Определение информатики как науки. Курс Информатика лекция 1 проф. Петрова И.Ю. - презентация

1 Определение информатики как науки. Курс Информатика лекция 1 проф. Петрова И.Ю.

2 Литература 1. Острейковский В.А. Информатика, учеб. Для вузов,-М.:ВШ, с. 2. Информатика, учеб./ под ред. Н.В.Макаровой, - М., Финансы и статистика, 1997 – 768 с.

3 Подобно тому, как изобретение механического двигателя открыло эру комплексной механизации и автоматизации физического труда, изобретение ЭВМ сделало то же самое в отношении труда умственного.

4 Определение Французской Академии наук: Информатика - наука об осуществляемой преимущественно с помощью автоматических средств целесообразной обработке информации, рассматриваемой как представление знаний и сообщений в технических, экономических и социальных областях. Значение термина Информатика –на немецком языке - Informatik, –на английском - Computer Science.

5 Информатика - область знания, которая сложилась в самостоятельную научную дисциплину в 60-х годах (США, Великобритания, ФРГ). Предмет информатики – изучение информационного ресурса общества, как симбиоза знаний, информации и технических средств обработки. Задачи информатики: –Исследование информационных процессов любой природы; –Разработка техники и технологий переработки информации;

6 Основные этапы технологического процесса в информационных системах. Воспроизведение информации Потребитель информации Передача Обработка на ЭВМ ХранениеПередача Событие Сбор Преобразование информации

7 Интересное сравнение приводят в своей статье американские специалисты: если бы за последние 25 лет авиационная промышленность развивалась столь же стремительно, как и вычислительная техника, то Боинг 767 можно было бы приобрести сегодня за 500$, облететь на нем земной шар за 20 мин и израсходовать всего 19 л горючего

8 Цены на отдельные элементы ЭВМ снижаются ежегодно на 25-40%. За 25 лет : –скорость вычислений возросла в 200 раз, –энергопотребление и размеры современных ЭВМ в раз меньше.

9 Классификация современных вычислительных машин. В зависимости от вида перерабатываемой информации все вычислительные машины делят на 2 класса: Аналоговые Цифровые Аналоговая вычислительная машина (АВМ) – оперирует информацией, представленной в виде непрерывных изменений некоторых физических величин (сила электрического тока, механическая скорость и др.). Так как многие явления в природе математически описываются одними и теми же уравнениями, то с помощью процесса одной физической природы можно моделировать процессы другой физической природы. Такие машины являются специализированными, т.е. решают узкий круг однотипных задач

10 Классификация современных вычислительных машин. В зависимости от вида перерабатываемой информации все вычислительные машины делят на 2 класса: Аналоговые Цифровые Цифровая вычислительная машина (ЦВМ) – оперирует информацией, представленной в дискретном виде. Разработано много методов численного решения уравнений, поэтому ЦВМ – универсальные вычислительные машины. Наибольшее распространение получили электронные вычислительные машины (ЭВМ), использующие новейшие достижения электроники.

11 Классификация современных ЭВМ. ЭВМ Супер ЭВМ Мэйнфреймы (универсальные компьютеры) Мини ЭВММикро ЭВМ Многопользовательские АРМ Встроенные Персональные Мини Средние Мощные

12 Супер-ЭВМ - вычислительная система, имеющая большие габариты, сложна в обслуживании, специальные требования к помещениям. Производительность Супер-ЭВМ - десятки и сотни млн операций/сек. Эти машины имеют высокую стоимость, поэтому выпускаются в небольших количествах по заказу пользователей. СУПЕР-ЭВМ

13 Исторически первыми появились большие ЭВМ. Первые модели работали на электронных лампах и занимали громадные помещения. Первый универсальный компьютер был создан в США (14 февраля 1946 г.) - ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Computer). Авторами этого проекта были 2 инженера из Пенсильвании - Джон Мошли (John W. Mouchly) и Дж. Преспер Эккерт ( J.Presper Eckert). БОЛЬШИЕ ЭВМ

14 Авторами этого проекта были 2 инженера из Пенсильвании - Джон Мошли (John W. Mouchly) и Дж. Преспер Эккерт ( J.Presper Eckert). БОЛЬШИЕ ЭВМ John W. Mouchly J.Presper Eckert

