
- •1.2. Экономическая информатика и информационные системы.
- •1.3. Экономическая информатика и бизнес-процессы.
- •1.4. Общая структура экономической информатики.
- •1.5. Основные компоненты информационных систем: ит и фп.
- •1.6. Ит и фп – что важнее и главнее?
- •1.7. Основные компоненты корпоративных информационных систем: управление ис.
- •1.10. Схема функционирования информационной системы.
- •1.11. Экономическая информатика – исторический аспект.
- •1.11..1. Блез Паскаль.
- •1.11.2. Германн Холлерит.
- •1.11.4. Интернет.
- •Данные, информация и знания. Измерение и применение.
- •2.1. К определению информации.
- •2.2. Данные, информация и знания.
- •2.3. Формы существования информации.
- •2.4. Семиотический аспект рассмотрения информации.
- •2.5. Меры информации.
- •2.5.1. Энтропия системы.
- •2.5.2. Вывод формулы Шеннона.
- •2.5.3. Синтаксическая мера информации.
- •2.5.4. Семантическая мера информации.
- •2.5.5. Прагматическая мера информации.
- •2.6.Свойства данных, информации и знаний.
- •2.6.1. Свойства данных.
- •2.6.2. Свойства информации.
- •2.6.3. Свойства знаний.
- •Экономическая информация как стратегический ресурс.
- •3.1. Появление экономики информации.
- •3.2. Экономическая информация.
- •Центральный федеральный округ
- •4.2. Электронные вычислительные машины
- •4.4.1. Системы счисления
- •5.4. Виды аппаратных платформ
- •6.1. Общее понятие о компьютерных сетях, их назначении
- •6.3.2. Топология локальной сети
- •6.5.1.Что такое Интернет
- •6.5.2.Сервисы Интернета
- •6.5.3. Адресация ресурсов в Интернете
4.2. Электронные вычислительные машины
Параллельно с развитием теории алгоритмов делались попытки создания практически работающих вычислительных устройств. В 1642г. Паскаль изобрел устройство, выполняющее сложение чисел, а в 1673г. Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий выполнять четыре арифметических действия. В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж разработал проект универсальной механической машины, которая должна была выполнять любые вычисления без участия человека. Программы для нее должны были вводиться с помощью перфокарт, которые уже тогда употреблялись в ткацких станках. Реально машина Бэббиджа (но не механическая, а электромеханическая) была построена в США только спустя более чем ста лет в 1943г. на одном из предприятий компании IBM под названием Марк-1.
Начиная с 1943 г. группа ученых в США начала конструировать вычислительную машину на основе электронных ламп. В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман. В результате их совместной работы был подготовлен доклад о принципах построения этой машины. Он был опубликован фон Нейманом, и поэтому общие принципы функционирования компьютеров получили название принципов фон Неймана. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским ученым Морисом Уилксом.
Принципы фон Неймана представляют собой ряд положений, выполнение которых необходимо для эффективной работы вычислительной машины:
компьютер компонуется из нескольких основных устройств;
для хранения информации используется специальное запоминающее устройство;
данные представлены в запоминающем устройстве в форме двоичных чисел;
арифметические и логические операции выполняются арифметико-логическим устройством;
выполнение программ в вычислительной машине контролируется устройством управления;
программа, задающая работу компьютера, хранится в том же запоминающем устройстве, в котором хранятся данные (принцип хранимой программы);
для ввода и вывода информации используются отдельные устройства ввода-вывода.
Принцип хранимой программы позволяет обрабатывать команды программы так, как если бы они были данными, организуя наиболее эффективное выполнение программ. Большинство современных компьютеров в основных чертах соответствуют принципам, предложенным фон Нейманом.
