Понятие информатики, информационных технологий и информационных систем. Два подхода к измерению информации.
Информационные системы – автоматизированная система, предназначенная для организации, хранения, пополнения, поддержки и представления пользователям информации в соответствии с их запросами. (остальное см. выше)
Общие принципы построения эвм. Вычислительная машина Фон-Неймана и Тьюринга. Этапы развития эвм. Разработки Норберта Вирнера.
1) Принцип двоичного кодирования: в соответствии с этим принципом вся информация кодируется с помощью двоичных сигналов (битов).
2) Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.
3) Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти.
4) Принцип адресуемости памяти: оперативная память состоит из пронумерованных ячеек, и процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.
Эта машина является абстрактной моделью ЭВМ, однако, эта абстракция отличается от абстрактных исполнителей алгоритмов (например, от хорошо известной машины Тьюринга). Машина Тьюринга может обрабатывать входные данные любого объёма, поэтому этот исполнитель алгоритма принципиально нельзя реализовать. Можно сказать, что машина Фон Неймана рассматривается не на внутреннем, а только на концептуальном уровне ви́дения архитектуры. В некотором смысле машина Фон Неймана подобна абстрактным структурам данных.
Маши́на Тью́ринга (МТ) — абстрактный исполнитель (абстрактная вычислительная машина). Была предложена Аланом Тьюрингом в 1936 году для формализации понятия алгоритма. Способна имитировать всех других исполнителей (людей или других живых существ) (с помощью задания правил перехода), каким-либо образом реализующие процесс пошагового вычисления, в котором каждый шаг вычисления достаточно элементарен.
Этапы развития ЭВМ
1-е поколение 1945-1955 гг.
Особенности ЭВМ: применение вакуумно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса). Для ввода-вывода данных использовались коммутационные панели, перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Была реализована концепция хранимой программы.
Примеры: ENIAC (США), Минск-2 (СССР)
Быстродействие: 10-20 тысяч операций в секунду.
Программное обеспечение: машинные языки
2-е поколение 1955-1965 гг.
Особенности ЭВМ: замена электронных ламп, как основных элементов компьютера, на транзисторы. Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. Появились устройства памяти на магнитных дисках.
Примеры: IBM 1401 (США), БЭСМ-6 (СССР)
Быстродействие: 100-500 тысяч операций в секунду.
Программное обеспечение: алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим обработки заданий.
1966-1975 гг.
Особенности ЭВМ: Компьютеры проектировались на основе полупроводниковых интегральных схем малой степени интеграции (МИС – 10 – 100 компонентов на кристалл) и средней степени интеграции (СИС – 100 – 1000 компонентов на кристалл). Появилась и была реализована идея проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой. В конце 60-х годов появились мини-компьютеры. В 1971 году появился первый микропроцессор.
Примеры: IBM 360 (США), Intel – микропроцессор (1971), был изобретен во время разработки калькулятора.
Быстродействие: порядка 1 млн.
Программное обеспечение: операционные системы.
1975 – по сегодняшний день
Особенности ЭВМ: использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС – 1000 – 100000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем
Примеры: суперкомпьютеры, широкое использование персональных компьютеров (ПК)
Быстродействие: десятки и сотни млн.
Программное обеспечение: базы и банки данных.
5) Перспективы эволюции ЭВМ 5-го поколения:
Главный упор при создании компьютеров делается на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний – использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.
Заслуга Норберта Винера состоит в том, что он объединил многое из, имеющихся работ по общей теории управления, обозначил и дал имя новой научной области — кибернетике. В 40х годах им и мексиканским профессором Розенблютом были сформулированы следующие требования к вычислительным машинам (сама наука кибернетика на тот момент была только на этапе зарождения.
Центральные суммирующие и множительные устройства должны быть цифровыми.
Эти устройства, являющиеся по сути переключателями, должны состоять из электронных ламп, а не из зубчатых передач или электромеханических реле. Это необходимо, что бы обеспечить достаточное быстродействие.
В соответствии с принципами, принятыми для ряда существующих машин Белловских телефонных лабораторий, должна использоваться более экономичная двоичная, а не десятичная система счисления.
Последовательность действий должна планироваться самой машиной так, что бы человек не вмешивался в процесс решения задачи с момента введения исходных данных до снятия окончательных результатов. Все логические операции необходимые для этого, должна выполнять сама машина.
Машина должна содержать устройство для запасания данных. Это устройство должно быстро их записывать, надёжно хранить до стирания, быстро считывать, быстро стирать их и немедленно подготавливаться к запасанию нового материала.