15 Работы над этим проектом начались во время войны и длились 3 года, на этот проект было потрачено долларов Министерством обороны США. Вскоре после окончание работ ENIAC был перевезен на военную базу в Мериленде, где и эксплуатировался в течении 9 лет для решения задач холодной войны (расчеты по созданию водородной бомбы, интегральные схемы с высокой степенью интеграции). БОЛЬШИЕ ЭВМ

16 ENIAC-ОБЩИЙ ВИД 1946 Г.

17 В 1996 г., объявленном годом Internet и глобальных коммуникаций Первому Компьютеру исполнилось 50 лет. Он был отреставрирован, перевезен назад в Пенсильванию в Филадельфийский Университет и торжественно включен вице-президентом США Альбертом Гором. В Internet на сервере Филадельфийского университета открыт музей ENIAC - где можно посмотреть фотографии его создателей, самого компьютера, ознакомится с принципами работы этого компьютера ( БОЛЬШИЕ ЭВМ

18 МАЛЫЕ ЭВМ Имеют меньшие функциональные возможности, часто используются как управляющие вычислительные комплексы. Они используются для сбора, хранения, передачи информации об объекте, для обработки данных и представления результатов в заданном виде. Часто мини-ЭВМ применяют для сопряжения с различными источниками информации: с аналоговыми и цифровыми датчиками, с телефонными и телеграфными каналами связи.

19 МИКРО ЭВМ Используются как основа для создания автоматизированных рабочих мест (АРМ), как настольные персональные вычислительные машины (ПЭВМ), в системах распределенной обработки данных как встроенное вычислительное средство, приближенное к источнику информации. Кроме того эти ЭВМ используются как терминалы в системах коллективного пользования (многопользовательские), в локальных вычислительных сетях (ЛВС).

20 МИКРО ЭВМ Определяющий признак микро-ЭВМ - микропроцессор, который был изобретен в 1969 г., а в начале 70-х годов появились первые микро-ЭВМ.

21 МИКРО ЭВМ Можно выделить несколько видов : многопользовательские микроЭВМ - оборудованы несколькими видеотерминалами, работают в режиме разделения времени.

22 МИКРО ЭВМ Можно выделить несколько видов : АРМ (Автоматизированное рабочее место) - ЭВМ, оборудованная различными периферийными устройствами для выполнения работ определенного типа (инженерно-технические АРМ, графические, издательские системы и т.д.)

23 МИКРО ЭВМ Можно выделить несколько видов : встроенные -ЭВМ, используемые для управления технологическим процессом или установкой, не предназначены для взаимодействия с пользователем в интерактивном режиме

24 МИКРО ЭВМ Можно выделить несколько видов : персональные - универсальные однопользовательские ЭВМ - это портативные, недорогие машины, обладающие многими возможностями больших компьютеров.

25 Компьютеры первого поколения Время созданияРубеж 50-х годов Элементарная базаЭлектронные лампы Ввод информацииПерфоленты, перфокарты Быстродействие10-20 тысяч операций в секунду ЯзыкМашинный язык конкретной машины Электронная лампа Перфокарта Компьютер "Эниак", 1946 г.

26 Время создания гг. Элементарная базатранзисторы Ввод информацииМагнитные ленты, магнитные барабаны Быстродействиедо 100 тысяч операций в секунду ЯзыкПервые языки высокого уровня, трансляторы Компьютеры второго поколения транзистор Память на магнитных сердечниках

27 Время созданияПосле 60-х годов Элементарная базамикросхемы Ввод информацииМагнитные ленты, магнитные барабаны Быстродействиемиллионы операций в секунду ЯзыкОперационные системы, программно совместимы Компьютеры третьего поколения Интегральная схема

28 Время созданияПосле 70-х годов Элементарная базамикропроцессоры Ввод информацииКомпьютерные сети, сканеры, микрофоны, компакт-диски. БыстродействиеДесятки миллионов операций в секунду ЯзыкОперационные системы и ППП с графическим интерфейсом Компьютеры четвертого поколения Macintosh Персональный цифровой помощник Lisa

29 Время созданиябудущее Элементарная базаБИС с повышенной степенью интеграции использующие лазеры, голографию Ввод информацииРечь, рукописный текст Быстродействие- Язык«интеллектуальный интерфейс», обработка знаний Компьютеры пятого поколения

30 История вычислительной техники. Начало 1833 г. - английский математик Чарльз Беббидж разработал проект механического вычислительного помощника, используя принцип программного управления.

