике.

автоматизации вычислений. В году разработал настольную вычислительную машину для решения систем уравнений с 29-ю неизвестными. В 1942 г. построил компьютер имел имел 300 ламп.

Копия компьютера Атанасова — Берри уравнений. Работа Джона Винсента Атанасова и Клиффорда Берри над вычислительной машиной долгое время не была широко известна, пока в 1960-х годах она не всплыла в ходе конфликта по поводу первого появления электронного компьютера. Было определено, что первым компьютером в современном смысле этого слова является ENIAC, однако в 1973 году Федеральный районный суд США постановил отозвать патент ENIAC и заключил, что ABC является первым «компьютером».

Клод Элвуд Шеннон( 30 апреля 1916, Мичиган, США — февраля 2001, Медфорд, Массачусетс, США) — американский инженер и математик, его работы являются синтезом математических идей с конкретным анализом чрезвычайно сложных проблем их технической реализации. Является основателем теории информации, нашедшей применение в современных высокотехнологических системах связи. Шеннон внес огромный вклад в теорию вероятностных схем, теорию автоматов и теорию систем управления — области наук, входящие в понятие «кибернетика». В 1948 году предложил использовать слово «бит» для обозначения наименьшей единицы информации (в статье «Математическая теория связи»).

DNIVAC. Участвовала в разработке языков программирования Ассемблер, Автокод, Кобол и машинных языков для компьютера «Марк 1». В 1944 году получила первое офицерское звание, а впоследствии и звание адмирала.

Американский компьютерный учный и военный деятель, контр-адмирал, работала над созданием первого в США компьютера Марк I, разработала первый в истории компилятор.

В е честь был назван эсминец ВМФ США USS Hopper (DDGГОВАРД АЙКЕН Американский математик, профессор Гарвардского университета. С группой инженеров фирмы IBM разработал Маркуправляющую вычислительную машину (вес машины 5 тонн) для баллистических расчетов ВМС США. Марк-1 отличалась высокой работоспособностью (если этот термин можно применить к машине) и надежностью. Этот колосс работал по часа в сутки, без выходных, выполняя главным образом расчеты по секретным проектам военно-морского флота. За первые три года работы на компьютере Марк-1 были составлены таблиц различных математических функций (функций Бесселя, функций Хенкеля, интегральных синусов и косинусов и т. д.).

Многочисленные исследования, связанные с решением больших систем линейных уравнений, с помощью компьютера Марк- проводил профессор отделения экономики Гарвардского университета Василий Леонтьев (позже лауреат Нобелевской премии). Состояла из электромеханических реле. Команды кодировались на бумажных перфолентах. Умножение двух 23значных чисел производилось за 3 сек. Последний компьютер, созданный Г. Айкеном в Гарварде для военно-воздушных сил, — Марк-IV — был закончен в 1952 году. В отличие от проектируемых в то время машин на основе менее надежной электростатической памяти, память Марк-IV с произвольным доступом состояла из 200 сдвигающих регистров на магнитных сердечниках. Машина имела также память большого объема на магнитном барабане с отдельными секторами для 4000 16разрядных чисел и для 1000 команд. В машине были применены индексный регистр и декодирующее устройство со специальной клавиатурой для записи программ в алгебраических выражениях, близких к обычной записи.Большие успехи в деле автоматизации программирования принадлежат Грейс Хоппер (контр-адмирал ВМС США), которая работала с машинами Марк в Гарварде с 1944 по 1949 год. Ее вклад в дело создания первых компиляторов (кстати, термин компилятор был впервые введен Грейс программирования неоспорим, а ее имя в тот период неразрывно связано с именем Говарда Айкена и его компьютерами.

АЛОН ТЬЮРИНГ

(1912-1954 гг.) Английский математик. Разработал гипотетическое устройство (машина Тьюринга)-прообраз рограммируемого компьютера. Эта машина предназначена для выполнения любых арифметических и логических операций; она могла читать, писать и стирать символы, записанные на бесконечной ленте.

Принимал участие в разработке машин: Колосс, ACE (Automatic Computing Engine). Работал в Манчестерском университете.

Тест Тьюринга — эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом в статье «Вычислительные машины и разум» (англ. Computing Machinery and Intelligence), опубликованной в 1950 году в философском журнале «Mind».

Тьюринг задался целью определить, может ли машина мыслить.

Стандартная интерпретация этого теста звучит следующим образом: «Человек взаимодействует с одним компьютером и одним человеком. На основании ответов на вопросы он должен определить, с кем он разговаривает: с человеком или компьютерной программой. Задача компьютерной программы — ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор». Все участники теста не видят друг друга. Если судья не может сказать определенно, кто из собеседников является человеком, то считается, что машина прошла тест. Чтобы протестировать именно интеллект машины, а не е возможность распознавать устную речь, беседа ведется в режиме «только текст», например, с помощью клавиатуры и экрана (компьютера-посредника). Переписка должна производиться через контролируемые промежутки времени, чтобы судья не мог делать заключения, исходя из скорости ответов. Во времена Тьюринга компьютеры реагировали медленнее человека. Сейчас это правило необходимо, потому что они реагируют гораздо быстрее, чем человек.

Алан Мэтисон Тьюринг -английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. Кавалер Ордена Британской империи (1945), член Лондонского королевского общества (1951)[1]. Предложенная им в 1936 году абстрактная вычислительная «Машина Тьюринга», которую можно считать моделью компьютера общего назначения, позволила формализовать понятие алгоритма и до сих пор используется во множестве практических исследований.

Общепринято считать Алана информатики и теории искусственного интеллекта.

ДЖОН фон НЕЙМАН (1903-1957 гг.) Американский математик сделавший важный вклад в квантовую физику, квантовую логику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки.

Наиболее известен как праотец современной архитектуры компьютеров (так называемая архитектура фон Неймана), применением теории операторов к квантовой механике (алгебра фон Неймана), а также как участник Манхэттенского проекта и как создатель теории игр и концепции клеточных автоматов.

Родился в Венгрии. С 1933 г. работает научным сотрудником института перспективных исследований в Принстоне.

Предложил хранить программу в памяти ЭВМ, где хранятся данные; предложил метод моделирова ния случайных чисел метод Монте-Карло. Принимал участие в разработке ЭВМ ЭНИАК, ЭДВАК, ИАС, ДЖОНИАК.

ЭНИАК (ENIAC, сокр. от англ. Electronic Number Integrator And Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый широкомасштабный электронный цифровой компьютер, который можно было перепрограммировать для решения полного диапазона задач (предыдущие компьютеры имели только часть из этих свойств). Построен в 1946 году по заказу Армии США в Лаборатории баллистических исследований для расчтов таблиц стрельбы. Запущен февраля 1946 года.

СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ЛЕБЕДЕВ

(1902-1974 гг.) Советский ученый. С 1928 по 1946 год электротехническом институте. С 1946 по 1951 года руководит институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР. Занимался разработкой Единой Энергитической Системы, вычислительных машин МЭСМ (малая электронная вычислительная машина), Первый универсальный программируемый компьютер в континентальной Европе был создан командой учных под руководством Сергея Алексеевича Лебедева из Киевского института электротехники СССР, Украина. ЭВМ МЭСМ (Малая электронная счтная машина) заработала в 1950 году. Она содержала около 6000 электровакуумных ламп и потребляла кВт. Машина могла выполнять около 3000 операций в секунду.

Другой машиной того времени была австралийская CSIRAC, которая выполнила свою первую тестовую программу в году. БЭСМ (большая электронная вычислительная машина).

ДЖОН БЕЙКУС

конференции АСМ премия Алана Тьюринга была вручена человеку, который создал первый высокоуровневый язык программирования для научных и технических применений и о котором прекрасные слова произнесла председатель комитета по премиям — Джин Сэммит. Более официально, премия была присуждена Джону Бэкусу "...за глубокий и важный вклад в создание практических систем программирования высокого уровня, в особенности за работы по FORTRAN и частые публикации формальных процедур для спецификации языков программирования". Чтобы оценить гений Джона Бэкуса, нужно представить себе компьютерный мир в начале его развития — конец 40-х начало 50-х годов XX века. ENIAC — пример сложности раннего программирования: программа составлялась с помощью электрических соединений на коммутационном поле, и для ее установки требовалось от двух до трех дней.

Затем появились компьютеры с хранимой в памяти программой — исчезла потребность в ее монтаже. Однако труд программиста по написанию, вводу и отладке программ попрежнему был нелегким. Сначала программы писались на машинном языке (в двоичном коде), потом — в восьмеричном.

Далее для облегчения участи программистов были придуманы подпрограммы, а затем первые ассемблеры. Если бы кто-то мог написать транслятор, который бы переводил команды высокого уровня в машинный код, причем этот код не отличался от ручного кода программиста — это было бы реальным достижением

ТОМАС КУРЦ

Американский ученый. Родился в 1924 году. С 1956 года работает в Дартмутском колледже (г.Хановер, штат Нью-Гэмпшир), доктор по математической статистике.

Томас Курц — один из разработчиков семейства высокоуровневых языков программирования BASIC (сокращение от англ. Beginner‘s Allpurpose Symbolic Instruction Code — универсальный код символических инструкций для начинающих; англ. basic — основной, базовый).Степень доктора философии получил в году в Принстонском университете под научным руководством Джона Тьюки, в этом же году перешл на работу на математический факультет Дармутского колледжа. В начале — середине 1960-х годов совместно с Джоном Кемени разработал язык программирования BASIC и DTTS (англ. Dartmouth Time Sharing System) — систему разделения времени для PDP-1, отмечаемую как первую успешную крупномасштабную реализацию концепции разделения времени.В 1991 году награждн медалью «Пионер компьютерной техники»[1], а с 1994 года — фелло Ассоциации вычислительной техники.

ДЖОН КЕМЕНИ

разработали алгоритмический язык Бейсик (Beginners All Purpose Symbolic Code) - универсальный символический код микрокомьютерную версию - Истинный Бейсик. В 1949 году Кемени защитил докторскую диссертацию на тему "Теория типов как альтернатива теории рядов". В качестве студентадокторанта Кемени назначили ассистентом Альберта Эйнштейна. "Люди меня часто спрашивали: обладал ли я достаточным знанием предмета физики, чтобы помочь Эйнштейну? А я отвечал: Эйнштейн не нуждался в помощи по физике".

НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ

БЕССОНОВ

5500 реле. Благодаря применению каскадного принципа выполнения арифметических операций, изобретенного самим же Бессоновым, ему удалось заметно повысить быстродействие машины: она выполняла до 1250 умножений в минуту, то есть усовершенствований настолько улучшил ее надежность и эксплуатационные качества, что она работала до 1965 года, вычислительными машинами в тех задачах, где объем вычислений составлял 2*10^5-2*10^6 арифметических операций на задачу. РВМ-1 считалась одной из самых надежных конструкций того времени, когда плановое время работы машин на электронных лампах составляло в среднем 16 часов в сутки.

Джон Уильям МОЧЛИ (1907 - 8.1.1980), Родился в 1907 году. После окончания университета - сотрудник Института Карнеги, где занимаются вопросами статистического анализа геофизических данных. Выдвинул идею построения вычислительного устройства на электронных лампах, которые использовал для счета и запоминания.

Последние годы работал в Муровской электротехнической школе Пенсильванского университета. Американский физик и инженер, один из создателей первого в мире электронного компьютера ENIAC (1946).Работал преподавателем электротехники в Пенсильванском университете в Филадельфии (США).

Полученный при разработке машин опыт Мокли обобщил в виде основных принципов построения ЭВМ. Они были изложены в отчте, составленном совместно с Г. Голдстайном и А. Берксом в 1946 году и положены в основу ЭВМ IAC, руководителем разработки которой стал Джон фон Нейман.

Материалы отчта не публиковались в открытой печати до конца 1950-х годов, но были переданы некоторым компаниям США и Великобритании. Известность фон Неймана как крупного учного сыграла свою роль — изложенные им фоннеймановскими, хотя их соавторами являлись также Мокли и Джон Преспер Экерт.

Д.ПРЕСПЕР ЭККЕРТ

Выпускник Муровской электротехнической школы Пенсильванского университета.

Д.Моучли и Д.Преспер Эккерт разработали ЭВМ ЭНИАС (электронный цифровой интегратор и вычислитель - Electronics Numerical Intergotor and Computer). ЭВМ имел 18000 электронных ламп, 1500 реле.

Потреблял 150 квт электроэнергии. Время на умножение - 0.0028 сек., на сложение сек. Ввод данных с помощью перфокарт. Программы набирают с помощью штеккеров и наборных полей.

Родился в 1907 году. После окончания университета - сотрудник Института Карнеги, где занимаются вопросами статистического анализа геофизических данных. Выдвинул идею построения вычислительного устройства на электронных лампах, которые использовал для счета и запоминания. Последние годы работал в Муровской электротехнической школе Пенсильванского университета.

