Съставът на изчислителната система. Съставът на компютърната система Помислете за хардуерната и софтуерната конфигурация м. Интерфейсите на всяка компютърна система могат да бъдат разделени на последователни и паралелни. Системното ниво е преходно, което осигурява взаимодействието на други програми на компютърна система, както с програми от базовото ниво, така и директно с хардуера, по-специално с централния процесор.

Споделете работата си в социалните мрежи

Ако тази работа не ви подхожда, има списък с подобни произведения в долната част на страницата. Можете също да използвате бутона за търсене

Лекция 4. Историята на развитието на компютърните технологии. Класификация на компютрите. Съставът на изчислителната система. Хардуер и софтуер. Класификация на сервизния и приложен софтуер

История на развитието на изчислителната техника

Първите устройства за броене са били механични устройства. През 1642 г. френски механикБлез Паскал разработи компактно сумиращо устройствомеханичен калкулатор.

През 1673 г. немски математик и философЛайбниц го подобри, като добавиоперации умножение и деление. През 18-ти век се разработват все по-напреднали, но все още механични изчислителни устройства, базирани на зъбни колела, рейки, лостове и други механизми.

Идеята за програмиране на изчислителни операции идва отпочасово индустрия. Такова програмиране беше твърдо: една и съща операция се извършваше по едно и също време (примерна работа на машината върху копирната машина).

Идеята за гъвкавост програмиранеизчислителните операции е изразен от английски математикЧарлз Бабиджпрез 1836-1848г Характеристика на неговата аналитична машина беше принципът на разделяне на информацията накоманди и данни. Проектът обаче не беше реализиран.

Програми за изчисления на машината на Бабидж, съставени от дъщерята на поета БайронАда Лавлейс (1815-1852) са много подобни на програмите, компилирани впоследствие за първите компютри. Тази прекрасна жена беше кръстенапървият програмист в света.

При преминаване от режим на регистрацияпровизии механично устройство в режимРегистрация състояния на елементите на електронните устройствастана десетичната системанеудобно, защото състоянията на елементите са самодве : включване и изключване.

Възможност за представяне на всякаквичисла в двоична формае изразено за първи път от Лайбниц през 1666 г.

Идеята за кодиране на логически изявления в математически изрази:

• вярно (True) или невярно (False);
• в двоичен 0 или 1,

е реализиран от английския математик Джордж Бул (1815-1864) през първата половина XIX век.

Въпреки това, разработената от него булева алгебра на логиката намира приложение едва през следващия век, когато е необходим математически апарат за проектиране на компютърни схеми, използващи двоичната бройна система. Американският учен Клод Шанън "свързва" математическата логика с двоичната бройна система и електрическите вериги в известната си дисертация (1936 г.).

В логическата алгебра при създаването на компютри те се използват вОсновно 4 операции:

• И (пресечна точка или връзка - A^b);
• ИЛИ (обединение или дизюнкция - AVB);
• НЕ (инверсия - |A) ;
• ИЗКЛЮЧИТЕЛНО ИЛИ ( A*| B+| A*B).

През 1936 г. английският математик А. Тюринг и независимо от него Е. Пост излагат и развиват концепциятаабстрактен компютър. Те доказаха фундаменталната възможност за решаване на всеки проблем чрез автомати, при условие че той може да бъде алгоритмизиран.

През 1946 г. Джон фон Нойман, Голдщайн и Бъркс (Принстънски институт за напреднали изследвания) съставят доклад, който съдържа подробно описаниепринципи на изграждане на цифрови компютрикоито се използват и днес.

1. Компютърната архитектура на Джон фон Нойман включва:
   1. процесор, състоящ се от блок за управление (CU) и аритметично логически блок (ALU);
   2. памет : оперативни (RAM) и външни;
   3. Входни устройства;
   4. изходни устройства.
2. Принципите на работа на компютъра, предложени от фон Нойман:
   1. хомогенност на паметта;
   2. програмен контрол;
   3. насочване .
3. Можем да различим основните поколения компютри и техните характеристики:

години приложения	1955 60	196065	1965 70	1970 90	От 1990 до настоящето време
Основен елемент	Електронен лампа	Транзистор	IP (1400 елементи)	Голям IP (десетки хиляди елементи)	Голям IP (милиони елементи)
Компютърен пример	IBM 701 (1952)	IBM 360-40 (1964)	IBM 370- 145 (1970)	IBM 370-168 (1972)	IBM сървър z990 2003
Бърз- действие, опер./с	8 000	246 000	1 230 000	7 700 000	9*10 9
капацитет на RAM, байт	20 480	256 000	512 000	8 200 000	256*10 9
Забележка	Шанън, заден план Нойман, Норберт Винер	Езици FORTRAN, COBOL, АЛГОЛ	миником- калай, OS MS DOS, OS Unix, нето	НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР, графика sky OS, интернет	Изкуствен- ню интелигентност, разпознава- реч, лазер

Бурното развитие на изчислителните системи започва през 60-те години на 20 век с отхвърлянето наелектронни тръбии развитие полупроводник,и тогава лазерна технология.

Ефективност Компютрите (компютри) се разрастват значително през 70-те години на 20 век с развитието на процесори, базирани наинтегрални схеми.

Качествен скок в развитието на компютрите настъпва през 80-те години XX век с изобретениетоперсонален компютър и развитието на световната информационна мрежа -Интернетът.

Компютърна класификация

1. С предварително записване:
   • суперкомпютри;
   • сървъри;
   • вградени компютри (микропроцесори);
   • персонални компютри (PC).

Суперкомпютри – изчислителни центрове – създадени за решаване на изключително сложни изчислителни проблеми (моделиране на сложни явления, обработка на свръхголеми количества информация, правене на прогнози и др.).

Сървъри (от английската дума служи за обслужване, управление) - компютри, които осигуряват работата на локална или глобална мрежа, специализирани в предоставяне на информационни услуги и обслужване на компютри на големи предприятия, банки, образователни институции и др.

Вградените компютри (микропроцесори) са широко разпространени в производството и домакинските уреди, където контролът може да се сведе до изпълнение на ограничена последователност от команди (роботи на конвейер, бордови, интегрирани в домакински уреди и др.)

Персонални компютри (настолен компютър ) са предназначени за работата на един човек, поради което се използват навсякъде. За тяхно раждане се счита 12 август 1981 г., когато IBM представя първия си модел. Компютърът направи компютърна революция в живота на милиони хора и оказа огромно влияние върху развитието на човешкото общество.

настолен компютър се делят на масови, бизнес, преносими, развлекателни, както и работни станции.

PC стандарти:

• Потребителски компютър (маса);
  • Офис компютър (бизнес);
  • Развлекателен компютър (развлечение);
  • Workstation PC (работна станция);
  • Мобилен компютър (преносим).

Повечето компютри са масивни.

Бизнес (офис)настолен компютър съдържат професионални програми, но минимизират изискванията за графични средства и средства за възпроизвеждане на звук.

В развлечениятанастолен компютър средствата са широко достъпнимултимедия.

Работните станции имат повишени изисквания за съхранение на данни.

За преносимите устройства е задължително да имат достъп до компютърна мрежа.

1. По ниво на специализация:
   • универсален;
   • специализиран (примери: файлов сървър,Мрежа сървър, сървър за печат и др.).
2. По размери:
   • десктоп (десктоп);
   • носим (преносим компютър, iPad);
   • джоб (палмтоп);
   • мобилни компютърни устройства (PDA -лична цифрова а сист а nt), които комбинират функциите на палмтоп и мобилни телефони.
3. За хардуерна съвместимост:
   • IBM PC;
   • Apple Macintosh.
4. По тип процесор:
   • Intel (в персонални компютри от IBM);
   • Motorola (в персонални компютри Macintosh).