31 История вычислительной техники под руководством Дж.фон Неймана была создана первая вычислительная машина на электронных лампах

32 История вычислительной техники. 1955Уильям Шокли ушел из Bell Telephone Laboratories и основал свою фирмуС фирмы Shockley Semiconductor Laboratory началась история знаменитой Кремниевой Долины(Калифорния, США).

33 История вычислительной техники. 1958инженер-электротехник Джек Килби, (Texas Instruments) и Роберт Нойс, (Fairchild Semiconductor Corporation - Кремниевая Долина) создание интегральной схемы Роберт Нойс

34 История вычислительной техники. 1965Гордон Мур (компания Fairchild Semiconductor) Закон Мура - увеличение количества элементов в интегральных схемах в геометрической прогрессии

35 История вычислительной техники. Роберт Нойс и Гордон Мур ушли из компании Fairchild Semiconductor и организовали новую фирму - Intel.Фирма ориентировалась на производство процессоров общего назначения - памяти для хранения данных и вычислительного устройства 1968

36 История вычислительной техники. 1971Под руководством Гордона Мурана свет появился первый микропроцессор, созданный в фирме Intel.

37 История вычислительной техники американская фирма MITS Сконструирована первая персональная ЭВМ (ПЭВМ), называлась Altair 8800 (стоимость ее была 6000$).

38 История вычислительной техники. 1976С.Возняк и С.Джобссоздали персональный компьютер Apple С.Возняк и С.Джобсизготовили 2-ю модель Apple-2 - законченный персональный компьютер с графическим экраном.

39 История вычислительной техники. В начале 80-х годов рынок сбыта ПЭВМ был настолько интенсивен, что такие крупные гиганты электронной индустрии как IBM, DEC, Hewlett- Packard обратили свое внимание на ПЭВМ. В 1981 г. фирма IBM выпустила свой первый персональный компьютер РС (16 разрядов в отличие от 8 разрядных Apple и Сommodore). И с этого момента IBM прочно завоевала 1-ое место в мировой индустрии ПЭВМ.

40 История вычислительной техники. Вскоре в 1983 г. последовал выпуск ХТ (eXtended Technology), а в 1984 г. - выпуск АТ (Advanced Technology) Эти компьютеры установили мировой стандарт ПК. Многие фирмы во всех странах мира быстро освоили выпуск двойников этих изделий, улучшая отдельные характеристики и удешевляя свои модели.

41 Показатели качества ПЭВМ Можно выделить два наиболее важных показателя качества ПЭВМ: производительность совместимость

42 Показатели качества ПЭВМ Производительность ПЭВМ определяется следующими факторами: )производительность микропроцессора )наличие состояния ожидания микропроцессора при обращении к памяти и к периферийным устройствам )быстродействие ОЗУ (оперативное запоминающее устройство): )быстродействие периферийных устройств )эффективность операционной системы (ОС).

43 Показатели качества ПЭВМ Совместимость различают 2-х видов: –аппаратная –программная Под аппаратной совместимостью понимают способность одного устройства логически заменять другое устройство. Под программной совместимостью понимают способность одной ЭВМ выполнять программы, написанные для другой ЭВМ.

44 По внешнему виду и исполнению различают: стационарные ПЭВМ переносные (portable) наколенные (Laptop) - выполнены в форме дипломатов, дисплей ж/к, питание от батареи, меньшее число клавиш (фирмы Сompag, NEC, Toshiba и др.).

45 По внешнему виду и исполнению различают: блокнотные (Notebook) - имеют размер книги, имеют встроенный миниатюрный винчестер (Sony, NEC и др.) карманные (pocket, palmtop) - выполнены как и блокнотные, но меньших размеров. В качестве ПЗУ используют карты памяти (сменные). Вес 450 г, 48 часов автономной работы.