Слайд 1Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского»
физико-технический институт
информатика
©
Полетаев Дмитрий Александрович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики и электроники физико-технического института Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского руководитель студенческого конструкторского бюро, младший научный сотрудник научно-образовательного центра ноосферологии и устойчивого развития Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского, руководитель студенческого конструкторского бюро физико-технического института
e-mail: poletaevda@cfuv.ru
https://vk.com/dmltry
Слайд 2Список рекомендуемой литературы:
Симонович С.В. Информатика. Базовый курс.
// С.В. Симонович. – СПб.: 2011. –
640 с.
Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM-PC. // П. Нортон. – М.: Радио и связь, 1992. – 336 с.
Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. // С. Мюллер. – М.: Вильямс, 2011. – 1072 с.
www, но не википедия
Слайд 350-е гг XX в: дисциплина, изучающая структуру
и общие свойства научной информации;
60-е гг XX
в: калька с французского «informatique» - наука о компьютерах и их применении, «computer sience»
70-е гг XX в: название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации
Информатика
Слайд 4Задачи информатики
Основной задачей информатики является систематизация приемов
и методов работы с аппаратными и программными
средствами вычислительной техники.
Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными.
Слайд 5Понятие об информации
Под информацией понимаются сведения
об окружающем мире, событиях, фактах человеческой деятельности.
Форма представления информации – сообщение.
Слайд 6
При работе с информацией всегда есть источник
информации и ее потребитель.
Источник информации
Потребитель информации
Информационные коммуникации
Слайд 9Понятие об информации
Информация -это продукт взаимодействия
данных и адекватных им методов, что подразумевает
Динамический
характер информации
Требование адекватности методов.
?
в этой печатной машинке только три кнопки, но на ней можно печатать все буквы
Как так???
Слайд 10Свойства информации
Объективность и субъективность информации. Понятие
объективности информации является относительным. Это понятно, если
учесть, что методы являются субъективными.
Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся.
Слайд 11Свойства информации
Достоверность информации – это степень соответствия
объективной реальности окружающему миру.
Адекватность информации - это
степень соответствия реальному объективному состоянию дела.
Слайд 12Свойства информации
Доступность информации - мера возможности получить
ту или иную информацию.
Актуальность информации -
это степень соответствия информации текущему моменту времени.
Слайд 13Основные способы передачи информации
Наполнение знаков и сигналов
смыслом делает их СИМВОЛАМИ
Слайд 15
параметры сигналов
!
разработка неэлектрической вычислительной машины!!!
Слайд 17
Система счисления – совокупность правил наименования
и изображения чисел с помощью набора символов
алфавит
системы счисления - множество (знаков) цифр
используемых в ней
основание системы счисления - это количество знаков, используемых для изображения цифр в данной системы счисления
Базис системы счисления – это последовательность чисел, каждое из которых задает значение цифры по её месту в записи числа, т.е. «вес» каждого разряда.
базисы некоторых систем счисления.
Десятичная система: …, 0,001, 0,01, 1, 10, 102, 103, 104, ..., 10n, ...
Двоичная система: …,1/4, 1/2, 1, 2, 22, 23, 24, ..., 2n, ...
Восьмеричная система: …1/64, 1/8, 1, 8, 82, 83, 84, ..., 8n, ...
Слайд 18
позиционная система - величина числа зависит
от позиции цифры в числе
77710= 7*102 +
7*101 + 7*100
1012 = 1*22 + 1*21 + 1*20
непозиционная система - величина не зависит от позиции знака
|||=3
Слайд 19двоичная система счисления
ОСНОВАНИЕ: 2
АЛФАВИТ: 0 , 1
Слайд 20римский абак (500 г.)
суаньпань (600 г.)
соробан (1500)
?
какая
тут система счисления???
Слайд 21устройство счета
Леонардо да Винчи (1700)
логарифмическая линейка
Уатта (1779)
машина
Паскаля (1645)
машина Лейбница (1673)
Слайд 22«программируемая» самоходная телега
Леонардо да Винчи (ок
1700)
?