Съставът на изчислителната система

Помислете за хардуерната и софтуерната конфигурация, тъй като често решението на едни и същи задачи може да бъде осигурено както от хардуер, така и от софтуер. Критерият във всеки случай е ефективността на работата.

Смята се, че повишаването на ефективността на работа поради развитието на хардуера се оказва средно по-скъпо, но внедряването на решения чрез софтуер изисква висококвалифициран персонал.

Хардуер

към хардуера изчислителните системи включватустройства и устройства(използвайки блоково-модулен дизайн).

Според начина, по който устройствата са разположени спрямо централния процесор, се разграничават вътрешни и външни устройства. Външни - това са I / O устройства (периферни устройства) и допълнителни устройства, предназначени за дългосрочно съхранение на данни.

Координацията между отделните блокове и възли се осъществява с помощта на преходни хардуерно-логически устройства - хардуерни интерфейси, които работят в съответствие с одобрените стандарти.

Интерфейсите на всяка компютърна система могат условно да бъдат разделени напоследователни и паралелни.

Паралелните интерфейси са по-сложни, изискват синхронизация между предавателя и приемника, но имат по-висока производителност, която се измервабайта в секунда(байтове/сек, кбайтове/сек, мегабайтове/сек). Те се използват (рядко сега) при свързване на принтер.

Последователни - по-лесно и по-бавно, те се наричатасинхронни интерфейси. Поради липсата на синхронизация на пакетите, данните за полезен товар се предхождат и допълват от пакети от служебни данни (1-3 бита услуги на 1 байт), производителността се измервабитове в секунда(bps, kbps, Mbps).

Използват се за свързване на входни, изходни и запаметяващи устройства на мишка, клавиатура, флаш памет, сензори, диктофони, видеокамери, комуникационни устройства, принтери и др.

Стандарти на хардуерни интерфейси във VT се извикватпротоколи. Протоколът е набор от технически условия, които трябва да бъдат предоставени от разработчиците на компютърни технологии за успешна координация на работата на устройството.

Софтуер

Софтуер (софтуер) или софтуерна конфигурация са програми (подредени последователности от команди). Има връзка между програмите: някои работят на базата на други (от по-ниско ниво), тоест трябва да говорим за междупрограмен интерфейс.

1. Основно ниво (BIOS) - най-ниското ниво. Основният софтуер е отговорен за взаимодействието с базовия хардуер. Основният софтуер се съхранява на чипапостоянен устройство за съхранение - ROM (памет само за четене (ROM)).

Ако трябва да се променят параметрите на основните съоръжения по време на работа, приложетепрепрограмируемиИзтриваема и програмируема памет само за четене (EPROM) ). Изпълнението на PROM се извършва с помощта на чип "енергонезависима памет" или CMOS , който също работи, когато компютърът се стартира.

1. Системно ниво- преходен, осигуряващ взаимодействието на други програми на компютърната система, както с програми на базово ниво, така и директно с хардуера, по-специално с централния процесор.

Системната поддръжка включва:

• драйвери на устройства- програми, които осигуряват взаимодействието на компютър с определени устройства;
• инструменти за монтажпрограми;
• стандартни инструменти за потребителски интерфейс,осигуряване на ефективно взаимодействие с потребителя, въвеждане на данни в системата и получаване на резултат.

Наборът от програми на системно ниво се формираядрото на операционната системаНАСТОЛЕН КОМПЮТЪР.

Ако компютърът е оборудван със софтуер на системно ниво, той вече е подготвен:

• към взаимодействието на софтуера с хардуера;
• да инсталирате програми от по-високи нива;
• и най-важното, за взаимодействието с потребителя.

задължително и като цяло достатъчно условие за осигуряванеработа човек на компютъра.

1. ниво на обслужванеСофтуерът ви позволява да работите както с програми на основно ниво, така и с програми на системно ниво. Основната цел на помощните програми (помощни програми) е да автоматизират работата по проверка, настройка и конфигуриране на компютър. В допълнение, те се използват за подобряване и подобряване на функциите на системните програми. Някои от програмите на ниво услуга първоначално са включени в операционната система като стандарт.

Има две алтернативни посоки за разработване и работа на помощни програми: интеграция с операционната система и самостоятелна работа.

Във втория случай те предоставят на потребителя повече възможности за персонализиране на взаимодействието им с хардуера и софтуера.

1. Приложен слойе набор от приложни програми, с помощта на които се изпълняват конкретни задачи на дадено работно място. Диапазонът им е много широк (от индустриални до развлекателни).

Наличие на приложен софтуер и широка функционалностнастолен компютър пряко зависи от използваната операционна система, тоест какви системни инструменти съдържа нейното ядро ​​и следователно как осигурява взаимодействие: човек програмира оборудване.

Класификация на помощния софтуер

1. Файлови мениджъри(файлови мениджъри). Те копират, преместват и преименуват файлове, създават директории, изтриват файлове и директории, търсят файлове и навигират във файловата структура (например Explorer ( Windows Explorer).
2. Архиватори инструменти за компресиране на файлове
3. Инструменти за преглед и възпроизвеждане. Прости и многофункционални зрители, които не предоставят редактиране, но ви позволяват да преглеждате (възпроизвеждате) документи от различни типове.
4. Диагностични инструментиза автоматизиране на процесите на софтуерна и хардуерна диагностика. Те се използват не само за отстраняване на проблеми, но и за оптимизиране на производителността на компютъра.
5. Средства за контрол (мониторинг) или монитори - ви позволяват да наблюдавате процесите, протичащи в компютъра. Използват се два режима: наблюдение в реално време и контрол със записване на резултатите в протоколен файл (използва се при необходимост от автоматично и дистанционно осигуряване на наблюдение).
6. Инсталационни монитори- осигуряват контрол на инсталирането на софтуер, наблюдават състоянието на околната среда, позволяват ви да възстановите връзки, загубени в резултат на премахване на предварително инсталирани програми.

Най-простите монитори обикновено са част от операционната система и се поставят на системно ниво.

1. Комуникационни медии(комуникационни програми) - връзки с отдалечени компютри, обслужват предаването на имейл съобщения и др.
2. Инструменти за компютърна сигурност(активни и пасивни). Инструментите за пасивна защита са програми за архивиране. Антивирусният софтуер се използва като средство за активна защита.
3. Средства за електронен цифров подпис(EDS).

Класификация на приложните програми

1. Текстови редактори(Бележник, WordPad , Лексикон, ред Norton Commander и др.).
2. Текстови процесори(позволяват не само въвеждане и редактиране на текстове, но и форматиране, т.е. форматиране). По този начин средствата за текстообработващи програми включват средства за осигуряване на взаимодействиетекст, графика , таблици, както и средство за автоматизиране на процеса на форматиране (Word).
3. Графичен редактор. Това са растерни (точкови), векторни редактори и инструменти за създаванетриизмерен графики (3D редактори).

В растерни редактори (Боядисвайте ) графичен обект е представен като комбинация от точки, всяка от които има свойствата на яркост и цвят. Тази опция е ефективна в случаите, когато изображението има много полутонове и информацията за цвета на елементите на обекта е по-важна от информацията за тяхната форма. Растерните редактори се използват широко за ретуширане на изображения, създаване на фото ефекти, но те не винаги са удобни за създаване на нови изображения и са неикономични, т.к. изображенията имат много излишък.

Във векторни редактори ( Corel Draw ) елементарният обект на изображението не е точка, а линия. Този подход е типичен за рисуване и графична работа, когато формата на линиите е по-важна от информацията за цвета на отделните точки, които я изграждат. Това представяне е много по-компактно от растерното представяне. Векторните редактори са удобни за създаване на изображения, но практически не се използват за обработка на готови чертежи.

