История развития вычислительной техники

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

по дисциплине КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

для студентов 1 курса

Понятие «технология», «информационная технология»

Технология — это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в

приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых

факторов производства, способах их соединения для создания продукта или

услуги, отвечающих определенным требованиям. Поэтому технология неразрывно

связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде

всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на

применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология —

это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных

дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых

обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы

организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их

практические приложения, а также связанные со всем этим социальные,

экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют

сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их

введение должно начинаться с создания математического обеспечения,

формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

Этапы развития информационных технологий

Существует несколько точек зрения на развитие информационных

технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными

признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением

персонального компьютера начался новый этап развития информационной

технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных

информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и

для бытовой.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 - 70-е гг.) — обработка данных в вычислительных центрах

в режиме коллективного пользования.

2-й этап (с 80-х гг.) — создание информационных технологий,

направленных на решение стратегических задач.

Признак деления — преимущество, которое приносит компьютерная

технология

1 -й этап (с начала 60-х г.г..) характеризуется довольно

эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с

ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов

вычислительных центров.

2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных

компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем-

ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для

поддержки принимаемых им решений.

3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа

стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях

телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации.

Признак деления - виды инструментария технологии

1-й этап (до второй половины XIX в.) — "ручная" информационная

технология инструментарий которой составляли: перо. чернильница, книга

2-й этап (с конца XIX в.) — "механическая" технология,

инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон,

оснащенная более совершенными средствами доставки почта.

3-й этап (40 — 60-е гг. XX в.) — "электрическая" технология,

инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее

программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы,

портативные диктофоны.

4-й этап (с начала 70-х гг.) — "электронная" технология, основным

инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе

автомати-зированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые

системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных

программных комплексов.

5-й этап (с середины 80-х гг.) — "компьютерная" ("новая") технология,

основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким

спектром стандартных программных продуктов разного назначения.

Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные

компьютерные сети.

Характеристика компьютерных информационных технологий

Компьютерные информационные технологии – это комплекс областей деятельности, которые относятся к технологиям создания, хранения и обработки информационных данных с применением компьютерной техники. Техническими средствами компьютерных информационных технологий является инструментарий, в который входят компьютеры, программное обеспечение, Интернет и сеть. Они позволяют создавать, хранить, обрабатывать, передавать и распространять, а, также, устанавливать ограничения к передаче и получению информационных ресурсов. Работников с сфере компьютерных информационных технологий называют ИТ-специалистами.

Компьютерные информационные технологии – это тесно взаимосвязанные научные, технологические, инженерные дисциплины, которые дают возможность изучить:

1. Методы эффективной организации трудового процесса, непосредственно связанного с обработкой и хранением информационных ресурсов.

2. Специальную технику, которая призвана осуществлять вычислительные процессы.

3. Различные методы взаимодействия техники с людьми и их практическое применение.

4. Проблемы социального, экономического и культурного характера.

Компьютерные информационные технологии нуждаются в сложной профессиональной подготовке, весомых первоначальных затратах и компьютерной наукоемкой техники. Процесс их внедрения берет свое начало с проектирования, разработок и создания специального математического обеспечения, моделирования, создания информационного хранилища для данных и решений.

Основными чертами компьютерных информационных технологий являются:

1. Структурированность правил обмена данными алгоритмов.

2. Массовое использование компьютерного сохранения и предоставления информационных ресурсов.

3. Возможность передачи информации с помощью цифровых компьютерных технологий на большие расстояния.

История развития вычислительной техники

Все началось с идеи научить машину считать или хотя бы складывать многоразрядные целые числа. Еще около 1500 г. великий деятель эпохи Просвещения Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства, что явилось первой дошедшей до нас попыткой решить указанную задачу. Первую же действующую суммирующую машину построил в 1642 г. Блез Паскаль – знаменитый французский физик, математик, инженер. Его 8-разрядная машина сохранилась до наших дней. От замечательного курьеза, каким восприняли современники машину Паскаля, до создания практически полезного и широко используемого агрегата – арифмометра– прошло почти 250 лет. Уже в начале XIX века уровень развития ряда наук и областей практической деятельности был столь высок, что они настоятельнейшим образом требовали выполнения огромного объема вычислений, выходящих за пределы возможностей человека, не вооруженного соответствующей техникой. Над ее созданием и совершенствованием работали как выдающиеся ученые с мировой известностью, так и сотни людей, имена многих из которых до нас не дошли, посвятивших свою жизнь конструированию механических вычислительных устройств. Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, 1945 – 1946 гг.). Его название по первым буквам соответствующих английских слов означает “электронно-числовой интегратор и вычислитель”. Руководили ее созданием Джон Моучли и Преспер Эккерт, продолжившие начатую в конце 30-х годов работу Джорджа Атанасова. Машина содержала порядка 18 тысяч электронных ламп, множество электромеханических элементов. Ее энергопотребление равнялось 150 кВт, что вполне достаточно для обеспечения небольшого завода. Практически одновременно велись работы над созданием ЭВМ в Великобритании. С ними связано прежде всего имя Аллана Тьюринга – математика, внесшего также большой вклад в теорию алгоритмов и теорию кодирования. В 1944 г. в Великобритании была запущена машина “Колосс”.

Эти и ряд других первых ЭВМ не имели важнейшего с точки зрения конструкторов последующих компьютеров качества – программа не хранилась в памяти машины, а набиралась достаточно сложным образом с помощью внешних коммутирующих устройств.

Огромный вклад в теорию и практику создания электронной вычислительной техники на начальном этапе ее развития внес один из крупнейших американских математиков Джон фон Нейман. В историю науки навсегда вошли “принципы фон Неймана”. Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ. Один из важнейших принципов – принцип хранимой программы – требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в нее закладывается исходная информация. Первая ЭВМ с хранимой программой (EDSAC) была построена в Великобритании в 1949. Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ (“малая электронно-счетная машина”) -была создана в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, крупнейшего советского конструктора вычислительной техники, впоследствии академика, лауреата государственных премий, руководившего созданием многих отечественных ЭВМ. Рекордной среди них и одной из лучших в мире для своею времени была БЭСМ-6 (“большая электронно-счетная машина, 6-я модель”), созданная в середине 60-х годов и долгое время бывшая базовой машиной в обороне, космических исследованиях, научно-технических исследованиях в СССР. Кроме машин серии БЭСМ выпускались и ЭВМ других серий – “Минск”, “Урал”, М-20, “Мир” и другие, созданные под руководством И.С.Брука и М.А.Карцева, Б.И.Рамеева, В.М.Глушкова, Ю.А.Базилевского и других отечественных конструкторов и теоретиков информатики.

Поколения ЭВМ

ЭВМ первого поколения были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

Транзисторы

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС).

Микросхемы

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370.

В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по образцу IBM 360/370. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

Микропроцессор

В 1971 году американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Это событие стало революционным в электронике.

Микропроцессор – это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения. Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). Их появление связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.

Однако с 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее архитектура стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания.

С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых невозможно обойтись в большинстве областей деятельности человека. Появилась новая дисциплина – информатика.

ЭВМ пятого поколения будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта. Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.

2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.

3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).

4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: