Умножение в двоичной системе счисления.

Правила умножения одноразрядных двоичных чисел:

Контрольные тесты

Даны три числа в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах

Перевести двоичное трехбайтовое число 00000110 01010011 01010111 в 8-, 16-ричную системы счисления.

Переведите число 4AD316 в двоичную систему счисления а затем в 8- ричную.

Технические средства реализации информационных процессов. Основные этапы развития вычислительной техники

Основными этапами автоматизации вычислений и развития вычислительной техники являются:

I. Ручной период. Он базировался на использовании пальцев рук. Вычисления осуществлялись с помощью группировки и перекладывания предметов либо кучками, либо нанизанных на нити или пруты, как на абаке (счетах на Руси) - наиболее развитом счетном приборе древности. Использование счет или абака предполагает выполнение вычислений по разрядам, т.е. наличие позиционной системы счисления. В начале XVII века шотландский математик Дж. Непер ввел логарифмы, что оказало революционное влияние на счет. Логарифмическая линейка успешно использовалась инженерами до середины 20 века. Она является непревзойденным вычислительным инструментом прослужившим человечеству более трех с половиной веков.

51

II. Механический период. Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический способ вычислений.

1623 г. - немецкий ученый Шиккард описывает и реализует механическую счетную машину, предназначенную для выполнения четырех основных арифметических операций над 5-разрядными десятичными числами.

1642 г. – французский математик и философ Блез Паскаль построил 8- разрядную действующую модель счетной суммирующей машины. Такими изобретениями доказывалась возможность автоматизации умственного труда.

1673 г. - немецкий математик Лейбниц создает 1-ый арифмометр, позволяющий выполнять все базовые четыре арифметические операции. Арифмометры использовались для практических вычислений вплоть до шестидесятых годов XX века.

Английский математик, инженер Чарльз Бэббидж выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. Первая разностная машина, спроектированная Бэббиджем, работала на паровом двигателе и предназначалась для автоматизации вычислений путѐм аппроксимации многочленами логарифмов и тригонометрических функций и вычисления конечных разностей. Работающая модель, которую он создал в 1822 году, была шестиразрядным калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы. Второй проект Бэббиджа - аналитическая машина, использующая принцип программного управления и предназначавшаяся для вычисления любого алгоритма. Проект не был реализован, но получил широкую известность и высокую оценку ученых.

Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей: блок хранения исходных, промежуточных и результирующих данных (склад

— память); блок обработки данных (мельница — арифметическое устройство); блок управления последовательностью вычислений (устройство управления); блок ввода исходных данных и печати результатов (устройства ввода/вывода). Одновременно с английским ученым работала леди Ада Лавлейс. Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

III. Электромеханический этап развития ВТ явился наименее продолжительным и охватывает около 60 лет — от первого табулятора Г.Холлерита до первой ЭВМ "ЕNIАС". 1887 г. — создание Холлеритом в США первого счетно-аналитического комплекса, состоящего из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Одно из наиболее известных его применений — обработка результатов переписи населения в нескольких странах, в том числе и в России. В дальнейшем фирма Холлерита стала одной из четырех фирм, положивших начало известной корпорации IВМ.

1937 г. —Дж. Атанасов, К.Берри создают электронную машину АВС

(Atanasoff Berry Computer). 1944 г. — Г. Айкен разрабатывает и создает

52

управляемую вычислительную машину МАRК-1. 1957 г. в СССР создана РВМ-1, которая эксплуатировалась до 1965 г.

IV. Электронный этап, начало которого связывают с созданием в США в конце 1946г. электронной вычислительной машины ЕNIАС. В СССР создание МЭСМ (Малая электронная счѐтная машина) — в 1951 году.

Поколения развития ЭВМ

В истории развития ЭВМ принято выделять несколько поколений, каждое из которых имеет свои отличительные признаки и уникальные характеристики. Главное отличие машин разных поколении состоит в элементной базе, логической архитектуре и программном, обеспечении, кроме того, они различаются по быстродействию, оперативной памяти, способам ввода и вывода информации и т.д. См. табл.

С каждым новым поколением ЭВМ увеличивались быстродействие и надежность их работы при уменьшении стоимости и размеров, совершенствовались устройства ввода и вывода информации. В соответствии с трактовкой компьютера - как технической модели информационной функции человека - устройства ввода приближаются к естественному для человека восприятию информации (зрительному, звуковому) и, следовательно, операция по ее вводу в компьютер становится все более удобной для человека.

Современный компьютер (ЭВМ) - это универсальное, многофункциональное, электронное автоматическое устройство для работы с информацией. Компьютеры в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с информацией. По историческим меркам компьютерные технологии обработки информации, еще очень молоды и находятся в самом начале своего развития. Еще ни одно государство на Земле не создало информационного общества. Существует множество потоков информации, не вовлеченных в сферу действия компьютеров. Компьютерные технологии сегодня преобразуют или вытесняют старые, докомпьютерные технологии обработки информации. Текущий этап завершится построением в индустриально развитых странах глобальных всемирных сетей для хранения и обмена информацией.

После изобретения интегральной схемы развитие компьютерной техники резко ускорилось. Столь же стремительно развивается и процесс миниатюризации компьютеров. Первые электронно-вычислительные машины (например, такие, как созданный в 1946 году ЭНИАК) были огромными устройствами, весящими тонны, занимавшими целые комнаты и требующими большого количества обслуживающего персонала для успешного функционирования. Они были настолько дороги, что их могли позволить себе только правительства и большие исследовательские организации, и представлялись настолько экзотическими, что казалось, будто небольшая горстка таких систем сможет удовлетворить любые будущие потребности. В контрасте с этим, современные компьютеры — гораздо более мощные и компактные и гораздо менее дорогие — стали воистину вездесущими.

Закон Мура — эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Гордоном Муром (одним из основателей Intel). Он высказал предположение, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24 месяца.

Считается, что экспоненциальное развитие компьютерной техники в будущем может привести к технологической сингулярности.— гипотетический взрывоподобный рост скорости научно-технического прогресса, предположительно следующий из создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами либо значительного увеличения возможностей человеческого мозга за счѐт биотехнологий.

ЭВМ пятого поколения должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:

обеспечивать простоту применения ЭВМ путем эффективных систем ввода/вывода информации, диалоговой обработки информации с использованием естественных языков, возможности обучаться, строить ассоциативные и логические выводы (интеллектуализация ЭВМ);

54