БАШАР ИСКАНДАРОВИЧ

мая 1994) — советский учёныйизобретатель, разработчик первых после ареста отца Б. И. Рамеев был отчислен из института (и надолго остался без формального диплома о высшем образовании), он долго не мог найти работы. Наконец, в году он устроился техником в Центральный научноисследовательский институт связи. С началом Великой Отечественной войны Б. И. Рамеев пошл добровольцем в батальон связи Министерства связи СССР. В составе специальной группы обеспечения войск 1-го Украинского фронта УКВ-связью Б. И. Рамеев участвовал в форсировании Днепра в 1943 г. и освобождении Киева.В 1944 г. он был освобождн от службы в армии в соответствии с приказом о специалистах, направляемых для восстановления народного хозяйства. Поступил на работу в ЦНИИ № 108, руководил которым академик А. И. Берг. В начале 1947 года, слушая передачи «Би-Би-Си», Рамеев узнал о том, что в США создана ЭВМ «ЭНИАК», и почувствовал желание заняться этой новой тогда областью науки и техники. По рекомендации А. И. Берга он обратился к члену-корреспонденту АН СССР И. С. Бруку и в мае 1948 года был принят инженером-конструктором в Лабораторию электросистем Энергетического института АН СССР.Уже в августе 1948 Исаак Брук и Башир Рамеев представили первый в СССР проект «Автоматическая цифровая электронная машина».Среди множества разработок Рамеева — ЭВМ «Стрела», серия ЭВМ «Урал».

«Стрела» — советская ЭВМ первого поколения.

Разработана в СКБ-245, г. Москва (c 1958 года это НИИ электронных математических машин — НИЭМ, с 1968 года — НИЦЭВТ[1]). Главный конструктор — Юрий Яковлевич Базилевский. В числе помощников был Башир Рамеев, впоследствии ставший главным конструктором ЭВМ серии Урал. Разработка завершена в 1953 году.

Выпускалась серийно на Московском заводе счтноаналитических машин (САМ), с 1953 по 1956 гг. Всего было выпущено семь машин, которые были установлены в вычислительном центре Академии наук СССР, в МГУ, в вычислительных центрах нескольких министерств (ВЦ-1 МО СССР и др.). Быстродействие машины — 2000 оп/с. Элементная полупроводниковых диодов. Оперативная память на электронно-лучевых трубках, 2048 слов. Длина слова — двоичных разряда (из них — 35 бит на мантиссу и 6 на экспоненту). Постоянное ЗУ на полупроводниковых диодах.

Внешнее ЗУ — два накопителя на магнитной ленте. Ввод данных — с перфокарт и с магнитной ленты. Вывод данных — на магнитную ленту, на перфокарты и на широкоформатный принтер. Последний вариант «Стрелы» использовал память на магнитном барабане (4096 слов), вращающемся со скоростью 6000 об/мин.

ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ

ГЛУШКОВ

советский математик, кибернетик.

Решил обобщнную пятую проблему Гильберта (англ.). Под его руководством в 1966 году была разработана первая персональная инженерных расчтов).

Основатель и директор Института кибернетики АН УССР. Руководил разработкой ЭВМ - Киев, Проминь, Мир, Днепр. Окончил университет в Ростове-на-Дону, затем работал в Уральском лесотехническом институте. Создал теории цифровых автоматов, дискретных преобразователей, макроконвейерных вычислителей и автоматизированных систем управления с использованием ЭВМ. В 1964 году прошла разработка концепции АСУП и участие в создании и внедрении «Системы Львов» на Львовском телевизорном заводе, принятой в эксплуатацию в 1967 году.

В 1966 году на механико-математическом факультете Киевского государственного университета им. Т. Шевченко была создана кафедра теоретической кибернетики, которую возглавил Глушков. Позднее, в 1969 году, был создан факультет кибернетики, на который и была перенесена эта кафедра.

Инициатором создания факультета был Глушков, ставший первым деканом. В 1967 году в Киеве под руководством академика Глушкова была организована кафедра МФТИ при Институте кибернетики АН УССР, в будущем — Институт кибернетики им. В. М. Глушкова НАН Украины. Глушков был инициатором и главным идеологом разработки и создания Общегосударственной автоматизированной системы учта и обработки информации (ОГАС), предназначенной для автоматизированного управления всей экономикой СССР в целом. Для этого им была разработана система алгоритмических алгебр и теория для управления распределнными базами данных Сеймур Пейперт ( 1928 г) выдающийся математик, программист, психолог и педагог. Один из основоположников теории искусственного интеллекта, математики и педагогики. В конце 60-х алгоритмический язык Лого (погречески «слово»). В 1964 году работал в лаборатории искусственного интеллекта МТИ.

«Изучение языков – одно из увлекательнейших занятий для ребенка. Каждый ребенок может научиться разговаривать с компьютером». Доктор Пейперт имеет заслуженную репутацию выдающегося учного за свои работы в области математики, искусственного интеллекта и использования компьютера для образования. Он утверждал, что дети могут успешнее учиться, используя современные технологии. Пейперт несколько раз приезжал в Россию, бывал в Москве и в Санкт-Петербурге (впервые в 2001 году, последний раз — в мае 2005), выступал перед учителями и администраторами образовательных учреждений. Он пропагандирует использование новых технологий в образовании как средство преодолеть отставание России от других стран LOGO — это не игрушка, а настоящий язык программирования, но только для детей.

информатики, один из известнейших теоретиков в области разработки языков программирования, профессор компьютерных наук (ETH), Лауреат премии Тьюринга года. Ведущий разработчик языков Паскаль, Модула-2, Оберон.

Профессор информатики Федерального технического университета Щвейцарии. Увлекался построением радиоуправляемых моделей самолетов. В 1963 году получил степень бакалавра по электронике в Калифорнийском университете. В 1968 году после пяти лет работы в Стенфордском университете создал язык программирования Паскаль. Искусство инженера состоит в том,чтобы сложные задачи делать простыми. Язык Паскаль - путь к структурному программированию.

Андрей Петрович Ершов (1931 – 1988) советский учный, один из пионеров теоретического и системного программирования, создатель Сибирской школы информатики, академик АН СССР. Его работы оказали огромное влияние на формирование и развитие вычислительной техники не только в СССР, но и во всм мире. Советский ученый в области математики, информатики и вычислительной техники. Один из основателей школьной информатики и вычислительной техники. Написал первые учебники по информатике и вычислительной технике для школьников.

Занимался теорией по автоматизации программирования, математического обеспечения ЭВМ.

Геннадий Анатольевич Звенигоровский А. Звенигородский был одним из организаторов Летних школ юных программистов, которые проводятся в новосибирском Академгородке с 1976 г. до сих пор, Всесоюзной заочной школы программирования, организованной на базе журнала для школьников «Квант». Он регулярно вл занятия в воскресной школе юных программистов при ВЦ СО АН СССР.

Бусленко Николай Пантелеймонович (1922 – 1977гг) (р. 15.2.1922, Ржищев Киевской области), советский математик, член-корреспондент АН СССР (1966), член Президиума комплексным проблемам кибернетики.