Компьютер – это универсальное вычислительное устройство, предназначенное для выполнения произвольных алгоритмов. Заметим, что термин «компьютер» вошел в русский язык и стал широко использоваться с появлением персональных компьютеров – в 80-х годах 20-го века. Ранее употреблялись словосочетания «Электронная цифровая вычислительная машина» (сокращенно ЭЦВМ) или «Электронная вычислительная машина» (сокращенно ЭВМ). Как правило, компьютерами не называют вычислительные устройства, являющиеся частью автоматизированных производственных комплексов и выполняющие в них специальные функции управления. Любая информация в компьютере представляется в цифровой форме (в виде последовательностей нулей и единиц) и размещается в специальном хранилище данных, которое называется оперативной памятью компьютера. Алгоритм вводится в память компьютера в форме машинной программы и состоит из отдельных инструкций – машинных команд. Очередная машинная команда производит с данными в оперативной памяти определенные действия.
С момента появления вычислительных машин их характеристики непрерывно улучшались. Согласно сложившейся традиции эволюция компьютеров разделена на несколько этапов, с которыми связывают поколения компьютеров. Каждое очередное поколение отличается элементной базой, лежащей в основе технологии их производства, производительностью и используемыми программными средствами. Развитие компьютерной техники определяется в терминах технологии аппаратуры и схем. Классификация компьютеров по их принадлежности к тому или иному поколению и появление самого термина «поколение компьютеров» относится к 1964 г., когда компания IBM выпустила серию компьютеров IBM/360 на интегральных микросхемах, назвав эту серию «компьютерами третьего поколения». Ранние компьютеры (на электронных лампах и на транзисторах) были отнесены к первому и второму поколению. В дальнейшем эта классификация, вошедшая в употребление, была расширена, и появились компьютеры четвёртого и пятого поколений (на больших и сверхбольших интегральных схемах).
История компьютерной индустрии почти всегда двигалась технологией. К середине ХХ века усилиями многих поколений ученых, начиная с Эдисона, были созданы и усовершенствованы электронные вакуумные лампы, которые обладали важными для компьютерных технологий свойствами: они имели конечное число различных состояний (в основном, два), неограниченно долго (при наличии питания) могли сохранять свое состояние и могли очень быстро эти состояния переключать. Эти технологические свойства электронных ламп позволили создать первые электронные вычислительные машины (ENIAC, EDSAC и EDVAC в Англии и США, МЭСМ в СССР) и заложили основу для развёртывания работ по созданию ЭВМ вакуумно-ламповой технологии - серийных ЭВМ первого поколения.
Разработка первой электронной серийной машины была начата в 1947 г. Эккертом и Моучли. Первый образец машины UNIVAC-1 был построен для бюро переписи США и пущен в эксплуатацию весной 1951 г. Вычислительная машина UNIVAC-1 содержала около 5 тыс. электронных ламп.
Пятидесятые годы - годы расцвета компьютерной техники и нововведений в архитектуре компьютера, в научных и технических идеях. В это время в качестве оперативной памяти стали использоваться запоминающие устройства на ферритовых кольцах, нанизанных на проволочные матрицы. Это позволило значительно увеличить быстродействие памяти. В 1952 г. свой первый промышленный электронный компьютер выпустила компания IBM. В компьютерах компании IBM появились регистры процессора и представление данных с плавающей запятой, смещение при адресации команд и каналы ввода-вывода.
Параллельно развивалась технология программирования для ЭВМ. В 1951г. Грейс Хоппер разработала первую компилирующую программу, которая производила трансляцию на машинный язык программы, записанной в удобной для обработки алгебраической форме. Английский ученый Уилкс предложил метод проектирования устройств управления компьютером, который нашел широкое применение. В 1951г. Уилкс совместно с Уиллером и Гиллом написали первый учебник по программированию. В нашей стране один из первых языков программирования предложил А.А. Ляпунов. В 1954 г. в компании IBM был разработан популярный до сих пор первый язык программирования высокого уровня, получивший название Fortran. Затем появились другие языки программирования (Cobol, Algol, Basic, PL/1), которые способствовали расширению сферы применения компьютеров.
В нашей стране в 1952 г. была введена в действие созданная под руководством С.А. Лебедева вполне современная по тому времени машина БЭСМ (Большая Электронная Счётная Машина). Серийно машина стала выпускаться в 1956 г. под названием БЭСМ-2. В 1955 г. был создан Вычислительный центр Академии наук, предназначенный для ведения научной работы в области машинной математики и для предоставления открытого вычислительного обслуживания другим организациям. Во второй половине 50-х гг. в нашей стране было выпущено восемь типов машин на электронных лампах.
