1. История развития информатики. Информатика как наука.

Информатика – это одна из самых молодых наук. Она изучает свойства и закономерности информации, методы ее использования в жизнедеятельности человека.

Начинается  история развития информатики с момента появления первых электронно-вычислительных машин в конце 40-х – начале 50-х годов ХХ века. Это были первые ЭВМ, работающие на электронных лампах. Ближе к 60-м годам были изобретены дискретные полупроводниковые ЭВМ. А в середине 60-х годов появились машины, оборудованные интегральными микросхемами.

История  развития информационных систем теснейшим образом связана с тем, что человеку было всегда трудно производить сложные математические вычисления в уме или на бумаге. Пытливый ум людей стремился к автоматизации вычислительных процессов путем использования простейших счетов, логарифмической линейки. И, наконец, в 1642 году Паскалем был создан восьмиразрядный суммирующий механизм. Через 2 столетия Шарль де Кольмар усовершенствовал его до арифмометра, который производил более сложные математические действия в виде умножения и деления.  Бухгалтера были в восторге от этого изобретения.

Но собственно история развития информационных технологий начинается с изложения идей, положенных в основу современных компьютеров в 1833 году англичанином Чарльзом Бэббиджем. Он впервые использовал перфокарты, отверстия которых служили для передачи информации. Это были первые шаги программирования.

История  развития информационных систем была продолжена в 1888 году инженером из Америки Германом Холлеритом, которому принадлежит авторство первой счетной машины электромеханического типа. Она прошла проверку во время переписи населения в 1890 году и поразила своими результатами и скоростью вычисления. Если ранее для выполнения этого количества работы требовалось 500 сотрудников, которые корпели над цифрами семь лет подряд, то Холлерит, который раздал каждому из 43 помощников по счетной машине, справился с этим объемом работы в течение одного месяца.

История  развития информационных технологий благодарна Холлериту и в том, что он основал компанию, которая в дальнейшем стала именоваться IBM и на сегодняшний день является гигантом мировой компьютеризации. Ее сотрудники вместе с учеными Гарвардского университета в 1940 году построили первую электронно-вычислительную машину, которую назвали «Марк-1». Весила эта громадина 35 тонн, а заказчиком ЭВМ выступило военное ведомство США. Машина вычисляла в двоичной системе. На 300 действий умножения и 5000 операций сложения она тратила всего одну секунду. Но лампы быстро выходили из строя и эта проблема была решена Бардином, Браттейном и Шокли – изобретателями полупроводниковых транзисторов.

Таким образом, история развития информатики подошла к моменту радикального уменьшения размеров компьютеров и следующее их поколение было существенно меньших размеров. А скорость вычислительных способностей увеличилась в 10 раз.

Далее вся история развития информатики в мире будет связана с миниатюризацией компьютеров. И преуспевает в этом отношении сначала американская компания DIGITAL EQUIPMENT, затем фирма INTEL. А середины 70-х годов ХХ века появляются и персональные компьютеры знаменитой ныне компании APPLE. 

 История  развития информатики в нашей стране начинается с малой электронной счетной машины (МСЭМ), выполнявшая 50 операций в секунду.  Ее конструктором стал Сергей Александрович Лебедев. Путь ее был в нашем отечестве довольно тернист. А сегодня мы уже не представляем себе полноценной жизни без использования компьютеров. И если оглянуться назад, то времени-то прошло совсем немного. Так техническая мысль опережает даже время. ПК, ноутбуки и нетбуки - особая примета современной эпохи.

2. Понятие информации. Свойства информации. Информационное общество.

Понятие "информация" на сегодняшний день стало одним из фундаментальных в современной науке. Информация передается в виде сообщений посредством какой-нибудь среды, являющейся в этом случае каналом связи.

Свойства информации:

• достоверность;

• своевременность;

• доступность;

• полнота;

• важность.

В ходе своего развития человечество прошло через пять информационных революций:

• введение языка;

• письменность;

• книгопечатание;

• изобретение электричества (новые каналы связи: телефон, телеграф, телетайп);

• микропроцессорная технология (70-е годы XX века: появление персонального компьютера, создание компьютерных сетей и систем передачи данных).

Вместе с этим радикально изменялся объем и глубина знаний, уровень культуры общества в целом. С последней революцией появилась новая отрасль "информационная индустрия" (производство технических средств, методов, технологий для получения новых знаний; развитие телекоммуникаций). Телекоммуникация - дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.

Темпы увеличения суммарных знаний человечества.

