МБОУ СОШ 2 Руководитель : Латышев Юрий Юрьевич Учащиеся 11 « А »: Загороднов Александр Виноградов Максим Ломтадзе Сергей

Модель машины Тьюринга, воссозданная Майком Давье в 2012 году

В 1937 году Алан Тьюринг представил свою идею того, что сейчас называется машиной Тьюринга. Теоретическая машина Тьюринга стала гипотетическим устройством, теократизированным для того, чтобы изучать свойства такого оборудования. Предвидя современные компьютеры, которые имеют возможность хранить программы, он описал то, что стало известно, как Универсальная машина Тьюринга.

Машины Тьюринга были разработаны, чтобы формально математически определить, что может быть вычислено с учетом ограничений на вычислительную способность. Если машина Тьюринга может выполнить задачу, то задача считается вычислимой по Тьюрингу. Тьюринг в основном сосредоточился на проектировании машины, которая могла определить, что может быть вычислено. Тьюринг сделал вывод, что, пока существует машина Тьюринга, которая могла бы вычислять приближение числа, это значение исчислимо.

Является основателем теории информации, нашедшей применение в современных высокотехнологических системах связи. Шеннон внес огромный вклад в теорию вероятностных схем, теорию автоматов и теорию систем управления области наук, входящие в понятие «кибернетика»

До и во время 1930-х годов инженеры-электрики смогли построить электронные схемы для решения математических и логических задач, но большинство из них делали это специальным образом, не имея никакой теоретической строгости. Все изменилось с публикацией диссертации магистра 1937 году Клода Элвуда Шеннона на тему: Символический анализ релейных соединений и соединение с коммутацией каналов (A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits).

Шеннон основал новый раздел информатики теория информации. В 1948 году он опубликовал статью под названием Математическая теория связи. Идеи из этой статьи применяются в теории вероятностей к решению проблемы, как лучше кодировать информацию, которую хочет передать отправитель. Эта работа является одной из теоретических основ для многих областей исследований, в том числе сжатие данных и криптография.

В 1946 году была создана модель компьютерной архитектуры, которая стала известна как архитектура фон Неймана. С 1950 года модель фон Неймана обеспечила единство конструкций последующих компьютеров. Архитектура фон Неймана считалась новаторской, поскольку фон Нейман ввел представление, позволяющее использовать машинные команды и распределять области памяти.

Модель Неймана состоит из 3 основных частей : арифметическо - логическое устройство ( АЛУ ), память ( ОП ) и блок управления памятью. В конструкции машины фон Неймана используется RISC архитектура ( сокращенный набор команд ), что означает использование набора 21 команд для выполнения всех задач. В отличие от RISC, CISC( сложный набор инструкций вычислений ) имеет больше инструкций, из которых можно выбирать. Набор команд составлял адреса, операции и типы данных. В архитектуре фон Неймана оперативная память вместе с аккумулятором ( регистр, который содержит результат логических операций ) являются двумя адресуемыми блоками памяти.

Операции могут быть выполнены в качестве простых арифметических выражений (они выполняются АЛУ и включают сложение, вычитание, умножение и деление), условных переходов и логических ходов между различными компонентами машины (сейчас они чаще именуются, как условные переходы «if» или «while» циклы, переходы «goto»). Архитектура фон Неймана принимает фракции и инструкции как типы данных. Наконец, как архитектура фон Неймана является простой, так и ее регистры управляются также просто. Архитектура использует набор из семи регистров, чтобы манипулировать и интерпретировать полученные данные и инструкции. Эти регистры включают: IR (регистр команд), IBR (регистр буфер инструкций), MQ (регистр множителя/частного), MAR (регистр адреса ЗУ) и MDR (память данных регистра. Архитектура также использует программный счетчик (РС), чтобы отслеживать, где на какой стадии находится программа.

Развитие аппаратного обеспечения Первое и второе поколения компьютеров

В 1941 году Конрад Цузе разработал первый в мире функциональный программно - управляемый Тьюринг - полный компьютер, Z3. Цузе отметил, что вычислительная машина Z2 считается первым компьютером с контролируемым процессом.

В 1941 году он основал одно из первых компьютерных предприятий по производству Z4, который стал первым коммерческим компьютером в мире. В 1946 году он разработал первый язык программирования высокого уровня, Планкалкюль. В 1969 году Цузе предложил концепцию цифровой физики в своей книге Rechnender Raum(Calculating Space)

В 1944 году запущен Марк I первый американский программируемый компьютер. А в 1948 году была построен « Манчестерский ребенок » первый основанный на модели машины Тьюринга практический компьютер, способный запускать хранимые программы.

ЭНИАК Первой электронной вычислительной машиной обычно называют ЭНИАК(Electronical Numerical Integrator and Calculator), разработка которой велась под руководством Джон Мокли и Д.Эккерта и закончилась в 1946 г., хотя приоритет Мокли и Эккерта по решению суда в 1973 г. оспорен Д.Атанасовым. Машина ЭНИАК была установлена в Пенсильванском университете. Она состояла из электронных ламп и 1500 реле и потребляла около 150 к Вт электроэнергии. 2 октября 1955 ENIAC была остановлен

процессор В 1985 году корпорация Intel представила новый процессор с рабочей частотой 12 МГц. 3 апреля 1986 корпорация IBM объявляет о выпуске первой модели портативного компьютера (лэптопа): IBM 5140, или IBM PC Convertible на процессоре Intel Компания Compaq выпускает первый компьютер на процессоре

А в 1990 году Intel представил новый процессор 32- разрядный 80486SX. Скорость 27 млн операций в секунду. В этом же году созданы MSDOS 4.01 и Windows 3.0. IBM ввел новый стандарт видеоплат XGA в качестве замены традиционному VGA ( разрешение 1024x768 точек с поддержкой 65 тысяч цветов ). Разработана спецификация стандарта интерфейса SCSI-2.

Apple представил первый монохромный ручной сканер в 1991 г. AMD выпустил усовершенствованные « клоны » процессоров Intel 386DX с тактовой частотой 40 МГц, a Intel процессор 486 SX с частотой 20 МГц ( около транзисторов ). Утвержден первый стандарт мультимедиа компьютера, созданный Microsoft в содружестве с рядом крупнейших производителей ПК МРС. Первая стерео музыкальная карта 8- битный Sound Blaster Pro. IBM представил первый ноутбук с экраном на основе активной цветной жидкокристаллической матрицы (AC LCD) Thinkpad 700C.

В 1992 году NEC выпустил первый привод CD-ROM с удвоенной скоростью. Intel представил процессор 486DX2/40 с «удвоением» частоты системной шины (1,25 млн транзисторов). Скорость 41 млн операций в секунду. Одновременно Cyrix выпустил на рынок «урезанный» процессор 486SLC (с отключенным сопроцессором).

XX век – стал значимым веком в мире открытий информационных технологий, которые повлияли на все сферы жизни общества !