- •История информатики
- •Лекция: История развития вычислительной техники (вт) и программного обеспечения (по), информационных систем и асу вт в докомпьютерную эпоху
- •Компьютер – история идей и их реализации
- •Поколения компьютеров (эвм)
- •Этапы развития по
- •Информационные системы и технологии – основные понятия и история развития
- •Общие замечания
- •Вопросы для самостоятельной работы и самоконтроля
- •Лекция: История развития информатики. Развитие представлений об информации. На пути к информационному обществу Понятие информации – функциональный и атрибутивный подходы
- •История понятия "информатика" и составные части информатики
- •Этапы становления и развития информатики
- •Современное состояние информатики как фундаментальной дисциплины "информационного общества"
- •Основные признаки информационного общества.
- •Проблема слабо изученной опасности
- •Вопросы для самостоятельной работы и самоконтроля
- •Лекция: История развития искусственного интеллекта Понятия естественного и искусственного интеллектов – области соприкосновения и расхождения
- •Может ли машина быть умнее своего создателя?
- •Может ли знание храниться вне мозга?
- •История развития идей искусственного интеллекта и их реализации.
- •Интеллектуальный интерфейс и проблемы человеко-машинной этики
- •Вопросы для самостоятельной работы и самоконтроля
- •Лекция: Перспективы развития современной науки и техники Основные проблемы научно-технического прогресса в информационном обществе
- •Пути решения проблем
- •Информационные системы и технологии будущего
- •Вопросы для самостоятельной работы и самоконтроля
- •Лекция: Наука, техника и образование – совместное развитие Зачем образованию нужна наука, а науке – образование?
- •Наука в университете
- •Информатизация и компьютеризация образования – плюсы и минусы
- •Гуманизация технического образования в современном мире
- •Вызовы времени
- •Вопросы для самостоятельной работы и самоконтроля
- •Заключение
- •Дополнительные материалы: Ключевые термины и их толкование
- •Дополнительные материалы: Хронология имен
- •Список литературы
- •Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия (электронный вариант)
- •Лекция: История компьютера
- •Возможности цифровых технологий
- •Планшетные компьютеры
- •Основные характеристики телефона Samsung p1000 Galaxy Tab
- •Дополнительные характеристики Samsung p1000 Galaxy Tab
- •Лекция: История сети Интернет и электронной почты
- •Цели участия в сети Интернет
- •В России
- •Поисковые системы Интернета
- •Дополнительные материалы: Мировые компании в области информационных технологий
Поколения компьютеров (эвм)
Поколения компьютеров, как и поколения людей, пересекаются во времени – в одно и то же время существуют компьютеры – "дедушки", "дети" и "внуки". Время жизни одного поколения компьютеров – примерно 20 лет. За время от создания компьютеров 1-го поколения до настоящего времени можно говорить о шести поколениях (по некоторым данным – о пяти). Вот эти поколения:
Таблица 1. Поколения компьютеров (ЭВМ) |
|||||
Поколение(№, годы) |
Элементная база |
Программное обеспечение |
Данные |
Интерфейс |
Типы компьютеров |
1, 40-60 гг. 20 в. |
ЭВП (электровакуумные приборы) |
Двоичный код,мнемокод |
Двоичные числа |
Командный (коммутируемая программа) |
Уникальные ЭВМ коллективного пользования |
2, 50-70 гг. |
Транзисторы (полупроводники), микросборки |
Мнемокод, ассемблер, алгоритмические языки; операционные системы (ОС) |
Двоичные, десятичные числа |
Командный (хранимая программа) |
Уникальные ЭВМ, мини-ЭВМ |
3, 60-80 гг. |
ИС (интегральные схемы), БИС (большие ИС) |
ОС, алгоритмические языки, ассемблер, библиотеки программ |
Числа и тексты |
Командный (хранимая программа) |
Серии ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ |
4, 70-90 гг. |
МП (микропроцессор), СБИС (сверхбольшие ИС) |
ОС, алгоритмические языки, ассемблер, ППП(пакеты прикладных программ), сети, утилиты |
Числа, тексты, графика |
WIMP (графический: W – Window I – Image M – Menu P – Pointer) |
ПК (персональный компьютер), суперкомпьютер, графическая станция, сетевой компьютер |
5, 80 -2000 гг. |
Несколько МП("многоядерный" компьютер), СБИС, оптоэлектроника |
ОС, ППП, ИТ( информационные технологии ), сети, утилиты, искусственный интеллект, мультимедиа |
Любые данные, включая изображения, анимацию, звук; базы данных |
WIMP |
ПК разных модификаций, суперкомпьютеры, интеллектуальные терминалы |
6, 90 гг. - ? |
Оптоэлектроника, биомолекулы, квантовая техника |
Сети, искусственный интеллект, мультимедиа, квантовые алгоритмы |
Любые данные, знания; базы знаний |
SILK (S – Speech I – Image L – Language K – Knowledge) |
Типаж не определен |
Таким образом, поколения компьютеров отличаются друг от друга элементной базой, программным обеспечением, используемыми данными, интерфейсом и типажом компьютеров. Эти признаки являются основными, но можно использовать (в дополнение к ним) и другие признаки, более тонкие (например, выполняемые функции, подключаемые периферийные устройства, потребляемая мощность и др.).
Этапы развития по
Как следует из таблицы 1, программное обеспечение начиналось с представления команд и данных в машинном коде, каким до настоящего времени является двоичный код. Это не значит, что двоичный код оптимален во всех смыслах, но он оказался наиболее простым и надежным для импульсных устройств компьютера, что совсем немаловажно. Поэтому двоичный код и используется в качестве языка, понятного компьютеру (в алфавите кода всего два символа – 0 и 1, из которых, тем не менее, комбинируются любые закодированные "машинные слова").
