Контрольная работа по «Информатика»

1951 г. -  под руководством академика Лебедева построена ЭВМ МЭСМ

1964 г. - появление интегральных схем

1965 г. - первый миникомпьютер

При создании компьютеров используются специалисты различных направлений - математики, физики, техники,  программисты и т.д.  В этом смысле информатика определялась как  совокупность  дисциплин изучающих свойства информации, а так же процессы передачи, накопления, обработки информации с помощью технических средств.

Выделяется часть  науки,  которая  занимается проблемами применения средств вычислительной техники для работы  с  информацией. В  Англии и США это Computer Science (наука о вычислительной технике), во Франции - informatique (информатика). В  60-е  годы происходит становление информатики,  как фундаментальной естественной науки изучающей процессы  обработки, передачи  и накопления информации.  Данная дисциплина создана на стыке точных и естественных наук. Ядро информатики - информационные технологии.

Информационная технология - совокупность технических  и программных средств, с помощью которых обрабатывается информация. Центральное место в информационных технологиях занимает компьютер.

1970-е г. - создание БИС

1970 г. - создана саморазмножающаяся  программа для одной из первых  компьютерных сетей - ARPnet. Программа Creepeer, которая по некоторым данным была написана Бобом Томасом из, путешествовала по сети, обнаруживая свое появление сообщением «Я КРИППЕР. ПОЙМАЙ МЕНЯ, ЕСЛИ СМОЖЕШЬ».

1971  г. - создан первый микрокомпьютер Kenback1

1972 г. - 31-летний специалист по системному программированию из фирмы  Bell Labs Деннис Ритчи разработал язык программирования С.

1972 г. - опубликована работа Эдсгера Дайкстры «Заметки по структурному программированию», содержащая блестящее описание основных идей структурного программирования

1973 г. - швейцарский специалист по программированию Никлаус Вирт опубликовал «Пересмотренное сообщение», определившее точный стандарт языка Pascal. Строгий стиль языка Pascal  был с восторгом принят приверженцами структурного программирования.

1975 г. - год образования фирмы Microsoft

1977 г. - первый микрокомпьютер Уозняка и Джобса, выпущенный фирмой  Apple

1980 г. - создан центральный процессор на одном кремниевом кристалле

1980-е г. - появление СБИС.

ЭВМ - это программируемое электронное  устройство обработки и накопления информации.

- микроЭВМ, или персональный компьютер, используется для автоматизации отдельных рабочих мест, для обработки деловой информации, для обучения в средней и высшей школе, в быту;

- миниЭВМ (отличаются от первых большим количеством дополнительных устройств) - это средства автоматизации различных технологических процессов, научных исследований, проектно - конструкторских работ и т.д.;

- средние и большие ЭВМ используются для решения задач управления производством (эти машины, как правило, отличаются от предыдущих большим объемом памяти);

- суперЭВМ применяются в решении сложнейших народнохозяйственных задач и проведения научных экспериментов (метеорологических и геофизических исследованиях, космических проектах, исследованиях по ядерной физике).

На основании элементной базы ЭВМ принято классифицировать по поколениям:

1 поколение (1944 - 1958) Ламповые машины с быстродействием порядка 10-20 тыс. операций в секунду, программы писались на машинном языке.

2 поколение (1959 - 1963) Полупроводниковые машины на транзисторах. Быстродействие 100 тыс. операций в секунду. Имеются программы перевода с алгоритмических языков на машинный язык. Есть набор стандартных программ.

3 поколение (1964 - 1970) Миникомпьютеры на интегральных схемах. Отличаются большей надежностью и малыми размерами. Быстродействие 10 млн. оп/с. Образуют системы программно-совместимых устройств.

4 поколение (1971 - до сегодняшнего  дня) Вычислительные системы на  больших интегральных схемах (БИС). Имеют большой объем памяти, позволяют подключать большое количество устройств ввода и вывода информации. Для ввода данных и команд используется клавиатура. Микропроцессор, разработанный, в 1971 году позволил создать центральный процессор на одном чипе.

5 поколение (настоящее и будущее) Еще создается, предполагается развитие искусственного интеллекта на основе оптико-лазерных технологий и применения СБИС. Планируется создать компьютер с большим быстродействием, огромным по мощности процессором и неограниченной виртуальной памятью.

В качестве основного элемента для  электрических цепей будет использован  арсенид галия. Работа этих компьютеров  будет основана на параллельных вычислениях.

Информатика как учебная дисциплина появилась  первой  в библиотечных ВУЗах. В 1983 году создано отделение информатики и вычислительной техники,  Академии Наук СССР.

Информатика - это техническая  наука, систематизирующая приемы создания,  хранения,  обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а так же принципы функционирования этих средств и методы управления ими.

 

8. Характеристика  поколений ЭВМ.

Первое поколение  ЭВМ (1948 — 1958 гг.)

Элементной базой машин  этого поколения были электронные  лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач. Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. В вычислительных машинах этого времени использовались электровакуумные лампы и внешняя память на магнитном барабане. Они были опутаны проводами и имели время доступа 1х10^-3 с. Производственные системы и компиляторы пока не появились. В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.

В 1946 г. в США были закончены  работы по созданию ENIAC - первой вычислительной машины на электронных компонентах.

