1,1. История и современное состояние вычислительной техники.Еще около 1500 г. великий деятель эпохи Просвещения Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства, что явилось первой дошедшей до нас попыткой решить задачу суммирования многоразрядных целых чисел.

Первая половина XIX в. — английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, то есть компьютер. Бэббидж называл его аналитической машиной. Он определил, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Компьютер по Бэббиджу — это механическое устройство, программы для которого задаются посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках).

1952 г. — фирма IBM выпустила свой первый промышленный электронный компьютер IBM 701, который представлял собой синхронную ЭВМ параллельного действия, содержащую 4000 электронных ламп и 12 000 диодов. Усовершенствованный вариант машины IBM 704 отличался высокой скоростью работы, в нем использовались индексные регистры и данные представлялись в форме с плавающей запятой.

После ЭВМ IBM 704 была выпущена машина IBM 709, которая в архитектурном плане приближалась к машинам второго и третьего поколений. В этой машине впервые была применена косвенная адресация и впервые появились каналы ввода — вывода.

1956 г. — фирмой IBM были разработаны плавающие магнитные головки на воздушной подушке. Изобретение их позволило создать новый тип памяти — дисковые запоминающие устройства (ЗУ), значимость которых была в полной мере оценена в последующие десятилетия развития вычислительной техники. Первые ЗУ на дисках появились в машинах IBM 305 и RAMAC. Последняя имела пакет, состоявший из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращались со скоростью 12000 об. /мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10 000 знаков каждая.

1960-е гг. — 2-е поколение ЭВМ, логические элементы ЭВМ реализовываются на базе полупроводниковых приборов-транзисторов, развиваются алгоритмические языки программирования, такие как Алгол, Паскаль и другие.

1970-е гг. — 3-е поколение ЭВМ, интегральные микросхемы, содержащие на одной полупроводниковой пластине тысячи транзисторов. Начали создаваться ОС, языки структурного программирования.

Конец 1975 г. — Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, позволивший пользователям просто общаться с компьютером и легко писать для него программы.

2000-е гг. — 6-е поколение ЭВМ. Интеграция ЭВМ и бытовой техники, встраиваемые компьютеры, развитие сетевых вычислений.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам - вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы - вычислительные сети, ориентируются как на вычислительную обработку информации, так и на коммуникационные информационные услуги.

1,2. Понятие информационной технологии и информационной системы. Классификация информационных систем. еловек издавна пытался ускорить и облегчить поиск нужных сведений, создавая и используя различного рода справочники, картотеки, каталоги. Масштабность задач, стоящих перед современным обществом, потребовала развития новых форм реализации основных информационных процедур. Качественно перерабатывать большой объем информации в ограниченные сроки без специальных методов и средств обработки практически невозможно. Совокупность средств и методов реализации информационных технологий принято называть информационной системой (ИС).

Информационная система - это совокупность различных средств и методов, предназначенных для сбора, подготовки, хранения, обработки и выдачи информации в интересах пользователя. Под автоматизированной информационной системой (АИС) понимают информационную систему, в которой информационный процесс автоматизирован за счет применения специальных методов обработки данных, использующих комплекс вычислительных, коммуникационных и других технических средств для получения результатной информации в интересах пользователя.

В автоматизированных ИС часть процедур преобразования первичной информации в результатную автоматически выполняются техническими средствами по заранее заданным алгоритмам, без непосредственного вмешательства человека. Персонал АИС выполняет сбор и регистрацию первичной информации, контролирует ее полноту и достоверность, контролирует ход выполнения процесса преобразований. Классифицировать информационные системы достаточно сложно из-за их разнообразия и постоянного развития структур и функций.

В качестве признаков классификации используются: область применения, охватываемая территория, организация информационных процессов, структура, характер обрабатываемой информации, целевая функция, т.е. круг задач, для решения которых конкретная система предназначена и др.

