Компьютер как средство обработки информации

Для информатики компьютер - это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. По своему назначению компьютер - универсальное техническое средство для работы человека с информацией.

По принципам устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Какие устройства входят в состав компьютера? Имеются четыре основные составляющие информационной функции человека:

· прием (ввод) информации;

· запоминание информации (сохранение в памяти);

· процесс мышления (обработка информации);

· передача (вывод) информации.

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:

· устройства ввода;

· устройства запоминания - память;

· устройство обработки - процессор;

· устройства вывода.

Принципы фон Неймана. В 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом, Г. Голдстайном и А. Берксом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ. Первый из этих принципов определяет состав устройств ЭВМ и способы их информационного взаимодействия. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня.

Структура внутренней памяти компьютера. Двоичная система счисления. Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос "заглянем" внутрь машинной памяти.

Для выполнения программ компьютер временно записывает программу и данные в основную память. Память образована интегральными микросхемами (или "чипами"), которые содержат тысячи электронных компонент. Подобно обычным лампочкам компоненты имеют только два возможных состояния: "включен" (равным 1) и "выключен" (равным 0), с помощью которых комбинации компонентов эти могут представлять программу и данные. Компоненты основной памяти компьютера называемых битами. Фактически бит унаследовал свое название от английского "BInary digiT" (двоичная цифра).

Восемь бит обеспечивают основу для двоичной арифметики и для представления символов в памяти компьютера. Восемь бит дают 256 различных комбинаций включенных и выключенных состояний: от "все выключены" (00000000) до "все включены" (11111111). По соглашения биты в байте пронумерованы от 0 до 7 справа налево, как это показано в таблице:

Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел.

В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые базовые символы (цифры), и все числа получаются в результате строго определенных операций над ними.

Примером системы счисления является привычная нам десятичная система счисления. Эта система использует десять базовых символов (цифр): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Количество различных цифр, используемых для записи чисел в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления. Например, в записи 1909 цифра 9 повторена два раза, при этом первая слева цифра означает число сотен, а вторая - число единиц в числе в указанном числе. Само же число 1909 можно представить в виде многочлена по степеням основания:

Для представления и интерпретации данных в компьютере используется система счисления с основанием два (двоичная система). Для записи двоичных чисел используется только две цифры: 0 и 1. Сочетанием двоичных цифр (битов) можно представить любое число.

Единицы измерения информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт,

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ байт.

Таблица кодов ASCI как способ двоичного представления символьной информации

Для кодирования текстовой информации принят международный стандарт ASCII (American Standard Code for Information Interchange), в кодовой таблице которого зарезервировано 128 7-ми разрядных кодов для кодирования:

 символов латинского алфавита

 цифр

 знаков препинания

 математических символов

Поколения компьютеров

Появление ЭВМ или компьютеров – одна из существенных примет современной научно-технической революции. Широкое распространение компьютеров привело к тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в элемент культуры.

Поколение первое - компьютеры на электронных лампах.

Поколение второе - транзисторные компьютеры.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов

Поколение третье - интегральные схемы

Поколение четвертое - большие интегральные схемы.

Поколение пятое – интеллектуальные компьютеры.