Каким образом она приводилась в движение???
как «программировалась»???
Слайд 23арифмометры (начало 20 века)
детский «калькулятор»
устройство арифмометра
Слайд 24устройство счета
Леонардо да Винчи (1700)
логарифмическая линейка
Уатта (1779)
машина
Паскаля (1645)
машина Лейбница (1673)
Слайд 25Жозеф Жаккар построил ткацкий станок,
управляемый перфокартами (1802
год)
Слайд 26В 1795 г. французский математик Гаспар Прони
разработал технологическую схему вычислений
этапы:
1. Определение методов численных
вычислений.
2. Задание последовательности арифметических действий и определение исходных данных
3. Выполнение составленной «программы».
Слайд 27аналитическая машина Бэббиджа (1834 год)
Слайд 28новшества аналитической машины
1. Принцип программного управления вычислительным
процессом.
2. Использование перфокарт для управления работой вычислительной
машины.
3. Введение команды условного перехода.
4. Принцип разделения информации на команды и данные.
графиня Лавлейс предложила использовать циклы и подпрограммы, а также двоичный код.
Слайд 29изготовленное электромагнитное реле
радиоприемник Попова
(7 мая 1895 года
доклад на заседании Физического отделения Русского физико-химического
общества)
Слайд 30аналитическая машина Ч.Бебиджа
двоичная система Г.Лейбница
логика
Дж.Буля
Табулятор
Г.Холлерита
реле
Слайд 31В 1896 г. Г. Холлерит создал компанию
«Tabulating Machine Company» (TMC).
Табулятор фирмы IBM
В
Москве создается специальный завод счетно-аналитических машин (САМ) (1931 г.)
Слайд 32К. Шеннон опубликовал работу «Математическая
теория связи» (1948
) и ввел понятие бита
Конрад Цузе в
1934 придумал модель
автоматического калькулятора. В 1945 году
разработал алгоритмический язык
Plankalkul («исчисление планов»)
!
разработка русского языка программирования!!!
электромеханическая схема
суммирования Дж. Стибица (1937).
Затем он предложил использовать телетайп
для ввода данных
Слайд 33вычислительная машина на реле mark-1 (1939)
разработчик Г.
Эйкен
масса 5 тонн
Слайд 34открытие в 1884 Т. Эдисоном
термоэлектронной эмиссии
в 1897
г. Г. Браун изобрел
электронно-лучевую трубку.
в 1918
г. М. Бонч-
Бруевич изобрел ламповый триггер
Слайд 36работа по математической логике А. Тьюринга (1936)
машина
А. Тьюринга – принципы работы
современного процессора
Основные устройства
машины Тьюринга:
1) контрольный модуль;
2) читающая и пишущая го-
ловки (устройства ввода/вывода)
ленты, разделенной на клетки.
Слайд 37Аналоговая вычислительная машина
!
разработка гибридной аналого-цифровой вычислительной машины!!!
Слайд 38Основные признаки деления ЭВМ на поколения:
1. Элементная
база.
2. Быстродействие.
3. Емкость памяти.
4. Способы управления и
переработки информации
и др.
Слайд 39первая ЭВМ (Эниак – ЕNIАС - Electronic
Numerical
Integrator and Calculator) была разработана в 1942
г.
Дж. Моучли и Дж. Эккертом.
Слайд 40в 1949 Морис Уилкс разработал эвм эдсак
(ЕDSAC –
Еlectronic Delay Storage Automatic Calculator)
Слайд 411949 год Дж. фон Нейман описывает формальную,
логическую организацию компьютера.
Слайд 42Принципы фон Неймана:
1. Принцип двоичного кодирования.
2. Принцип
программного управления работой электронно-
вычислительной машины.
3. Принцип
однородности памяти или принцип хранимой
программы.
4. Принцип адресности.
5. Принцип иерархичности запоминающих устройств.
6. Принцип параллельный организации вычислительного
процесса: операции над словами производятся
одновременно во всех разрядах слова.
в 1948 г. появляется проект автоматической цифровой
вычислительной машины И. С. Брука и Б. И. Рамеева
Слайд 44в 1953 г. вводится в эксплуатацию ЭВМ
БЭСМ -
большая электронная счетная машина
БЭСМ имела 4
тыс. электронных вакуумных ламп и около 5 тыс. полупроводниковых диодов, потребляемая ею мощность – 80 кВт. Она обеспечивала быстродействие порядка 10 тыс. операций в секунду, имела оперативную память на электронно-лучевых трубках объемом 2048 чисел.
Слайд 46
изобретение Дж. Бардином, У. Брайттеном и У.
Шокли транзистора в 1948
появляется втрое поколение ЭВМ
Слайд 47Вычислительная машина с троичной
системой счисления (1959)
Слайд 48второе поколение ЭВМ:
1. Элементная база: транзисторы.
2. Соединение
элементов: печатные платы и
навесной монтаж.
3. Быстродействие: возросла
производительность. Лам-
повые вычислительные машины имели быстродействие
несколько тысяч операций в секунду, то ЭВМ
на транзисторах – десятки и сотни тысяч.
4. Объем оперативной памяти: в ЭВМ второго поколения
объем памяти увеличился в 100 раз
Слайд 49третье поколение ЭВМ – эвм на микросхемах
работы
Алферова по гетеропереходам (1936)
ЭВМ серии IBM/360
Слайд 50семейство ЕС ЭВМ - совместимы с ЭВМ
серии IBM/360
Слайд 51У ЭВМ третьего поколения выделяются следующие
особенности:
Элементная
база: интегральные схемы малой
(10–100 компонентов на кристалле)
и средней
(100–1000 компонентов на кристалле) степени интеграции.
2. Быстродействие: от сотен тысяч до миллионов операций
в секунду.
3. Объем оперативной памяти – от 16 до 8192 Кб.
4. Габариты: внешнее оформление ЕС ЭВМ схоже с
ЭВМ 2 поколения
Слайд 52четвертое поколение ЭВМ
В 1971 г. компания Intel
выпустила важное
для развития вычислительной техники устройство
микропроцессор Intel-4004
частота - 108 кГц
2250 транзисторов,
разрядность шины - 4 бита,
память команд - 4 Кбайт,
объем адресуемой памяти
640 байт.
?
зачем при 4 разрядах 16 выводов???
Слайд 53особенности четвертого поколения эвм:
1. большие и сверхбольшие
интегральные схемы (от десятков до сотен тысяч
компонентов на кристалле).
2. быстродействие: от десятков до сотен миллионов операций в секунду.
3. небольшие габариты.
4. программное обеспечение: появление объективно ориентированные языки программирования.
5. совместимость программного обеспечения снизу доверху –
принцип открытой архитектуры, предусматривающий возможность дополнения имеющихся аппаратных средств без смены
старых или их модификация без замены всего компьютера.
Слайд 54четвертое поколение компьютеров включает типы:
персональные компьютеры.
серверы
микроэвм
миниэвм;
суперкомпьютеры;
большие эвм (мэйнфреймы);
?
к какому типу
компьютеров относится роутер???
Слайд 55в 1974 г. компания Intel выпустила новинку
–
процессор 8080
разрядность шины - 8 бит,
объем
адресуемой памяти - 64 кб.
первый персональный компьютер Altair 8800
Слайд 56в 1975 году компания zilog выпустила
микропроцессор
z80
8500 транзисторов
частота 2,5 МГц
разрядность шины - 8
бит,
объем адресуемой памяти - 64 кб.
ZX Spectrum
Слайд 57в 1976 году компания apple выпустила apple
l по цене $ 500
Слайд 58в 1978 году компания intel выпустила
микропроцессор
8086
29 000 транзисторов
частота 5 МГц
разрядность шины -
16 бит,
объем адресуемой памяти – 1 мб.