3D графичните редактори ви позволяват гъвкаво да контролирате взаимодействието на свойствата на повърхността на обекта със свойствата на източниците на светлина, както и да създавате 3D анимация, поради което се наричат ​​още 3D графични редактори. D-аниматори.

1. Системи за управление на бази данни(СУБД). Основните им функции са:

• създаване на празна база данни;
• осигуряване на средства за попълване и импортиране на данни от таблици в друга база данни;
• осигуряване на достъп до данни, инструменти за търсене и филтриране.

1. Електронни таблици. Това са сложни инструменти за съхранение и обработка на данни (превъзходен ). Осигурява широк набор от методи за работа с числени данни.
2. Системи за автоматизирано проектиране(CAD системи). Проектиран за автоматизиране на работата по проектиране и може също да извършва елементарни изчисления и да избира структурни елементи от бази данни.
3. Настолни издателски системи. Предназначен за автоматизиране на процеса на налагане на печатни публикации. Те заемат междинна позиция между текстообработващи програми и системи за автоматично проектиране. Типичен случай на използване е приложението към документи, които са били предварително обработени в текстови процесори и графични редактори.
4. Експертни системи(анализ на данни, съдържащи се в базите знания). Тяхната характерна черта е способността за саморазвитие (при необходимост генерира достатъчен набор от въпроси за експерт и автоматично подобрява качеството му).
5. WEB редактори . Комбинират свойствата на текстови и графични редактори и са предназначени за създаване и редактиране WEB документи.
6. Браузъри (зрители WEB документи).
7. Интегрирани бизнес системи.Основни функции редактиране и форматиране на най-прости документи, централизация на електронна поща, факсимилни и телефонни комуникации, изпращане и наблюдение на корпоративни документи.
8. Счетоводство системите съчетават функциите на текстови редактори и редактори на електронни таблици, автоматизират изготвянето и осчетоводяването на първични документи, поддържане на сметки в счетоводния план и изготвяне на редовни отчети.
9. Финансови анализисистеми. Използва се в банкови и обменни структури. Те ви позволяват да контролирате и прогнозирате ситуацията на финансовите, фондовите и стоковите пазари, анализирате, изготвяте отчети.
10. геоинформациясистеми (ГИС). Предназначени са за автоматизация на картографски и геодезически работи.
11. Системи за редактиране на видеовидео обработка.
12. Образователни, развиващи, справочни и занимателнипрограми. Тяхната особеност са повишените изисквания към мултимедийните средства (музикални композиции, графична анимация и видео материали).

Освен хардуер и софтуер имаИнформационна поддръжка(проверка на правописа, речници, тезауруси и др.)

В специализираните компютърни системи (бордови) се нарича набор от софтуер и информационна поддръжкаматематически софтуер.

Страница 7

Други свързани произведения, които може да ви заинтересуват.vshm>
7644.		Формиране на идеи за методи за решаване на приложни проблеми с помощта на компютърни технологии	29,54 КБ
	Грешката се дължи на редица причини. Първоначалните данни обикновено съдържат грешки, тъй като са получени или в резултат на измервателни експерименти, или са резултат от решаване на някакви спомагателни задачи. Общата грешка на резултата от решаването на задачата на компютър се състои от три компонента: фаталната грешка на грешката на метода и изчислителната грешка: .
166.		Осигуряване на основа в компютърните технологии	169.06KB
	Почти всяко захранване на компютър или друго устройство има предпазител от пренапрежение (фиг. Когато нулирате, трябва да сте сигурни, че тази нула няма да стане фаза, ако някой обърне щепсела. Входни вериги на компютърно захранване Фиг. Потенциално образуване на кутията на компютъра Разбира се, мощността на този източник е ограничена, токът на късо съединение към земята варира от единици до десетки милиампери и колкото по-мощно е захранването, толкова по-голям е капацитетът на филтърните кондензатори и следователно сегашното: ...
167.		Обща информация за работата на компютърната техника	18,21 КБ
	Основни понятия Компютърно оборудване SVT това са компютри, които включват персонални компютри, персонални компютри, мрежови работни станции, сървъри и други видове компютри, както и периферни устройства, компютърно офис оборудване и междукомпютърни комуникации. Работата на SVT се състои в използване на оборудването по предназначение, когато VT трябва да изпълнява целия набор от възложени му задачи. За ефективно използване и поддържане на SVT в работно състояние по време на работа,...
8370.		Настройка на папки и файлове. Настройка на инструменти на операционната система. Използване на стандартни помощни програми. Принципи на свързване и вграждане на обекти. Мрежи: основни понятия и класификация	33,34 КБ
	Настройка на инструменти на операционната система. Настройка на инструментите на операционната система Всички настройки обикновено се правят през контролния панел. Настройка на стила на операционната система Настройката на стила на системата се извършва по пътя: Старт Контролен панел Всички елементи на контролния панел Система. Разделът Разширени системни настройки отваря прозореца Системни свойства, в който разделът Разширени е най-важен за конфигуриране.
9083.		Софтуер. Предназначение и класификация	71,79 КБ
	Антивируси Колкото и да е странно, но все още няма точно определение какво е вирус. или присъщи на други програми, които по никакъв начин не са вируси, или има вируси, които не съдържат горните отличителни характеристики, с изключение на възможността за разпространение. макро вирусите заразяват файлове с документи на Word и Excel. Има голям брой комбинации, например вируси за зареждане на файлове, които заразяват както файлове, така и сектори за зареждане на дискове.
5380.		Разработване на учебен стенд Устройството и принципът на работа на принтера като средство за подобряване на качеството на обучение на студентите по специалността Поддръжка на компютърна техника и компютърни мрежи	243.46KB
	Принтерите се класифицират според пет основни позиции: принцип на работа на печатащия механизъм, максимален размер на лист хартия, използване на цветен печат, наличие или отсъствие на хардуерна поддръжка за езика PostScript, както и препоръчителната месечно натоварване.
10480.		Компютърен софтуер. Видове приложни програми	15,53 КБ
	Като промените програмите за компютър, можете да го превърнете в работно място за счетоводител или статистик или дизайнер, за да редактирате документи на него или да играете някаква игра. Класификация на програмите Програмите, работещи на компютър, могат да бъдат разделени на три категории: приложни програми, които директно осигуряват изпълнението на работата, необходима на потребителите: редактиране на текстове, рисуване на снимки, гледане на видеоклипове и др .; системни програми, които изпълняват различни спомагателни функции, като създаване на копия ...
7045.		Информационни системи. Понятие, състав, структура, класификация, поколения	12,11 КБ
	Свойства на информационната система: Разпределение на делимост на подсистемите, което опростява анализа, разработването, внедряването и експлоатацията на ИС; Цялостността е последователността на функционирането на подсистемите на системата като цяло. Съставът на информационната система: Информационната среда е съвкупност от систематизирани и организирани по специален начин данни и знания; Информационни технологии. Класификация на ИС по предназначение Системи за управление на информацията за събиране и обработка на информация, необходима за управление на корпоративна организация ...
19330.		РАЗРАБОТКА НА КОМПЮТЪРНА СИСТЕМА ЗА ТРАНСПОРТНА ЛОГИСТИКА НА ЕЗИК C#	476,65 КБ
	Езикът за програмиране е официална знакова система, предназначена за писане на компютърни програми. Езикът за програмиране дефинира набор от лексикални, синтактични и семантични правила, които определят външния вид на програмата и действията, които изпълнителят (компютърът) ще изпълнява под неин контрол.
9186.		Процесът на компютърната система и свързаните с него концепции	112,98 КБ
	Помислете за следния пример. Двама студенти изпълняват програма за квадратен корен. Единият иска да изчисли корен квадратен от 4, а другият иска да изчисли корен квадратен от 1. От гледна точка на учениците работи същата програма; от гледна точка на компютърна система, тя трябва да се справи с два различни изчислителни процеса, тъй като различните входове водят до различен набор от изчисления.