• В 70-е годы XX века объем знаний увеличивался в два раза в 10 лет.

• В 80-е годы - в два раза в 5 лет.

• К концу 90-х - каждый год в два раза.

Основными составляющими интенсификации информационных процессов являются:

• нарастание скорости передачи сообщений;

• увеличение объема информации;

• ускорение обработки информации;

• все более полное использование обратных связей;

• увеличение объема добываемой новой информации и ускорение ее внедрения;

• наглядное отображение информации и ускорения ее внедрения;

• бурный рост технической оснащенности управленческого труда.

Информационное общество построено на использовании компьютерных информационных технологий и использовании различных информаций.

Характерные черты информационного общества.

Главной становится развитие информационной экономики. Информационные технологии приобретают глобальный характер и охватывают все сферы деятельности человека. Формирование информационного единства всей человеческой цивилизации. Реализовывается свободный доступ каждого человека к информационным ресурсам всей цивилизации. Возникает приоритет информации по сравнению с другими ресурсами. Отрицательные стороны:

• влияние СМИ на общество и человека;

• информационные технологии могут разрешить частную жизнь людей и организации.

Информационное общество - общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формой знаний. Источники потоков информации: документы, отчеты, диссертации, доклады, увеличение числа периодических изданий, разнообразные данные (географические, медицинские, метеорологические и т.д.).

3. Системы счисления. Основы алгебры логики

Система счисления – способ изображения чисел с помощью ограниченного набора символов, имеющих определенные количественные значения. Систему счисления образует совокупность правил и приемов представления чисел с помощью набора знаков (цифр).  Классификация систем счисления (СС) имеет следующий вид: 1) по анатомическому происхождению (десятичная, пятеричная, двенадцатеричная, двадцатеричная); 2) алфавитные (славянская, древнеармянская, древнегрузинская, древнегреческая); 3) исторические (унарная, вавилонская, римская);  4) машинные (двоичная, восьмеричная, десятичная, шестнадцатеричная). Унарная СС. Унарная система – система счисления, в которой для записи чисел используется только один знак – I («палочка»). Следующее число получается из предыдущего добавлением новой I; их количество (сумма) равно самому числу. Десятичная СС. Важнейшей среди СС считается десятичная система. Ее название связывают с числом пальцев на руках человека. Среди других систем анатомического происхождения выделяют пятеричную, двенадцатеричную и двадцатеричную. Пятеричная СС. Название связано со строением человеческой руки. Была распространена у африканских племен и в Китае. Двадцатеричная СС. Основу для счета в данной системе составляли пальцы рук и ног. Алфавитные СС. Для записи в этой СС использовался буквенный алфавит.  Вавилонская (шестидесятеричная) СС. Отголоски использования этой СС дошли до наших дней. Например, 1 час = 60 минут. Римская СС. Эта система появилась в древнем Риме. Ее алфавит имеет следующий вид: I–1, V–5, X–10, L–50, С–100, D–500, M–1000. В римской СС трудно выполнять арифметические операции. В настоящее время она используется в литературе нумерация глав, серия паспорта, циферблат часов. ^ Позиционные и непозиционные системы счисления В непозиционных СС от положения (позиции) цифры в записи не зависит величина, которую она обозначает. Примером такой СС является римская.  Например: VI = 5 + 1 = 6, а IV = 5 – 1 = 4. На практике наибольшее распространение получили позиционные системы счисления. Позиционная система счисления – система счисления, в которой значение каждой цифры в изображении числа определяется ее положением (позицией) в ряду других цифр. 

Основание	Система счисления	Знаки
2	Двоичная	0,1
16	Шестнадцатиричная	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,А,В,D,E,F

Возьмём, к примеру, число 246.  246 = 200 + 40 + 6 = 2 * 10² + 4 * 10¹ + 6 * 10⁰ Таким образом, любое число X в позиционной системе счисления с основанием p можно представить в следующей развернутой форме записи:   2 или , где, p – основание системы счисления; m – количество позиций или разрядов, отведенное для изображения целой части числа; s – количество разрядов, отведенное для изображения дробной части числа; n=m+s – общее количество разрядов в числе, a_i – любой допустимый символ в разряде (т.е. должен принадлежать множеству {0,1,…,p-1}). В компьютерных науках наибольшее распространение СС с основанием, кратным 2 – двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Перевод целых чисел осуществляется по правилу последовательного деления. Исходное число, записанное в системе с основанием p, и его частные последовательно делятся на число q, записанное в системе с основанием p. Деление производится до тех пор, пока частное не станет меньше q. Старшей цифрой записи числа по основанию q служит последнее частное, а остальные цифры дают остатки от деления, выписанные в порядке, обратном их получению. 134₁₀→2-ую систему счисления. Производим деление на 2 и выписываем остатки:

Частичные частные	134	67	33	16	8	4	2	1
Остаток	0	1	1	0	0	0	0

Таким образом, 134₁₀=10000110₂ Перевод дробных чисел осуществляется по правилу последовательного умножения. Исходное число, записанное в системе счисления p, и дробные части получающихся произведений последовательно умножается на число q, записанное в системе с основанием p. Целые части получающихся произведений дают последовательность представления дробного числа. Умножение производится до достижения необходимой точности. 0.011₂→10-ую систему счисления Переведем 10 в двоичную систему счисления 10₁₀=1010₂ 0.011*1010=11.110 целая часть соответствует 3₁₀ 0.11*1010=111.10 целая часть соответствует 7₁₀ 0.1*1010=101.0 целая часть соответствует 5₁₀ Таким образом, 0.011₂=0.375₁₀ Правила выполнения основных арифметических операций в системах счисления отличных от десятичной системы.

ак мы уже знаем, в компьютерах наибольшее распространение получили системы основаниями, кратными степени 2: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Правила перевода чисел между такими системами значительно упрощаются:  Для того чтобы перевести восьмеричное число в двоичное, необходимо каждой восьмеричной цифре сопоставить ее двоичный эквивалент. Для того чтобы перевести двоичное число в восьмеричное, необходимо каждой тройке цифр в двоичном числе сопоставить восьмеричный эквивалент. Аналогичные правила действуют при переводе шестнадцатеричных чисел в двоичные и обратно. Разница заключается лишь в том, что в этом случае рассматриваются не тройки, а четверки двоичных чисел. Например: 1D8.7A₁₆=0001 1101 1000.0111 1010₂ 1011100₂=0101 1100₂=5C₁₆ Данное правило действует аналогично в любой позиционной системе счисления. Как только младший разряд переполняется, это отмечается единицей в старшем разряде. Сложение в троичной системе счисления имеет вид: 0 + 1 = 1 1 + 1 = 2 2 + 1 = 10 Понятие высказывания. Базовые логические операции над высказываниями. Основные законы и соотношения алгебры логики. ^ В  4 ысказывание – повествовательное предложение, которое имеет определенное значение истинности: истина или ложь.  Каждое высказывание обозначается большой латинской буквой, а его истинность – 0 или 1.  Пример: А = 1. В = 0.  Операция Отрицание (инверсия) – заменяет высказывания на противоположные. Операция Конъюнкция (А*В) - истинна тогда и только тогда, когда истинны оба высказывания. ^ Операция Дизъюнкция (А+В) - ложна тогда и только тогда, когда ложны оба высказывания. Операция Исключающее или (А"В) - ложна тогда и только тогда, когда оба высказывания имеют одинаковое значение истинности. ^ Операция Импликация (А®В) - истинна всегда, за исключением случая, когда первое высказывание истинно, а второе – ложно. Операция Эквиваленция (А«В) - истинна тогда и только тогда, когда высказывания имеют одинаковые значения истинности. Скобки указывают последовательность выполнения операций.  При отсутствии скобок первой всегда выполняется операция отрицания, затем конъюнкция, дизъюнкция, затем импликация и эквиваленция.  Закон тождества. Любое высказывание тождественно само себе. А   А Закон непротиворечия. Истинно либо высказывание, либо его отрицание, но не оба одновременно. А & Ā = 0 Закон исключенного третьего. Высказывание может быть или истинным, или ложным, третьего не дано. Ā = 1А Закон двойного отрицания. Дважды примененная операция отрицания дает исходное высказывание.   =А Правила преобразований Законы де Моргана  и    ^ Правила коммутативности: а) коммуникативный закон для дизъюнкции: От перемены мест слагаемых сумма не меняется AB=BA б) коммуникативный закон для конъюнкции: От перемены мест сомножителей произведение не меняется:А & В = В & А ^ Правила ассоциативности: а) ассоциативный закон для дизъюнкции  С) (В  С = А  В) (А б) ассоциативный закон для конъюнкции (А & В) & С = А & (В & С) ^ Правила дистрибутивности (дистрибутивные законы): (А & (АВ) & С) = А & С)(В В)(А & (A & (ВC) = А & С)

4. Представление информации в ЭВМ. Кодирование текстовой и графической информации.

