Beräkningssystemets sammansättning. Sammansättning av ett datorsystem Tänk på hårdvaru- och mjukvarukonfigurationen. Gränssnitten för alla datorsystem kan delas in i seriella och parallella. Systemnivån är övergångsmässig, vilket säkerställer interaktionen mellan andra datorsystemprogram både med program på grundnivå och direkt med hårdvara, särskilt med den centrala processorn.

Dela ditt arbete på sociala nätverk

Om detta verk inte passar dig finns längst ner på sidan en lista med liknande verk. Du kan också använda sökknappen

Föreläsning 4. Datateknikens utvecklingshistoria. Klassificering av datorer. Beräkningssystemets sammansättning. Hårdvara och mjukvara. Klassificering av officiella och applikationsprogram medel

Historien om datorteknikens utveckling

De första beräkningsanordningarna var mekaniska anordningar. 1642, en fransk mekaniker Blaise Pascal utvecklat en kompakt tilläggsenhet mekanisk kalkylator.

1673 tysk matematiker och filosof Leibniz förbättrade det genom att lägga tillmultiplikations- och divisionsoperationer. Under hela 1700-talet utvecklades allt mer avancerade, men fortfarande mekaniska, datorenheter baserade på växel, kuggstång, hävarm och andra mekanismer.

Idén att programmera beräkningsoperationer kom från varje timme industri. Sådan programmering var stel: samma operation utfördes samtidigt (exempel driften av en maskin som använder en kopiator).

Tanken på flexibel programmeringberäkningsoperationer uttrycktes av en engelsk matematikerCharles Babbage 1836-1848 Ett inslag i hans analytiska motor var principen att dela upp information ikommandon och data. Projektet genomfördes dock inte.

Program för beräkning på Babbage-maskinen, sammanställd av dottern till poeten Byron Adoi Lovelace (1815-1852), är mycket lika de program som sedan kompilerades för de första datorerna. Denna underbara kvinna fick namnetden första programmeraren i världen.

När du byter från registreringsläge bestämmelser mekanisk enhet till läge registrering tillstånd för elektroniska enheterdecimalsystemet har blivitobekvämt, eftersom tillstånden för elementen endast är två : På och av.

Möjlighet att presentera evtal i binär formföreslogs först av Leibniz 1666.

Idén att koda logiska påståenden till matematiska uttryck:

• sant (Sant) eller falskt (falskt);
• i binär kod 0 eller 1,

realiserades av den engelske matematikern George Boole (1815-1864) under första halvåret XIX århundradet.

Men logikens algebra han utvecklade, "Boole algebra", fann tillämpning först under nästa århundrade, när en matematisk apparat behövdes för att designa datorkretsar med hjälp av det binära talsystemet. Den amerikanske vetenskapsmannen Claude Shannon "kopplade ihop" matematisk logik med det binära talsystemet och elektriska kretsar i sin berömda avhandling (1936).

I logisk algebra, när man skapar datorer, används de i i princip 4 operationer:

• AND (korsning eller konjunktion - A^B);
• ELLER (union eller disjunktion - AvB);
• NOT (inversion - |A) ;
• EXKLUSIVT ELLER ( A *| B+| A*B).

1936 lade den engelske matematikern A. Turing och, oberoende av honom, E. Post fram och utvecklade konceptetabstrakt datormaskin. De visade den grundläggande möjligheten att lösa alla problem med automatiska maskiner, förutsatt att det kan algoritmiseras.

1946 sammanställdes en rapport av John von Neumann, Goldstein och Burks (Princeton Institute for Advanced Study) som innehöll en detaljerad beskrivningprinciper för att konstruera digitala datorersom fortfarande används idag.

1. John von Neumanns datorarkitektur inkluderar:
   1. CPU, bestående av en styranordning (CU) och en aritmetisk-logisk enhet (ALU);
   2. minne : operativ (RAM) och extern;
   3. Inmatningsapparater;
   4. utgångsenheter.
2. Principer för datordrift föreslagna av von Neumann:
   1. minnes homogenitet;
   2. mjukvarukontroll;
   3. inriktning.
3. Vi kan särskilja de viktigaste generationerna av datorer och deras egenskaper:

år applikationer	195560	196065	196570	1970 90	Från 1990 till nuet tid
Grundläggande element	Elektronisk lampa	Transistor	IP (1400 element)	Stor IP (tiotusentals) element)	Stor IP (miljoner element)
Datorexempel	IBM 701 (1952)	IBM 360-40 (1964)	IBM 370- 145 (1970)	IBM 370-168 (1972)	IBM Server z990 2003
Snabb- effekt, op./s	8 000	246 000	1 230 000	7 700 000	9*10 9
RAM kapacitet, byte	20 480	256 000	512 000	8 200 000	256*10 9
Notera	Shannon, bakgrund Neumann, Norbert Wiener	språk FORTRAN, COBOL, ALGOL	minikom- tenn, OS MS DOS, Unix OS, netto	PC, grafiskt kinesiskt operativsystem, Internet	Artificiell ny intelligens, känna igen Tal laser

Den snabba utvecklingen av datorsystem började på 60-talet av 1900-talet med övergivandet avvakuumrör och utveckling halvledare, och då laserteknik.

Effektivitet Stordatorer (datorer) växte avsevärt under 70-talet av 1900-talet med utvecklingen av processorer baserade påintegrerade kretsar.

Ett kvalitativt steg i utvecklingen av datorer skedde på 80-talet XX århundradet med uppfinningar personlig dator och utvecklingen av globala informationsnätverk - Internet.

Klassificering av datorer

1. Av syfte:
   • superdatorer;
   • servrar;
   • inbyggda datorer (mikroprocessorer);
   • persondatorer (PC).

Superdatorer - beräkningscentra - skapas för att lösa extremt komplexa beräkningsproblem (modellera komplexa fenomen, bearbeta extremt stora mängder information, göra prognoser, etc.).

Servrar (från det engelska ordet serve, manage) är datorer som säkerställer driften av ett lokalt eller globalt nätverk, specialiserade på tillhandahållande av informationstjänster och underhåll av datorer för stora företag, banker, läroanstalter och så vidare.

Inbyggda datorer (mikroprocessorer) har blivit utbredda inom tillverkning och hushållsapparater, där kontrollen kan reduceras till att utföra en begränsad sekvens av kommandon (robotar på ett transportband, robotar ombord, integrerade i hushållsapparater, etc.)

Personliga datorer ( PC ) är designade för en persons arbete, därför används de överallt. Deras födelse anses vara den 12 augusti 1981, då IBM introducerade sin första modell. Datorer gjorde en datorrevolution i miljontals människors liv och hade en enorm inverkan på utvecklingen av det mänskliga samhället.

PC delas in i mass-, affärs-, bärbara, underhållnings- och arbetsstationer.

PC-standarder:

• Konsument PC (massa);
  • Office PC (företag);
  • Underhållningsdator (underhållning);
  • Arbetsstation PC (arbetsstation);
  • Mobil PC (bärbar).

De flesta datorer är massiva.

Affärskontor) PC innehålla professionella program, men de minimerar kraven på grafik och ljudåtergivningsverktyg.

I underhållning PC medel är brett representerade Multimedia.

Arbetsstationer har ökade krav på datalagring.

För bärbara enheter är det obligatoriskt att ha tillgång till ett datornätverk.

1. Efter specialiseringsnivå:
   • universell;
   • specialiserad (exempel: filserver, webb -server, skrivarserver, etc.).
2. Enligt standardstorlekar:
   • skrivbord (skrivbord);
   • bärbar (anteckningsbok, iPad);
   • ficka (palttop);
   • mobila datorenheter (PDA - P ersonlig d digital a ssist a nt), som kombinerar funktionerna hos handdator och mobiltelefoner.
3. Efter hårdvarukompatibilitet:
   • IBM PC;
   • Apple Macintosh.
4. Efter processortyp:
   • Intel (i persondatorer från IBM);
   • Motorola (i Macintosh-datorer).

Beräkningssystemets sammansättning

Tänk på hårdvaru- och mjukvarukonfigurationen, eftersom lösningen på samma problem ofta kan tillhandahållas av både hårdvara och mjukvara. Kriteriet i varje fall är operativ effektivitet.

Man tror att ökad operativ effektivitet genom utveckling av hårdvara i genomsnitt är dyrare, men att implementera lösningar med mjukvara kräver högt kvalificerad personal.

Hårdvara

Till hårdvara stöd för datorsystem inkluderaranordningar och instrument(blockmodulär design används).

Baserat på hur enheterna placeras i förhållande till den centrala processorenheten, särskiljs interna och externa enheter. Externa är in-/utgångsenheter (kringutrustning) och ytterligare enheter designade för långtidslagring av data.

Samordning mellan enskilda block och noder utförs med hjälp av övergångstekniska hårdvaru-logiska enheter - hårdvarugränssnitt som fungerar i enlighet med godkända standarder.

Gränssnitten för alla datorsystem kan delas in iseriell och parallell.

Parallella gränssnitt är mer komplexa och kräver synkronisering av sändande och mottagande enheter, men har högre prestanda, vilket mätsbyte per sekund(byte/s, KB/s, MB/s). Används (sällan nu) vid anslutning av en skrivare.

Sekventiell - enklare och långsammare, kallas deasynkrona gränssnitt. På grund av bristen på synkronisering av sändningar föregås och kompletteras användbar data genom att skicka tjänstdata (per 1 byte - 1-3 tjänstebitar), prestanda mätsbitar per sekund(bit/s, Kbit/s, Mbit/s).

Används för att ansluta inmatnings-, utgångs- och informationslagringsenheter: möss, tangentbord, flashminne, sensorer, röstinspelare, videokameror, kommunikationsenheter, skrivare, etc.

Standarder hårdvarugränssnitten i VT kallas protokoll. Ett protokoll är en samling tekniska specifikationer, som måste tillhandahållas av utvecklare datorutrustning för framgångsrik koordinering av enhetens drift.

programvara

Programvara (mjukvara) eller mjukvarukonfiguration är program (ordnade sekvenser av kommandon). Det finns ett samband mellan program: vissa arbetar med andra (på en lägre nivå), det vill säga vi bör tala om ett interprogramgränssnitt.

1. Grundnivå (BIOS) - den lägsta nivån. Den underliggande programvaran är ansvarig för att interagera med den underliggande hårdvaran. Grundläggande programvara lagras på chippet permanent lagringsenhet - ROM (Read Only Memory (ROM)).

Om parametrarna för de grundläggande verktygen behöver ändras under drift, användomprogrammerbar Minne eller EPROM (Erasable and Programmerable Read Only Memory (EPROM) ). Implementeringen av PROM utförs med ett "icke-flyktigt minne"-chip eller CMOS , som också fungerar när datorn startar upp.

1. Systemnivå- Övergångsvis, vilket säkerställer interaktion mellan andra datorsystemprogram, både med program på grundnivå och direkt med hårdvara, särskilt med den centrala processorn.

Del systemstöd inkluderar:

• enhetsdrivrutiner- program som låter datorn interagera med specifika enheter;
• installationsverktyg program;
• standardmedel användargränssnitt,säkerställa effektiv interaktion med användaren, mata in data i systemet och få resultat.

Uppsättningen av program på systemnivå formulärkärna operativ system PC.

Om datorn är utrustad med programvara på systemnivå är den redan förberedd:

• till interaktionen mellan programvara och utrustning;
• att installera program på högre nivåer;
• och viktigast av allt för interaktion med användaren.

obligatoriskt och för det mesta tillräckligt villkor för att tillhandahålla arbete person på datorn.

1. ServicenivåMjukvaran gör det möjligt att arbeta med både basnivåprogram och systemnivåprogram. Huvudsyfte verktyg(verktyg) - vid automatisering av arbete med att kontrollera, sätta upp och konfigurera datorer. Dessutom används de för att utöka och förbättra funktionerna i systemprogram. Vissa av verktygsnivåprogrammen ingår initialt i operativsystemet som standard.

Det finns två alternativa riktningar i utvecklingen och driften av verktygsprogram: integration med operativsystemet och autonom drift.

I det andra fallet ger de användaren fler alternativ för att anpassa sin interaktion med hårdvaran och mjukvaran.

1. Appliceringsskiktär en uppsättning applikationsprogram med hjälp av vilka specifika uppgifter utförs på en given arbetsplats. Deras utbud är mycket brett (från produktion till underhållning).

Tillgänglighet av applikationsprogramvara och bredd på funktionalitet PC beror direkt på vilket operativsystem som används, dvs vilket Systemverktyg innehåller dess kärna och, därför, hur det ger interaktion: människor programmerar utrustning.

Klassificering av verktygsprogram

1. Filhanterare (filhanterare). De används för att kopiera, flytta och byta namn på filer, skapa kataloger, ta bort filer och kataloger, söka efter filer och navigera i filstruktur(till exempel Explorer ( Windows utforskaren)).
2. Arkiverar verktyg för filkomprimering
3. Viewer och uppspelningsverktyg. Enkla och universella visningsverktyg som inte ger redigering, utan låter dig se (reproducera) dokument av olika slag.
4. Diagnos verktygatt automatisera diagnostiska processer för programvara och hårdvara. De används inte bara för att felsöka problem, utan också för att optimera datorns prestanda.
5. Kontrollmedel (övervakning) eller bildskärmar - låter dig övervaka de processer som sker i datorn. Två lägen används: realtidsövervakning och övervakning med registrering av resultat i en protokollfil (används när övervakning måste tillhandahållas automatiskt och på distans).
6. Installationsmonitorer- ge kontroll över programvaruinstallationen, övervaka tillståndet för den omgivande mjukvarumiljön och låter dig återställa anslutningar som förlorats till följd av att tidigare installerade program raderats.

De enklaste bildskärmarna är vanligtvis en del av operativsystemet och är placerade på systemnivå.

1. Kommunikationsmedel(kommunikationsprogram) - anslutningar till fjärrdatorer som betjänar meddelandeöverföring E-post och så vidare.
2. Stödmedel datorsäkerhet (aktiv och passiv). Passivt skydd betyder att dessa är program Reserv exemplar. Antivirusprogram används som aktivt skydd.
3. Verktyg för elektroniska digitala signaturer(EDS).

Klassificering av applikationsprogram

1. Textredigerare(Anteckningar, WordPad , Lexicon, redaktör Norton Commander, etc.).
2. Ordbehandlare(låter dig inte bara skriva in och redigera texter, utan även formatera, d.v.s. designa dem). Ordbehandlarens medel inkluderar således medel för att säkerställa interaktion text, grafik , tabeller, samt verktyg för att automatisera formateringsprocessen (Word).
3. Grafisk redaktör. Dessa är raster (prick), vektor redaktörer och skapande verktyg tredimensionell grafik (3D-redigerare).

I rasterredigerare ( Måla ) ett grafiskt objekt presenteras som en kombination av punkter, som var och en har egenskaperna ljusstyrka och färg. Det här alternativet är effektivt i fall där bilden har många halvtoner och information om färgen på objektelementen är viktigare än information om deras form. Rasterredigerare används ofta för att retuschera bilder och skapa fotoeffekter, men de är inte alltid bekväma för att skapa nya bilder och är oekonomiska, eftersom bilderna har mycket redundans.

I vektorredigerare ( CorelDraw ) bildens elementära objekt är inte en punkt, utan en linje. Detta tillvägagångssätt är typiskt för teckning och grafiskt arbete, när formen på linjerna är viktigare än information om färgen på de enskilda punkterna som utgör den. Denna representation är mycket mer kompakt än rasterrepresentationen. Vektorredigerare är bekväma för att skapa bilder, men används praktiskt taget inte för att bearbeta färdiga ritningar.

Tredimensionella grafikredigerare låter dig på ett flexibelt sätt kontrollera interaktionen mellan objektytegenskaper och ljuskällors egenskaper, samt skapa 3D-animation, det är därför de också kallas 3 D-animatorer.