Но двоичный язык непонятен подавляющему большинству людей. Поэтому двоичные команды стали представлять в более "читабельном" (для человека-программиста) буквенно-цифровом виде3). Так появился мнемокод.
В компьютерах 2-го поколения микрокоманды стали объединять в блоки – ассемблировать (собирать). Появился ассемблер (сборщик). Двоичный код, мнемокод, ассемблер – это машиннозависимые языки. Их достоинство – ориентируясь на систему команд и адресации конкретной машины, эти языки максимально используют возможности данной машины. Но чтобы использовать машиннозависимую программу на другой машине, надо быть уверенным, что система команд и адресации на второй машине абсолютно такая же, как и на первой машине. Если это не так, программа не сработает – ее надо адаптировать под другую машину (эмулировать).
Поэтому появились алгоритмические машиннонезависимые языки. Программы, написанные на этих языках, работали на любой машине, где можно было использовать транслятор (переводчик) с алгоритмического языка в двоичный код машины. Достоинство алгоритмического языка – в его универсальности; программисту не нужно знать досконально систему команд и адресации конкретных компьютеров – достаточно знать язык. Платой за такую универсальность (машиннонезависимость) программ стало неполное использование возможностей конкретного компьютера. Сознавая это, разработчики ПО, наряду с алгоритмическими языками и их трансляторами, оставили ассемблеры в составе ПО, исходя из потребностей тех программистов, которые писали наиболее эффективные программы для конкретных машин (кстати, для ассемблера тоже нужен транслятор). Первым алгоритмическим языком считается Fortran (Formula Translator) – 1954 г. После Фортрана были Algol-60 (1960 г.), BASIC (1964 г.) и др. В 1970 г. появились Pascal, С.
Алгоритмические языки называют также языками высокого уровня, т. к. они близки к человеческой речи (в отличие от машиннозависимых языков низкого уровня). Международный язык программирования – английский как исторически обусловленная дань уважения к англо-американским "пионерам" программирования.
Системы программирования на разных языках и трансляторы, изобретение периферийных и новых системных аппаратных средств потребовали диспетчеризации – комплексного управления аппаратурой и программным обеспечением. Так в компьютерах 2-го поколения появились первые операционные системы (ОС), предназначенные для диспетчерских функций. Появились автономные утилиты – вспомогательные (служебные) программы управления, но не в составе ОС, а отдельно от нее. В отличие от ОС, поставляемой централизованно, автономные утилиты приобретались индивидуально – по желанию пользователя, по необходимости.
Стандартные программы, часто используемые для решения сходных задач, например, в вычислительной (прикладной) математике, стали объединять в библиотеки программ, распространяемые подобно книжным изданиям, затем в пакеты прикладных программ (ППП), поставляемые централизованно вместе с приобретением компьютера (3, 4 поколения).
С распространением ПК и прочих мобильных компьютеров стало заманчивой идеей объединить их в миниатюрные цифровые системы связи, тем более что сетевые технологии уже были известны с 60-х гг. 20 в. (вначале они назывались многотерминальными и многомашинными комплексами; сеть ARPA, от которой произошел Интернет, начала эксплуатироваться в 1969 г.)
Так в компьютеры 4-го поколения были внедрены локальные, а затем и глобальные сетевые технологии, потребовавшие как аппаратного, так и программного обеспечения. Все последующие поколения компьютеров уже не мыслятся вне сетей. Можно провести аналогию с человеческим обществом: когда-то люди, если и перемещались в пространстве, то на небольшие расстояния. Но затем, с появлением транспортных средств и транспортных сетей люди стали перемещаться чуть ли не по всему земному шару, а "домоседы" – это скорее исключение, чем правило. Аналогично автономные компьютеры – чаще всего, "домоседы", хотя и существуют давно "домовые" сети.
Наконец, на современном этапе появились информационные технологии и системы искусственного интеллекта. Информационная технология – это программно-технический комплекс, предназначенный для обработки информации (в широком смысле). Можно считать, что информационная технология в своей программной части есть осовремененное название прежних ППП и библиотек программ. Границы между ними весьма условны. Например, Microsoft Office, с одной стороны, можно назвать пакетом прикладных программ, в котором, действительно, собраны разные стандартные программы – текстовые и графические редакторы, табличный процессор и СУБД, мастер презентаций и органайзер. В свою очередь, каждая из этих программ на самом деле содержит комплекс (под)программ и может считаться самостоятельным пакетом. С другой стороны, указанный комплекс программ предназначен для обработки любой информации, используемой в офисах, и поэтому вполне обоснованно может считаться офисной информационной технологией MS Office, поставляемой с компьютерами типа IBM PC ( информационная технология "MS Office – IBM РС").
Программное обеспечение, известное как "искусственный интеллект", сегодня, что называется, "на слуху", но возникло оно гораздо раньше. Многие ОС прошлого выполняли весьма интеллектуальные операции с файловой системой и хранимыми программами. Искусственный интеллект, согласно многим экспертным оценкам, составит ядро будущего ПО. История и проблемы развития искусственного интеллекта заслуживают отдельного рассмотрения (см. лекцию 4 ).
Программное обеспечение нейрокомпьютеров, биокомпьютеров и квантовых компьютеров, которые, по прогнозам, будут реализованы в обозримом будущем, пока не вышло из стадии исследований, опытных образцов и даже идей. Реально о его внедрении можно говорить лишь с появлением серийных аппаратно-программных средств. А между опытными образцами и серией – дистанция огромного размера.