Известность получили работы Б. по моделированию на ЭВМ сложных систем, воздействия большого количества взаимозависимых случайных факторов; последующие труды посвящены машинным методам количественного и качественного исследования больших систем.

Питер Наур Один из создателей языка программирования АЛГОЛ. род. 25 октября 1928, Фредериксберг) — датский учный в области информатики, один из пионеров компьютерной науки. Более всего известен как один из разработчиков программирования Алгол 60 и, совместно с Бэкусом, как изобретатель формы Бэкуса — Наура.

МАРЧУК

задачах физики атмосферы и окружающей среды. 1980— — заведующий кафедрой математического моделирования физических процессов Московского физико-технического института (МФТИ) 1986—1991 — президент АН СССР 1991—2013 — почтный член Президиума РАН 2004—2013 — возглавлял кафедру вычислительных технологий и моделирования факультета вычислительной математики и кибернетики в Московском государственном университете (МГУ) им. М. В. Ломоносова По совместительству с 1980 по 2000 годы — директор Отдела вычислительной математики АН СССР, впоследствии Института вычислительной математики РАН, с 2000 года — его почтный директор Билл Гейтс Основатель фирмы Microsoft, разработал операционную систему MS-DOS. Родился в 1955-ом году. В 10-ом классе написал программу составления расписаний для школы. В 1973 году поступил в Гарвардский университет, который бросил после организации фирмы Microsoft с другом Полом Алленом. В 1983 году фирма разработала текстовый редактор Word, а в году введена система Windows 3.0. — американский предприниматель и общественный деятель, один из создателей (совместно с Полом Алленом) и крупнейший акционер компании Microsoft. До июня 2008 года являлся руководителем компании, после ухода с поста остался в должности е неисполнительного председателя совета директоров. Также является сопредседателем благотворительного Фонда Билла и Мелинды Гейтс. В период с 1996 по 2007 год и в 2009 году — самый богатый человек планеты по версии журнала Forbes. Его состояние в сентябре 2012 года по данным журнала Forbes оценивалось в 66 млрд долларов, увеличившись на 7 млрд долларов по отношению к тому же месяцу прошлого года. Это 19 раз подряд сделало его самым богатым американцем и вторым во всм мире. Билл Гейтс является одним из рекордсменов по размеру средств, переданных на благотворительность: в период с 1994 по 2010 г. он вложил в Фонд Билла и Мелинды Гейтс более $28 млрд[3]. В феврале 2010 года Гейтс выступил с предложением ко всем миллиардерам о передаче половины их состояния на благотворительную деятельность.

данные. Эта утилита вместе с несколькими другими образовали пакет Norton Utilities. Вскоре в пакет был включен Norton Commander, удобный файловый менеджер для операционной системы DOS.

В 1980-е годы П. Нортон — владелец компании «Peter Norton Computing» и автор бестселлера «The Peter Norton Programmer‘s Guide to the IBM-PC». В 1990 продал свою компанию фирме Symantec вместе с брендом «Norton». Годом ранее организовал вместе с женой благотворительный фонд семейства Питера Нортона (Peter Norton Family Foundation) для поддержки художников. Семейство Нортонов — владельцы самой большой в США коллекции современного искусства.

Один из лучших современных программистов, разработал системы Norton Commander, Norton Utilities. Окончил Калифорнийский университет, основал фирму Питер Нортон.

Мельников Владимир Андреевич (1928 – 1993 гг.) Ученый, инженер, руководитель создания отечественной вычислительной техники серии БЭСМ (2 – 6), Электроника СС БИС – Супер ЭВМ. С 1983 года возглавлял Институт проблем кибернетики АН СССР.

Был главным редактором журнала «Информатика и образование».

Филипп р. Кан (, род. 16 марта 1952) Новатор технологии и предприниматель, Борланд Интернэшнл. В 1982 года разработал язык программирования Турбо – Паскаль. Родился во Франции, окончил университет в Цюрихе.

значительный вклад в становление в СССР бионики, технической кибернетики, структурной лингвистики, искусственного интеллекта. « Отец» советской кибернетики Норберт Винер (англ. Norbert Wiener; 26 ноября 1894, Колумбия, штат Миссури, США — 18 марта 1964, Стокгольм, Швеция) — американский учный, выдающийся математик и философ, основоположник кибернетики и теории искусственного интеллекта. Основные труды.

Н. Винер. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, Н. Винер. Нелинейные задачи в теории случайных процессов.

М.: ИЛ, 1961, 158 стр.

Н. Винер. Управление и связь в животном и машине. Новые главы кибернетики. М.: Советское радио, Н. Винер. Я — математик. М.: Наука, 1964, В 48 51 (09) УДК 510 (092), 354 стр. с илл., тир. 50000 экз.

Н. Винер. Интеграл Фурье и некоторые его приложения. М.:

Физматлит, 517.2 В 48, 256 стр. с илл., тир. 16000 экз.

Н. Винер. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. 2-е изд. М.: Советское радио, Бьрн Страуструп, Бьярне Строуструп (дат. Bjarne Stroustrup произношение род. декабря 1950[1] (Орхус, Дания) — программист, автор языка программирования C++.

университет (Дания, 1975) по математике и информатике, защитил диссертацию (Ph. D.) по информатике в Кембридже (1979). До 2002 года возглавлял отдел исследований в области крупномасштабного программирования в компании AT&T (Computer Science Research Center of Bell Telephone Laboratories). Ныне профессор Техасского университета А&М.

Ритчи, Деннис Деннис Макалистэйр Ритчи 9 сентября 1941, предположительно 8- октября 2011, МюррейХилл, США[1][2]) — компьютерный специалист, известен по участию в программирования BCPL, B, C, расширения ALTRAN операционных систем Multics и UNIX.

Хейлсберг, Андерс Андерс Хейлсберг род. в декабре 1960, Копенгаген) — датский инженерпрограммист.

В 1980 году написал свой первый компилятор языка Паскаль, который после портирования под операционную систему MS-DOS продал фирме Borland. Эта версия легла в основу Turbo/Borland Pascal, который развивался до 1995 года. До года Хейлсберг был главным инженером фирмы Borland, где создал новое поколение компиляторов Паскаля — язык Delphi, компилятор которого работал уже под операционной системой Windows.

В 1996 году он перешл в Microsoft, где работал над такими проектами, как J++ и Microsoft Foundation Classes. Позже возглавил группу по созданию и проектированию языка C#.

В 2000 году Андерс Хейлсберг получил награду популярного журнала Dr. Dobb's Journal за создание Turbo Pascal, Delphi и C#.