1. Databashanteringssystem(DBMS). Deras huvudsakliga funktioner är:

• skapa en tom databas;
• tillhandahålla verktyg för att fylla i och importera data från tabeller i en annan databas;
• ge tillgång till data, sök- och filtreringsverktyg.

1. Kalkylblad. Dessa är komplexa verktyg för att lagra och bearbeta data ( Excel ). Tillhandahålla ett brett utbud av metoder för att arbeta med numerisk data.
2. Datorstödda designsystem(CAD-system). Designad för att automatisera konstruktions- och konstruktionsarbeten, och kan även utföra grundläggande beräkningar och välja strukturella element från databaser.
3. Desktop Publishing. Designad för att automatisera processen för layout av tryckta publikationer. De intar en mellanposition mellan ordbehandlare och automatiska designsystem. Typisk användning: applikation på dokument som har förbehandlats i ordbehandlare och grafiska redigerare.
4. Expert system(analys av data som finns i kunskapsbaser). Deras karakteristiska egenskap är förmågan till självutveckling (om nödvändigt genererar en tillräcklig uppsättning frågor för en expert och förbättrar automatiskt deras kvalitet).
5. WEB-redaktörer . Kombinerar egenskaperna hos text och grafiska redaktörer och är avsedda för att skapa och redigera WEB-dokument.
6. Webbläsare (tittare WEB-dokument).
7. Integrerade kontorsledningssystem.Huvudfunktioner redigering och formatering av enkla dokument, centralisering av e-post, fax och telefonkommunikation, utskick och övervakning av företagsdokument.
8. Bokföring system kombinerar textens funktioner och kalkylbladsredigerare, tillhandahålla automatisering av förberedelse och registrering av primära dokument, föra konton av redovisningsplanen och förbereda regelbunden rapportering.
9. Finansiell analytisksystem. Används i bank- och börsstrukturer. Låter dig övervaka och förutsäga situationen på finans-, aktie- och råvarumarknader, utföra analyser och förbereda rapporter.
10. Geoinformationsystem (GIS). Designad för automatisering av kartografiskt och geodetiskt arbete.
11. Videoredigeringssystembearbetning av videomaterial.
12. Pedagogiskt, utvecklande, referens och underhållandeprogram. Deras egenhet är de ökade kraven på multimedia (musikaliska kompositioner, grafisk animation och videomaterial).

Förutom hårdvara och mjukvara finns detInformationssupport (stavningskontroll, ordböcker, synonymordbok, etc.)

I specialiserade datorsystem (ombord) kallas uppsättningen av mjukvara och informationsstöd matematisk programvara.

SIDAN 7

Andra liknande verk som kan intressera dig.vshm>
7644.		Idébildning om metoder för att lösa tillämpade problem med hjälp av datorteknik	29,54 KB
	Förekomsten av fel beror på ett antal orsaker. Initiala data innehåller vanligtvis fel eftersom de antingen erhålls som ett resultat av mätexperiment eller är resultatet av att lösa vissa hjälpproblem. Det totala felet i resultatet av att lösa ett problem på en dator består av tre komponenter: det irremovable felet, metodfelet och beräkningsfelet: .
166.		Tillhandahåller jordning inom datorteknik	169,06 KB
	Nästan varje strömförsörjning för en dator eller annan enhet har nätverksfilter ris. När du nollställer måste du vara säker på att denna nolla inte blir en fas om någon vänder på någon strömkontakt. Datorströmförsörjningsingångskretsar Fig. Bildning av potential på datorhöljet Naturligtvis är kraften hos denna källa begränsad av ström kortslutning till jord sträcker sig från enheter till tiotals milliampere, och ju kraftfullare strömförsörjning, desto vanligtvis mer kapacitet filterkondensatorer och därför ström:...
167.		Allmän information om driften av datorutrustning	18,21 KB
	Grundbegrepp Datorutrustning SVT dessa är datorer, vilket inkluderar persondatorer PC, nätverksarbetsstationer, servrar och andra typer av datorer, samt kringutrustning, datorkontorsutrustning och dator-till-dator-kommunikation. Driften av SVT består av att använda utrustningen för dess avsedda ändamål när VT måste utföra hela skalan av uppgifter som den tilldelats. För att effektivt använda och underhålla SVT i fungerande skick under drift,...
8370.		Konfigurera mappar och filer. Konfigurera operativsystemsverktyg. Användning av standardverktyg. Principer för objektbindning och inbäddning. Nätverk: grundläggande begrepp och klassificering	33,34 KB
	Konfigurera operativsystemsverktyg. Konfigurera operativsystemverktyg Alla inställningar görs vanligtvis via kontrollpanelen. Ställa in operativsystemets stil Inställning av systemstilen görs på följande väg: Starta Kontrollpanelen Alla kontrollpanelelement System. Fliken Avancerade systeminställningar öppnar fönstret Systemegenskaper, där fliken Avancerat är den viktigaste för inställningen.
9083.		Programvara. Syfte och klassificering	71,79 KB
	Antivirus Konstigt nog finns det fortfarande ingen exakt definition av vad ett virus är. eller är inneboende i andra program som inte på något sätt är virus, eller det finns virus som inte innehåller ovanstående särdrag förutom möjligheten till distribution. makrovirus infekterar filer Word-dokument och Excel. Det finns ett stort antal kombinationer, till exempel filstartvirus som infekterar både filer och startsektorer på diskar.
5380.		Utveckling av ett utbildningsställ Skrivarens design och funktionsprincip som ett sätt att förbättra kvaliteten på utbildningen för studenter inom specialiteten Underhåll av datorutrustning och datornätverk	243,46 KB
	Skrivare klassificeras enligt fem huvudpositioner: utskriftsmekanismens funktionsprincip, den maximala pappersarkstorleken, användningen av färgutskrift, närvaron eller frånvaron av hårdvarustöd för PostScript-språket, såväl som den rekommenderade månatliga belastningen.
10480.		Datormjukvara. Typer av applikationsprogram	15,53 KB
	Genom att byta datorprogram kan du göra det till arbetsplats en revisor eller en statistiker eller en designer kan redigera dokument på den eller spela något spel. Klassificering av program Program som körs på en dator kan delas in i tre kategorier: applikationsprogram som direkt tillhandahåller det arbete som användarna kräver: redigera texter, rita bilder, titta på videor, etc.; systemprogram utföra olika hjälpfunktioner som att skapa kopior...
7045.		Informationssystem. Koncept, sammansättning, struktur, klassificering, generationer	12,11 kB
	Informationssystemets egenskaper: Delbarhet, tilldelning av delsystem, vilket förenklar analysen av utveckling, implementering och drift av IS; Integritet och enhetlighet i funktionen av delsystemen i systemet som helhet. Informationssystemets sammansättning: Informationsmiljön är en uppsättning systematiserade och särskilt organiserade data och kunskaper; Informationsteknologi. Klassificering av informationssystem efter syfte Informationshanteringssystem för insamling och bearbetning av information som behövs för att leda en företagsorganisation...
19330.		UTVECKLING AV ETT DATORSYSTEM FÖR TRANSPORTLOGISTIK PÅ C#-SPRÅK	476,65 KB
	Ett programmeringsspråk är ett formellt teckensystem utformat för att skriva datorprogram. Ett programmeringsspråk definierar en uppsättning lexikaliska, syntaktiska och semantiska regler, definierar programmets utseende och de åtgärder som utföraren (datorn) kommer att utföra under dess kontroll.
9186.		Processen för drift av ett datorsystem och relaterade begrepp	112,98 KB
	Betrakta följande exempel. Två elever kör ett kvadratrotsprogram. Den ena vill räkna ut kvadratroten ur 4, och den andre vill räkna ut kvadratroten ur 1. Ur elevernas synvinkel är samma program igång; Ur datorsystemets synvinkel måste det hantera två olika beräkningsprocesser eftersom olika indata leder till en annan uppsättning beräkningar.

Det finns ganska många datorklassificeringssystem. Vi kommer att titta på bara några av dem, med fokus på de som oftast nämns i tillgänglig teknisk litteratur och media.

Klassificering efter syfte
Klassificering efter syfte är en av de tidigaste metoderna för klassificering. Det har att göra med hur datorn används. Enligt denna princip finns det huvuddatorer (elektroniska datorer), minidatorer, mikrodatorer och persondatorer, som i sin tur är uppdelade i mass-, affärs-, bärbara, underhållnings- och arbetsstationer.

Sammansättningen av ett datorsystem kallas konfiguration. Datorhårdvara och mjukvara betraktas vanligtvis separat. Följaktligen betraktas hårdvarukonfigurationen av datorsystem och deras mjukvarukonfiguration separat. Denna separationsprincip är av särskild betydelse för datavetenskap, eftersom lösningen på samma problem mycket ofta kan tillhandahållas av både hårdvara och mjukvara. Kriterierna för att välja en hård- eller mjukvarulösning är prestanda och effektivitet.

Hur ser du på den dialektiska karaktären av förhållandet mellan mjukvara och hårdvara?
Nämn de fyra huvudnivåerna av programvara. Vilken är ordningen för deras interaktion?
Vilken klass inkluderar programvara inbyggd i en videobandspelare, programmerbar tvättmaskin, Mikrovågsugn?
Vilka är fördelarna och nackdelarna med att utföra kontorsarbete (till exempel kopiering) med hårdvara och mjukvara?
Vilka kategorier av programvara kan användas av ett litet företag och för vilka ändamål?
Vilka typer av arbeten som är typiska för ett stort industriföretag (till exempel en maskinbyggande anläggning) kan automatiseras med
använder datorer? Vilka kategorier av programvara finns det för detta?
nödvändig?
Nämn huvudkategorierna av programvara relaterade till klassen grafiska redaktörer. Vad är den grundläggande skillnaden mellan dessa kategorier?
Vad är vanligt och vad är skillnaden mellan begreppen programvara och informationsstöd för datorteknik?

Datorteknik

Grundläggande koncept.

Begreppet "datorteknik" identifieras ofta med begreppet "dator". I det här fallet betyder detta koncept följande:

Definition: Dator(Engelsk) dator- "kalkylator") - en maskin för att utföra beräkningar.

Med hjälp av beräkningar kan en dator bearbeta information enligt en förutbestämd algoritm. Dessutom kan de flesta datorer lagra information och söka efter information och mata ut information till olika typer av informationsutmatningsenheter. Datorer har fått sitt namn från sin huvudsakliga funktion - att utföra beräkningar. Men nuförtiden är det bättre att säga att datorernas huvudfunktioner är informationsbehandling och kontroll.

Grundläggande principer: En dator kan utföra sina tilldelade uppgifter genom att flytta alla mekaniska delar, flytta flöden av elektroner, fotoner, kvantpartiklar eller genom att använda effekterna av andra välstuderade fysiska fenomen.

De mest utbredda bland datorer är de så kallade "elektroniska datorerna", dator. Faktum är att för de allra flesta människor har orden "elektroniska datorer" och "datorer" blivit synonyma ord, även om så inte är fallet. Den vanligaste typen av dator är den elektroniska persondatorn.

Datorarkitektur kan direkt modellera det problem som löses, och återspegla de fysiska fenomen som studeras så nära som möjligt (i betydelsen av en matematisk beskrivning). Således kan elektronflöden användas som modeller av vattenflöden vid modellering av dammar eller dammar. Liknande designad analoga datorer var vanliga på 60-talet av 1900-talet, men idag har de blivit ganska sällsynta.

I de flesta moderna datorer beskrivs problemet först i matematiska termer, med helheten nödvändig information representeras i binär form (i form av ettor och nollor), varefter åtgärderna för att bearbeta det reduceras till tillämpningen av enkel logikalgebra. Eftersom praktiskt taget all matematik kan reduceras till att utföra booleska operationer, kan en tillräckligt snabb elektronisk dator användas för att lösa de flesta matematiska problem (och även de flesta informationsbehandlingsproblem som enkelt kan reduceras till matematiska).

Det upptäcktes att datorer trots allt inte kan lösa alla matematiska problem. Problem som inte kan lösas med datorer beskrevs först av den engelske matematikern Alan Turing.

Resultatet av den slutförda uppgiften kan presenteras för användaren med hjälp av olika enheter input/output information, såsom lampindikatorer, monitorer, skrivare, etc.

Nybörjaranvändare, och särskilt barn, har ofta svårt att acceptera tanken att en dator bara är en maskin och inte självständigt kan "tänka" eller "förstå" orden den visar. Datorn visar endast mekaniskt de linjer och färger som anges av programmet med hjälp av inmatnings-/utgångsenheter. Den mänskliga hjärnan känner själv igen bilder, siffror eller ord i det som avbildas på skärmen och ger dem vissa betydelser.

Ur synvinkeln att dela in datavetenskap i separata vetenskaper talar de om vetenskapen om "datateknik".

Definition: Datavetenskap och teknikär ett område för vetenskap och teknik som inkluderar en uppsättning medel, metoder och metoder för mänsklig aktivitet som syftar till att skapa och använda:

· Datorer, system och nätverk;

· Automatiserad informationsbehandling och förvaltningssystem;

· datorstödda designsystem;

· datorprogram och automatiserade system.

Definition: Datorteknik är

1) ett teknikområde som kombinerar metoder för att automatisera matematiska beräkningar och informationsbehandling inom olika områden av mänsklig aktivitet;

2) vetenskapen om principerna för konstruktion, drift och design av dessa medel.

§2. "Datorteknik" = "dator".

Etymologi

Ord dator kommer från engelska ord att beräkna, dator, som översätts som "beräkna", "kalkylator" (det engelska ordet kommer i sin tur från det latinska dator -"beräknande") Ursprungligen på engelska betydde detta ord en person som utför aritmetiska beräkningar med eller utan användning av mekaniska anordningar. Senare överfördes dess betydelse till maskinerna själva, men moderna datorer utför många uppgifter som inte är direkt relaterade till matematik.

Första tolkningen av ordet dator dök upp 1897 i Oxford English Dictionary. Dess kompilatorer förstod då datorn som en mekanisk datorenhet. 1946 fylldes ordboken på med tillägg som gjorde det möjligt att separera begreppen digitala, analoga och elektroniska datorer.

Datorklassificeringar

Det finns inga tydliga gränser mellan datorklasser. När strukturer och produktionsteknologier förbättras, dyker nya klasser av datorer upp och gränserna för befintliga klasser förändras avsevärt.

Det finns olika klassificeringar av datorutrustning:

jag. enligt driftsprincipen

1. analog(AV M),

2. digital(TsVM)

3. hybrid(GVM)

II. efter skapelsestadier (efter generation)

1. 1:a generationen, 50-tal: Datorer som använder elektroniska vakuumrör;

2. 2:a generationen, 60-talet: Datorer baserade på diskreta halvledarenheter (transistorer);

3. 3:e generationen, 70-talet: Datorer baserade på integrerade halvledarkretsar med låg och medelhög grad av integration (hundratusentals transistorer i ett fall); Notera. En integrerad krets är en speciell elektronisk krets gjord i form av en enda halvledarkristall som kombinerar ett stort antal dioder och transistorer.

4. 4:e generationen, 80-talet: Datorer baserade på storskaliga och ultrastorskaliga integrerade kretsar - mikroprocessorer (tiotusentals - miljoner transistorer i ett chip);

5. 5:e generationen, 90-tal: Datorer med många dussintals parallellt arbetande mikroprocessorer, som gör det möjligt att bygga effektiva kunskapsbearbetningssystem; Datorer på ultrakomplexa mikroprocessorer med en parallellvektorstruktur, som samtidigt kör dussintals sekventiella programkommandon;

6. 6:e och efterföljande generationer: optoelektroniska datorer med massiv parallellism och neural struktur - med ett distribuerat nätverk av ett stort antal (tiotusentals) enkla mikroprocessorer som modellerar arkitekturen för neurala biologiska system.

III. enligt överenskommelse

1. universell(generell mening),

2. problemorienterad

3. specialiserade

1. Grundläggande dator .

2. Stordator.

3. Specialiserad dator .

1) Styr dator .

2) Inbyggd dator .

3) Dedikerad dator .

4) Hushållsdator (hemdator). .

IV. i storlek och funktionalitet

1. extra stor (superdator),

2. stor,

4. ultrasmå (mikrodatorer)

1) universell

a) flera användare

b) enanvändare (personlig)

2) specialiserad

a) flera användare (servrar)

b) enanvändare (arbetsstationer)

V. Beroende på driftsförhållandena är datorer indelade i två typer:

1. kontor (universell);

2. speciell.

Det bör noteras att det finns andra klassificeringar. Till exempel:

· inom arkitektur.

· när det gäller prestanda.

· efter antalet processorer.

· enligt konsumentegenskaper.

Kort beskrivning av datorklasser

Enligt driftsprincipen

Kriteriet för att dela in datorer i dessa tre klasser är formen för presentation av information som de arbetar med (se figur).

Ris. Två sätt att tillhandahålla information i maskiner:

A - analog; b – digital puls.

Digitala datorer (DCM)– diskreta datorer arbetar med information som presenteras i diskret, eller snarare, digital form.

Sådana datorer kallas ofta för datorer (elektroniska datorer, elektroniska datorer). Mest bred tillämpning fått en digital dator med elektrisk representation av diskret information - elektroniska digitala datorer , brukar kallas enkelt elektroniska datorer(DATOR), utan att nämna deras digitala karaktär.

Till skillnad från AVM, i en dator representeras nummer som en sekvens av siffror. I moderna datorer representeras siffror i form av koder av binära ekvivalenter, det vill säga i form av kombinationer av 1 och 0. Principen för programkontroll är implementerad i datorer. Datorer kan delas in i digitala, elektrifierade och räknande och analytiska (punch) datorer.

Datorer delas in i stordatorer, minidatorer och mikrodatorer. De skiljer sig åt i sin arkitektur, tekniska, operativa, övergripande och viktegenskaper och användningsområden.

Fördelar med datorn:

§ hög noggrannhet i beräkningar;

§ mångsidighet;

§ automatisk inmatning av information som behövs för att lösa ett problem;

§ olika problem som löses av datorer;

§ oberoende av mängden utrustning från uppgiftens komplexitet.

Nackdelar med datorer:

§ komplexiteten i att förbereda ett problem för lösning (behovet av speciell kunskap om problemlösningsmetoder och programmering);

§ otillräcklig synlighet av processerna, svårigheten att ändra parametrarna för dessa processer;

§ komplexiteten i datorstruktur, drift och Underhåll;

§ krav på specialutrustning vid arbete med delar av verklig utrustning

Analoga datorer (AVM)– kontinuerliga beräkningsmaskiner som arbetar med information presenterad i kontinuerlig (analog) form, d.v.s. i form av en kontinuerlig serie av värden av vilken fysisk kvantitet som helst (oftast elektrisk spänning).

Analoga datorer är mycket enkla och lätta att använda; programmeringsproblem för att lösa dem är som regel inte arbetsintensiva; hastigheten för att lösa problem varierar på begäran av operatören och kan göras så hög som önskas (mer än för en digital dator), men noggrannheten för att lösa problem är mycket låg (relativt fel 2-5%). Det är mest effektivt att använda AVM för att lösa matematiska problem som innehåller differentialekvationer som inte kräver komplex logik.

Det är en kontinuerlig dator som bearbetar analog data. Den är avsedd att reproducera vissa samband mellan kontinuerligt föränderliga fysiska storheter. De huvudsakliga tillämpningsområdena är relaterade till modellering av olika processer och system.

I ABM representeras alla matematiska storheter som kontinuerliga värden av vissa fysiska storheter. Huvudsakligen är maskinvariabeln spänning elektrisk krets. Deras förändringar sker enligt samma lagar som ändringar i specificerade funktioner. Dessa maskiner använder metoden för matematisk modellering (en modell av objektet som studeras skapas). Lösningsresultaten visas som beroenden elektriska spänningar som en funktion av tiden på oscilloskopets skärm eller registreras av mätinstrument. Huvudsyftet med AVM är att lösa linjära och differentierade ekvationer.

Fördelar med AVM:

§ hög hastighet problemlösning, i proportion till passagehastigheten elektrisk signal;

§ enkelheten i AVM-design;

§ lätthet att förbereda problemet för lösning;

§ synlighet av flödet av de processer som studeras, möjligheten att ändra parametrarna för de processer som studeras under själva studien.

Nackdelar med AVM:

§ låg noggrannhet hos de erhållna resultaten (upp till 10 %);

§ algoritmiska begränsningar för de problem som löses;

§ manuell inmatning av problemet som löses i maskinen;

§ stor volym av utrustning som är involverad, växer med ökande komplexitet i uppgiften

Hybrid datormaskiner(GVM) – kombinerade datorer som arbetar med information presenterad i både digital och analog form; de kombinerar fördelarna med AVM och TsVM. Det är tillrådligt att använda GVM för att lösa problem med att kontrollera komplexa tekniska höghastighetskomplex.

Ibland kallas sådana maskiner " kombinerade datorer», « analog-till-digitala datorer (ADCM)»

De har egenskaper som hastighet, enkel programmering och mångsidighet. Huvudoperationen är integration, som utförs med hjälp av digitala integratörer.

I sådana maskiner representeras siffror som i en dator (en talföljd), och metoden för att lösa problem är som i en ABM (matematisk modelleringsmetod).

Efter stadier av skapandet

Uppdelningen av datorteknik i generationer är en mycket villkorad, lös klassificering av datorsystem enligt graden av utveckling av hårdvara och mjukvara, samt metoder för att kommunicera med en dator.

Idén att dela in maskiner i generationer väcktes till liv av det faktum att datortekniken under den korta utvecklingshistorien har genomgått en stor utveckling både i den meningen elementbas(lampor, transistorer, mikrokretsar, etc.), och i betydelsen att ändra dess struktur, uppkomsten av nya möjligheter, utvidga användningsområdena och användningens karaktär.

Första generationens dator[ första generationens dator ]

Den första generationen syftar vanligtvis på bilar som skapades i början av 50-talet.

Alla första generationens datorer tillverkades baserat på vakuumrör, vilket gjorde dem opålitliga - lamporna var tvungna att bytas ofta.

Ris. Elektrisk lampa

Dessa datorer var enorma, obekväma och alltför dyra maskiner, som bara kunde köpas av stora företag och regeringar. Lamporna förbrukade en enorm mängd el och genererade mycket värme.

Instruktionsuppsättningen var liten, kretsen för den aritmetisk-logiska enheten och kontrollenheten var ganska enkel, och det fanns praktiskt taget ingen programvara. Indikatorerna för RAM-kapacitet och prestanda var låga. Hålband, hålkort, magnetband och utskriftsenheter användes för in- och utmatning.

Ris. Kort

Prestanda är cirka 10-20 tusen operationer per sekund.

Men detta är bara den tekniska sidan. En annan sak är också mycket viktig - sätten att använda datorer, programmeringsstilen och funktionerna i programvaran.

Programmering utfördes på lågnivåprogrammeringsspråk. Program för dessa maskiner skrevs på en specifik maskins språk. Matematikern som kompilerade programmet satte sig vid maskinens kontrollpanel, gick in och felsökte programmen och beräknade dem. Felsökningsprocessen tog längst tid.

Trots de begränsade kapaciteterna gjorde dessa maskiner det möjligt att utföra komplexa beräkningar nödvändiga för väderprognoser, lösa kärnenergiproblem, etc.

Erfarenheter av första generationens maskiner visade att det fanns ett stort gap mellan den tid som gick åt till att utveckla program och beräkningstiden.

Ris. a – Dator “Eniak”, b – Dator “Ural”

Dessa problem började övervinnas genom den intensiva utvecklingen av, skapandet av serviceprogramsystem som förenklar arbetet med maskinen och ökar effektiviteten i dess användning. Detta krävde i sin tur betydande förändringar i datorernas struktur, i syfte att föra den närmare de krav som uppstod genom erfarenhet av att använda datorer.

Hushållsmaskiner av den första generationen: MESM (liten elektronisk beräkningsmaskin), BESM, Strela, Ural, M-20.