Има много системи за класификация на компютри. Ще разгледаме само няколко от тях, като ще се спрем на най-често споменаваните в наличната техническа литература и медиите.

Класификация по предназначение
Класификацията по предназначение е един от най-ранните методи за класификация. Това е свързано с това как се използва компютърът. Според този принцип има основни компютри (електронни компютри), мини-компютри, микро-компютри и персонални компютри, които от своя страна се делят на масови, бизнес, преносими, развлекателни и работни станции.

Съставът на компютърна система се нарича конфигурация. Компютърният хардуер и софтуер се разглеждат отделно. Съответно хардуерната конфигурация на изчислителните системи и тяхната софтуерна конфигурация се разглеждат отделно. Този принцип на разделяне е от особено значение за компютърните науки, тъй като много често решението на едни и същи проблеми може да бъде осигурено както от хардуер, така и от софтуер. Критериите за избор на хардуерно или софтуерно решение са производителност и ефективност.

Къде виждате диалектическата природа на връзката между софтуер и хардуер?
Кои са четирите основни нива на софтуер. Какъв е редът на тяхното взаимодействие?
Към какъв клас принадлежат софтуерните инструменти, вградени във видеорекордер, програмируема пералня, микровълнова фурна?
Какви са предимствата и недостатъците на извършването на офис работа (например копирна машина) с хардуер и софтуер?
Какви категории софтуер могат да се използват в работата на малък бизнес и за какви цели?
Какви видове работа, характерни за голямо промишлено предприятие (например машиностроителен завод), могат да бъдат автоматизирани с
използване на компютри? Какви са категориите софтуер за това
необходимо?
Назовете основните категории софтуер, свързани с класа графични редактори. Каква е основната разлика между тези категории?
Какво е общото и каква е разликата между понятията софтуер и информационна поддръжка на компютърните технологии?

Компютърно инженерство

Основни понятия.

Често понятието "компютърни технологии" се идентифицира с понятието "компютър". В този случай това понятие означава следното:

Определение: компютър(Английски) компютър- "компютър") - машина за извършване на изчисления.

С помощта на изчисления компютърът може да обработва информация според предварително зададен алгоритъм. В допълнение, повечето компютри са способни да съхраняват информация и да търсят информация, показвайки информация на различни видове устройства за извеждане на информация. Компютрите са получили името си от основната си функция - да извършват изчисления. Въпреки това, в днешно време е по-добре да се каже, че основните функции на компютрите са обработка на информация и контрол.

Основни принципи: Компютърът може да изпълнява задачите, които са му възложени, като движи всякакви механични части, движи потоци от електрони, фотони, квантови частици или като използва ефектите на всеки друг добре проучен физически феномен.

Най-разпространени сред компютрите са т. нар. „електронни компютри“, компютър. Всъщност за по-голямата част от хората думите "електронни компютри" и "компютри" са станали синоними, въпреки че в действителност това не е така. Най-често срещаният тип компютър е електронният персонален компютър.

Архитектурата на компютрите може директно да моделира решавания проблем, отразявайки изследваните физически явления възможно най-близо (в смисъл на математическо описание). По този начин електронните потоци могат да се използват като модели на водни потоци при моделиране на язовири или язовири. Аналоговите компютри с подобен дизайн са били често срещани през 60-те години на миналия век, но сега са доста редки.

В повечето съвременни компютри проблемът първо се описва в математически термини, като цялата необходима информация се представя в двоичен вид (под формата на единици и нули), след което действията по обработката му се свеждат до прилагането на проста логическа алгебра. Тъй като практически цялата математика може да се сведе до булеви операции, достатъчно бърз електронен компютър може да се използва за решаване на повечето математически проблеми (и повечето проблеми с обработката на информация, които лесно могат да бъдат сведени до математически).

Установено е, че компютрите все още не могат да решат нито един математически проблем. За първи път проблеми, които не могат да бъдат решени с компютри, са описани от английския математик Алън Тюринг.

Резултатът от изпълнената задача може да бъде представен на потребителя с помощта на различни входно-изходни устройства, като лампови индикатори, монитори, принтери и др.

На начинаещите потребители и особено на децата често им е трудно да приемат идеята, че компютърът е просто машина и не може да „мисли“ или „разбира“ думите, които показва сам. Компютърът само механично показва линиите и цветовете, определени от програмата, използвайки входно-изходни устройства. Човешкият мозък сам разпознава изображения, числа или думи в това, което се показва на екрана и им придава определени значения.

От гледна точка на разделянето на компютърните науки на отделни науки, се говори за наука за "компютърни технологии".

Определение: компютърни науки и инженерство- това е област на науката и технологиите, която включва набор от средства, методи и методи на човешка дейност, насочени към създаване и прилагане на:

Компютри, системи и мрежи;

· автоматизирани системи за обработка и управление на информация;

· системи за компютърно проектиране;

· компютърен софтуер и автоматизирани системи.

Определение: Компютърът е

1) област на технологията, която съчетава средства за автоматизиране на математически изчисления и обработка на информация в различни области на човешката дейност;

2) науката за принципите на конструкцията, работата и дизайна на тези инструменти.

§2. "Компютърна техника" = "компютър".

Етимология

Слово компютърпроизлиза от английски думи да изчислявам, компютър, което се превежда като "изчислявам", "калкулатор" (английската дума от своя страна идва от лат. компютърно-"изчисли"). Първоначално на английски тази дума означаваше човек, който извършва аритметични изчисления с или без участието на механични устройства. По-късно значението му се пренася върху самите машини, но съвременните компютри изпълняват много задачи, които не са пряко свързани с математиката.

Първо тълкуване на думата компютърсе появява през 1897 г. в Оксфордския английски речник. Неговите компилатори тогава разбират компютъра като механично изчислително устройство. През 1946 г. речникът е допълнен с допълнения, които позволяват разделянето на понятията цифрови, аналогови и електронни компютри.

Компютърни класификации

Няма ясни граници между класовете компютри. С подобряването на структурите и производствените технологии се появяват нови класове компютри, границите на съществуващите класове се променят значително.

Има различни класификации на компютърното оборудване:

аз според принципа на действие

1. аналогов(AVM),

2. дигитален(ЦВМ)

3. хибрид(GVM)

II. по етапи на създаване (по поколения)

1. 1-во поколение, 50-те: Компютри на електронни вакуумни тръби;

2. 2-ро поколение, 60-те години: компютри на дискретни полупроводникови устройства (транзистори);

3. 3-то поколение, 70-те години: компютри на полупроводникови интегрални схеми с малка и средна степен на интеграция (стотици - хиляди транзистори в един корпус); Забележка. Интегралната схема е електронна схема със специално предназначение, направена под формата на единичен полупроводников кристал, който съчетава голям брой диоди и транзистори.

4. 4-то поколение, 80-те: компютри, базирани на големи и свръхголеми интегрални схеми - микропроцесори (десетки хиляди - милиони транзистори в един чип);

5. 5-то поколение, 90-те: компютри с много десетки паралелни микропроцесори, позволяващи изграждането на ефективни системи за обработка на знания; Компютри с изключително сложни микропроцесори с паралелно-векторна структура, изпълняващи едновременно десетки последователни програмни инструкции;

6. 6-то и следващите поколения: оптоелектронни компютри с масивен паралелизъм и невронна структура - с разпределена мрежа от голям брой (десетки хиляди) прости микропроцесори, които симулират архитектурата на невронни биологични системи.

III. по уговорка

1. универсален(с общо предназначение),

2. проблемно ориентиран

3. специализиран

1. базов компютър .

2. Основна рамка.

3. Специализиран компютър .

1) контролен компютър .

2) Бордови компютър .

3) Специализиран компютър .

4) Домашен (домашен) компютър .

IV. размер и функционалност

1. супер голям (суперкомпютър),

2. голям,

4. ултрамалък (микрокомпютър)

1) универсален

а) мултиплейър

б) еднопотребителски (личен)

2) специализиран

а) много потребители (сървъри)

б) за един потребител (работни станции)

v. Според условията на работа компютрите се разделят на два вида:

1. офис (универсален);

2. специален.

Трябва да се отбележи, че има и други класификации. Например:

в архитектурата.

по отношение на изпълнението.

по броя на процесорите.

потребителски свойства.

Кратко описание на компютърните класове

Според принципа на действие

Критерият за разделяне на компютрите на тези три класа е формата на представяне на информацията, с която работят (вижте фигурата).

Ориз.Две форми на предоставяне на информация в машини:

А -аналогов; б -цифров импулс.

Цифрови изчислителни машини (DVM)- компютри с дискретно действие, работят с информация, представена в дискретна или по-скоро в цифрова форма.

Такива компютри често се наричат ​​компютри (електронни компютри, електронни компютри). Най-широко използваните цифрови компютри с електрическо представяне на дискретна информация са електронните цифрови компютри. , обикновено се нарича просто електронни компютри(КОМПЮТЪР),без да споменаваме техния цифров характер.

За разлика от AVM, в компютъра числата се представят като поредица от цифри. В съвременните компютри числата са представени под формата на двоични еквивалентни кодове, т.е. под формата на комбинации от 1 и 0. Принципът на програмно управление се прилага в компютрите. Компютрите могат да бъдат разделени на цифрови, електрифицирани и изчислително-аналитични (перфориращи) компютри.

Компютрите се делят на основни компютри, миникомпютри и микрокомпютри. Те се различават по своята архитектура, технически, експлоатационни и общи теглови характеристики, области на приложение.

Предимства на компютъра:

§ висока точност на изчисленията;

§ универсалност;

§ автоматично въвеждане на информация, необходима за решаване на проблема;

§ разнообразие от задачи, решавани от компютри;

§ независимост на количеството оборудване от сложността на задачата.

Недостатъци на компютрите:

§ сложността на подготовката на проблема за решение (необходимостта от специални познания за методите за решаване на проблеми и програмиране);

§ недостатъчна видимост на процесите, сложността на промяна на параметрите на тези процеси;

§ сложност на компютърната структура, експлоатация и поддръжка;

§ изискване на специално оборудване при работа с елементи на реално оборудване

Аналогови компютри (AVM)- компютри с непрекъсната работа, работещи с информация, представена в непрекъсната (аналогова) форма, т.е. под формата на непрекъсната поредица от стойности на някакво физическо количество (най-често електрическо напрежение).

Аналоговите компютри са много прости и лесни за използване; програмирането на задачи за решаването им като правило не е трудоемко; скоростта на решаване на проблеми се променя по искане на оператора и може да бъде произволно голяма (повече от тази на цифров компютър), но точността на решаване на проблеми е много ниска (относителна грешка 2-5%). В AVM е най-ефективно да се решават математически задачи, съдържащи диференциални уравнения, които не изискват сложна логика.

Това е непрекъснат компютър, който обработва аналогови данни. Той е предназначен да възпроизвежда определени връзки между непрекъснато променящи се физически величини. Основните области на приложение са свързани с моделирането на различни процеси и системи.

В AVM всички математически величини са представени като непрекъснати стойности на някои физически величини. Основно напрежението на електрическата верига действа като машинна променлива. Техните промени се извършват по същите закони, както и промените в дадените функции. В тези машини се използва методът на математическото моделиране (създава се модел на изследвания обект). Резултатите от решението се извеждат под формата на зависимости на електрическите напрежения във функция от времето на екрана на осцилоскопа или се записват от измервателни уреди. Основната цел на AVM е решаването на линейни и диференцирани уравнения.

Предимства на AVM:

§ висока скорост на решаване на задачи, съизмерима със скоростта на преминаване на електрически сигнал;

§ простота на дизайна на AVM;

§ лекота на подготовка на проблема за решение;

§ визуализация на хода на изследваните процеси, възможност за промяна на параметрите на изследваните процеси по време на самото изследване.

Недостатъци на AVM:

§ ниска точност на получените резултати (до 10%);

§ алгоритмични ограничения на задачите за решаване;

§ ръчно въвеждане на задачата за решаване в машината;

§ голямо количество включено оборудване, нарастващо с увеличаване на сложността на задачата

Хибридни компютри(GVM) - компютри с комбинирано действие, работещи с информация, представена както в цифрова, така и в аналогова форма; те съчетават предимствата на AVM и цифровия компютър. Целесъобразно е GVM да се използва за решаване на проблемите с управлението на сложни високоскоростни технически комплекси.

Понякога тези машини се наричат ​​" комбинирани компютри», « аналогово-цифрови компютри (ATsVM)»

Те имат характеристики като скорост, лекота на програмиране и гъвкавост. Основната операция е интегрирането, което се извършва с помощта на цифрови интегратори.

В такива машини числата се представят като в компютър (поредица от числа), а методът за решаване на проблеми е като в AVM (метод на математическо моделиране).

По етапи на създаване

Разделянето на компютърните технологии на поколения е много условна, нестрога класификация на изчислителните системи според степента на развитие на хардуера и софтуера, както и начините за комуникация с компютър.

Идеята за разделяне на машините на поколения е оживена от факта, че през кратката история на своето развитие компютърната технология е претърпяла голяма еволюция както по отношение на елементна база(лампи, транзистори, микросхеми и др.), И по отношение на промяната на неговата структура, появата на нови възможности, разширяване на областите на приложение и естеството на употреба.

Компютър от 1-во поколение[ първо поколение компютър ]

Първото поколение обикновено включва машини, създадени в началото на 50-те години.

Произведени са всички компютри от първо поколение на базата на електронни тръби, което ги правеше ненадеждни - лампите трябваше да се сменят често.

Ориз. Електрическа лампа

Тези компютрите бяха огромни, неудобни и твърде скъпи машини, които биха могли да бъдат придобити само от големи корпорации и правителства. Лампите консумират огромно количество електричество и генерират много топлина..

Наборът от инструкции беше малък, схемата на аритметичното логическо устройство и блока за управление е доста проста, софтуерът практически липсваше. RAM и резултатите за производителност бяха ниски. За I / O са използвани перфоленти, перфокарти, магнитни ленти и печатащи устройства.

Ориз. карта

Скоростта е около 10-20 хиляди операции в секунда.

Но това е само техническата страна. Друго също е много важно - начините на използване на компютрите, стилът на програмиране, характеристиките на софтуера.

Програмирането беше направено на езици за програмиране от ниско ниво. Бяха написани програми за тези машини на езика на конкретна машина. Математикът, който състави програмата, седна на контролния панел на машината, въведе и отстрани грешките в програмите и направи сметка за тях. Процесът на отстраняване на грешки беше най-дълъг във времето.

Въпреки ограничените възможности, тези машини позволяват извършването на най-сложните изчисления, необходими за прогнозиране на времето, решаване на проблеми с ядрената енергия и др.

Опитът с първото поколение машини показва, че има огромна разлика между времето, изразходвано за разработване на програми, и времето за изчисления.

Ориз. a - компютър "Eniak", b - компютър "Ural"

Тези проблеми започнаха да се преодоляват чрез интензивното развитие на средствата за автоматизация на програмирането, създаването на системи за сервизни програми, които опростяват работата на машината и повишават ефективността на нейното използване. Това от своя страна изисква значителни промени в структурата на компютрите, насочени към доближаването й до изискванията, произтичащи от опита на работа с компютри.

Домашни машини от първо поколение: МЕСМ (малка електронна изчислителна машина), БЕСМ, Стрела, Урал, М-20.

