Тема 2. История развития средств вычислительной техники Лекция 3

План лекции

1. Домеханический и механический периоды развития средств вычислительной техники.

2. Электро-механический и электронный периоды развития средств вычислительной техники.

3. С

   !

   овременное представление о компьютере. Классификация компьютеров.

Тема изучается самостоятельно. Форма контроля — эссе.

Литература по теме:

Анокин И. А., Воронков Ю. С., Сатунина И. Е. История информатики. М., 2003.

Анокин И. А., Майстров Л. Е. История вычислительной техники. М., 1990.

Бусленко Н. Л. Беседы о поколениях ЭВМ. М., 1977.

Глушков В. М. Основы безбумажной информатики. М., 1982.

Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От абака до компьютера. М., 2004.

Дашевский Л. Н. Как это начиналось. М., 1988.

Знакомьтесь: Компьютер. М., 1989.

Информатика: энцикл. слов. для начинающих / сост. Д. А. Поспелов. М., 1994.

Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах. Киев, 1995.

Печерский Ю. Н. Этюды о компьютерах. Кишинев, 1989.

Растригин Л. А. С компьютером наедине. М., 1990.

Решетников В. Н., Сотников А. Н. Информатика — что это. М., 1989.

Смирнов Ю. П. История вычислительной техники. Становление и развитие: Учеб. пособие. Чебоксары, 1994.

Частиков А. П. От калькулятора до супер-ЭВМ. М., 1988.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ БЛОК № 2

 Конспект лекций

!

Положения, на которые необходимо обратить внимание, выделены в тексте жирным шрифтом.

Тема 1. Аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера

Лекция 1

План лекции

1. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. Основные принципы построения персонального компьютера.

2. Программное обеспечение персонального компьютера.

3. Специализированное программное обеспечение для работы историка.

Вопрос 1. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. Основные принципы построения персонального компьютера.

Информационные технологии в своем единстве представлены тремя составляющими:

• Hardware — аппаратное обеспечение;

• Software — программное обеспечение;

• Brainware — «алгоритмическая составляющая» (интеллектуальная).

Компьютер — это не один электронный аппарат, а комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Этот комплекс и есть аппаратное обеспечение⁶.

Создано множество разновидностей персональных компьютеров (ПК). Наиболее популярными являются компьютеры типа IBM PC (International Business Machines Personal Computer). Компьютеры этого типа выпускают сотни производителей в мире. Кроме того, существуют ПК других типов. Например, Macintosh фирмы Apple. Однако основные принципы обработки информации и взаимодействия с пользователем одинаковы для всех ПК.

Персональный компьютер может работать со множеством различных дополнительных устройств, подключаемых к нему по мере необходимости для решения поставленных задач. К ним относятся сканеры, манипулятор «мышь», принтеры, графопостроители и т. д. ПК могут быть объединены в локальные, региональные, глобальные сети. Для этого требуется сетевое и коммуникационное оборудование: сетевые платы, модемы, адаптеры и многое другое.

Кроме того, существуют машины других классов — более мощные, чем ПК. Там, где высоки требования к скорости расчетов и объему данных (космическая оборона, метеорология), применяют большие ЭВМ и супер-ЭВМ. Их английское название — mainframe.

Аппаратное обеспечение тесно связано с таким понятием, как «конфигурация», которое означает, что данный компьютер может работать с разным набором внешних устройств.

Минимальная конфигурация — минимальный набор составляющих элементов, без которых работа с ПК становится невозможной. Этот набор включает системный блок, монитор (дисплей) и клавиатуру.

Типовой комплект ПК включает системный блок, монитор, клавиатуру, принтер и манипулятор «мышь». Расширение функций, выполняемых ПК, обеспечивают дополнительные устройства. Например, джойстик используется для управления в компьютерных играх; сканер необходим для считывания информации с плоских носителей по принципу преобразования отображенного луча; модем предназначен для работы электронной почты.