Andra generationens dator[andra generationens dator ]

Bilar av denna generation designades runt 1955-65.

I 1958. i datorer (2:a generationens datorer) användes halvledartransistorer , uppfann 1948 av William Shockley.

Uppfinningens historia:

· Den 1 juli 1948 publicerade en av radio- och tv-sidorna i New York Times ett blygsamt meddelande om att Bell Telephone Laboratories hade utvecklat en elektronisk anordning som kunde ersätta vakuumröret. Teoretisk fysiker John Bardeen och företagets ledande experimentalist Walter Brattain skapade den första fungerande transistorn. Det var en punktkontaktanordning där två "antenner" av metall var i kontakt med en stång av polykristallint germanium.

· Skapandet av transistorn föregicks av ett ihärdigt, nästan 10-årigt arbete, som startades av den teoretiske fysikern William Shockley 1938 eller 1939. Men för att vara mer exakt började transistorns historia mycket tidigare. Redan 1906 föreslog fransmannen Picard en kristalldetektor, sedan 1922, den sovjetiske radiofysikern O.V. Losev visade möjligheten att förstärka och generera svängningar med hjälp av sådana detektorer. Tre år senare försökte Julius Lilienfeld, professor vid universitetet i Leipzig, skapa en förstärkande halvledarenhet. Dessa experiment glömdes dock bort. De kom ihåg först efter att transistorn fick världsomspännande erkännande.

· Detta hände förresten ganska snabbt. Efter flera års sökande efter teknologi för tillverkning av halvledarenheter och uppfinna nya konstruktioner (särskilt plantransistorn som patenterades av W. Shockley 1951), började ett antal amerikanska företag serietillverkning av transistorer, som till en början användes främst inom radio. och kommunikationsutrustning.

Transistorer var mer pålitliga, hållbara, små, kunde utföra mycket mer komplexa beräkningar och hade stort RAM-minne. 1 transistor kunde ersätta ~ 40 vakuumrör och arbetar med högre hastighet.

Samtidigt använde dessa datorer till en början båda vakuumrör och diskreta transistorlogikelement. Senare diskreta transistorlogikelement har ersatt vakuumrör.

§ Som förvarings media var använda magnetiska band("BESM-6", "Minsk-2", "Ural-14") och magnetiska kärnor.

§ Deras Bagge b byggdes på magnetiska kärnor.

§ Utbudet av input/outpututrustning som används började expandera, högpresterande anordningar för att arbeta med magnetband, magnettrummor och de första magnetskivorna.

§ Som programvara började användas programmeringsspråk på hög nivå. Verktygen för sådana språk tillåter beskrivningen av hela den nödvändiga sekvensen av beräkningsåtgärder i en tydlig och lättförståelig form. Ett program skrivet på ett algoritmiskt språk är obegripligt för en dator, som bara förstår språket för sina egna kommandon. Det är därför specialprogram som kallas programföretag, översätta ett program från ett högnivåspråk till maskinspråk.

§ Dök upp brett utbud biblioteksprogram för att lösa en mängd olika matematiska problem.

§ Dök upp övervaka system som styr sättet för sändning och exekvering av program. Moderna operativsystem växte senare från monitorsystem. Ett operativsystem är alltså en mjukvaruförlängning av en dators kontrollenhet. Operativsystem med begränsad kapacitet har redan skapats för vissa andra generationens maskiner.

§ Andra generationens bilar var kännetecknas av mjukvaruinkompatibilitet, vilket gjorde det svårt att organisera stora informationssystem. Därför skedde i mitten av 60-talet en övergång till skapandet av datorer som var mjukvarukompatibla och byggda på en mikroelektronisk teknisk bas.

§ Prestanda– upp till hundratusentals operationer per sekund.

§ Minneskapacitet– upp till flera tiotusentals ord.

Funktioner, skillnader från den första generationen.

1. Högre tillförlitlighet.

2. Mindre energiförbrukning.

3. Högre prestanda på grund av:

Ökad växlingshastighet för räknings- och lagringselement

· Förändringar i maskinernas struktur.

Ris. a – Transistor, b – minne på magnetkärnor

Redan från den andra generationen började maskiner delas in i stora, medelstora och små baserat på storlek, kostnad och beräkningskapacitet. Således var små hushållsmaskiner av andra generationen ("Nairi", "Hrazdan", "Mir", etc.) med en produktivitet på cirka 10 4 operationer per sekund ganska tillgängliga för alla universitet i slutet av 60-talet, medan ovanstående- nämnda BESM -6 hade professionella indikatorer (och kostnad) 2–3 storleksordningar högre.

Ris. BESM-6.

III generationens dator[tredje generationens dator]

1960 dök de första integrerade kretsarna (IC) upp och blev utbredda på grund av deras ringa storlek men enorma kapacitet.

Ris. Integrerade kretsar

En IC (integrerad krets) är en kiselkristall med en yta på cirka 10 mm 2 . Den första IC kan ersätta tiotusentals transistorer. En kristall gör samma arbete som en 30-tons Eniak. Och en dator som använder en IC uppnår en prestanda på 10 miljoner operationer per sekund.

1964 tillkännagav IBM skapandet av sex modeller av IBM 360-familjen (System 360), som blev den första tredje generationens datorer.

Tredje generationens maskiner är familjer av maskiner med en enda arkitektur, d.v.s. mjukvarukompatibel. De använder integrerade kretsar, även kallade mikrokretsar, som sin elementära bas.

Tredje generationens maskiner har avancerade operativsystem. De har multiprogrammeringsmöjligheter, d.v.s. samtidigt körning av flera program. Många uppgifter med att hantera minne, enheter och resurser började tas över av operativsystemet eller själva maskinen.

Exempel på tredje generationens maskiner är IBM-360, IBM-370 familjerna, ES EVM (Unified Computer System), SM EVM (Family of Small Computers) etc. Maskinernas hastighet inom familjen varierar från flera tiotusentals till miljontals operationer per sekund. Kapaciteten hos RAM når flera hundra tusen ord.

De första integrerade kretsarna (IC)

Den första integrerade kretsen, utvecklad 1960, var prototypen av moderna mikrochips. En integrerad krets består av miniatyrtransistorer och andra element monterade på ett kiselchip.

För 37 år sedan, 1964, tillkännagav IBM skapandet av sex modeller av IBM 360-familjen (System 360), som blev den första tredje generationens datorer.

Modeller hade enhetligt system kommandon och skilde sig från varandra i mängden RAM och prestanda. Chefen för IBM, Thomas Watson Jr., kallade utseendet på denna familj av maskiner "den viktigaste händelsen i företagets historia." De första proverna av IBM 360-seriens maskiner anlände till kunder under andra halvan av 1965, och 1970 hade företaget utvecklat cirka 20 modeller, men några av dem togs aldrig till massproduktion (Totalt mer än 33 tusen maskiner av denna familjen producerades).

När man skapade modeller av familjen användes ett antal nya principer, som gjorde maskinerna universella och gjorde det möjligt att använda dem med lika effektivitet både för att lösa problem inom olika vetenskaps- och teknikområden och för att bearbeta data inom området ledning och affärer (siffran 360 i seriens namn indikerar förmågan att maskiner fungerar i alla riktningar – inom 360°). De viktigaste av innovationerna var:

· elementär och teknologisk bas för tredje generationens maskiner;

· mjukvarukompatibilitet för alla modeller i familjen;

· ett operativsystem som innehåller översättare för den tidens vanligaste programmeringsspråk (Fortran, Cobol, RPG, Algol 60, PL/1), och det var möjligt att inkludera översättare för andra språk i systemet;

· kommandosystemets ”universalitet”, vilket säkerställdes genom att ytterligare kommandon för olika ändamål lades till s.k. standardsystem kommandon;

· anslutning stor kvantitet externa enheter och standardparning av dessa enheter med processorn genom kommunikationskanalutrustning (i detta fall var det möjligt att kombinera flera maskiner till ett datorsystem);

· minnesorganisation som inte är beroende av den fysiska implementeringen, vilket ger enkel förflyttning och flexibelt skydd av program;

· kraftfullt system hård- och mjukvaruavbrott, vilket gjorde det möjligt att organisera effektivt arbete maskiner i realtid. Skapandet av IBM 360-seriens modeller hade en betydande inverkan på hela utvecklingen av datorteknik. Dessa maskiners struktur och arkitektur, med vissa förändringar i elementbasen, återgavs i ett antal datorfamiljer i många länder.

dator III generation. I 1960. de första dök upp integrerade kretsar (IC), som har blivit utbredda på grund av sin lilla storlek men enorma kapacitet.

