Задание 1. 1. Информатика – как наука

Содержание

1. Информатика – как наука. История вычислительной техники. 2

2. Информация: информационные процессы, представление информации 8

3. Информация: системы счисления. 17

4. Информация: логические выражения. 23

5. Устройство ЭВМ: структура, характеристика частей. 29

6. Устройство ЭВМ: типы и свойства устройств внешней памяти. 35

Тема 1	Дополнительная литература:	И.Г. Семакин А.П. Шестаков «Основы программирования», стр.3
Информатика – как наука. История вычислительной техники
	Содержание
Понятие информатики Задачи информатики Краткая история информатики Области применения ВТ История развития ВТ Принцип открытой архитектуры Поколения ЭВМ

Понятие информатики

Информатика – современная научная база информационной сферы деятельности людей. Не существует однозначного понятия информатики – как науки. Рассмотрим следующие:

Информатика – это наука, изучающая все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации.

Информатика – это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, преобразования, обработки и передачи информации средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методов управления ими.

Задачи информатики

а) Как принимать и хранить информацию?

б) Как обрабатывать информацию и преобразовывать её в форму, удобную для человека?

в) Как использовать ВТ с наибольшей эффективностью?

г) Как использовать достижения других наук для создания новых средств вычислительной техники?

д) Как управлять техническими средствами с помощью программ?

Краткая история информатики

Корни информатики лежат в другой науке – кибернетике. Понятие «кибернетика» впервые появилось в первой половине XIX века, когда французский физик Андре Мари Ампер решил создать единую классификацию всех наук, как существовавших в то время, так и гипотетических (которые не существовали, но, по его мнению, должны были бы существовать). Он предположил, что должна существовать некая наука, занимающаяся изучением искусства управления. Ампер не имел в виду управление техническими системами, поскольку сложных технических систем в те времена еще не было. Он имел в виду искусство управления людьми, то есть обществом. Эту несуществующую науку Ампер назвал кибернетикой от греческого слова кибернетикос (искусный в управлении). В Древней Греции этого титула удостаивались лучшие мастера управления боевыми колесницами.

С тех пор о кибернетике забыли более, чем на сто лет. В 1948 году выдающийся американский математик Норберт Винер, труды которого по математической логике легли в основу зарождавшегося тогда программирования вычислительной техники, вновь возродил термин «кибернетика» и определил её как науку об управлении в живой природе и в технических системах. Это определение оказалось весьма спорным. Смешивание живой природы и технических систем в одной дисциплине привело к резкому неприятию такого определения учеными многих стран.

Так из-за спорного определения в молодой зарождающейся науке произошел раскол. Сегодня кибернетика продолжает изучать связь между психологией и математической логикой, разрабатывает методы создания искусственного интеллекта, но наряду с ней уже действует другая, отделившаяся от нее наука. Она занимается проблемами применения средств вычислительной техники для работы с информацией. В Великобритании и США эту науку называют computer science (наука о вычислительной технике). Во Франции она получила другое название – informatique (информатика). Оттуда это название и пришло к нам в Россию, а также в некоторые другие страны Восточной Европы.

Потребность в вычислениях всегда была неразрывно связана с практической деятельностью человека. Поэтому наряду с развитием науки о вычислениях возникла и развивалась вычислительная техника — совокупность средств, предназначенных для ускорения и автоматизации вычислений. Вычислительная техника - раздел информатики, в котором речь идет об архитектуре вычислительных систем, определяющей состав, назначение, принципы взаимодействия устройств.

Области применения ВТ

1. Вычислительная работа (научно-исследовательские институты).
2. Хранение информации (банки, больницы, милиция, бюро по трудоустройству, кассы аэрофлота и железнодорожные и т.д.).
3. Автоматизация производством (машиностроение, кондитерское производство).
4. Математическое моделирование различных процессов и явлений (конструкторские бюро, физические лаборатории).

История развития ВТ

1. XVI – XVII в. – русские счеты
2. XVII в. – арифмометр Паскаля
3. XIX в. – механическая машина с программным управлением

Бэббидж – Англия

Чебышев – Россия

Ада Лавлейс – первая женщина программист

1. с 30 – х годов XX века появились первые ЭВМ.

Основные периоды развития ВТ

Всю историю вычислительной техники принято делить на три основных этапа:

1. Домеханический период - древнейшим счетным инструментом была собственная рука, затем камешки, узелки, кости, деревянные палочки с зарубками. И позже появился счетный абак

2. Механический период - суммирующее устройство "паскалина", перфокарты, счетно-аналитическая машина, первая в мире действующая вычислительная машина с программным управлением — релейный двоичный компьютер.

3. Электронно-вычислительный период - электронно-вычислительные машины

Поколения ЭВМ

Характеристика	Поколения
Первое	Второе	Третье	Четвертое	Пятое
Годы	1946 -1960	1960 - 1964	1964 -1970	1970 - 1980	1980-е-наст. время
Элементная база	Электронно-вакуумные лампы, конденсаторы, резисторы	Полупроводники, транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы	Интегральная схема (ИС)	Большая интегральная схема (БИС)	Сверхбольшие интегральные схемы повышенной степени интеграции, использование оптоэлектронных принципов (лазеры, голография)
Предста-вители поколения	ЭНИАК, ЭДСАК, МЭСМ, БЭСМ, UNIVAC	БЭСМ-6, Минск-2, Урал-4. В 1963 г. – создана первая компьютерная мышь.	Марк 1, Семейство IBM: IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ	Иллиак, Эльбрус, Макинтош, IBM PC-персональный компьютер	Г.Йокогама (Япония) корпорацией NEC создан в 2002 г. наимощнейший на сегодняшний день суперкомпьютер Eerth Simulator
Размеры	Школьный спортивный зал	Уменьшились до одного этажа	Школьный кабинет	Уменьшается на парте	Предполагают, что компьютер будет иметь размер почтовой марки
Быстро-действие	Несколько тысяч операций сложения в секунду над 10-разрядными двоичными числами	Тысячи операций в секунду над 39-разрядными двоичными числами	От нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду над числами с плавающей запятой	Тысячи миллионов операций в секунду над числами с плавающей запятой	Триллионов операций в секунду над числами с плавающей запятой
Оператив-ная память	на 512 ртутных линиях задержки; 100 ячеек на электронных лампах.	обладали большой оперативной памятью: 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп	нескольких сотен тысяч машинных слов	порядка 1 – 256 Мбайт.	Несколько гигабайт
Носитель информа- ции	на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.	Магнитная лента, диски на магнитных барабанах	Жесткие и гибкие магнитные диски	Жесткие и гибкие магнитные диски (дискеты)	Оптические диски, CD - диски, CD-RW, CD-DVD, flash-карты
Структура ЭВМ	Жесткая схема, каждой команде своя логическая схема	Микропрограммный способ управления; совмещение работы различных устройств	Принцип модульности, магистральности, появились дисплеи, графопостроитель	Принцип открытой архитектуры	Принцип открытой архитектуры

Принцип открытой архитектуры

Это правило построения компьютера, в соответствии с которым каждая новая деталь определённой модели компьютера должна быть совместима со старыми и легко устанавливаться в нём (за счет того, что все устройства монтируются отдельно).

Контрольные вопросы

1. Дать определение информатики.

2. Рассказать о целях и задачах информатики.

3. Какое место занимает информатика в системе наук?

4. Перечислить этапы развития вычислительной техники?

5. В каком поколении ЭВМ носителями информации стали дискеты?

6. В какое время ПК стал массово использоваться во всех сферах человеческой деятельности?

7. Перечислить элементные базы каждого поколения ЭВМ.

8. Объяснить понятие – принцип открытой архитектуры.

Упражнения

Задание 1

Выбрать правильный ответ и пометить.

а. Вычислительная техника – это:

1) раздел информатики, в котором идет речь о технических деталях и электронных схемах компьютера;

2) раздел информатики, в котором речь идет об архитектуре вычислительных систем, определяющей состав, назначение, принципы взаимодействия устройств;

3) раздел информатики, занимающийся разработкой систем программного обеспечения;

4) раздел информатики, занимающийся вопросами анализа потоков информации.

б. Машина Марк I была первым:

1) аналоговым компьютером;

2) калькулятором;

3) цифровым компьютером;

4) транзистором.