Этапы развития компьютерных технологий

А.Н. Силаенков

Теория компьютерных технологий

Учебное пособие

Омск 2006

УДК 004.9 (075) ББК 32.973я73 С36

Рецензенты:

Л.Д. Федорова, канд. техн. наук, доц., зав. каф. «Государственное и муниципальное управление» ИПЭК

В.И. Стариков, канд. техн. наук, доц. каф. «Высшая математика и информатика» ОГИС

Силаенков А. Н.

С36 Теория компьютерных технологий: Учеб. пособие: ­­­– Омск. Изд-во ОмГТУ, 2006. ­­­– 64 с.

В учебном пособии изложены этапы развития компьютерных технологий, аналоговая и цифровая информация, носители данных, кодирование чисел и текста, цифровая обработка изображений, кодирование звука и видео. Значительное внимание уделено теоретическим вопросам компьютерной графики. Рассмотрены методы кодирования данных на дисках, хранение данных, форматы графических файлов и их преобразование, аудио- и видеофайлы, этапы технологии обработки и отображения информации на компьютере.

Учебное пособие «Теория компьютерных технологий» предназначено для студентов всех специальностей очной, заочной и дистанционной форм обучения

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

УДК 004.9 (075)

ББК 32.973я73

© А.Н.Силаенков, 2006 © Омский государственный технический университет, 2006

ВВЕДЕНИЕ

Компьютерная технологияможет быть определена, как автоматизация кодирования, записи, хранения, обработки и воспроизведения самых разных видов данных: чисел, текста, графики, звука и видео с помощью компьютера.

Спектр задач, решаемых с применением компьютерных технологий, чрезвычайно широк: научные исследования, учебный процесс, киноиндустрия, проектирование различных изделий, реклама, анимация, дизайн, компьютерные игры, полиграфия, архитектура, бизнес и т. д.

При решении прикладных задач из вышеперечисленных областей в качестве исходных данных используют числа, текст, изображения (рисунки и фотографии), звук и видео. Для того чтобы:

· повысить скорость передачи и обработки информации;

· защитить компьютер от нежелательного доступа;

· унифицировать форму представления различных типов данных;

· реализовать на персональном компьютере (ПК) обработку данных,

применяют кодированиеинформации. Кодирование заключается в выражении исходных данных через данные другого типа. В компьютере используется двоичное кодирование, которое основано на представлении исходных данных последовательностью двух знаков: 0 и 1. Обратный переход к исходному представлению информации называется декодированием. Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру.

Для автоматизации создания, хранения, обработки и передачи информации используется ПК. Аппаратные и программные средства ПК, а также аппаратная и программная конфигурации рассматриваются отдельно. При выборе ПК следует знать его основные технические параметры и периферийных устройств.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами.

Взаимодействие между пользователем и компьютером с помощью программ называется программным интерфейсом.

Изучению автоматизации кодирования, записи, хранения, обработки и воспроизведения самых разных видов данных: чисел, текста, графики, звука и видео с помощью компьютера, аппаратных и программных средств ПК – посвящен курс «Теория компьютерных технологий». Данный курс должен помочь будущим специалистам в области информационных технологий овладеть основными понятиями и методами современных компьютерных технологий.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Первая ЭВМ на ламповых схемах появилась в США в 1946г. Первая отечественная ЭВМ МЭСМ (малая электронная счетная машина) появилась в 1951 году, в 1952 – БЭСМ (быстродействующая электронная счетная машина). Для отображения данных использовалась электронно-лучевая трубка. На этом этапе развития компьютерных технологий производилась обработка следующих данных: чисел и текста. Цифры и буквы воспроизводились на экране ЭЛТ при подаче параметрически изменяемых напряжений.

Второй этап развития компьютерных технологий связан с обработкой изображений с помощью ЭВМ – компьютерной графикой (КГ). Один из исторических путей развития КГ связан с получением чертежей на выходе ЭВМ. В 50-х годах широкое распространение получили аналоговые координатные самописцы. В 1958 году была разработана в США программно-управляемая чертёжная установка. В начале 60-х годов были разработаны системы изготовления различных чертежей с помощью устройств, называемых графопостроителями.

Как самостоятельное научное и прикладное направление компьютерная графика возникла 40 лет назад. Основные идеи её применения восходят к работе И. Сазерленда из лаборатории им. А. Линкольна в Массачусетском технологическом институте. За ними последовали работы Т.Е. Джонсона, Л.Дж. Робертса. В 1963 году И. Сазерлендом была разработана двухкоординатная графическая система, которая была расширена Т.Е. Джонсоном до трехкоординатной системы.

Практически первой интерактивной графической системой следует считать систему SKETCHPAD. В этой системе на экране ЭЛТ, управляемой ЭВМ, изображались различные геометрические фигуры. С помощью светового пера можно было не только рисовать на экране фигуры, но и осуществлять некоторые преобразования их. В силу высокой стоимости технических средств КГ получила распространение в авиастроении, кораблестроении и других областях, где её применение экономически оправдано.

Самая первая система КГ, состоящая из 16-битовой ЭВМ, устройства ввода графической информации и чертёжного автомата, появилась в 1971 году в США.

В 70-х годах с появлением микропроцессоров фирмы “Интел” появляются автоматизированные рабочие места (АРМ) со встроенными ЭВМ. Во второй половине 70-х годов проводятся работы по стандартизации графического программного обеспечения. Результатом явилось создание системы базовой графики GKS. Появились цветные растровые дисплеи.

Следующий этап развития компьютерных технологий связан с появлением персональных компьютеров (ПК). В 1981 году появляется персональный компьютер IBM PC. Если раньше существовали по отдельности алфавитно-цифровые и графические дисплеи, то теперь на экране дисплея IBM PC можно было представить текст и графическую информацию. Устройство типа “мышь” позволило значительно упростить работу в режиме диалога. В эти же годы были созданы трёхмерные графические системы для решения конструкторских и технологических задач.

Современный этап развития компьютерных технологий связан с широким внедрением мультимедиа.

Мультимедиа – это компьютерно-ориентированный метод отображения информации, основанный на использовании текстовых, графических и звуковых возможностей компьютера в интерактивном режиме. Следует выделить четыре основных компонента аппаратной части мультимедиа: CD-ROM (DVD-ROM), звуковая карта, видеокарта, средства подключения музыкальных инструментов (MIDI). Каждый из них выполняет свою функцию. Мультимедиа широко применяются в бизнесе, образовании, развлечениях, различных тренажерах и т. д.

На всех этапах развития компьютерных технологий для обработки различных видов данных в компьютере осуществлялось кодирование этих данных.

ДАННЫЕ. НОСИТЕЛИ ДАННЫХ