- •Александр Петрович Алексеев Информатика 2002
- •129337, Г. Москва, а/я 5
- •Ответственный за выпуск: с. Иванов
- •Isbn 5-93455-128-0 © а.П. Алексеев Введение
- •Предисловие ко второму изданию
- •1. Основные понятия
- •1.1. Основные понятия об информации и информатике
- •1.2. Понятие об информационных технологиях
- •К.А. Гельвеций
- •1.3. Этапы развития вычислительной техники
- •1.4. Хронология возникновения Интернета
- •1.5. Сферы использования вычислительной техники
- •1.6. Развитие отечественной вычислительной техники
- •2. Арифметические и логические основы работы эвм
- •2.1. Системы счисления
- •2.2. Арифметические основы работы эвм
- •2.3. Логические основы работы эвм
- •3. Организация данных в эвм
- •3.1. Представление данных в эвм
- •3.2. Представление команд в эвм
- •3.3. Кодовая таблица
- •3.4. Файловая система
- •4. Аппаратные средства
- •4.1. Структурная схема эвм
- •4.2. Принцип действия основных устройств эвм
- •4.2.1. История развития процессоров
- •4.2.2. Принцип действия процессора
- •4.2.3. Память
- •4.2.3.1. Оперативная память
- •4.2.3.2. Внешние запоминающие устройства
- •4.2.4. Устройства ввода информации
- •4.2.5. Устройства вывода информации
- •4.3. Классификация эвм
- •5. Системное программное обеспечение
- •5.1. Понятие об операционной системе
- •5.2. Методы архивации
- •5.3. Принципы сжатия информации
- •5.4. Вирусы и антивирусные программы
- •5.5. Основные понятия программирования
- •5.5.1. Языки программирования
- •5.5.2. Основные свойства и способы представления алгоритма
- •5.5.3. Базовые структуры программирования
- •5.5.4.VisualBasic– основные сведения*
- •6. Прикладное программное обеспечение
- •6.1. Текстовые редакторы
- •К. Прутков
- •6.2. Графические редакторы
- •6.3. Электронные таблицы
- •6.4. Базы данных
- •6.5. Искусственный интеллект
- •6.6. Экспертные системы
- •6.7. Мультимедиа
- •6.8. Виртуальная реальность
- •6.9. Системы автоматизированного проектирования
- •7. Основные понятия моделирования
- •7.1. Основные понятия и определения моделирования
- •7.2. Обзор систем моделирования рэу
- •7.3. СистемаElectronicsWorkbench
- •7.4. Система CircuitMaker
- •7.5. СистемаMicro-Cap
- •8. Математические и статистические системы
- •8.1. Обзор математических и статистических систем
- •8.2. Математическая системаMathcad
- •8.2.1. Пользовательский интерфейс
- •8.2.2. Компьютерная алгебра
- •8.2.3. Операции с комплексными числами
- •8.2.4. Вопросы программирования
- •8.3. Аппроксимация с помощью пакетов тсwiNи тс 3d
- •9. Сетевые информационные технологии
- •9.1. Локальные сети
- •9.2. Глобальные сети
- •9.3. Браузеры
- •9.4. Поисковые системы и каталоги
- •9.5. Электронная почта
- •Фильтры для приходящей почты
- •9.6. Введение вHtml
- •Html – язык для создания Web-страниц
- •9.7. Основные понятияWeb-дизайна
- •9.7.1. Теоретические основыWeb-дизайна
- •9.7.2. Сетевые технологииWeb-дизайна
- •9.7.5. Понятие о баннерах
- •9.7.4. Инструментальные средстваWeb-дизайна
- •9.8. Основные понятия криптографии и стеганографии
- •9.8.1. Шифрование сообщений различными методами
- •9.8.2. Криптографическая система с открытым ключом
- •9.8.3. Понятие о стеганографии
- •10. Компьютер и здоровье
- •11. Перспективы развития вычислительной техники
- •Заключение
- •12. Приложения Глоссарий
- •Список аббревиатур
- •Список литературы
- •Содержание
- •7. Основные понятия моделирования 150
- •8. Математические и статистические системы 179
- •9. Сетевые информационные технологии 201
- •10. Компьютер и здоровье 268
- •11. Перспективы развития вычислительной техники 273
- •12. Приложения 277
1.6. Развитие отечественной вычислительной техники
В бывшем СССР работы по созданию ЭВМ были начаты перед Великой Отечественной войной. Однако работы в этом направлении из-за войны были приостановлены.
Разработка ЭВМ возобновилась в 1947 г. в Институте электротехники Академии наук Украины под руководством Сергея Алексеевича Лебедева.
В декабре 1948 г. С.А. Лебедевым (независимо от Джона фон Неймана) были разработаны принципы построения ЭВМ, у которой программа хранилась в оперативной памяти. К концу 1949 г. были спроектированы общая компоновка машины и принципиальные схемы ее блоков. В первой половине 1950 г. были изготовлены отдельные блоки и к концу 1950 г. закончена отладка созданного макета. В ноябре 1950 г. был испытан макет первой отечественной ЭВМ – малой электронно-счетной машины (МЭСМ). В 1952 г. она была введена в эксплуатацию.
С помощью МЭСМ решались важнейшие научно-технические задачи: исследование термоядерных процессов, разработка космической и ракетной техники, проектирование дальних линий электропередачи, разработка методов статистического контроля качества и др.