Компютър от второ поколение[компютър от второ поколение ]

Машините от това поколение са конструирани около 1955-65 г.

IN 1958 г. в компютри (компютри от второ поколение). полупроводникови транзистори, изобретен през 1948 г. от Уилям Шокли.

История на изобретението:

· На 1 юли 1948 г. на една от радио и телевизионните страници на New York Times беше публикуван скромен доклад, че Bell Telephone Laboratories са разработили електронно устройство, което може да замени вакуумната тръба. Теоретичният физик Джон Бардийн и водещият експериментатор на фирмата Уолтър Братейн създадоха първия работещ транзистор. Това беше устройство с точков контакт, в което 2 метални "антени" бяха в контакт с прът от поликристален германий.

· Създаването на транзистора е предшествано от упорита, почти 10-годишна работа, която е започната през 1938 или 1939 г. от теоретичния физик Уилям Шокли. Въпреки това, за да бъдем по-точни, историята на транзистора започва много по-рано. През 1906 г. французинът Пикар предлага кристален детектор, а през 1922 г. съветският радиофизик О.В. Лосев показа възможността за усилване и генериране на трептения с помощта на такива детектори. След 3 години професор от университета в Лайпциг Юлиус Лилиенфелд се опита да създаде усилващо полупроводниково устройство. Тези експерименти обаче бяха забравени. Те бяха запомнени едва след като транзисторът спечели световно признание.

· Между другото, стана доста бързо. След няколко години търсене на технология за производство на полупроводникови устройства и изобретяването на нови конструкции (по-специално планарен транзистор, патентован от W. Shockley през 1951 г.), редица американски фирми започнаха масово производство на транзистори, които първоначално бяха използвани главно в радио и комуникационно оборудване.

Транзисторите бяха по-надеждни, издръжливи, малки, можеха да извършват много по-сложни изчисления, имаха голяма RAM. 1 транзистор успя да замени ~ 40 вакуумни тръби и работи на по-висока скорост.

В същото време първоначално в тези компютри са използвани както вакуумни тръби, така и дискретни транзисторни логически елементи. По късно дискретни транзисторизирани логически вентили изместиха вакуумни тръби.

§ Като носители на информацияизползвани магнитни ленти("БЕСМ-6", "Минск-2", "Урал-14") и магнитни ядра.

§ Техен работна памет b е построена на магнитни ядра.

§ Обхватът на използваното входно-изходно оборудване започна да се разширява, високопроизводително машини за магнитна лента, магнитни барабани и първите магнитни дискове.

§ Като софтуерзапочна да използва езици за програмиране на високо ниво. Средствата на такива езици позволяват описанието на цялата необходима последователност от изчислителни действия по визуален, лесен за разбиране начин. Програма, написана на алгоритмичен език, е неразбираема за компютър, който разбира само езика на собствените си инструкции. Поради това се наричат ​​специални програми преводачи, превежда програмата от език на високо ниво на машинен език.

§ Появи се широка гама от библиотечни програмиза решаване на различни математически задачи.

§ Появи се системи за наблюдение, които контролират режима на излъчване и изпълнение на програмата. От мониторните системи по-късно се развиха съвременните операционни системи.По този начин операционната система е софтуерно разширение на устройството за управление на компютъра. За някои машини от второ поколение вече са създадени операционни системи с ограничени възможности.

§ Бяха машини от второ поколение присъща софтуерна несъвместимост, което затрудни организирането на големи информационни системи. Следователно в средата на 60-те години се извършва преход към създаването на компютри, които са софтуерно съвместими и изградени на микроелектронна технологична база.

§ производителност– до стотици хиляди операции в секунда.

§ Капацитет на паметтадо няколко десетки хиляди думи.

Характеристики, разлика от първото поколение.

1. По-висока надеждност.

2. По-малко потребление на енергия.

3. По-висока производителност поради:

Увеличаване на скоростта на превключване на елементите за отчитане и съхранение

· Промени в структурата на машините.

Ориз. a - Транзистор, b - памет на магнитни ядра

Започвайки от второ поколение, машините започват да се разделят на големи, средни и малки въз основа на размер, цена, изчислителни възможности. По този начин малки домашни машини от второ поколение („Наири“, „Раздан“, „Мир“ и др.) С капацитет от около 10 4 операции в секунда бяха напълно достъпни за всеки университет в края на 60-те години, докато -6 имаше професионални показатели (и цена) 2-3 порядъка по-високи.

Ориз. БЕСМ-6.

КОМПЮТЪР III-то поколение[трето поколение компютър]

През 1960 г. се появяват първите интегрални схеми (ИС), които получават широко разпространение поради малкия си размер, но огромни възможности.

Ориз. интегрални схеми

IC (интегрална схема) е силиконов чип с площ от приблизително 10 mm2. Първата ИС е в състояние да замени десетки хиляди транзистори. Един кристал върши същата работа като 30-тонен Eniac. Компютър, използващ IC, постига производителност от 10 милиона операции в секунда.

През 1964 г. IBM обяви създаването на шест модела от семейството IBM 360 (System 360), които станаха първите компютри от трето поколение.

Машините от трето поколение са фамилии машини с една единствена архитектура, т.е. софтуерно съвместим. Като елементна база те използват интегрални схеми, които също се наричат ​​микросхеми.

Машините от трето поколение имат усъвършенствани операционни системи. Имат възможности за мултипрограмиране, т.е. едновременно изпълнение на няколко програми. Много от задачите по управление на паметта, устройствата и ресурсите започнаха да се поемат от операционната система или директно от самата машина.

Примери за машини от трето поколение са семействата IBM-360, IBM-370, ES компютри (Unified Computer System), SM компютри (Small Computers Family) и др. Скоростта на машините в семейството варира от няколко десетки хиляди до милиони операции в секунда. Капацитетът на RAM достига няколкостотин хиляди думи.

Първите интегрални схеми (ИС)

Първата интегрална схема, разработена през 1960 г., беше прототипът на съвременните микрочипове. Интегралната схема се състои от миниатюрни транзистори и други елементи, монтирани върху силициев кристал.

Преди 37 години, през 1964 г., IBM обяви създаването на шест модела от семейството IBM 360 (System 360), които станаха първите компютри от трето поколение.

Моделите имаха единна командна система и се различаваха един от друг по количество RAM и производителност. Изпълнителният директор на IBM Томас Уотсън младши нарече представянето на тази фамилия машини „най-важното събитие в историята на компанията“. Първите образци на машини от серията IBM 360 са доставени на клиенти през втората половина на 1965 г., а до 1970 г. компанията е разработила около 20 модела, но някои от тях никога не са били докарани до масово производство (повече от 33 хиляди машини от това семейство са произведени общо).

При създаването на моделите от семейството са използвани редица нови принципи, които правят машините универсални и им позволяват да се използват с еднаква ефективност както за решаване на задачи в различни области на науката и технологиите, така и за обработка на данни в областта на управление и бизнес (числото 360 в името на серията показва способността на машините да работят във всички посоки - в рамките на 360°). Най-важните нововъведения бяха:

· елементна и технологична база на машини от трето поколение;

софтуерна съвместимост на всички модели от семейството;

· операционна система, съдържаща преводачи за най-разпространените езици за програмиране от онова време (Fortran, Cobol, RPG, Algol 60, PL/1) и е възможно да се включат преводачи за други езици в системата;

· "универсалност" на командната система, която се осигуряваше чрез добавяне на допълнителни команди за различни цели към така наречената стандартна командна система;

възможност за свързване на голям брой външни устройства и стандартно сдвояване на тези устройства с процесора чрез оборудването на комуникационните канали (в този случай беше възможно да се комбинират няколко машини в една компютърна система);

организация на паметта, която не зависи от физическото изпълнение, осигуряваща лесно движение и гъвкава защита на програмите;

мощна система от хардуерни и софтуерни прекъсвания, която направи възможно организирането на ефективната работа на машините в реално време. Създаването на модели от серията IBM 360 оказа значително влияние върху целия ход на развитието на компютърните технологии. Структурата и архитектурата на тези машини с различни промени в елементната база бяха възпроизведени в редица компютърни семейства в много страни.