заняться математикой. В 1631 году Шиккард стал профессором математики и астрономии Тюбингенского университета.

Шиккард изобрел и построил модель шестиразрядного механического вычислительного устройства, которое могло складывать и вычитать числа. Машина Шиккарда содержала суммирующее и множительное устройства, а также механизм для записи промежуточных результатов.

изобретений Клода Перро (25.09.1613 – 09.10.1688) – «машины для поднятия тяжестей», «маятниковые часы, приводимые в движение с помощью воды», «машина для увеличения эффекта огнестрельного оружия», «система рычагов для вращения зеркала телескопа» и многие другие. Под номером десять в «Сборнике» числится изобретение, объясняющее наш интерес к Клоду Перро,– это суммирующая машина, в которой взамен зубчатых колес используются зубчатые рейки (кремальеры).«Я назвал эту машину «Рабдологический абак», потому что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а Рабдологией – науку выполнения арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами...» – так начинает описание своего изобретения Клод Перро.

Первое поколение (1945-1954) - компьютеры на электронных Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением. Первое поколение (1945-1954) ЭВМ на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Ввод чисел в первые машины производился с последовательностью выполнения операций осуществлялось, например в ENIAC, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штеккеров и наборных полей. Хотя такой способ программирования и требовал много времени для подготовки машины, то есть для соединения на наборном поле (коммутационной доске) отдельных блоков машины, он позволял реализовывать счетные "способности" ENIAC'а и тем выгодно отличался от способа программной перфоленты, характерного для релейных машин. Солдаты, приписанные к этой огромной машине, постоянно носились вогруг нее, скрипя тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали сгоревшую лампу.

Одной из причин - возможно, и не слишком достоверной - столь частой замены ламп считалась такая: их тепло и свечение привлекали мотыльков, которые залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание. Если это правда, то термин "жучки" (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, приобретает новый смысл. Когда все лампы работали, инженерный персонал мог настроить ENIAC на какую-нибудь задачу, вручную изменив подключение 6 000 проводов. Все эти провода приходилось вновь переключать, когда вставала другая задача. Первой серийно выпускавшейся ЭВМ 1-го поколения стал компьютер UNIVAC (Универсальный автоматический компьютер). Разработчики: Джон Мочли (John Mauchly) и Дж.

Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert). Он был первым электронным цифровым компьютером общего назначения. UNIVAC, работа по созданию которого началась в 1946 году и завершилась в 1951-м, имел время сложения 120 мкс, умножения -1800 мкс и деления - 3600 мкс. UNIVAC мог сохранять 1000 слов, цифр со временем доступа до 400 мкс максимально. Магнитная лента несла 120000 слов и 1440000 цифр. Ввод/вывод осуществлялся с магнитной ленты, перфокарт и перфоратора.

Его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США. Программное обеспечение компьютеров 1-го поколения состояло в основном из стандартных подпрограмм. Машины этого поколения: « ENIAC », «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал», «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20» и др. Эти машины занимали большую площадь, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп. Например, машина «Стрела» состояла из 6400 электронных ламп и 60 тыс. штук полупроводниковых диодов. Их быстродействие не превышало 2—3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб. Только у машины «М-2» (1958) оперативная память была 4 Кб, а быстродействие 20 тыс. операций в секунду ЭВМ Эниак Второе поколение: конец 50-х годов — конец 60-х годов:

Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники, транзистора в 1947 году. Они стали заменой хрупким и энергомким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении», которое доминировало в 1950-х и начале 1960-х. Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров и объмов потребляемой энергии, а также повышение наджности. Например, IBM 1620 на транзисторах, ставшая заменой IBM 650 на лампах, была размером с офисный стол.

Однако компьютеры второго поколения по-прежнему были довольно дороги и поэтому использовались только университетами, правительствами, крупными корпорациями.

Быстродействие до миллиона операций в секунду! (сравните несколько тысяч у ламповых компьютеров).

машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д.

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках и на флоппи-дисках - промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров - IBM 2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12 х 12 дюймов и разрешением 1024 х 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году.

Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС).

Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.).

Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ.

Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились.

Бурный рост использования компьютеров начался с т. н. «3-им поколением» вычислительных машин. Начало этому положило изобретение интегральных схем, которые независимо друг от друга изобрели лауреат Нобелевской премии Джек Килби и Роберт Нойс. Позже это привело к изобретению микропроцессора Тэдом Хоффом (компания Intel).

Характерной чертой данного периода явилось резкое снижение цен на аппаратное обеспечение. Этого удалось добиться главным образом за счет использования интегральных схем.

Обычные электрические соединения с помощью проводов при этом встраивались в микросхему. Это позволило получить значение времени доступа до 2х10 -9 с. В этот период на рынке появились удобные для пользователя рабочие станции, которые за счет объединения в сеть значительно упростили возможность получения малого времени доступа, обычно присущего большим машинам.

Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании Intel Гордон Мур в году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года. В вычислительных машинах третьего поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, развитой системой автоматизации программирования, эффективными системами прерывания программ, режимами работы с разделением машинного времени, режимами работы в реальном времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения. Появилось и эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной видеомонитор, или дисплей.

Но и это еще не все - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно программирования С («Си»), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

Четвертое поколение 1980 - по нынешнее время Машины предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости.

Большие интегральные схемы. Вы уже знаете, что электромеханические детали счетных машин уступили место электронным лампам, которые, в свою очередь, уступили место транзисторам, а последние - интегральным схемам. Могло создастся впечатление, что технические возможности ЭВМ исчерпаны. В самом деле, что же можно еще придумать?

Чтобы получить ответ на этот вопрос, давайте вернемся к началу 70-х годов. Именно в это время была предпринята попытка выяснить, можно ли на одном кристалле разместить больше одной интегральной схемы. Оказалось, можно! Развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном-единственном кристалле тысячи интегральных схем.

Так, уже в 1980 году, центральный процессор небольшого компьютера оказалось возможным разместить на кристалле площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см2).

Началась эпоха микрокомпьютеров.

Каково же быстродействие современной микроЭВМ? Оно в раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах.

К тому же, почти 40 лет назад компьютеры типа Юнивак стоили около 2,5 млн. долларов. Сегодня ЭВМ со значительно большим быстродействием, более широкими возможностями, более высокой надежностью, существенно меньшими габаритами и более простая в эксплуатации стоит примерно 1000 долларов.

Каждые 2 года стоимость ЭВМ снижается примерно в 2 раза.

микропроцессорам.

Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) - сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме HewlettPackard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер «Apple», имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple.

1.5. ай-би-эм пи-си), положившего начало семейству наиболее распространенных современных персональных компьютеров, началась в июле 1980 года и была завершена 12 августа года представлением модели IBM 5150. Модель стоила долларов.