Слайд 59в 1981 году компания ibm выпустила свой
первый
ibm pc5150
частота 4,7 МГц
64 кб оперативной
памяти
дисковод 5” на 160 кб
монохромный
открытая
архитектура
операционная система:
ms dos
цена: $2900
Слайд 601985 год
персональный компьютер электроника бк-0010
Слайд 61в 1999 г. разработан международный сертификационный стандарт
– спецификация РС99 (и ее дальнейшие вариации,
например РС2001), регламентирующий принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий.
Consumer PC (массовый пк).
Office PC (деловой пк).
Mobile PC (портативный пк). Обязательным является наличие средств компьютерной связи;
Workstation PC (рабочая станция). Повышены требования к устройствам хранения данных;
Server (сервер). Это многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительных сетях, выделенные для обработки
запросов от всех станций сети;
Entertainmemt PC (развлекательный пк) повышены
требования к средствам воспроизведения графики и звука.
Слайд 62персональные компьютеры также делятся на:
стационарные
мобильные
промышленные
1981 г.
ноутбук за 1795 $
масса 11 кг, частота
процессора 4 МГц
5-дюймовый дисплей, оперативная память — 64 Кб.
2 флоппи-дисковода для 5-дюймовых дискет
батарея
Слайд 63миниэвм появились в начале 1970-х гг. Их
традиционное
использование :луправления технологическими процессами,. Мини-ЭВМ используются, в
частности, для управления станками с ЧПУ.
микроэвм предназначены для управления отдельной частью технологического устройства.
Слайд 64К классу суперкомпьютеров относят компьютеры, которые имеют
максимальную на время их выпуска производительность.
Первые суперкомпьютеры
уже во втором поколении: larc от «univac», эвм «эльбрус». Производительность около 20 Мфлопс.
1 млопс – миллион операций с плавающей запятой в секунду.
?
если взять два процессора по 1 ГГц, то будет ли их общая частота 2 ГГц???
Слайд 6547 рейтинг суперкомпьютеров (июнь 2016 г.)
Слайд 66маинфреймы – большие эвм
К ним относят большие
компьютеры с высоким быстродействием и большими вычислительными
ресурсами, которые могут обрабатывать большое
количество данных и выполнять обработку запросов одновременно нескольких тысяч пользователей.
характеристики:
высокая надежность
устойчивость
Слайд 67Серверы - мощные компьютеры, которые являются центральными
узлами в компьютерных сетях. Они обеспечивают обслуживание
подключенных к нему компьютеров и выход в другие сети.
характеристики:
высокая надежность
устойчивость
Слайд 68в 1982 г. в Японии был учрежден
комитет по разработке
компьютеров новых поколений (ICOT), который
разработал план
создания компьютера пятого поколения. Комитет определил следующие основные требования к компьютерам пятого поколения:
1) распознавание речи;
2) логическое программирование;
3) новые технологии в производстве сверхбольших интегральных схем;
4) создание архитектур компьютеров и вычислительных
комплексов с новыми возможностями:
Слайд 69Молекулярный компьютер - это устройство, в котором
вместо кремниевых элементов работают молекулы и молекулярные
ансамбли. На них воздействуют не только электрическим током, но и светом, теплом.
Нейрокомпьютеры –компьютеры, которые состоят из
большого числа параллельно работающих простых вычислительных элементов (нейронов). Элементы связаны между собой, образуя нейронную сеть. Они выполняют единообразные вычислительные действия и не требуют внешнего управления. Большое число параллельно работающих вычислительных элементов обеспечивают высокое быстродействие
!
разработка программного обеспечения для нейропроцессоров!!!
процессор 1879ВМ5Я
частота 320 МГц
Слайд 70Квантовый компьютер – вычислительное устройство, которое путем
выполнения квантовых алгоритмов использует при работе квантово-механические
эффекты.
!
разработка программного обеспечения для квантовых компьютеров!!!
Слайд 71спасибо за
внимание!!!
вопросы???
