- •Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
- •1.Предисловие
- •2.Замечания по терминологии
- •3.Кибернетика и информатика
- •4.Предпосылки информатики
- •4.1.Мечта человека об искусственном человеке
- •4.2.Усилители физической и умственной деятельности человека
- •4.3.Ключевые проблемы информатики
- •5.Формализация естественного языка как средства общения.
- •6.Формализация физических характеристик среды обитания
- •6.1.Дискретные и непрерывные множества
- •6.2. Понятия измерительной шкалы, числа и измерения
- •6.3.Натуральное число
- •6.4.Позиционная система счисления
- •6.5.Натуральная числовая прямая
- •6.6.Целые числа (положительные и отрицательные)
- •6.7.Вещественные числа
- •7.Формализация физических зависимостей
- •7.1.Функции
- •7.2.Элементарные функции
- •7.3.Элементарная алгебра, аналитические и численные вычисления
- •8.Аналоговые и цифровые вычислители
- •9.Простейшие вычислители
- •9.1.Аналоговые вычислительные линейки
- •9.2.Цифровой абак и русские счеты
- •9.3.Цифровые механические арифмометры
- •9.4.Хронология событий.
- •10.Аналитические машины Чарльза Беббиджа.
- •11.Формализация рассуждений
- •11.1.Логика рассуждений
- •11.2.Логические функции и алгебра логики
- •11.3.Алгебра логики и алгебра релейно - контактных схем
- •12.Накануне компьютерной эры
- •12.1. Зарождение цифровых систем управления
- •12.2.Перфокарточные сортировальные машины
- •12.3.Методология моделирования
- •13.Теоретические модели вычислений
- •13.1.Алгоритм и его свойства
- •13.2.Проблема слов в ассоциативном исчислении
- •13.3.Нормальный алгоритм Маркова
- •13.4.Рекурсивные функции
- •13.5.Машина Тьюринга
- •13.6.Равнодоступная адресная машина
- •14.Пионеры зарубежной компьютеризации
- •15.Становление информатики в России. Борьба за признание
- •16.Два типа электронных вычислительных машин
- •16.1.Аналоговая вычислительная машина (авм)
- •16.2.Цифровая электронная вычислительная машина (компьютер, эвм)
- •16.3.Аналог или цифра
- •17.Пионеры отечественной компьютеризации
- •18.Становление информатики в России. Начальный период
- •19.Оригинальные отечественные серийные эвм (компьютеры)
- •19.1.Эвм Стрела
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Описание машины
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •Особенности эвм
- •19.2.Семейство эвм "м-20"
- •Структура эвм
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •Особенности машины
- •Об использовании эвм м-20
- •Описание машины
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •Особенности эвм
- •19.3.Семейство эвм "бэсм"
- •19.3.1.Бэсм-1
- •Структура эвм
- •19.3.2.Бэсм-2
- •Структура эвм
- •19.3.3.Бэсм-4
- •Структура эвм
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •19.4.Семейство эвм "Минск"
- •19.4.1.Минск-1
- •19.4.2.Минск-2
- •19.4.3.Минск -22
- •19.4.4.Минск-23
- •19.4.5.Минск-32
- •Описание машины
- •Программное обеспечение
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •Особенности эвм
- •19.5.Семейство эвм "Урал"
- •19.5.1.Урал-1, Урал-2, Урал-3, Урал-4
- •Описание машины
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Основные эксплуатационно-технические данные
- •Особенности эвм
- •19.5.2.Урал-11, Урал-14, Урал-16
- •Описание машины
- •Элементная база
- •Программное обеспечение.
- •Основные эксплуатационно-технические данные машины “Урал-11”
- •Особенности эвм
- •19.6.Эвм "Весна" и "Снег"
- •19.7.Эвм бэсм-6
- •Описание машины
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Технико-эксплуатационные характеристики
- •Особенности машины
- •19.8.Многопроцессорные вычислительные комплексы "Эльбрус"
- •Описание машины.