· Dator som använder IC uppnår produktivitet V 10 miljoner operationer per sekund.

· 1964 tillkännagav IBM skapandet av sex modeller av IBM 360-familjen (System 360), som blev den första tredje generationens datorer.

· Tredje generationens maskiner är familjer av maskiner med en enda arkitektur, dvs. mjukvarukompatibel.

· Som elementbas de är använda integrerade kretsar, som också kallas mikrokretsar.

· Tredje generationens maskiner har avancerade operativsystem.

· De har multiprogrammeringsmöjligheter, dvs. samtidigt körning av flera program.

IV generationens dator[fjärde generationens dator]

I början av 70-talet började medelstora integrerade kretsar användas. Och senare - stora integrerade kretsar.

Förutom förändringar i den elementära tekniska basen dök nya idéer upp om datorernas struktur, programmering, användning och drift av datorsystem, etc.

För första gången användes storskaliga integrerade kretsar (LSI), som ungefär i effekt motsvarade 1000 IC. Detta har lett till en minskning av kostnaden för att tillverka datorer. 1980 blev det möjligt att placera centralprocessorn i en liten dator på ett chip med en yta på 1/4 tum (0,635 cm 2).

LSI:er användes redan i datorer som Illiak, Elbrus och Macintosh. Hastigheten för sådana maskiner är tusentals miljoner operationer per sekund. Kapaciteten hos RAM (Random Access Memory) har ökat till 500 miljoner bitar. I sådana maskiner exekveras flera instruktioner samtidigt på flera uppsättningar operander.

Ur en strukturell synvinkel: maskinerna i denna generation representerar multiprocessor Och flermaskinskomplex jobbar för delat minne och det allmänna området för externa enheter. RAM-kapaciteten är cirka 1 – 64 MB.

Utbredningen av persondatorer i slutet av 70-talet ledde till att efterfrågan på stora datorer och minidatorer minskade något. Detta blev en fråga av allvarlig oro för IBM (International Business Machines Corporation), ett ledande företag inom tillverkning av stora datorer, och 1979 beslutade IBM att prova sig fram på persondatormarknaden genom att skapa de första persondatorerna, IBM PC.

De kännetecknas av:

· användning av persondatorer;

· databehandling av telekommunikation;

· dator nätverk;

· Utbredd användning av databashanteringssystem;

· inslag av intelligent beteende hos databehandlingssystem och anordningar.

Fjärde generationens datorer – används storskaliga och ultrastorskaliga integrerade kretsar(LSI och VLSI), virtuellt minne , multiprocessor med parallell utförande av operationsdesignprincip, utvecklade verktyg dialog.

Femte generationens dator[fjärde generationens dator], Dator sjätte generationen och så vidare

Femte generationens datorer – 90-talet: datorer med många dussintals parallelloperativa mikroprocessorer, som möjliggör konstruktion av effektiva kunskapsbearbetningssystem; Datorer baserade på mycket komplexa mikroprocessorer med en parallellvektorstruktur som samtidigt exekverar dussintals sekventiella programkommandon.

Datorer av den sjätte generationen och efterföljande generationer: optoelektroniska datorer med massiv parallellism och neural struktur - med ett distribuerat nätverk av ett stort antal (tiotusentals) enkla mikroprocessorer som modellerar arkitekturen för neurala biologiska system.

Varje nästa generation av datorer har, jämfört med den föregående, betydligt bästa egenskaper. Datorprestanda och kapaciteten hos alla lagringsenheter ökar alltså som regel med mer än en storleksordning.

Om utvecklarna av datorer från den 1:a till 4:e generationen ställdes inför sådana uppgifter som att öka produktiviteten inom området för numeriska beräkningar och uppnå stor minneskapacitet, är huvuduppgiften för utvecklarna av datorer i 5:e generationen (och efterföljande) att skapa artificiell intelligens av maskinen (förmågan att dra logiska slutsatser från de presenterade fakta), utvecklingen av "intellektualisering" av datorer - eliminering av barriären mellan människa och dator. Datorer kommer att kunna uppfatta information från handskriven eller tryckt text, från formulär, från den mänskliga rösten, känna igen användaren med rösten och översätta från ett språk till ett annat. Detta kommer att tillåta alla användare att kommunicera med datorn, även de som inte har specialkunskaper inom detta område. Datorn kommer att vara en assistent till människan på alla områden.

Utvecklingen av efterföljande generationer av datorer bygger på högt integrerade storskaliga integrerade kretsar, användningen av optoelektroniska principer ( lasrar, holografi).

Det sker en kvalitativ övergång från databehandling till kunskapsbearbetning.

Det antas att arkitekturen för den framtida generationens datorer kommer att innehålla två huvudblock. En av dem är traditionell dator. Men nu är han fråntagen kommunikationen med användaren. Denna koppling görs av ett block som kallas en term "smart gränssnitt". Hans uppgift är att förstå texten inskriven i naturligt språk och innehåller problemtillståndet, och översätt det till ett datorprogram som körs.

Problemet med decentralisering av beräkningar kommer också att lösas med hjälp av dator nätverk, både stora som ligger på avsevärt avstånd från varandra, och miniatyrdatorer placerade på ett enda halvledarchip.

Av syfte

Universell Datorer är utformade för att lösa en mängd olika tekniska och tekniska problem: ekonomiska, matematiska, informations- och andra problem som kännetecknas av komplexiteten hos algoritmer och en stor mängd bearbetad data. De används ofta i delade datorcenter och andra kraftfulla datorsystem.

De karakteristiska egenskaperna hos datorer för allmänna ändamål är:

• hög prestanda;

• en mängd olika former av bearbetade data: binär, decimal, symbolisk, med ett stort utbud av deras förändringar och hög noggrannhet i deras representation;

• ett omfattande utbud av utförda operationer, både aritmetiska, logiska och speciella;

• stor kapacitet av RAM;

• välutvecklad organisation av informationsinmatnings-utgångssystemet, vilket säkerställer anslutningen av olika typer av externa enheter.

Problemorienterad Datorer används för att lösa ett snävare spektrum av problem som i regel är förknippade med hanteringen av tekniska objekt; registrering, ackumulering och bearbetning av relativt små mängder data; utföra beräkningar med hjälp av relativt enkla algoritmer; de har begränsade hård- och mjukvaruresurser jämfört med stordatorer.

Problemorienterade datorer inkluderar i synnerhet alla typer av styrdatorsystem.

Specialiserad Datorer används för att lösa ett snävt antal problem eller implementera en strikt definierad grupp av funktioner. En sådan snäv orientering av datorer gör det möjligt att tydligt specialisera deras struktur, avsevärt minska deras komplexitet och kostnad samtidigt som hög produktivitet och driftsäkerhet bibehålls.

Specialiserade datorer inkluderar till exempel programmerbara mikroprocessorer för speciella ändamål; adaptrar och kontroller som utför logiska funktioner för att styra individuella enkla tekniska enheter, enheter och processer; anordningar för koordinering och gränssnitt för driften av datorsystemnoder.

Grundläggande dator [original dator] – en dator som är den ursprungliga källmodellen i en serie datorer av en viss typ eller typ.

Stordator[universell dator] – En dator designad för att lösa en stor klass av problem. Datorer av denna klass har en förgrenad och algoritmiskt komplett system verksamhet, hierarkisk struktur minne och ett utvecklat system I/O-enheter data.