В то время фирма IBM не придавала большого значения персональным компьютерам, поэтому в IBM PC было использовано много «чужих» компонентов (например, использовался процессор фирмы Intel, а операционная система MS-DOS была лицензирована Microsoft у компании Seattle Computer Products) — до этого IBM предпочитала вс делать самостоятельно. Более того, вопреки жсткой политике IBM в области интеллектуальной собственности, ни эти компоненты, ни разработанная тут же базовая система ввода-вывода не были залицензированы, что позволило сторонним фирмам, пользуясь опубликованными спецификациями, создать множество клонов РС и отобрать у IBM львиную долю этого быстро расширяющегося рынка.

В течение всего одного месяца компания IBM сумела продать 241 683 компьютера IBM PC. По договоренности с руководителями Microsoft компания IBM отчисляла создателям программы определенную сумму за каждую копию операционной системы, устанавливавшуюся на IBM PC.

Благодаря популярности персонального компьютера IBM PC руководители Microsoft Билл Гейтс и Пол Аллен вскоре стали миллиардерами, а Microsoft заняла лидирующее положение на рынке программных продуктов.

Предшественниками IBM PC были компьютеры Altair, IMSAI, Apple I и II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 и 800, Commodore PET, и многие другие.

Конфигурация первого IBM PC:

Процессор Intel 8088 с частотой 4.77 МГц, емкость ОЗУ от до 256 Кбайт. Флоппи-дисководы емкостью 160 Кбайт приобретались за отдельную плату в количестве 1 или 2 шт.

Жесткого диска не было.

Глава 2. Теория информации 2.1 Общие сведения об информации Термин (от латинского informatioразъяснение, представление) является основным понятием науки информатики, которая определяется как ввод, переработка, хранение, вывод и передача информации с помощью ЭВМ. По утверждению Н.Винера, информация есть информация, а не материя и не энергия. В качестве источника информации может выступать лишь некоторый материальный объект, который излучает сигналы различного вида (электромагнитные, световые, звуковые, текстовые и т. д.). Эти сигналы приходят к приемнику информации. Информация - это сообщение о состоянии и свойствах объекта, явления, процесса, это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые мозгом человека или техническим устройством. В качестве технического устройства может быть система управления, которая предназначена для получения информации с целью управления объектом. Понятие информации относится и к биологическим системам, например, способность воспринимать информацию для выживания,( свойство чувствительности к прикосновению, способность ловить насекомых, запоминать и отбирать для выживания необходимую информацию). Как в живых организмах, так и в искусственных системах имеют место информационные процессы, которые связаны с обменом информаций между центрами и перефирийными элементами. В общем случае эти информации процессы сводятся к восприятию, обработке и хранению информации с последующим ее использованием.

Информация это нематерия, а свойство организованной материи, т. е. она не обладает свойствами материи как масса, не подчиняется законам сохранения массы и энергии.

2.2 Формы представления и кодирование информации Сигналы, с помощью которых представляется информация, могут быть представлены в непрерывной (аналоговой) и в дискретной форме.

Аналоговые сигналы, являются непрерывными как по времени, так и по уровню. Это значит, что в любой момент времени значение сигнала соответствует некоторому сообщению, которое несет определенную информацию. Дискретные сигналы разделяют на дискретные по времени и по величине.

Дискретной во времени означает, что сигнал содержит информацию лишь в некоторые фиксированные моменты времени, а в промежутках между этими моментами сигналы могут либо отсутствовать, либо могут иметь значение, которое не несет полезной информации.

Дискретность по величине ( по уровню) означает, что амплитуда, уровень сигнала могут принимать лишь определенное конечное количество значений.

Методы преобразования непрерывных сигналов в дискретные называют квантованием по времени или по уровню.

Для автоматического преобразования сигналов из одной формы в другие используются аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Существует алфавитный способ записи информации, основанный на представление в языковой форме, т. е. в виде слов, составленных из букв и символов алфавита.

Так, алфавит русскогоязыка содержит 33 буквы, немецкого - 26, греческий - 24 буквы, а алфавит внутреннего языка ЭВМ имеет всего два символа 0 и 1.

Информация может быть представлена в следующих формах:

звуковой, графической, алфавитно-цифровой. Электронновычислительные машины работают, т. е. преобразовывают, хранят информацию в так называемой двоичной системе счисления, которая записывается в свою очередь в кодах, например, прямой, обратный или дополнительный. Кодирование есть преобразование информации (сообщения) в код, т. е. в совокупность символов, отображающих сообщение. Конечное множество различных символов, применяемых в кодах, называется алфавитом. Количество букв в алфавите (русские и латинские буквы, цифры, математические знаки и т. д.) определяют его свойство: экономичноть, длину слов, удобство преобразований, структуру устройств преобразований).

Основу построения алфавита составляет система счисления количество цифр (символов), используемых для представления чисел (величин).

В настоящее время в вычислительной технике используют следующие системы счисления; двоичная, двоично-десятичная, троичная, восьмиричная, десятичная и шестнадцатиричная.

Любое число N в позиционной системе счисления с основанием а выражается в виде:

где i - порядковый номер;

k - коэффициент, принимающий значение: 0, 1, 2... ( а -1);

n- количество разрядов целого числа;

m - количество разрядов дробной части чисел;

а - количество символов (чисел) в системе счисления (основание системы счисления).

Пример. Представить число 36 в различных системах счисления.

- в десятичной системе счисления (а=10) - в двоичной системе счисления (а=2) - в троичной системе счисления (а=3) - в восьмеричной системе счисления (а=8) - в шестнадцатиричной системе счисления (а=16) 36(16) 2 161 Количество элементов М необходимых для хранения N чисел может определяться по зависимости Если надо определить, при каком основании а количество элементов м будет минимальным, то после дифференцирования можно определить, что следует выбрать основание системы между 2 и 3.

Так, для имеем М=39,2 М=38,24 М=42,5 М=60 М=91, 1.3.3 Существует несколько способов измерения ко личества информации, одним из известных методов является метод, основанный на структурном подходе, в котором принимается во внимание возможность получения информации от источника информации без условий использования этой информации.

Такой способ был предложен Р.Хартли в 1928 г. Сущность метода состоит в следующем.

Если вся совокупность символов, из которых кодируется возможное событие называется алфавитом сообщения и равна N, то количество информации приходящие на одно сообщение, определяется зависимостью.

Если сообщение исходит от 2-х независимых источников, то количество информации I1 log N Недостаток такого метода состоит в том, что здесь не учитывается вероятность поступления сообщений от источника, которое определяется степенью неопределенности где n - количество равновероятных исходов;

Н- неопределенность исхода опыта (Энтропия ).

При n=1 величин неопределенности обращается в ноль, а при росте n неопределенность возрастает.

Если n=2, то Такое соотношение лежит в основе единицы измерения неопределенности, называемой битом. Слово bit образовано из двух начальных букв английского алфавита binary unit, т.е.

двоичная единица, которая представляет неопределенность, содержащаяся в одном опыте, имею щем два равновероятных исхода.

Если обозначить равновероятных исхода опыта, то выражения для измерения неопределенности можно переписать в виде При наличии N опытов можно переписать зависимость в форме Если алфавит источника сообщений содержит всего два символа, появление которых характеризуется равными вероятностями р=0.5, то количество информации В двоичной системе счисления каждый разряд числа с равной вероятностью может принимать значение 0 или 1, то количество информации, приходящей на один разряд, ровняется 1 биту..

При обработке информации в ЭВМ принята форма представления слов равная 8-ми бит, т. е. более укрупненная единица 1байт=8 бит.

Для измерения более крупных объемов информации используют следующие единицы количества информации.

1 Кбит = 1024 бит, 1Кбайт = 1024 байт 1Мбит = 1024 Кбит, 1Мбайт = 1024 Кбайт 1 Гбит = 1024 1Мбит, 1 Гбайт = 1024 1Мбайт Эти единицы соответствия читаются как 1 килобайт, 1 мегобайт, 1 гигобайт.

Пример.Определить количество информации в русском тексте, состоящей из m-букв.

В русском языке имеется 32 буквы.

Средняя информация на одну букву русского алфавита равна Если все буквы алфавита равновероятностны, то количество информации на букву равно I = log 32= 5 бит.

Если учитывать вероятности появления букв в русском тексте, то средняя информация на одну букву равна 4.35 бит.

Существуют и другие способы измерения количества информации. Так, например, русский ученый А.А.Харкевич предложил прогматический способ, основанный на полезности выполнения функции управления.

Суть метода в том, что мера ценности информации определяется как изменение вероятности достижения цели при получении iтой информации.

где начальная информация до получения информации, вероятность достижения цели;

вероятность достижения цели после получения информации.

если Глава 3.. Основные принципы построения электронных вычислительных машин 3.1 Общая характеристика ЭВМ Электронная цифровая вычислительная машина (ЭВМ или компьютер) - техническое устройство, предназначенное для ввода, хранения, преобразования и вывода информации. Все компьютеры, использующиеся сегодня, несмотря на их широкое разнообразие имеют почти одни и те же основные составные части: системный блок (процессор), память (запоминающие устройства) и внешние устройства, которые позволяют компьютеру обмениваться информацией с человеком, другими компьютерами, управлять различными устройствами и оборудованиями и т.д.В общем случае ЭВМ состоит из аппаратного обеспечения (hardware) и программного обеспечения (software).

компьютеров являются: производительность, емкость памяти и разрядность.

Производительность - количество действий, выполняемых производительности ЭВМ можно разделить на малые (10- тыс. операций /с), средние (от 50 тыс. до 1 млн. операций /с), большие (свыше 1 млн. операций /с). Под операциями подразумеваются короткие операции типа передачи или сложения. В последнее время большие по производительности ЭВМ стали характеризоваться не количеством операций в сек, а тактовыми частотами в МГц (мегагерцах).Так, для ЭВМ типа IBM от 2,5 МГц до 200 МГц и более. Емкость памятинаибольшее количество данных,выраженных в единицах информации, кото рые одновременно могут храниться в памяти.

запоминающих устройств. Так, для ОЗУ - оперативного запоминающего устройства, которое предназначено для временного хранения текущей информации как программ, так и данных, емкость памяти может составлять от 4 Мбайт до Мбайт.. Для долговременного хранения информации используется винчестер, емкость памяти может составлять от 400 Мбайт до 2 Гбайта.

Разрядность - характеристика ЭВМ, которая включает количество разрядов ЭВМ, используемых для изображения чисел. В настоящее время разрядность компьютеров составляет от 8 двоичных разрядов до 32 или 64.

В учебных заведениях используются различные виды компьютеров и комплектов управляемой вычислительной техники(КУВТ): Корвет, БК (КУВТ 76), УКНЦ, Дельта, ЭлараДиск 128,Агат и другие. Но все большее распространение получают современные вычислительные комплексы типа IBM, Macintosh и др.В предлагаемом пособии описывается структура персональных компьютеров типа IBM.

3.2 Основные принципы построения ЭВМ В основе построения современных ЭВМ заложены общие принципы,разработанные выдающимся американским математиком Джоном фон Нейманом.

Первый принцип - это принцип произвольного доступа к основной памяти.Элементарной единицей памяти является ячейка,которая может содержать определенное количество символов,называемое словом. Процессор в произвольный момент времени имеет доступ к любой разрешенной ячейки памяти с одинаковым временем дос тупа. Каждая ячейка памяти имеет свой адрес.

Второй принцип - это принцип хранения программы.Программа задачи хранится в основной памяти наряду с обрабатываемыми данными.

ЭВМ в общем виде должна иметь структуру, позволяющую исполнять три базовых алгоритма:следования, ветвления и цикла,а также хранить программу,выполняемой задачи, и данные.Поэтому ЭВМ включает в себя процессор и управления,арифметико-логического устройства и устройства памяти.Программа и данные записываются в основную память,которая включает долговременную и оперативную память.В качестве долговременного устройства используется винчестер,где хранятся программы и данные.При запуске программа переписывается в оперативную память, где она компилируется,т.е преобразуется в машинную форму.Общая структура ЭВМ может быть представлена в виде.

где: АЛУ - арифметико-логическое устройство;

ДЗУ - долговременное запоминающее устройство;

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;

РОН - регистр общего назначения (сверхоперативная СК - счетчик команд;

ДК - дешифратор программ;

БК - буфер команд;

Работа ЭВМ сводится к выполнению следующих этапов:

1.Выборка команды из памяти ОЗУ в буфер команд 2.Раскодирование команд в ДК.

3.Выборка данных из памяти ОЗУ,необходимых для выполнения команд,с записью в регистры процессора.

4.Настройка АЛУ на выполнение конкретной программы в устройстве УУ;

5.Выполнение операций в АЛУ;

6.Запись результата вычислений в регистр процессора с возможностью перезаписи в ОЗУ;

7. Выбор последующей команды с помощью счетчика команд.

Для организации выполнения алгоритма в ЭВМ предусмотрены специальные команды перехода как бузусловного,так и условного,а также набор арифметических и логических команд для выполнения операций следования.

Эффективность ЭВМ повышается за счет использования следующих операций:

-параллельная обработка команд и данных;

- совмещение работ центральных и периферийных -совмещение обработки очередной команды с вы боркой последующей команды;

-одновременное выполнение нескольких программ (мультипрограммный режим).