- •Элементная база
- •Программное обеспечение
- •Типовые комплектации
- •Производительность
- •19.9.Управляющие эвм
- •20.Эволюция элементарной базы и поколения эвм
- •20.1.Базисные логические элементы
- •20.2.Элементы регистровой памяти
- •20.3.Элементы памяти на магнитных сердечниках.
- •20.4.Интегральные схемы
- •20.5.Поколения эвм
- •21.Американская система ibm-360
- •22.Семейство Ряд "ес эвм"
- •22.1.Хронология создания
- •22.2.Ес эвм. Крупнейший промах или всеобщее счастье?
- •23.Автоматизация программирования
- •23.1.От двоичных кодов к ассемблерам - языкам символьного кодирования
- •Ассемблеры
- •Программы - загрузчики
- •23.2.Языки программирования высокого уровня
- •23.3.Трансляция программ
- •24.Первые компьютеры Сарова
- •25.Начало компьютеризации Нижегородского госуниверситета
- •26.Они были первыми
- •26.1.Конрад Цузе
- •26.2.А лан Тьюринг
- •26.3.Джон Маулчи и Джон Эккерт
- •26.4.Джон фон Нейман
- •26.5.А ксель Берг
- •26.6.В иктор Глушков
- •26.7.Сергей Лебедев
- •26.8.Исаак Брук
- •26.9.Николай Матюхин
- •26.10.Михаил Карцев
- •26.11.Юрий Базилевский
- •26.12. Башир Рамеев
- •26.13.Георгий Лопато
- •26.14. Всеволод Бурцев
- •27.Приложения
- •27.1.Основные черты кибернетики
- •27.1.1.Общенаучное значение кибернетики
- •27.1.2.Электронные счетные машины и нервная система
- •27.1.3.Прикладное значение кибернетики
- •27.2."Сигнал" Игоря Полетаева
- •27.3.Хронология компьютеростроения
- •Литература
- •Оглавление
2.Замечания по терминологии
"История информатики в нашей стране (сначала СССР, а затем России) насыщена драматическими коллизиями и резкими изменениями приоритетов. Это ощущается даже в терминологии. Термин информатика для обозначения совокупности научных направлений, тесно связанных с появлением компьютеров и их стремительным вхождением в ноосферу, определяемую жизнедеятельностью людей, у нас относительно новый. Он получил “права гражданства” в начале 80-х годов, а до этого согласно определению, данному в Большой советской энциклопедии, информатика рассматривалась как “дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности”.
Подобное определение связывало информатику с библиотековедением, библиографией, методами поиска информации в массивах документов. Когда в 1952 году был создан Институт научной информации АН СССР, позже преобразованный в ВИНИТИ — Всесоюзный институт научной и технической информации, он должен был стать головным академическим учреждением в области информатики.
То, что стало называться информатикой в начале 80-х в нашей стране, было совершенно иным. Ближе всего содержание этого понятия подходит к тому, что в США и большинстве других стран называется computer science, т.е. компьютерные науки.
“Компьютерные науки” концентрируют свое внимание на различных аспектах, связанных с протеканием и использованием информационных процессов, с теми структурами, в которых представляется информация, и теми процедурами, которые используются при ее переработке. Последнее связывает область “компьютерных наук” с теорией машин для переработки информации — компьютеров — и методами их использования в системах переработки информации.
С начала 80-х содержание того, что скрывается за термином информатика, ближе всего к тому, что понимают французы, когда говорят о науке, носящей название informatique.
До этого совокупность научных направлений, называемых теперь информатикой, именовалась по-разному. Сначала объединяющим названием был термин кибернетика, затем на роль общего названия той же области исследований стала претендовать прикладная математика. Следы этой разноголосицы хорошо видны в наименовании высших учебных заведений и научных институтов. Факультет в МГУ, готовящий специалистов в области информатики, носит название “Вычислительная математика и кибернетика”, а институты, ведущие исследования в данной области, могут называться и Институт кибернетики Национальной АН Украины, и Институт прикладной информатики РАН, и Институт прикладной математики РАН.