По сфере применения различают АИС в экономике, в промышленности, в торговле, на транспорте, в правовой сфере, в медицине, в учебных заведениях и т.п.

По территориальному признаку АИС классифицируются на международные, общегосударственные, АИС области, АИС республики, округа, города, района и т.д.

1,3. Стандарты корпоративных информационных систем (CRP, MPS, MRP, MRPII, ERP, ERP II, CRM).

2 Операционная система (ОС) — это пакет системных программ, выполняющих управление прикладными программами и управляющих работой устройств вычислительной системы.

Операционная система имеет несколько основных функций:

1. Графический интерфейс - это удобная оболочка, с которой работает пользователь.2. Многозадачность - включает в себя возможность одновременной или поочередной работы сразу с несколькими приложениями, обмена данными между приложениями.3. Ядро (командный интерпретатор) - это «переводчик» с программного языка на язык машинных кодов.4. Драйверы - это специализированные программы для управления различными устройствами, входящие в состав компьютера.5. Файловая система - предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.6. Разрядность

Кроме основных (базовых) функций операционные системы могут представлять различные дополнительные функции. Возможность создания системными средствами сервера Интернет, его обслуживание и управление, в том числе дистанционное посредством удаленного соединения; • Наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений; • Возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к мультимедиа; • Возможность работы с компьютером для лиц имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.

Назначение OC:

- организация вычислительного процесса в вычислительной системе;

- предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.

- работать со всеми устройствами компьютера, в том числе и выпущенными давно;

- обеспечивать запуск самых разных программ, написанных разными людьми и в разное время;

- предоставлять средства для проверки, настройки, обслуживания компьютерной системы.

Современные операционные системы являются многозадачными, то есть пользователь может запускать одновременно несколько приложений, наблюдая результат выполнения каждой из них. Главными характеристиками операционной системы являются стабильность ее работы и устойчивость к различным угрозам - внешним (вирусам) и внутренним (аппаратным сбоям и конфликтам).

Классификация ОС:

В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:- Однозадачные и многозадачные- Однопользовательские и многопользовательские- Однопроцессорные и многопроцессорные системы- Локальные и сетевые.

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

Важнейшим достоинством большинства ОС является модульность. Это свойство позволяет объединить в каждом модуле определенные логически связанные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, это можно сделать путем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

4 Графический редактор — программа (или пакет программ), позволяющая создавать, просматривать, обрабатывать и редактировать цифровые изображения (рисунки, картинки, фотографии) на компьютере.

Типы графических редакторов:

• Растровые графические редакторы. специализированная программа, предназначенная для создания и обработки растровых изображений, то есть графики, которая в память компьютера записывается как набор точек, а не как совокупность формул геометрических фигур.

• Векторные графические редакторы позволяют пользователю создавать и редактировать векторные изображения непосредственно на экране компьютера, а также сохранять их в различных векторных форматах, например, CDR, AI, EPS, WMF или SVG.

• Гибридные графические редакторы. Наиболее популярны: RasterDesk для AutoCAD, Spotlight для операционных систем Microsoft Windows. Редакторы растровой графики Adobe Photoshop также поддерживают некоторые функции для работы с векторной графикой. Adobe Illustrator и Corel Draw также поддерживают некоторые функции для работы с растровой графикой.

Для хранения графических изображений применяют специальные форматы.:

• • TIFF - для хранения растровых изображений высокого качества

• • PSD - собственный формат программы Adobe PhotoShop

• • Windows Bitmap (BMP) - формат хранения растровых изображений, поддерживается всеми приложениями, работающими в среде Windows

• • JPEG - для хранения растровых изображений; позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения

• GIF - средство хранения сжатых изображений с фиксированным количсвом цветов

• • WMF - для хранения векторных изображений в ОС Windows

• • PDF - формат описания документов. Предн для хранения док-в целиком, позволяет получить выс кач иллюстр при сравнительно небольшом размере файла.

CorelDRAW – полноценный многофункциональный редактор растровой и векторной графики. • Создание простых геометрических фигур или произвольных кривых и ломаных, замкнутых и разомкнутых. Вставка и форматирование текста.• Редактирование любого объекта, изменение цвета контура и заливки , изменение формы объекта.• Вставка готовых картинок или ранее созданных вами иллюстраций в документ.• Применение разнообразных художественных эффектов.• Размещение всех объектов в нужных местах, определение порядка взаимного перекрытия объектов .

Adobe Photoshop – растровый графический редактор для создания и обработки изображений. Благодаря огромному количеству инструментов, программа в настоящее время используется также в издательском и типографском деле для создания и верстки печатных изображений. Возможности

• Поддержка большинства растровых и некоторых векторных графических. форматов

• Наличие всех необходимых инструментов для рисования и редактирования изображений. Поддержка цветовых моделей Специальные инструменты для создания меню DVD. Поддержка графических планшетов.

• В расширенной версии программы (Adobe Photoshop Extended) можно открывать и редактировать трехмерные модели.

• Широкие возможности для анимации.

• Работа со скриптами.

• Огромный набор фильтров.

7 Mathcad — система компьютерной алгебры из класса систем автоматизированного проектирования, ориентированная на подготовку интерактивных документов с вычислениями и визуальным сопровождением, отличается лёгкостью использования и применения для коллективной работы.

Mathcad имеет интуитивный и простой для использования интерфейс пользователя. Для ввода формул и данных можно использовать как клавиатуру, так и специальные панели инструментов. Mathcad содержит сотни операторов и встроенных функций для решения различных технических задач. Программа позволяет выполнять численные и символьные вычисления, производить операции со скалярными величинами, векторами и матрицами, автоматически переводить одни единицы измерения в другие. Среди возможностей Mathcad можно выделить:

• Решение дифференциальных уравнений, в том числе и численными методами

• Построение двумерных и трёхмерных графиков функций (в разных системах координат, контурные, векторные и т. д.)

• Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте

• Выполнение вычислений в символьном режиме

• Выполнение операций с векторами и матрицами

• Символьное решение систем уравнений

• Аппроксимация кривых

• Выполнение подпрограмм

• Поиск корней многочленов и функций

• Проведение статистических расчётов и работа с распределением вероятностей

• Поиск собственных чисел и векторов

• Вычисления с единицами измерения

• Интеграция с САПР-системами, использование результатов вычислений в качестве управляющих параметров

Назначение Mathcad, ориентирован на решение задач именно прикладной, а не теоретической математики, когда нужно получить результат без углубления в математическую суть задачи. он очень прост в использовании, в частности, из-за отсутствия необходимости сначала писать программу, реализующую те или иные математические расчеты, а потом запускать ее на исполнение. Вместо этого достаточно просто вводить математические выражения с помощью встроенного редактора формул и тут же получать результат. Кроме того, можно изготовить на принтере печатную копию документа или создать страницу в Интернете именно в том виде, который этот документ имеет на экране компьютера при работе с Mathcad, либо можно включить документ в структуру электронной книги Mathcad.

MATLAB — это высокоуровневый язык и интерактивная среда для программирования, численных расчетов и визуализации результатов. С помощью MATLAB можно анализировать данные, разрабатывать алгоритмы, создавать модели и приложения.

MATLAB по сравнению с традиционными языками программирования (C/C++, Java, Pascal, FORTRAN) позволяет на порядок сократить время решения типовых задач и значительно упрощает разработку новых алгоритмов. Ядро MATLAB позволяет максимально просто работать с матрицами реальных, комплексных и аналитических типов данных и со структурами данных и таблицами поиска.

MATLAB cодержит встроенные функции линейной алгебры, быстрого преобразования Фурье, функции для работы с полиномами, функции базовой статистики и численного решения дифференциальных уравнений; расширенные математические библиотеки