Specialiserad dator [specialiserad dator] – en dator utformad för att lösa en snäv klass av specifika problem. Egenskaper och arkitektur maskiner av denna klass bestäms av detaljerna för de uppgifter som de är fokuserade på, vilket gör dem mer effektiva i motsvarande tillämpning i förhållande till universell dator. Kategorien av specialiserade kan i synnerhet inkludera "kontroll", "ombord", "hushålls" och "dedikerade" datorer.

Styr dator[styrdator] – en dator utformad för automatisk kontroll av ett objekt (enhet, system, process) i realtid. Datorn ansluts till kontrollobjektet med hjälp av analog-till-digital Och digital-till-analog-omvandlare.

Termen "datorteknik" har kommit till användning relativt nyligen. Denna beteckning innebar från början inte alla de aspekter som ingår i den idag. Och tyvärr tror de flesta av någon anledning att datorer och datorteknik är synonyma ord. Detta är helt klart ett misstag.

Datorteknik: ordets betydelse

Innebörden av denna term kan tolkas på helt olika sätt, särskilt eftersom olika ordböcker kan tolka den i olika tolkningar.

Men om vi närmar oss frågan med någon form av generalisering, kan vi säkert säga att datorteknik är en teknisk anordning med en uppsättning av vissa matematiska verktyg, tekniker och metoder för att automatisera (eller till och med mekanisera) behandlingen av all information och beräkningsprocesser. eller att beskriva ett eller annat fenomen (fysiskt, mekaniskt, etc.).

Vad är detta i vid mening?

Datorteknik har varit känd för mänskligheten under lång tid. De mest primitiva anordningarna som dök upp hundratals år f.Kr. kan till exempel kallas samma kinesiska kulram eller romerska kulram. Redan under andra halvan av det nuvarande årtusendet dök det upp enheter som Knepper-skalan, Schickard-arithmometer, miniräknare, etc. Döm själv, dagens analoger i form av miniräknare kan också säkert hänföras till en av sorterna av datorteknik. .

Ändå fick tolkningen av denna term en mer utökad betydelse med tillkomsten av de första datorerna. Detta hände 1946, när den första datorn skapades i USA, betecknad med förkortningen ENIAC (i Sovjetunionen skapades en sådan enhet 1950 och kallades MESM).

Idag har tolkningen vidgats ytterligare. Alltså på modern scen teknikutveckling, kan det definieras att datorteknik är:

• datorsystem och verktyg för nätverkshantering;
• automatiserade kontrollsystem och data(informations)behandling;
• automatiserade design-, modellerings- och prognosverktyg;
• mjukvaruutvecklingssystem etc.

Datorverktyg

Låt oss nu se vad datorteknik är. Grunden för varje process är information eller, som de säger nu, data. Men informationsbegreppet anses vara ganska subjektivt, eftersom en process för en person kan ha en semantisk belastning, men för en annan gör den det inte. Således, för att förena data, utvecklades det som uppfattas av vilken maskin som helst och som används mest för databehandling.

Bland själva verktygen kan man lyfta fram tekniska enheter (processorer, minne, in-/utgångsenheter) och mjukvara, utan vilka all denna "hårdvara" visar sig vara helt värdelös. Det är värt att notera här att datorsystemet har ett antal karaktäristiska egenskaper, såsom koherens, organisation, koherens och interaktivitet. Det finns också så kallade datorsystem, som klassas som multiprocessorsystem som ger tillförlitlighet och en ökad prestandanivå otillgänglig för konventionella enprocessorsystem. Och bara i den övergripande kombinationen av hårdvara och mjukvara kan vi säga att de är det huvudsakliga sättet för datoranvändning. Naturligtvis kan vi här lägga till metoder som ger en matematisk beskrivning av en viss process, men det kan ta ganska lång tid.

Strukturen hos moderna datorer

Baserat på alla dessa definitioner kan vi beskriva hur moderna datorer fungerar. Som nämnts ovan kombinerar de hårdvara och mjukvara, och det ena kan inte fungera utan det andra.

Således är en modern dator (datorteknik) en uppsättning tekniska enheter som säkerställer att en mjukvarumiljö fungerar för att utföra vissa uppgifter och vice versa (en uppsättning program för drift av hårdvara). Det första påståendet är det mest korrekta, inte det andra, eftersom denna uppsättning i slutändan behövs specifikt för att bearbeta inkommande information och mata ut resultatet.

(datorteknik) innehåller flera grundläggande komponenter utan vilka inget system klarar sig. Detta inkluderar moderkort, processorer, hårddiskar, RAM, bildskärmar, tangentbord, möss, kringutrustning (skrivare, skannrar, etc.), hårddiskar, etc. När det gäller mjukvara upptar operativsystem och drivrutiner första platsen. Operativsystem kör applikationsprogram och drivrutiner säkerställer att alla hårdvaruenheter fungerar korrekt.

Några ord om klassificering

Moderna datorsystem kan klassificeras enligt flera kriterier:

• funktionsprincip (digital, analog, hybrid);
• generationer (skapelsestadier);
• syfte (problemorienterat, grundläggande, hushåll, dedikerat, specialiserat, universellt);
• kapacitet och storlekar (superstor, superliten, en eller flera användare);
• användningsvillkor (hem, kontor, industri);
• andra egenskaper (antal processorer, arkitektur, prestanda, konsumentegenskaper).

Som redan är klart är det omöjligt att dra tydliga gränser när man definierar klasser. I princip vilken uppdelning som helst moderna system i grupper ser fortfarande rent konventionella ut.

Att effektivt studera tillämpas datateknik Det är oerhört viktigt att ha en klar förståelse för hårdvara och mjukvara. Sammansättningen av datorteknik kallas konfiguration . Datorhårdvara och mjukvara betraktas vanligtvis separat. Följaktligen överväger de separat hårdvarukonfiguration och dem programvara konfiguration Denna separationsprincip är av särskild betydelse för datavetenskap, eftersom lösningen på samma problem mycket ofta kan tillhandahållas av både hårdvara och mjukvara. Kriterierna för att välja en hård- eller mjukvarulösning är prestanda och effektivitet. Skriv till exempel antingen texten i en textredigerare eller använd en skanner.

Grundläggande hårdvarukonfiguration personlig dator

En persondator är ett universellt tekniskt system. Hans konfiguration (utrustningssammansättning) kan flexibelt ändras efter behov. Det finns dock ett koncept grundläggande konfiguration , vilket anses typiskt, dvs. minsta uppsättning utrustning. Datorn kommer vanligtvis med detta kit. Konceptet med en grundläggande konfiguration kan variera. För närvarande beaktas följande enheter i grundkonfigurationen (Fig. 2.1.):

Låt oss ta en titt på dess delar.

Till huvudet tekniska medel persondator inkluderar:

- systemenhet;

- monitor (display);

- tangentbord.

Dessutom kan du ansluta till din dator, till exempel:

- Skrivare;

- mus;

- skanner;

- modem (modulator-demodulator);

- plotter;

- joystick, etc.

Systemenhet

Systemenheten är den huvudenhet inom vilken de viktigaste komponenterna är installerade. Systemenhet (se Fig. 2.2., 2.3.) är ett fall där nästan all dators hårdvara finns.

Enheter som finns inuti systemenheten kallas inre, och enheter som är anslutna till den externt kallas extern. Externa alternativ, även kallade kringutrustning.

Intern organisation systemenhet:

· moderkort;

· Hårddisk:

· diskettenhet;

· CD-ROM-enhet;

· grafikkort (videoadapter);

· Ljudkort;

· kraftenhet.

System som finns på moderkort:

· BAGGE;

· processor;

ROM-chip och BIOS-system;

· bussgränssnitt m.m.

Magnetiska diskar, till skillnad från RAM, är designade för permanent lagring av information.

Det finns två typer av magnetiska skivor som används i datorer:

· icke-flyttbar hårddisk (hårddisk);

· utbytbar, disketter(disketter).

Hårddisken är designad för permanent lagring av information som mer eller mindre ofta används i arbetet: operativsystemprogram, kompilatorer från programmeringsspråk, service (underhåll) program, användarapplikationsprogram, textdokument, databasfiler, etc. Hårddisken är betydligt överlägsen disketter när det gäller åtkomsthastighet, kapacitet och tillförlitlighet.