3.3 Структура электронных вычислительных машин Общее устройство компьютеров типаIBM Современные компьютеры состоят из системного блока (процессора или непосредственно компьютера) и внешних устройств.

Процессор (системный блок) состоит из следующих элементов:

- микропроцессора МП;

- памяти (ОЗУ,ПЗУ);

- сопроцессора;

- контроллеров ;

- шин;

- материнской платы;

- дисководов;

- винчестера;

монитор(дисплей), принтер,мышка, сканер, модем.

Структура системного блока.

Микропроцессор предназначен для непосредственного выполнения программ и для управления работой всех устройств компьютера. На ПЭВМ типа IBM используются микропроцессоры- Intel 8080, 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium и др.В конце 1995 года фирмой INTEL выпущен новый микропрцессор PENTIUM PRO (P6) с тактовыми частотами 150,166,180,200 и более MГц.

Память предназначена для хранения программ, данных и элементов операционной системы,которая включает в себя:

- оперативное запоминающее устройство(ОЗУ) RAM (RandomAccess-Memory) или быстродействующее запоминающее устройство с произвольным доступом. В настоящее время для работы с современными инструментальными программными средствами необходимо иметь от 4 Мбайт до 32 Мбайт памяти (емкости) ОЗУ;

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ROM (ReadOnly- Memory) предназначено только для чтения информации из памяти, в которой хранятся константы и программы для обеспечения процедур начальной загрузки BIOS (Basic Input / Output System) базовой системы ввода и вывода Оперативная память компьютера IBM состоит из двух частей.Первая используется для прикладных программ и операционной системы. Вторая - отведена для служебных целей:

- для хранения части операционной системы (ОС) DOS, котораяобеспечивает тестирование компьютера, начальную загрузку ОС, а также выполнение основных низкоуровневых услуг ввода-вывода; для передачи изображения на экран и т.д.;

В настоящее время ОЗУ реализуется в виде микросхем SIMM (Siryle In-Line Memory Module),в которых может информации.Современные SIMM выпускаются 30 и 72 -х контактные.

Оперативная память представляется в виде карты физического поля. Так, для IBM PC она имеет вид:

10-ричный Сопроцессор предназначен для работы с числами, представленными в форме чисел с плавающей запятой (Intel 8087, 80287, 80387).

Микропроцессоры Intel 80486 DX и Pentium сами поддерживают режим работы с плавающей запятой.

КЭШ память предназначена для быстрого доступа к оперативной памяти. Такая память имеет небольшой объем от 64 до 256 Кбайт. В КЭШ памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти.

Системные шины предназначены для обмена данными между устройствами ЭВМ.Обычно шины состоят из шины адреса, шины данных и шины управления. В зависимости от производительности в настоящее время используются следующие шины: ISA, MCA, EISA,VESA и т.д.

Дисководы -это устройства,предназначенные для чтения и записи данных с гибких магнитных дисков,а также для чтения информации с компакт-дисков.Дисководы подразделяются на магнитные и лазерные.Магнитные дисководы бывают двух размеров-пяти и трехдюймовые.Для считывания и записи информации используются дискеты. Наиболее распространены дискеты размером 5,25 и 3,5 дюйма. Дискеты 5.25 дюйма имеют емкость 360 Кбайт (Double Side/Double Density DS/DD) и 1,2 Мбайт (Double Side/High DS/HD) Дискету на 360 Кбайт можно отформатировать (разметить) на 720 и 800 Кбайт.В современных компьютерах такие диски не используются.

Дискеты размером 3,5 дюйма имеют емкость 0,7 и 1,4 Мбайт.

Эти дискеты находятся в жестком пластмассовом конверте. Для защиты дискет от записи на дискетах 5.25 дюйма имеется прорезь, которую надо закрыть.На дискетах 3.5 дюйма имеется переключатель-защелка.

Лазерные дисководы CD-ROM считывают информамацию с компакт дисков, на которых размещается около Мбайт информации.(это эквивалентно обьему информации томов энциклопедии по 1000 страниц в каждой).

Накопители на жестком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации в компьютере.Емкость дисков бывает в следующих пределах: для IBM PC/XT, 80286 и 80386 от 40-400 Мбайт,а для IBM типа 80486 DX,PENTIUM от 500-800 до 2 Гбайт и более.Важной характеристикой винчестеров является время доступа к информации,выраженное в мс.У современных винчестеров время доступа в пределах от 18 мс до8 мс. Производительность винчестера зависит от интерфейса,который обеспечивает подсоединение накопителя к контроллеру.В настоящее время встречаются следующие виды интерфейса: ST 506/412,AT BUS(IDE) иSCSI.Наиболее производительным является интерфейс SCSI,имеющий скорость обмена 4 Мбайт в сек.

Винчестеры обычно имеют наименование HDD 840 Мb IDE, HDD 1Gb IDE Контроллеры предназначены для управления работой периферийных устройств (дисководов,винчестера,монитора и т.д.) и обеспечивают их связь с основной платой.Имеются следующие контроллеры : дисководов BDD,винчестера HDD,монитора VGA,SVGA,принтера и мыши I/O card 2SIP.

Материнская плата предназначена для размещения микропроцессора и элементов памяти,контроллеров, параллельных и последовательных портов,блока питания На материнской плате имеются разьемы расширения (слоты).В них устанавливаются платы контроллеров,звуковые и видео платы,модем и сетевые платы.Разьемы расширения имеют несколько стандартов:PC,ISA,EISA,VESA LB,PCI.

Сканеры предназначены для ввода в компьютер черно -белых информациии.Существуют настольные и портативные сканеры.Качество определяется оптическим разрешением, которое может быть в пределах от 300 до 1200 dpi.

Звуковые платы используются для цифровой записи, воспроизведения и обработки звука. Платы состоят из преобразователей,музыкальных синтезаторов и встроенные интерфейсы внешних устройств, например, компактдиски.Звуковые платы бывают 8 и 16-и разрядные Видеоплаты предназначены для передачи видео изображения с телевизора или видеокамеры. Защитные экраны используются для защиты зрения и кожи от негативного воздействия на центральную нервную систему излучений монитора.Ухудшение зрения зависит от яркого света от экрана и мерцания картинок изображений монитора.Существуют сетчатые защитные экраны,которые увеличивают время работы за экраном с 2 до 4,5 часов.

Они также уменьшают на 50 % ультрофиолетовое излучение.

Защитные экраны из стекла тяжелых металлов уменьшают как ультрофиолетовое, так и ренгеновское излучение на 80Самыми совершенными являются защитные экраны Total Shield.

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации.

Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.