компютър III поколение. IN 1960 г. първият интегрални схеми (ИС), които са широко използвани поради малките си размери, но огромни възможности.

・Компютър, използващ IC, постига производителност V 10 милиона операции в секунда.

· През 1964 г. IBM обяви създаването на шест модела от фамилията IBM 360 (System 360), които станаха първите компютри от трето поколение.

Машините от трето поколение са фамилии машини с една единствена архитектура, т.е. софтуерно съвместим.

· Като елементна базате използват интегрални схеми, които се наричат ​​още микросхеми.

Машините от 3-то поколение имат усъвършенствани операционни системи.

·Те имат възможности за мултипрограмиране, т.е. едновременно изпълнение на няколко програми.

4-то поколение компютър[компютър от четвърто поколение]

В началото на 70-те години започват да се използват интегрални схеми със среден размер. А по-късно – големи интегрални схеми.

В допълнение към промяната на елементната и технологичната база се появиха нови идеи за устройството на компютрите, програмирането, използването и работата на компютърните системи и др.

За първи път започват да се използват големи интегрални схеми (LSI), които приблизително съответстват по мощност на 1000 ИС. Това доведе до намаляване на разходите за производство на компютри. През 1980 г. беше възможно да се постави централният процесор на малък компютър върху чип с размери 1/4 инча (0,635 cm2).

LSI вече се използват в компютри като Illiac, Elbrus, Macintosh. Скоростта на такива машини е хиляди милиони операции в секунда. Капацитетът на RAM (RAM) е нараснал до 500 милиона бита. В такива машини няколко инструкции се изпълняват едновременно върху няколко набора от операнди.

От структурна гледна точка: машините от това поколение са мултипроцесорИ многомашинни комплексиработа върху споделена памет и общо поле на външни устройства. Капацитетът на RAM е около 1 - 64 MB.

Разпространението на персоналните компютри до края на 70-те години доведе до известно намаляване на търсенето на основни компютри и миникомпютри. Това става въпрос за сериозна загриженост за IBM (International Business Machines Corporation) - водеща компания в производството на мейнфрейм компютри и през 1979 г. IBM решава да опита силите си на пазара на персонални компютри, създавайки първите персонални компютри - IBM PC.

Те се характеризират с:

използване на персонални компютри;

· обработка на телекомуникационни данни;

· компютърни мрежи;

Широко разпространено използване на системи за управление на бази данни;

· елементи на интелигентно поведение на системи и устройства за обработка на данни.

компютри от четвърто поколение големи и много големи интегрални схеми(BIS и VLSI), виртуална памет, многопроцесорен принцип на изграждане с паралелно изпълнение на операциите, усъвършенствани инструменти диалог.

5-то поколение компютри[компютър от четвърто поколение], КОМПЮТЪР VI-то поколениеи така нататък

Компютри от пето поколение - 90-те: компютри с много десетки паралелно работещи микропроцесори, които позволяват изграждането на ефективни системи за обработка на знания; Компютри с изключително сложни микропроцесори с паралелно-векторна структура, изпълняващи едновременно десетки последователни програмни инструкции.

Компютри от шесто поколение и следващи поколения: оптоелектронни компютри с масивен паралелизъм и невронна структура - с разпределена мрежа от голям брой (десетки хиляди) прости микропроцесори, които симулират архитектурата на невронни биологични системи.

Всяко следващо поколение компютри има значително по-добри характеристики в сравнение с предишното. По този начин производителността на компютрите и капацитетът на всички устройства за съхранение се увеличават като правило с повече от порядък.

Ако разработчиците на компютри от I до IV поколение са изправени пред такива задачи като повишаване на производителността в областта на числените изчисления, постигане на голям капацитет на паметта, тогава основната задача на разработчиците на компютри от V поколение (и следващите) е да създадат изкуствен интелект на машината (способността да се правят логически изводи от представените факти), развитието на "интелектуализацията" на компютрите - премахване на бариерата между човека и компютъра. Компютрите ще могат да възприемат информация от ръкописен или печатен текст, от формуляри, от човешки глас, да разпознават потребителя по гласа и да превеждат от един език на друг. Това ще позволи на всички потребители да комуникират с компютри, дори и на тези, които нямат специални познания в тази област. Компютърът ще бъде помощник на човека във всички области.

Развитието на следващите поколения компютри се базира на големи интегрални схеми с повишена степен на интеграция, използвайки оптоелектронни принципи ( лазери, холография).

Има качествен преход от обработка на данни към обработка на знания.

Предполага се, че архитектурата на бъдещото поколение компютри ще съдържа два основни блока. Един от тях е традиционенкомпютър. Но сега няма връзка с потребителя. Тази връзка се осъществява от блок, наречен термин "интелигентен интерфейс". Неговата задача е да разбере текста, написан на естествен език и съдържащ условието на проблема, и да го преведе в работеща програма за компютър.

Проблемът с децентрализацията на изчисленията също ще бъде решен с помощта на компютърни мрежи, както големи, разположени на значително разстояние една от друга, така и миниатюрни компютри, разположени на един полупроводников чип.

С уговорка

УниверсаленКомпютрите са предназначени за решаване на голямо разнообразие от инженерни и технически проблеми: икономически, математически, информационни и други проблеми, които се отличават със сложността на алгоритмите и голямото количество обработвани данни. Те се използват широко в обществени изчислителни центрове и други мощни изчислителни системи.

Характерните характеристики на мейнфрейм компютрите са:

• висока производителност;

• разнообразие от форми на обработваните данни: двоични, десетични, символни, с голям обхват на техните промени и висока точност на представянето им;

• широк набор от извършвани операции, както аритметични, логически, така и специални;

• голям капацитет на RAM;

• разширена организация на информационната входно-изходна система, осигуряваща свързване на различни видове външни устройства.

Проблемно ориентиранКомпютрите се използват за решаване на по-тесен кръг от задачи, свързани, като правило, с управлението на технологични обекти; регистриране, натрупване и обработка на относително малки количества данни; извършване на изчисления с помощта на относително прости алгоритми; те имат ограничени хардуерни и софтуерни ресурси в сравнение с мейнфрейм компютрите.

Проблемно-ориентираните компютри включват по-специално всички видове контролни изчислителни системи.

СпециализиранКомпютрите се използват за решаване на тесен кръг от проблеми или за изпълнение на строго определена група функции. Такава тясна ориентация на компютрите позволява ясно да се специализира тяхната структура, значително да се намали тяхната сложност и цена, като същевременно се поддържа висока производителност и надеждност на тяхната работа.

Специализираните компютри включват, например, програмируеми микропроцесори за специални цели; адаптери и контролери, които изпълняват логически функции за управление на отделни прости технически устройства, възли и процеси; устройства за координиране и взаимодействие на работата на възлите на компютърната система.

базов компютър [оригинален компютър] - компютър, който е първоначалният първоначален модел в поредица от компютри от определен тип или вид.

Основна рамка[универсален компютър] е компютър, предназначен да решава широк клас проблеми. Компютрите от този клас имат разклонена и алгоритмично пълна система от операции, йерархична структура памети усъвършенствана система I/O устройстваданни.

Специализиран компютър [специализиран компютър] - компютър, предназначен за решаване на тесен клас специфични задачи. Характеристики и архитектурамашини от този клас се определят от специфичните задачи, за които са ориентирани, което ги прави по-ефективни при подходящо приложение спрямо основна рамка. Категорията на специализираните компютри може да включва по-специално „контролни“, „бордови“, „битови“ и „специализирани“ компютри.

