История развития компьютеров
Лекция 1. Информация в технических устройствах и системах. Принципы обработки информации. Типы информационных технологий. Этапы развития информационного общества. Информационная культура человека. Информационные услуги и ресурсы.
Существует множество определений информации, но наиболее приемлемым считается следующее определение.
Информация – это отражение окружающего мира в виде некоторых знаков или сигналов. В ЭВМ информация измеряется в двоичной системе счисления.
Сигнал – это физический процесс, несущий сообщение о событии или состоянии объекта наблюдения.
Данные – это сведения в виде зарегистрированных сигналов. Данные зарегистрированы на каком-либо носителе и предназначены для какого-либо осмысления их людьми.
Знания – это сведения, осмысленные людьми. Знания предназначены для использования их людьми в своей деятельности.
Сообщение – это форма представления информации в виде знаков для передачи. Сообщение всегда отправляется от источника и принимается получателем.
Информационный процесс – это последовательность действий, выполняемых над информацией.
Информатика – это наука о средствах и методах сбора, передачи, обработки и хранения информации с помощью вычислительной техники.
Предмет изучения информатики составляют аппаратное и программное обеспечение средств вычислительной техники, а также средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения между собой и с человеком.
Цель информатики – научить грамотно применять компьютер для решения задач на старших курсах и для автоматизации работ в своей будущей профессии.
Основная задача информатики – систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники.
Можно выделить следующие направления информатики:
1. Архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных).
2. Интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением).
3. Программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ).
4. Преобразование данных (приемы и методы преобразования различных структур данных).
5. Защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных от несанкционированного доступа).
6. Автоматизация каких-либо видов деятельности (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека).
7. Стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).
Основными видами информационных процессов являются:
1. Сбор (приём) информации;
2. Передача (транспортирование) информации;
3. Обработка (преобразование) информации;
4. Хранение (запись) информации;
5. Отображение (воспроизведение) информации.
В качестве возможных операций с данными можно выделить:
1. Сбор данных – получение данных из каких-либо источников;
2. Формализация данных – представление данных в каком-либо стандартном виде;
3. Фильтрация данных – выбор нужных данных, удовлетворяющих какому-либо критерию;
4. Сортировка данных – упорядочивание данных по какому-либо критерию;
5. Группировка данных – распределение данных по группам;
6. Архивация данных – сжатие или упаковывание данных с помощью устранения избыточных данных;
7. Защита данных – противодействие несанкционированному использованию или удалению данных;
8. Транспортировка данных – передача данных какому-либо адресату;
9. Преобразование данных – представление данных одного вида в виде данных другого вида.
Информационная система – это взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.
Информационная технология (ИТ) – это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных с целью получения информации нового качества о состоянии объекта или явления.
Новая информационная технология – это информационная технология, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные связи.
Наиболее важными видами ИТ являются:
1. ИТ обработки данных.
2. ИТ управления.
3. ИТ поддержки принятия решений.
4. ИТ экспертных систем.
5. ИТ автоматизации офиса.
История развития компьютеров.
Первое механическое устройство для счёта «абак» появилось более 3 тысяч лет назад в Средиземноморье.
В 1642 г. французский учёный Паскаль изобрёл механическую счётную машину, выполнявшую сложение и вычитание.
В 1674 г. немецкий учёный Лейбниц создал вычислительную машину, добавив в машину Паскаля операции умножения, деления и извлечения корня.
В 1834 г. английский учёный Бэббидж первым разработал проект автоматической вычислительной машины, но сама машина не была построена. Для машины Бэббиджа составляла программы Ада Лавлейс (дочь Байрона), которая считается первым программистом в мире.
В 1888 г. американец Холлерит сконструировал электромеханическую машину для подсчёта перфокарт, которая успешно применялась при подведении итогов переписи населения в США. Холлерит был основателем известной фирмы IBM.
Теоретические основы современных вычислительных машин заложил английский математик Буль, который создал булеву алгебру, содержащую правила вычислений в двоичной системе счисления.
В 1941 г. немец Цузе первым создал электромеханическую вычислительную машину на основе двоичной системы счисления.
В 1942 г. американцы Атанасов и Берри сконструировали первую электронную вычислительную машину.
В 1944 г. американец Айкен с фирмой IBM разработал электромеханическую вычислительную машину Mark-1.
В 1946 г. американцы Эккерт и Моучли создали ЭВМ ENIAC, которая работала в 1000 раз быстрее машины Mark-1. ENIAC состоял из 18 тысяч электронных ламп, 1,5 тысяч реле, имел вес более 30 тонн, потреблял мощность более 150 кВт.
В конце 40-х годов ХХ в. американский математик Джон фон Нейман предложил структуру ЭВМ, названную архитектурой фон Неймана.
На протяжении второй половины XX в. произошла смена нескольких поколений электронно-вычислительной техники:
1. Первое поколение (конец 40-х – начало 50-х гг.). Элементная база 1-го поколения компьютеров – электронные радиолампы. ЭВМ 1-го поколения характеризуются большими габаритами ЭВМ и высоким потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью, огромной стоимостью, программированием в кодах.
2. Второе поколение (50-е гг.). Элементная база 2-го поколения компьютеров – полупроводниковые элементы (в т.ч. транзисторы). ЭВМ 2-го поколения характеризуются снижением потребления энергии и повышением быстродействия ЭВМ, появлением алгоритмических языков.
3. Третье поколение (60-е гг.). Элементная база 3-го поколения компьютеров – интегральные микросхемы, многослойный печатный монтаж. ЭВМ 3-го поколения характеризуются резким уменьшением габаритов ЭВМ, повышением их надежности и производительности, развитием языков программирования и появлением доступа с удаленных терминалов.
4. Четвертое поколение (70-е – начало 80-х гг.). Элементная база 4-го поколения компьютеров – микропроцессоры, большие интегральные схемы. ЭВМ 4-го поколения характеризуются созданием мощных многопроцессорных вычислительных систем и началом массового выпуска персональных компьютеров.
Последующие поколения компьютеров характеризуются разработкой интеллектуальных компьютеров, созданием ЭВМ на сверхсложных процессорах и с десятками параллельно работающих процессоров, внедрением и объединением компьютерных сетей, использованием распределённой обработки данных и повсеместным применением информационных компьютерных технологий, созданием оптоэлектронных ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой, квантовыми и молекулярными технологиями электроники.
Первым персональным компьютером считают компьютер Altair-8800, созданный в 1974 г. Робертсом. Для этого компьютера Пол Аллен и Билл Гейтс в 1975 г. создали транслятор с популярного языка Basic. Впоследствии они возглавили известную корпорацию Microsoft, программные продукты которой по-прежнему являются ориентиром для остальных разработчиков программ.
Среди ведущих производителей компьютерных устройств сейчас выделяются фирмы IBM, Apple, Intel, AMD, Cyrix, Hewlett-Packard, Sun, Dell, Compaq, Imango и др. Среди ведущих производителей компьютерных программ выделяются фирмы Microsoft, MathSoft, Autodesk, Adobe, Corel, Macromedia, Borland, Symantec, 1С, Промт и др.