Таким образом, любая информация в памяти компьютера представляется в виде

последовательности битов, каждый из которых находится в одном из допустимых

состояний.

Кодирование текстовой информации. Кодовые таблицы символов

В компьютерах используются специальные кодовые таблицы, которые ставят в

соответствие двоичные последовательности (коды) и символы. Существуют стандартные

таблицы кодов. Они могут использовать один, два и более байтов для кодирования одного

символа.

Широко используется таблица кодов, известная как стандарт ASCII (American

Standart Code for Information Interchange – Американский стандартный код для обмена

информацией), использующая один байт для кодирования одного символа. ASCII

представляет собой кодировку для представления десятичных цифр, символов латинского

и национального алфавитов, знаков препинания, символов арифметических операций и

управляющих символов. Управляющие символы называют непечатаемыми символами, к

ним относятся такие как «перевод строки» (код символа 10), «возврат каретки» (код 13) и

др.

Первая половина кодовой таблицы содержит стандартные символы ASCII

(символы с кодами 0 – 127). Они одинаковые во всех странах и известны как стандарт,

принятый Американским национальным институтом стандартов (American National

Standarts Institute – ANSI) ANSI X3.4.

Первые 32 символа являются управляющими, а остальные печатаемыми. В таблице

приведены символы с кодами 32 – 127 первой части кодовой таблицы ASCII. Коды в

таблице записаны в шестнадцатеричной системе счисления, как принято в информатике.

Код символа "А", например, 4116 = 6510.

Первая часть кодовой таблицы ASCII

код символ код символ код символ код символ код символ код символ

20 пробел 30 . 40 @ 50 P 60 ' 70 p

21 ! 31 0 41 A 51 Q 61 a 71 q

22 " 32 1 42 B 52 R 62 b 72 r

23 # 33 2 43 C 53 S 63 c 73 s

24 $ 34 3 44 D 54 T 64 d 74 t

25 % 35 4 45 E 55 U 65 e 75 u

26 & 36 5 46 F 56 V 66 f 76 v

27 ' 37 6 47 G 57 W 67 g 77 w

28 ( 38 7 48 H 58 X 68 h 78 x

29 ) 39 8 49 I 59 Y 69 i 79 y

2A * 3A 9 4A J 5A Z 6A j 7A z

2B + 3B : 4B K 5B [ 6B k 7B {

2C , 3C ; 4C L 5C \ 6C l 7C |Тема 2 Измерение и представление информации

ЦОР ЦФО Повышение квалификации учителей информатики 9

НИУ ВШЭ Р.З.Ахметсафина, О.В. Максименкова

2D - 3D < 4D M 5D ] 6D m 7D }

2E . 3E > 4E N 5E ^ 6E n 7E ~

2F / 3F ? 4F O 5F _ 6F o 7F DEL

Таблицу кодов не надо запоминать, но следует помнить последовательность

символов:

1) знаки препинания и арифметических операций;

2) цифры от 0 до 9;

3) прописные символы латинского алфавита;

4) строчные символы латинского алфавита.

Если в Блокноте или текстовом редакторе MS Word нажать и удерживать клавишу

Alt, а на цифровой части клавиатуры (калькуляторе) набрать десятичный код символа, то

он появится на экране. Например, Alt+1 – это управляющий символ кодовой таблицы, на

экране он имеет вид ☺.

Вторая часть кодовой таблицы (символы с кодами 128 – 255) называют

расширенными кодами ASCII. В расширенные коды ASCII включают символы

национальных алфавитов, например, символы кириллицы. Но даже с учетом этих

дополнительных знаков алфавиты многих языков не удается охватить при помощи 256

знаков. По этой причине существуют различные варианты кодировки ASCII, включающие

символы разных языков.

Отсутствие согласованных стандартов привело к появлению различных кодовых

таблиц (вернее, различных вторых частей кодовых таблиц, которые называют кодовыми

страницами) для кодирования символов кириллицы, среди которых

• международный стандарт ISO 8859;

• кодовая таблица фирмы Microsoft CP-1251

3

(Windows-1251), используется

приложениями, работающими под ОС Windows;

• кодовая таблица, применяемая в интернете, в ОС Unix KOI8-R

4

и другие.

По этой причине тексты на русском языке, набранные с использованием одной

кодовой таблицы, невозможно прочитать при использовании другой кодовой таблицы.