Основной узел компьютера — системный блок. Устройства, находящиеся внутри блока, называются внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, — внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

В системном блоке располагаются основные аппаратные части ПК:

• микропроцессор, который выполняет поступающие на его вход команды, проводит вычисления и управляет работой всех составляющих компьютера;

• оперативная память, предназначенная для временного хранения данных, а также постоянно хранящегося встроенного блока операционной системы;

• накопители на жестких и гибких магнитных дисках;

• дисководы для компакт-дисков (CD-ROM), звуковые карты, видеоплата;

• счетчик времени, функционирующий постоянно, независимо от того, включен или выключен ПК;

• электронные схемы, управляющие элементами компьютера, обменом данных, отображением информации (диском, монитором, принтером).

Клавиатура — устройство для ввода алфавитно-цифровой информации. Внешний вид клавиатуры и расположение клавиш зависят от модели компьютера.

Условно клавиатуру можно разбить на следующие рабочие участки:

• функциональные клавиши;

• основная алфавитно-цифровая и знаковая клавиатура (центральная часть);

• дополнительная клавиатура справа (если светится индикатор NumLock — цифровая, если нет — управление курсором);

• специальные клавиши (служебные): Enter, Esc, Backspace, Tab, Del, Space, Ins, NumLock, CapsLock. Клавиши, изменяющие значение других клавиш — Ctrl, Alt. Клавиши управления курсором — Home, End, Page Down, Page Up.

Принтер предназначен для вывода информации на бумагу или прозрачный носитель. По принципу действия различают матричные, струйные, лазерные, светодиодные принтеры.

Монитор — устройство визуального представления данных. Его основными потребительскими характеристиками являются: размер, шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты. Работает монитор под управлением специального аппаратного устройства — видеоадаптера, который предусматривает два режима: текстовый и графический.

В текстовом режиме экран представляет матрицу размером 25 х 80. В каждое знакоместо может быть введен любой символ кодовой таблицы. В графическом режиме изображение формируется совокупностью точек, каждая из которых характеризуется цветом.

Размер экрана измеряется между противоположными углами кинескопа по диагонали. Стандартные размеры: 14", 15", 17", 19", 20", 21" (единица измерения " — дюйм). Универсальными являются мониторы 15 и 17 дюймов. Для работы с графикой используют мониторы размером 19—21 дюймов.



Дж. Нейманом, Г. Голдешайном и А. Беркси были высказаны основные идеи построения ЭВМ (1941 г.). Впоследствии они получили название «принципы фон Неймана», которые используются и сейчас. Работа над первой электронной вычислительной машиной началась в США в середине 1943 г. по заказу артиллерийского управления. Руководителями были Д. Моучли и Д. Эккерт. Начиная с 1944 г. к работе был привлечен крупнейший американский математик Джон фон Нейман. Постройка машины была завершена в конце 1945 г.; машина получила название ЭНИАК (ENIAC — Elektronic Numerical Integrator and Calculator — электронный цифровой интегратор и вычислитель).

Принципы фон Неймана:

• использование двоичной системы счисления;

• принцип хранимой в памяти программы.

Первый компьютер, построенный по принципам фон Неймана, был сделан английским исследователем М. Уилксом (ЭДСАК — Electronic Delay Storage Automatic Calculator) в 1949 г. Арифметические операции он выполнял со скоростью: умножение — 8,5 мсек, сложение — 70 мкс (1мкс = 10 с).

Если связать принцип хранимой в памяти программы с двоичной системой, то такая связь дает следующее преимущество. Для записи команды в память ей необходимо придать числовой вид, что позволяет производить преобразование кодов в процессе работы. А это, в свою очередь, привело к возможности переадресации и формированию команд самой машиной и позволило создать языки программирования.

Одной из причин успеха компьютеров IBM PC является принцип открытой архитектуры, который предусматривает возможность дополнения имеющихся аппаратных средств новыми компонентами без замены старых (наращивание оперативной памяти, подключение дополнительных устройств). Кроме этого, можно заменять старые компоненты новыми, более совершенными.