Поэтому, говоря об истории информатики в бывшем СССР и теперешней России, по сути, надо излагать историю отечественной кибернетики и частично прикладной математики и вычислительной техники."
[Д.А. Поспелов. Из книги Очерки истории информатики в России Авторы: Д. А. Поспелов, Я. И. Фет. Новосибирск, Издательство: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998]
3.Кибернетика и информатика
В 1948 году в США была издана книга Норберта Винера: "Кибернетика или управление и связь в животном и машине", которая положила начало нового научного направления, изучающего "машины, живые организмы и их объединения исключительно с точки зрения их способности воспринимать определенную информацию, сохранять эту информацию в памяти, передавать ее по каналам связи и перерабатывать ее в сигналы, направляющие их деятельность в соответствующую сторону". [Большая советская энциклопедия, 2-е изд., т. 51 ].
Говоря другими словами, термином "кибернетика" Норберт Винер обозначил общность проблемы управления как неживыми, так и живыми системами вне зависимости от их физического воплощения. Новая наука кибернетика утверждала, что качественное управление объектом возможно лишь с использованием механизма обратной связи.
На самом деле существуют два альтернативных подхода к управлению объектом: компенсационное управление и управление с обратной связью. Преимущество второго подхода явствует из нижеприведенного примера.
Компенсационное управление, например, используется в традиционных отопительных системах нашего ЖКХ. У оператора центральной газовой котельной есть график зависимости температуры горячей воды на выходе котельной от температуры наружного воздуха. В задачу оператора входит поддержание соответствия, определяемого графиком. Однако пока горячая вода дойдет до конкретной квартиры на ее температуру (в сторону понижения) влияет множество факторов. Да и теплоизоляция конкретной квартиры может существенным образом отличаться от теплоизоляции соседней квартиры. В результате, при отличной работе оператора, температура в конкретной квартире может быть далека от комфорта.
Эффективное управление температурой в конкретной квартире осуществляют прежние автоматические газоводонагреватели или современные бойлерные отопительные системы, которые используют регулирование с обратной связью. Подобная отопительная система монтируется в конкретной квартире и измеряет реальную температуру именно в этой квартире. Если температура уменьшается (увеличивается), то автоматический регулятор увеличивает (уменьшает) величину газового факела. Таким образом, температура в конкретной квартире постоянна и не зависит от изменчивости внешних факторов.
В своей книге Н. Винер рассматривал схемы управления с обратной связью в человеческом организме и пытался объяснить принципы работы человеческого мозга. При этом мозг человека сравнивался с только что появившимся компьютером. Как следствие этого, на протяжении двух десятилетий блок знаний, включающий в себя теорию и практику компьютеростроения, являлся одним из разделов кибернетики.
По мере развития научных направлений, входивших в кибернетику, возникали новые задачи и теории, формировалась весьма широкая область исследований, охватывающая теорию алгоритмов, теоретическое и прикладное программирование, теорию компьютеров и информационных сетей, базы данных, компьютерную лингвистику, искусственный интеллект и т. д. В то же время, бурное развитие микроэлектроники и средств связи создавало новые возможности (и соответственно – проблемы) при обработке информации.
Названные выше причины привели к "расщеплению" кибернетической науки на две самостоятельные науки: собственно "Кибернетика" и “Computer Science”, которая в нашей стране называется "Информатика".
Информатику также определяют как "фундаментальную науку, изучающую общие свойства информации, методы и системы ее создания, накопления, обработки, хранения и передачи с помощью средств вычислительной техники и связи" [Филинов Е.Н. Проблемы информатики и информационные технологии // Системы и средства информатики, 2000 - №10.]