В настоящее время в компьютерах широко применяется стандарт кодирования

Unicode (Юникод), в котором для кодирования одного символа отводятся 4 байта.

Первые 128 символов Юникода совпадают с символами ASCII. Остальная часть кодовой

3

CP – сокр. от Code Page – кодовая страница

4

KOI – сокр. от Code for Information Exchange – код обмена информацией. Тема 2 Измерение и представление информации

ЦОР ЦФО Повышение квалификации учителей информатики 10

НИУ ВШЭ Р.З.Ахметсафина, О.В. Максименкова

таблицы включает символы, используемые в основных языках мира, математическую и

другую научную символику.

В настоящее время широко распространена кодировка UTF

5

-8. Она реализует

представление Юникода, но использует один байт для кодирования символов первой

части кодовой таблицы ASCII, от 2 до 6 байт для кодирования остальных символов.

Кодирование графической информации

Изображение на экране монитора формируется набором экранных точек –

пикселей (pixel – picture element). Каждая экранная точка имеет свой цвет, код цвета

каждой точки хранится в памяти компьютера. Качество изображения зависит от

разрешающей способности (сокр. разрешение) монитора – количества пикселей,

отображаемых по горизонтали и вертикали экрана монитора.

Первые мониторы были монохромными. Для кодирования цвета пикселя

использовался один бит памяти, значение 1 соответствует белому цвету, 0 – черному.

Подобные экраны используются в недорогих сотовых телефонах, системах

видеонаблюдения и других устройствах.

Цвет каждого пикселя современного дисплея определяется компонентами трех

основных цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G) и синего (Blue, B). В памяти

необходимо хранить информацию о состоянии каждой точки изображения, то есть о

состоянии каждой из ее трех составляющих. Управление яркостью (интенсивностью)

каждой составляющей позволяет влиять на цвет экранной точки.

Цветовой моделью называется представление цвета в виде наборов чисел (обычно

трех или четырех). В компьютерной графике используется несколько видов цветовых

моделей.

Рассмотрим цветовую модель, связанную с представлением пикселя

составляющими красного, зеленого и синего цветов. Она называется RGB (Red-GreenBlue) моделью.

В RGB модели происходит сложение цветов и добавление их к черному цвету

экрана, поэтому она называется аддитивной (additive). Разные цвета образуются

смешиванием трех основных цветов в разных пропорциях, то есть с разными яркостями.

Глубина цвета (color depth) — это число бит, используемых для хранения кода

цвета одного пикселя изображения.

5

UTF – сокр. от Unicode Transformation Format — формат преобразования Юникода Тема 2 Измерение и представление информации

ЦОР ЦФО Повышение квалификации учителей информатики 11

НИУ ВШЭ Р.З.Ахметсафина, О.В. Максименкова

В модели RGB каждый цвет может кодироваться тремя байтами (режим

TrueColor). Каждый байт отвечает за яркость красной, зеленой и синей составляющей

пикселя соответственно. Таким образом, глубина цвета в режиме TrueColor составляет 24

бита. Изображения, пиксели которых закодированы таким способом, называются 24-

битными изображениями.

Чтобы указать цвет пикселя в модели RGB, достаточно перечислить разделенные

точками яркости каждой составляющей, например, 255.255.0 – код желтой точки,

записанный при помощи десятичных кодов яркостей. Значения яркости варьируются от 0

– выключено до 255 – включено на максимум. Если значения яркостей всех трех

составляющих равны, получим оттенки серого цвета.

5. Поколения эвм

В соответствии с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют четыре реальных поколения ЭВМ, краткая характеристика которых приведена в таблице:

Параметры сравнения	Поколения ЭВМ
	первое	второе	третье	четвертое
Период времени	1946 - 1959	1960 - 1969	1970 - 1979	с 1980 г.
Элементная база (для УУ, АЛУ)	Электронные (или электрические) лампы	Полупроводники (транзисторы)	Интегральные схемы	Большие интегральные схемы (БИС)
Основной тип ЭВМ	Большие		Малые (мини)	Микро
Основные устройства ввода	Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод	Добавился алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура	Алфавитно-цифровой дисплей, клавиатура	Цветной графический дисплей, сканер, клавиатура
Основные устройства вывода	Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод		Графопостроитель, принтер
Внешняя память	Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты	Добавился магнитный диск	Перфоленты, магнитный диск	Магнитные и оптические диски
Ключевые решения в ПО	Универсальные языки программирования, трансляторы	Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы	Интерактивные операционные системы, структурированные языки программирования	Дружественность ПО, сетевые операционные системы
Режим работы ЭВМ	Однопрограммный	Пакетный	Разделения времени	Персональная работа и сетевая обработка данных
Цель использования ЭВМ	Научно-технические расчеты	Технические и экономические расчеты	Управление и экономические расчеты	Телекоммуникации, информационное обслуживание

6. Устройство эвм. Архитектура Фон-Неймана

 На разных этапах развития техники и технологии компьютеры назывались по-разному: арифметическо-логическое устройство. (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное устройство (ПЭВМ или ЭВМ), вычислительная машина, компьютер.