При рассмотрении технического обеспечения компьютеров необходимо особо остановиться на устройствах ввода-вывода. Уже с появлением первых компьютеров выявилось противоречие между высоким быстродействием их центральных устройств и низкой скоростью работы внешних устройств. Кроме того, выявилось несовершенство и неудобство внешних устройств. Первым носителем данных в компьютерах была перфокарта. Затем появились перфорационные бумажные ленты или просто перфоленты. Затем под влиянием телевизионной техники появились дисплеи, а из магнитофонной техники были позаимствованы магнитные ленты. Далее компьютерная технология стала развиваться самостоятельно. После магнитных лент появились магнитные барабаны. В 1956 г. компанией IBM были разработаны плавающие магнитные головки на воздушной подушке, что позволило создать новый тип внешней памяти - дисковые запоминающие устройства.
Компьютеры первого поколения, содержащие процессор и память на электронных лампах, имели максимальную емкость оперативной памяти 104 ячеек и максимальное быстродействие процессора 104 операций в секунду. Программы составлялись только на машинном языке. Пользователь связывался с ЭВМ посредством пульта управления и колоды перфокарт.
Компьютеры второго поколения появились в конце 50-х годов с изобретением транзисторов. Эти машины имели процессор на транзисторах, а оперативную память на ферритовых сердечниках. Максимальная емкость памяти увеличилась до105 ячеек, максимальное быстродействие процессора – до 106 операций в секунду. Для этих машин был разработан язык программирования Ассемблер и появились компиляторы с Ассемблера.
В середине 1960 годов Р. Нойс изобрел метод, позволяющий создавать на одной пластине и транзисторы, и все соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами или чипами, а компьютеры с процессором и памятью на интегральных схемах теперь относят к третьему поколению. Максимальная емкость оперативной памяти вследствие этого увеличилась до106 ячеек, максимальное быстродействие процессора – до 107 операций в секунду. Машины третьего поколения были обеспечены трансляторами с языков программирования высокого уровня. Появилась клавиатура для ввода текстовой информации и видеотерминал для вывода информации в визуальной форме.
В машинах третьего поколения по-прежнему не было преодолено противоречие между высокой скоростью работы процессора и относительно низкой скоростью работы устройств ввода-вывода. Появилась идея освободить центральный процессор от выполнения операций ввода-вывода, возложив часть связанных с ними функций на специальные устройства, которые сперва назвали процессорами ввода-вывода, а впоследствии - контроллерами внешних устройств. Контроллер получает от процессора задание на выполнение операции обмена, а дальше действует самостоятельно. Для этого он снабжен собственным специализированным процессором со своей системой команд и собственной памятью – буфером обмена.
Дальнейшее развитие технологии в конце 1970-х годов привело к появлению больших интегральных схем – БИС. Транзисторы размещались на подложках из кремния в несколько слоев, которые прошивались по вертикали. Миниатюризация БИС одновременно привела к увеличению памяти и повышению быстродействия устройств. Компьютеры с процессором и памятью на БИС стали называть компьютерами четвертого поколения. Максимальная емкость оперативной памяти стала составлять до 108 байтов, а максимальное быстродействие процессора увеличилось до 109 операций в секунду. Появились новые языки программирования, позволяющие учитывать многозадачность и многопроцессорность компьютеров четвертого поколения. Были придуманы новые средства ввода и вывода информации типа манипулятора «мышь» и различных средств мультимедиа. Наконец, был создан персональный компьютер.
Компьютеры пятого поколения характеризуются процессором и оперативной памятью на сверхбольших интегральных схемах (СБИС). Процессоры суперкомпьютеров используют охлаждение гелием для достижения сверхпроводимости, широко используется многопроцессорность. Емкость оперативной памяти суперкомпьютеров составляет до 1010 байтов, максимальное быстродействие процессора – 1012 операций в секунду. Разработаны новые непроцедурные языки, включающие методы распараллеливания вычислений. В качестве средства взаимодействия пользователя и компьютера появилась голосовая связь.