3. Роль информатики и вычислительной техники на современном этапе развития общества

Основным предметом труда человека долгое время оставались материальные объекты. В настоящее время часть общества, предметом труда которой является информация, постоянно увеличивается. Если в начале ХХ века информационной деятельностью занималось не более 10% общества, то к 2000 году предполагается, что их доля возрастет до 50%. Это объясняется тем, что резко возрастают темпы накопления знаний: удвоение объема только научных знаний происходит за 2-3 года. Без использования специальных информационных технологий и вычислительной техники ориентироваться в этом огромном и всё возрастающем объеме информации и, тем более, использовать её в практической деятельности человеку становится невозможно.

Первые вычислительные машины появились в начале 50-х годов. К 1990 году мировой парк вычислительных машин достиг уже 100 миллионов единиц и непрерывно увеличивается. Уже в настоящее время информационные технологии с использованием компьютерной техники работают практически во всех сферах деятельности человека.

Глава 1. Цифровые вычислительные машины

1.1. Что такое компьютер?

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ВМ) (синонимы - КОМПЬЮТЕР, ЭЛЕКТРОННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА - ЭВМ, ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР - ПК) – это автоматическое устройство, выполняющее обработку информации в соответствии с точно предписанными правилами с использованием ограниченного набора действий или команд.

Большинство современных компьютеров в основных чертах соответствуют принципам Джона фон Неймана, изложенным им в 1945 году, и описывающим, как должен быть устроен универсальный компьютер.

Структура компьютера фон Неймана представлена на рис.1.

Оперативная память представляет собой последовательность пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться либо данные, либо команды (инструкции) программы.

С помощью внешнего устройства в оперативную память записывается программа. Устройство управления считывает из ОП первую команду программы и организует ее выполнение. Команды могут представлять из себя либо инструкцию на выполнение арифметической или логической операции, либо задавать чтение данных из ОП для выполнения этих операций, либо запись в ОП результатов их выполнения или команды на ввод или вывод данных с внешних устройств.

АЛУ

УУ

ВУ

ОП

Рис. 1

Здесь:

АЛУ – арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

УУ - устройство управления, организующее процесс выполнения программы;

ВУ - внешние устройства, обеспечивающие ввод и вывод информации;

ОП - оперативная память, для хранения программ и данных;

- управляющие связи;

- информационные связи.

Обычно выполнение команд программы осуществляется последовательно. Однако с помощью команд передачи управления можно изменить эту последовательность, указав управляющему устройству номер ячейки памяти, из которой надо взять следующую команду для выполнения.

Современные компьютеры в целом следуют этим принципам работы, хотя схемы устройства их могут отличаться от приведенной здесь схемы.

1.2. Представление информации в компьютере

Компьютер может обрабатывать информацию, представленную только в числовой форме. Звуковая информация, изображения, текст - всё это перед обработкой на компьютере должно быть преобразовано в определенные структуры числовых данных. Для числового представления информации в компьютерах в основном используется двоичная форма представления.