   Основные принципы построения логической схемы и структура вычислительной машины, изложенные выдающимся математиком Джоном фон Нейманом, реализованы в первых двух (трех) поколениях ЭВМ.

   Необходимо отметить огромную роль американского математика фон Неймана в становлении техники первого поколения. В отчете фон Неймана и его коллег Г. Голдстайна и А.Беркса (июнь 1946 года) были четко сформулированы требования к структуре компьютеров. Отметим важнейшие из них:

• машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления;

• программа, как и исходные данные, должна размещаться в памяти машины;

• программа, как и числа, должна записываться в двоичном коде;

• трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем, требуют иерархической организации памяти (то есть выделения оперативной, промежуточной и долговременной памяти);

• арифметическое устройство (процессор) конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения; создание специальных устройств для выполнения других арифметических и иных операций нецелесообразно;

• в машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над числами производятся одновременно по всем разрядам).

   Практически все рекомендации фон Неймана впоследствии использовались в машинах первых двух поколений, их совокупность получила название «архитектура фон Неймана». Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 года Джон фон Нейман.

   В докладе были утверждены следующие принципы:

1. Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).

2. Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

3. Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).

   Классическая архитектура ЭВМ, построенная по принципу фон Неймана (фон-неймановская архитектура) и реализованная в вычислительных машинах двух (трех) поколений, представлена ниже и содержит следующие основные блоки:

• арифметическо-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

• управляющее устройство (УУ), организующее процесс выполнения программ;

• внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), или память, для хранения программ и данных;

• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

• устройства ввода и вывода информации (УВВ).

   Появление ЭВМ третьего поколения было обусловлено переходом от транзисторов к интегральным микросхемам. В них не только были значительно уменьшены размеры базовых функциональных узлов, но и появилась возможность существенно повысить быстродействие процессора. При этом возникло противоречие между высокой скоростью обмена информацией внутри ЭВМ и медленной работой устройств ввода/вывода. Решение проблемы было найдено путем освобождения центрального процессора от функций обмена и передачей их специальным электронным схемам управления работой внешних устройств. Такие схемы имели различные названия: каналы обмена, процессоры ввода/вывода, периферийные процессоры. В последнее время все чаще используется термин «контроллер внешнего устройства», или «контроллер».

   Контроллер можно представить как специализированный процессор, управляющий работой какого-либо внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена. Например, контроллер дисковода (накопителя на магнитных дисках) обеспечивает позиционирование головки, чтение или запись информации. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором. CPU, в свою очередь, выдает задание на выполнение контроллеру. Дальнейший обмен информацией может происходить под руководством контроллера, без участия CPU. Наличие таких интеллектуальных контроллеров — внешних устройств стало важной отличительной чертой ЭВМ третьего и четвертого поколений.

   Шинная архитектура ЭВМ, содержащей интеллектуальные контроллеры (К), представлена на рисунке ниже.

   Для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ используется общая магистраль — шина, состоящая из трех частей: шины данных, шины адреса и шины управления.

   Следует отметить, что в некоторых моделях компьютеров шины данных и адреса объединены: на шину сначала выставляется ад¬рес, а потом данные. Сигналы по шине управления определяют, для какой цели используется шина в каждый конкретный момент.

   Такая открытость архитектуры ЭВМ позволяет пользователю свободно выбирать состав внешних устройств, т.е. конфигурировать компьютер.

   Современный компьютер включает в себя:

1. Системный блок

   • блок питания

   • корпус

   • материнская плата

   • процессор

   • жесткий диск

   • оперативная память

   • видеоадаптер

   • звуковой адаптер

   • приводы дисков

   • внутренний модем

   • ТВ/FM-тюнер

   • шлейфы, кабели для подключения и связи устройств между собой и т.д.

2. Монитор

3. Клавиатура

4. Мышь

5. Периферийные устройства