18.Логические основы компьютеров. Связь алгебры логики и двоичного кодирования. Базовые логические элементы.
Логические элементы - это электронные схемы с одним или несколькими входами и одним выходом, через которые проходят электрические сигналы, представляющие цифры 0 и 1.
Для реализации любых логических операций над двоичными сигналами достаточно элементов трех типов– элементов, реализующих три основные логические операции:И, ИЛИ, НЕ.
Компьютер выполняет арифметические и логические операции при помощи т.н. базовых логических элементов.
Базовые логические элементы Схема «И» - конъюнктор
Элемент Иимеет не менее двух входов и один выход.A,B– входные сигналы,F– выходной сигнал.
Сигнал 1 на выходе F будет сформирован тогда и только тогда, когда на каждом из его входов будет сигнал 1. Когда хотя бы на одном входе будет ноль, на выходе также будет ноль.
Схема «НЕ» - инвертор
Схема «ИЛИ» - дизъюнктор
Американец Клод Шеннон– основоположник теории информации, разработчик теоретических основ вычислительной техники, математик и специалист по электронике.
Шеннон раскрыл связи между двоичным кодированием, алгеброй логики и электрическими схемами(релейными), т.е. наполнил логические выражения физическим смыслом, создал алгебру релейных схем, на которой основана теория бесконтактных логических элементов. Принципы работы вычислительных машин в своей основе просты.
Работа ЭВМ состоит в операциях над числами и символами, закодированными двумя цифрами – 0 и 1, и пересылке этой информации по линиям связи.
Работа всех устройств ЭВМ заключается в операциях над этими последовательностями из 0 и 1.
19.Комбинированные логические элементы. Типовые функциональные узлы эвм (примеры).
Базовые логические элементы в интегральных микросхемах могут объединяться в различных сочетаниях.
Комбинация логических элементов позволяет создавать схемы: И-НЕ,ИЛИ-НЕ,Исключающее ИЛИи более сложные конфигурации.
20.Основные этапы развития информационной техники. Краткий обзор истории развития вычислительной техники.
Этапы развития ИТ
Ручной–с 50-го тысячелетия до н.э.:Леонардо да Винчи(16 в.) создал эскиз13-разрядного суммирующего устройства;Джон Непер(нач.17 в.): таблицы логарифмов, логарифмическая линейка, бруски Непера.
Механический–с середины 17 века:В 1623 г.Вильгельм Шиккардсоздал6-разрядную механическую суммирующую машину;В 1642 г.Блез Паскальпостроилмеханическую 8-разрядную суммирующую машину «Паскалину»;В 1830 г.Чарльз Бэббиджразработалпроект аналитической машины, предугадав все основные устройства современной ЭВМ.
Электромеханический– с 90-х годов 19 века: В 1888 г.Герман Холлеритсконструировалтабулятор;В 1942 г.Джон Атанасофф и Клиффорд Беррисоздаливычислительное устройство, работавшее на электронных лампах;В 1944 г.Говардом Эйкеномпредставленавычислительная машина «Марк-1».
Электронный–с 40-х годов 20 века:1946 г. –ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)–первая ЭВМ,разработанная сотрудниками университета Пенсильвании (США) под руководствомДжона Мокли и Преспера Эккерта, с участием математикаДжона фон Неймана;Первый компьютер общего назначения: 18000 электронных ламп, длина 26 м, вес 35 тонн, 5000 сложений и 350 умножений в секунду, десятичная система счисления, 10-разрядные числа;1948 г.-Дж. Бардин, У. Бремен и У. Шокли создалитранзистор;В 1949 г. В Англии созданапервая ЭВМ с хранимой в памяти программой – EDSAC.Конструктор -Морис Уилкис; 1951 -Грейс Хопперразработала первый компилятор; В России в1951 г. под руководством академикаС.А. Лебедевабыла созданапервая советская ЭВМ, получившая название МЭСМ; В 1964 г. Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работупервой мыши;1974 г. –Эдвард Робертспостроилпервый персональный компьютер(ПК)Altair.