контролен компютър[контролен компютър] - компютър, предназначен за автоматично управление на обект (устройство, система, процес) в реално време. Интерфейсът на компютъра с обекта за управление се осъществява с помощта на аналогово-цифровИ цифрово-аналогови преобразуватели.

Сравнително наскоро терминът "компютърни технологии" се появи в ежедневието. Това обозначение първоначално не включваше всички онези аспекти, които са вложени в него днес. И, за съжаление, повечето хора по някаква причина вярват, че компютрите и компютърните технологии са синоними на думи. Това е явно погрешно схващане.

Компютър: значението на думата

Значението на този термин може да се тълкува по напълно различни начини, особено след като различните речници могат да го тълкуват по различни тълкувания.

Въпреки това, ако подходим към въпроса като че ли с известно обобщение, можем спокойно да кажем, че компютърната технология е технически устройства с набор от определени математически инструменти, техники и методи за автоматизиране (или дори механизиране) на обработката на всяка информация и изчислителни процеси или описване на едно или повече други явления (физически, механични и т.н.).

какво е това в най-широк смисъл?

Компютърните технологии са познати на човечеството отдавна. Най-примитивните устройства, появили се стотици години преди нашата ера, могат да се нарекат например същия китайски абак или римски абак. Още през втората половина на това хилядолетие се появиха такива устройства като скалата на Knepper, машината за добавяне на Shikkard, машината за броене и др.Съдете сами, днешните аналози под формата на калкулатори също могат безопасно да бъдат приписани на една от разновидностите на компютъра технология.

Въпреки това тълкуването на този термин придоби по-разширено значение с появата на първите компютри. Това се случва през 1946 г., когато в САЩ е създаден първият компютър, обозначаван със съкращението ENIAC (в СССР такова устройство е създадено през 1950 г. и е наречено МЕСМ).

Към днешна дата интерпретацията се е разширила още повече. Така на настоящия етап от развитието на технологиите може да се определи, че компютърната технология е:

• Компютърни системи и инструменти за управление на мрежи;
• автоматизирани системи за управление и обработка на данни (информация);
• автоматизирани средства за проектиране, моделиране и прогнозиране;
• системи за разработка на софтуер и др.

Компютърни инструменти

Сега нека видим какви са средствата на компютърната технология. В основата на всеки процес е информацията или, както се казва сега, данните. Но понятието информация се счита за доста субективно, тъй като за един човек даден процес може да носи семантичен товар, но за друг не. По този начин, за унификация на данни, е разработена, която се възприема от всяка машина и се използва за обработка на данни най-широко.

Сред самите инструменти могат да се откроят технически устройства (процесори, памет, входни / изходни устройства) и софтуер, без които целият този „хардуер“ е напълно безполезен. Тук си струва отделно да се отбележи, че изчислителната система има редица характерни характеристики, например цялостност, организация, свързаност и интерактивност. Съществуват и така наречените изчислителни системи, които се класифицират като многопроцесорни системи, които осигуряват надеждност и повишени нива на производителност, които не са достъпни за конвенционалните еднопроцесорни системи. И само в обща комбинация от хардуер и софтуер можем да кажем, че те са основното средство за изчисление. Естествено, тук могат да се добавят методите, чрез които се прави математическо описание на даден процес, но това може да отнеме доста време.

Устройството на съвременните компютри

Въз основа на всички тези определения е възможно да се опише работата на съвременните компютри. Както бе споменато по-горе, те комбинират хардуерни и софтуерни части и едното не може да функционира без другото.

Така съвременният компютър (компютърно инженерство) е набор от технически устройства, които осигуряват функционирането на софтуерната среда за изпълнение на определени задачи и обратно (набор от програми за работа на хардуера). Най-правилно е първото твърдение, а не второто, защото в крайна сметка този набор е необходим именно за обработка на входящата информация и извеждане на резултата.

(компютърна технология) включва няколко основни компонента, без които никоя система не може. Това включва дънни платки, процесори, твърди дискове, RAM, монитори, клавиатури, мишки, периферни устройства (принтери, скенери и др.), дискови устройства и др. По отношение на софтуера на първо място са операционните системи и драйверите. Приложните програми работят в операционни системи, а драйверите осигуряват правилното функциониране на всички хардуерни устройства.

Няколко думи за класификацията

Съвременните изчислителни системи могат да бъдат класифицирани по няколко критерия:

• принцип на работа (цифров, аналогов, хибриден);
• поколения (етапи на създаване);
• предназначение (проблемно ориентирано, основно, битово, целево, специализирано, универсално);
• възможности и размери (супер големи, супер малки, за един или много потребители);
• условия на използване (дом, офис, промишлени);
• други характеристики (брой процесори, архитектура, производителност, потребителски свойства).

Както вече стана ясно, ясни граници в дефинирането на класовете не могат да бъдат очертани. По принцип всяко разделение на съвременните системи на групи все още изглежда чисто произволно.

За ефективното изучаване на приложните компютърни технологии е изключително важно да имате ясно разбиране за хардуера и софтуера на компютърните технологии. Съставът на компютърната технология се нарича конфигурация . Компютърният хардуер и софтуер се разглеждат отделно. Съответно разглеждаме отделно хардуерна конфигурация и тях програма конфигурация. Този принцип на разделяне е от особено значение за компютърните науки, тъй като много често решението на едни и същи проблеми може да бъде осигурено както от хардуер, така и от софтуер. Критериите за избор на хардуерно или софтуерно решение са производителност и ефективност. Например, или въведете текст в текстов редактор, или използвайте скенер.

Базова хардуерна конфигурация на персонален компютър

Персоналният компютър е универсална техническа система. Неговата конфигурация (състав на оборудването) може да се променя гъвкаво според нуждите. Все пак има концепция основна конфигурация , което се счита за типично, т.е. минимален набор от оборудване. В такъв комплект компютърът обикновено се доставя. Концепцията за основна конфигурация може да се промени. Понастоящем в основната конфигурация се разглеждат следните устройства (фиг. 2.1.):

Нека да разгледаме частите му.

Основните технически средства на персоналния компютър включват:

- системна единица;

- монитор (дисплей);

- клавиатура.

Освен това можете да се свържете с компютър, например:

- Принтер;

- мишка;

- скенер;

- модем (модулатор-демодулатор);

- плотер;

- джойстик и др.

Системна единица

Системният блок е основният възел, в който са инсталирани най-важните компоненти. Системна единица (виж фиг. 2.2., 2.3.) - това е корпус, в който е разположен почти целият хардуер на компютъра.

Устройствата, разположени вътре в системния блок, се наричат вътрешен, и устройствата, свързани с него отвън, се наричат външен. Външни опции, наричани още периферен.

Вътрешна организациясистемен блок:

· дънна платка;

· HDD:

флопи диск устройство;

CD-ROM устройство;

видеокарта (видео адаптер);

· звукова карта;

· захранващ агрегат.

Системи, разположени на дънна платка:

· RAM;

процесор;

ROM чип и BIOS система;

шинни интерфейси и др.

Магнитните дискове, за разлика от RAM, са предназначени за постоянно съхранение на информация.

Има два вида магнитни дискове, използвани в компютъра:

твърд диск (твърд диск);

Сменяеми, флопи дискове (дискети).

Твърдият диск е предназначен да съхранява постоянно информацията, която повече или по-рядко се използва в работата: програми на операционната система, компилатори от езици за програмиране, сервизни (обслужващи) програми, потребителски приложни програми, текстови документи, файлове с бази данни и др. Winchester значително превъзхожда гъвкави дискове по скорост на достъп, капацитет и надеждност.