Новая машина имела впечатляющие параметры: в ней использовалось 18 тыс. электронных  ламп, она занимала помещение площадью 300 м², имела массу 30 т, энергопотребление - 150 кВт. Машина работала с тактовой частотой 100 кГц и выполняла операцию сложения за 0,2 мс, а умножения – за 2,8 мс, что было на три порядка быстрее, чем это могли делать релейные машины. Быстро обнаружились и недостатки новой машины. По своей структуре ЭВМ ENIAC напоминала механические вычислительные машины: использовалась десятичная система; программа набиралась вручную на 40 наборных полях; на перенастройку коммутационных полей уходили недели. При пробной эксплуатации выяснилось, что надежность этой машины очень низка: поиск неисправностей занимал до нескольких суток. Для ввода и вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. В компьютерах I поколения была реализована концепция хранимой программы. Компьютеры I поколения использовались для прогнозирования погоды, решения энергетических задач, задач военного характера и в других важных областях.

Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)

Элементной базой машин этого  поколения были полупроводниковые приборы. Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. С появлением машин второго поколения значительно расширилась сфера использования электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Данный период характеризуется широким применением транзисторов и усовершенствованных схем памяти на сердечниках. Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода. Вычислительные машины этого периода успешно применялись в областях, связанных с обработкой множеств данных и решением задач, обычно требующих выполнения рутинных операций на заводах, в учреждениях и банках. Эти вычислительные машины работали по принципу пакетной обработки данных. По существу, при этом копировались ручные методы обработки данных.

Одним из самых важных достижений, которые привели к  революции в конструировании  ЭВМ и в конечном счете к  созданию персональных компьютеров, было изобретение транзистора в 1948 г. Транзистор, который является твердотельным электронным переключательным элементом (вентилем), занимает гораздо меньше места и потребляет значительно меньше энергии, выполняя ту же работу, что и лампа. Вычислительные системы, построенные на транзисторах, были намного компактнее, экономичнее и гораздо эффективней ламповых. Переход на транзисторы положил начало миниатюризации, которая сделала возможным появление современных персональных ЭВМ (как, впрочем, и других радиотехнических устройств - радиоприемников, магнитофонов, телевизоров и т.д.). Для машин II поколения встала задача автоматизации программирования, по­скольку увеличивался разрыв между временем на разработку программ и непосредственно временем счета. Второй этап развития вычислительной техники конца 50-х - начала 60-х годов XX в. характеризуется созданием развитых языков программирования (алгол, фортран, кобол) и освоением процесса автоматизации управления потоком задач с помощью самой ЭВМ, т.е. разработкой операционных систем.

В 1959 г. IBM выпустила коммерческую машину на транзисторах IBM 1401. Она была поставлена более чем в 10 тыс. экземпля­рах. В том же году IBM создала свой первый большой компьютер (мэйнфрейм) модели IBM 7090, полностью выполненный на базе транзисторов, с быстродействием 229 тыс. операций в секунду, а в 1961 г. разработала модель IBM 7030 для ядерной лаборатории США в Лос-Аламосе.

Ярким представителем отечественных  ЭВМ II поколения стала большая  электронная суммирующая машина БЭСМ-6, разра­ботанная С.А. Лебедевым и его коллегами. Для компьютеров этого поколения характерно использование языков программирования высокого уровня, которые получили свое развитие в компьютерах следующего поколения. Транзисторные машины II поколения заняли всего лишь пять лет в биографии ЭВМ.

Третье поколение ЭВМ (1968 - 1973 гг.)

Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники. Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились. Характерной чертой данного периода явилось резкое снижение цен на аппаратное обеспечение. Этого удалось добиться главным образом за счет использования интегральных схем. Обычные электрические соединения с помощью проводов при этом встраивались в микросхему.

В 1959 г. инженеры фирмы Texas Instruments разработали способ размещения нескольких транзисторов и других элементов на одной основе (или подложке) и соединения этих транзисторов без использования проводников. Так родилась интегральная схема (ИС, или чип). Первая интегральная схема содержала всего шесть транзисторов. Теперь компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции. Появились операционные системы, которые стали брать на себя задачи управления памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами.

В апреле 1964 г. IBM анонсировала System 360 - первое семейство универсальных  программно-совместимых компьютеров  и пе­риферийного оборудования. Элементной базой семейства System 360 были выбраны  гибридные микросхемы, благодаря чему новые модели стали считать машинами III поколения.

При создании семейства System 360 IBM в последний раз позволила  себе роскошь выпускать компьютеры, несовместимые с предыдущими. Экономичность, универсальность и небольшие  габариты компьютеров этого поколения быстро расширила сферу их применения - управление, передача данных, автоматизация научных экспериментов и т. д. В рамках этого поколения в 1971 г. был разработан первый микропроцессор как неожиданный результат работы фирмы Intel над созданием микрокалькуляторов. (Заметим, кстати, что микрокалькуляторы и в наше время прекрасно уживаются со своими «братьями по крови» - персональными компьютерами.)

Четвёртое поколение.

 Четвёртое поколение - это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Наиболее важный в  концептуальном отношении критерий, по которому эти компьютеры можно отделить от машин третьего поколения, состоит в том, что машины четвёртого поколения проектировались в расчете на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя. В аппаратурном отношении для них характерно широкое использование интегральных схем в качестве элементной базы, а также наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой ёмкостью в сотни мегабайт. C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств.

Для них характерны: применение персональных компьютеров; телекоммуникационная обработка данных; компьютерные сети; широкое применение систем управления базами данных; элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств.

Этот этап в развитии вычислительной техники связан с разработкой больших и сверхбольших интегральных микросхем. В компьютерах IV поколения стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт.