10

1.3. Типы вычислительных устройств. История развития ВТ

Вычислительные устройства подразделяются на механические, аналоговые и цифровые.

Механические устройства, такие как счёты, арифмометры, логарифмические линейки, применялись на определённом историческом этапе.

Аналоговые вычислительные машины применяются для исследований в области кибернетики, для моделирования живых существ, в протезировании, в различных системах автоматического регулирования.

В настоящее время распространены цифровые вычислительные устройства на микросхемах. Их можно условно классифицировать по следующим категориям:

1)портативные вычислители — калькуляторы;

2)элементы управления автоматизированными системами, навигационным оборудованием и т.п. — так называемые чипы;

3)элементы мобильных систем — сотовые телефоны;

4)компьютеры.

История появления и развития ВТ начинается со времени использования человеком окружающих предметов или меток для счёта, хотя первым счётным инструментом была, несомненно, рука. В IV в. для облегчения вычислений стали использовать счёты.

Мудрецы Египта подарили миру созданную ими арифметику – науку о числах (арифмо означает число) и первый на Земле вычислительный прибор – абак (четвёртое тысячелетие до н.э.). Абак в переводе – “мелкий песок”. На специальной доске раскладывали в определённом порядке камешки и, чтобы они не скатывались, доску посыпали песком. Таким был первый вычислительный прибор.

Со временем абак нашёл почитателей во всём Древнем мире. Знаменитый древнегреческий математик Пифагор считал счёт на абаке обязательным разделом математики.

Постепенно человек усовершенствовал свой вычислитель. Косточки для счёта нанизали на нити. Получившиеся "бусы" натянули на рамку. Получились

счёты.

Ещё около 1500 г. великий деятель эпохи просвещения Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства, что явилось для нас первой попыткой решить указанную задачу.

Первое в мире механическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тьюбингена (Германия).

11

Первую счётную машину, которая называлась арифмометр изобрёл в XVII веке учёный Франции Блез Паскаль (1623 – 1662). Данная машина выполняла четыре арифметических операций. Умножение в ней производилось многократным сложением, деление – многократным вычитанием.

В1673 г. Готфилд Лейбниц сконструировал арифмометр, способный выполнять четыре арифметических действия. На арифмометре можно было производить довольно сложные вычисления, но для это требовался счётчик — человек, работающий с арифмометром, который придерживался специально составленных инструкций последовательности действий.

Впервой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж пытается создать автоматическое вычислительное устройство, которое само считывает программу с перфокарт (карты с отверстиями, которые уже широко применялись в ткацких станках) и имеет склад-память для хранения данных и промежуточных результатов. Но из-за низкого уровня развития техники в то время ему не удалось воплотить свою идею.

В1941 г. немецкий инженер Конрад Цузе переоткрыл идеи Бэббиджа и, руководствуясь ими, построил машину, работающую на электромеханических реле.

В1943 г. Говард Эйкен независимо от Конрада Цузе с помощью работ Бэббиджа построил на одном из предприятий фирмы IBM (Internetional Business Machine – международные бизнес машины) аналогичную машину «Марк-1». Над усовершенствованием машины, созданной Цузе и Эйкеном, стали работать несколько групп одновременно.

В1944 году группа исследователей под руководством Мочли и Экерта сконструировали машину, работающую на электролампах, что увеличило скорость работы машины в тысячу раз. Однако, чтобы настроить машину для решения конкретной задачи, т.е. задать программу, требовалось несколько часов или даже дней, так как необходимо было перепаять провода по соответствующей схеме. Чтобы упростить процесс введения программы, необходимо было создать машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

В1945 г. математик Джон фон Нейман разработал основные принципы функционирования универсальных вычислительных машин. Эти принципы используются при создании современных компьютеров и называются его именем.

Они заключаются в наличии следующих компонентов:

арифметическо-логическое устройство, которое выполняет арифметические и логические операции; оперативная память, где хранятся данные и программы, а также промежуточные результаты;

12

устройства ввода-вывода — клавиатура, мышь, монитор, принтер и др. вводят данные в ВМ и выводят из неё; устройство управления руководит процессом, координирует работу всех устройств.

1.4.Современные информационные технологии

Внастоящее время можно выделить следующие виды информационных технологий:

Информационные технологии обработки данных предназначены для ре-

шения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки.

Эти технологии применяются на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда при решении задач.

Информационная технология управления выполняет функции удовлетво-

рения информационных потребностей лиц, принимающих решения независимо от уровня иерархии в системе управления.

Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления, используется при недостаточной структурированности решаемых задач и предполагает использование информационной технологии обработки данных.

Для принятия решений информация должна быть представлена так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных: оценка планируемого состояния объекта управления; оценка отклонений от планируемого состояния; выявление причин отклонений; анализ возможных решений и действий.

Автоматизация офиса (автоматизация рабочих мест) призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (совещания, телефонную связь, приказы), а лишь дополнить её и обеспечить эффективную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.

Информационная технология автоматизированного рабочего места – организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и

13

с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и обработки информации.

В настоящее время применяются как компьютерные, так и некомпьютерные технические средства, обеспечивающие технологию автоматизации организации: базы данных; текстовый процессор; табличный процессор; электронная почта; электронный календарь; телеконференции; видеотекст; хранение изображений; специализированные программы управленческой деятельности: ведения документов, контроля за исполнением приказов и т.д.; некомпьютерные средства: аудио- и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

Информационная технология поддержки принятия решений и соответ-

ствующая им информационная технология появились в конце 70-х – начале 80-х гг.

В состав системы поддержки принятия решений входят три главных компонента: база данных, база моделей и программная подсистема, которая состоит из системы управления базой данных (СУБД), системы управления базой моделей (СУБМ) и системы управления интерфейсом между пользователем и компьютером.

Информационная технология экспертных систем даёт возможность лицу,

принимающему решение (ЛПР), получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания и обладают способностью компьютерных систем решать специальные задачи.

Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость.

Экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик).

Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений.