Раздел 2. Введение электронно вычислительную технику
Под вычислительной системой понимают совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих автоматизацию математических вычислений и обработку информации. В медицинской практике выделяют две группы вычислительных систем: медицинские аппаратно-компьютерные комплексы и общего назначения. К вычислительным системам специального медицинского назначения относят медицинские аппаратно - компьютерные комплексы, состоящие из компьютеров различной архитектуры и производительности и собственно медицинского аппарата. К вычислительным системам общего назначения относят системы, базирующие на компьютерах разной производительности и конфигурации.
Тема 2.1. История развития компьютеров
Компьютер (Computer- вычислитель) - электронный прибор, предназначенный для автоматизации, создания, хранения, транспортировки и обработки данных.
На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера – вычисление. Поэтому раньше предком современного компьютера ошибочно считали абак. Теперь предком современного компьютера, считаются механические часы. Механизация вычислительных операций началась в XVII веке. Первое в мире механическое устройство для выполнения операций сложения было создано в 1623 году немецким профессором Вильгельмом Шикардом. В 1641-1642 гг. Блез Паскаль создал действующую суммирующую машину («паскалину»). Немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц в 1673 г., создает счетную машину для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. Такие устройства получили название арифмометры.
Рис. 1. Первые арифмометры
Рис.
2.Часть Разностной машины Бэббиджа,
собранная после его смерти сыном из
частей, найденных в лаборатории
- склад (хранение чисел);
- фабрика (выполнение операций над числами);
- устройство управления с помощью перфокарт.
Аналитическая машина Беббидж, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие ЭВМ. А программы вычислений, составленные дочерью Байрона Адой Августой Лавлейс (первым программистом), для этой машины поразительно схожи с программами, составленными впоследствии для первых электронных компьютеров. Революция в развитии компьютеров произошла в 30- 40-х гг XX века, когда в разных станах начали разрабатывать компьютеры на базе электронных элементов.
В
1937 г. в Германии инженер Конрад Цузе
разработал вычислительную машину Z1, с
принципом программного управления. В
1944 г. ученый Гарвардского университета
Говард Айкен создает первую в США
релейно-механическую цифровую
вычислительную машину МАРК-1. В начале
1946 г. презентовали первую ламповую
электронно-вычислительную машину (ЭВМ)
«ЭНИАК» (ENIAC), созданная под руководством
физика Джона Мочли при Пенсильванском
университете. По размерам она была более
впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м
в высоту, вес 35 тонн и потреблял мощность
в 160 кВт (рис. 3). В 1946 г. Джон фон Нейман
составил отчет, который содержал
развернутое и детальное описание
принципов построения цифровых электронных
вычислительных машин (ЭВМ), которых и
придерживаются до сих пор. Основные
принципы построения цифровых электронных
вычислительных машин, сформулированные
Джон фон Нейман:
Рис.3. Первая ЭВМ «ЭНИАК».
двоичное кодирование информации;
хранение программы и данных в оперативной памяти;
автоматическое выполнение программы;
в состав электронных вычислительных машин должны входить:
арифметическо-логическое устройство, устройство управления, устройство ввода-вывода.
В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на континенте Европы ЭВМ – Малой электронной счетно-решающей машины (МЭМС). В 1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи.
Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он был 4-разрядный, содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных процессоров.
Большим прорывом в информационных технологиях явился персональный компьютер (ПК). Впервые его создали в 1976 г. Стив Джобс и Стив Возняк, в гараже своего дома. Впоследствии они основали знаменитую ныне фирму Apple. Однако на массовое производство ПК поставила фирма IBM, создав ПК IBM PC, который вскоре завоевал весь рынок ПК и стал стандартом для всех производителей ПК.
В 1981 году американская фирма IBM развернула производство персональных компьютеров IBM PC, работающих под управлением операционной системы DOS, фирмы Microsoft. Компьютеры IBM PC пользовались коммерческим успехом, и многие фирмы-производители электронной техники наладили выпуск клонов IBM PC. Так появился класс IBM-совместимых компьютеров, которые могли использовать большинство внешних устройств и программ, предназначенных для IBM PC. Принцип совместимости обеспечил значительную экономию средств и времени при модернизации старых и создании новых компьютеров.
Постепенно IBM-совместимые компьютеры завоевали большую чость рынка персональных компьютеров. Все IBM-совместимые компьютеры могут использовать операционную систему Microsoft DOS или Windows и процессоры Intel (или совместимые с ними). Альтернативой IBM-совместимым ПК являются компьютеры Apple Macintosh. [megabook.ru]