В 1952 г. была создана большая электронно-счетная машина (БЭСМ). В качестве элементной базы у этой машины использовались электронные лампы (первое поколение ЭВМ).
Работы, имевшие для страны большое значение, проводились независимо несколькими организациями. В 1952 г. стали действовать машины М-1 и М-2, созданные в коллективе, которым руководил член-корреспондент Академии наук СССР И.С. Брук.
К ЭВМ первого поколения можно отнести МЭСМ, БЭСМ, М-1, М-2, М-3, «Стрелу», «Минск-1», «Урал-1», «Урал-2», «Урал-3», М-20, «Сетунь», БЭСМ-2, «Раздан».
В то время появилось немало оригинальных конструкций и идей. В 1953 г. Н.П. Брусенцов предложил для построения ЭВМ использовать не традиционную двоичную систему счисления, а троичную систему счисления. Троичная СС в ряде случаев позволяла создавать более компактные (эффективные) программы. Машину, разработанную Н.П. Брусенцовым, назвали «Сетунь» – по имени речки, протекающей недалеко от Московского университета.
Первая отечественная ЭВМ на полупроводниковых приборах (второе поколение ЭВМ) под названием «Днепр» была разработана в конце 50-х годов в Институте кибернетики АН Украины под руководством академика В.М. Глушкова.
ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (1966), разработанная под руководством С.А. Лебедева, была одной из самых производительных машин в мире.
К ЭВМ второго поколения относятся: М-40, М-50 – для систем противоракетной обороны; «Урал-11» (14, 16) – для решения инженерно-технических и планово-экономических задач; «Минск-2» (12, 14) – для решения инженерных, научных и конструкторских задач; «Минск-22» – для решения научно-технических и планово-экономических задач; БЭСМ-3 (4, 6) – для решения сложных задач науки и техники; М-20, (220, 222) – для решения сложных математических задач; «МИР-1» – для решения широкого круга инженерно-конструкторских математических задач; «Наири» – для решения широкого круга инженерных, научно-технических, планово-экономических и учетно-статистических задач и др.
В бывшем СССР первым серийным компьютером на интегральных микросхемах (третье поколение ЭВМ) была машина «Наири-3», появившаяся в 1970 г.
В нашей стране вплоть до 70-х годов создание ЭВМ велось самостоятельно, использовались идеи, разработанные в основном отечественными учеными и конструкторами (М.А. Карцев, Б.И. Рамаев, Ю.А. Базилевский, Б.Н. Малиновский и др.). Дело в том, что вычислительная техника с самого момента ее появления стала стратегическим инструментом, который использовался для решения задач военно-промышленного комплекса. Поэтому разработка в СССР велась автономно и в условиях секретности (как, впрочем, и за рубежом). Когда занавес секретности был приоткрыт, появился соблазн использовать готовые зарубежные наработки (в том числе разнообразное программное обеспечение). В тот период времени было принято, вероятно, ошибочное решение, сводившееся к копированию зарубежной техники.
В СССР и странах-союзниках по Варшавскому Договору в 70 – 80-х годах XX в. разрабатывались машины Единой Системы (ЕС) – большие, средние машины, система малых ЭВМ (СМ) и серия микроЭВМ. В их основу были положены американские образцы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation).
К машинам третьего поколения относились «Днепр-2», ЭВМ. Единой Системы (ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060 и несколько их промежуточных модификаций – ЕС-1021 и др.), «МИР-2», «Наири-2» и ряд других.
Элементная база ЭВМ четвертого поколения – большие и сверхбольшие интегральные схемы.
К четвертому поколению можно отнести отечественные ЭВМ: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065 («Ряд 2»), ЕС-1036, ЕС-1046, ЕС-1066, СМ-1420, СМ-1600, СМ-1700, персональные ЭВМ («Электроника МС 0501», «Электроника-85», «Искра-226», ЕС-1840, ЕС-1841, ЕС-1842, «Нейрон И9.66» и др.), многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус» и другие ЭВМ.
Многие программисты в России начинали изучение компьютерной грамотности с программируемых калькуляторов БЗ-34, МК-54. С их помощью пользователи решали арифметические задачи и задачи математического анализа (численными методами). Трудно поверить, но для программируемых калькуляторов были разработаны даже игровые программы (например, крестики-нолики).
В конце 80-х – начале 90-х годов XX столетия в России были популярны бытовые персональные компьютеры «Микроша», «Радио-86», «Микро-88», «Криста», «Лик», «Специалист», «Квант» (на процессоре К580ВМ80А), БК-0010 (на процессоре К1801ВМ1), «Ассистент», «Поиск», МС-0511, МС-1502 (на процессоре К1810ВМ86).
Большое число ПЭВМ было изготовлено на базе процессора Z80A. Среди них можно назвать Spectrum ZX (фирмы Sincklair Radions LTD) и наши отечественные модели: Sintez, «Север», «Элин», «Дельта», «Байт», «Магик», «Компаньон», «Коле», «Форум БК01», «Спитака 002», «Ленинград», «Москва» и др. При этом многие ПЭВМ, использовавшиеся российскими программистами, например «Радио-86», «Специалист», Spectrum ZX, «Ленинград», «Москва», были самодельными.
В середине 2001 года в России введён в строй 768-процессорный суперкомпьютер МВС-1000М, обеспечивающий производительность в 1 Терафлопс. После этого Россия вышла на третье место в мире по мощности производимых суперкомпьютеров.