Презентация "Информационные процессы в компьютере"

Информационные процессы в компьютере

• Под процессом понимают ход, развитие какого-нибудь явления, последовательную смену состояния объекта.
• Информационный процесс — это процесс сбора (приёма), передачи (обмена), хранения, обработки (преобразования) информации.

Основные типы информационных процессов

• Получение информации - это сбор сведений из каких либо источников (извлечение данных из хранилища/источника данных, наблюдение за событиями и явлениями, общение, СМИ и масс-медиа).
• Получение информации основано на отражении различных свойств процессов, объектов и явлений окружающей среды. Этот процесс выражается в восприятии с помощью органов чувств. Для улучшения восприятия информации человек придумал различные индивидуальные приспособления и приборы — очки, бинокль, микроскоп, стетоскоп, различные датчики и т. д.

Хранение информации

• Хранение информации имеет большое значение для многократного использования информации и передачи информации во времени. Для долговременного хранения используются книги, в настоящее время — компьютерные носители, устройства внешней памяти и др.
• Информация чаще всего хранится для неоднократной дальнейшей работы с ней. В этом случае для ускорения поиска информация должна быть как-то упорядочена. В библиотеках — это картотеки, при хранении с использованием компьютера — размещение информации в определенных папках, в более сложных случаях — это базы данных, информационно-поисковые системы и т. д.

Обработка информации

• Обработка информации подразумевает преобразование ее к виду, отличному от исходной формы или содержания информации. Процесс изменения информации может включать в себя, например, такие действия как численные расчёты, редактирование, упорядочивание, обобщение, систематизация и т. д.
• Результаты обработки информации в дальнейшем используются в тех или иных целях, например: получение новой информации из уже известной путем логических рассуждений или математических вычислений (например, решение геометрической задачи); изменение формы представления информации без изменения ее содержания (например, перевод текста с одного языка на другой); упорядочение (сортировка) информации (например, упорядочение расписания движения поездов по времени их отправления).

Передача информации

• Передача информации необходима для её распространения. Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем. Такие средства связи принято называть каналами передачи информации.
• Следует отметить, что в процессе передачи информации, она может искажаться или теряться. Это происходит в тех случаях, когда информационные каналы плохого качества или на линии связи присутствуют помехи. Передача информации — это всегда двусторонний процесс, в котором есть источник и есть приемник информации. Источник передает информацию, а приемник её получает.

• Универсальное устройство для автоматизированного выполнения информационных процессов – компьютер.
• Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 1500 лет тому назад для счета использовались счётные палочки, камешки.

Домашние задание

• История развития вычислительной техники 17-19 века
• История развития вычислительной техники, 20-ый век

ЭВМ

• Впервые автоматически действующие вычислительные устройства появились в середине XX века. Это стало возможным благодаря использованию наряду с механическими конструкциями электромеханических реле.
• Огромный вклад в теорию и практику создания электронной вычислительной техники на начальном этапе ее развития внес один из крупнейших американских математиков Джон фон Нейман.

Принципы фон Неймана

• В историю науки навсегда вошли «принципы фон Неймана».
• Совокупность этих принципов породила классическую архитектуру ЭВМ. Один из важнейших принципов — принцип хранимой программы — требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в неё закладывается исходная информация.

Эволюция поколений ЭВМ I поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1946-1955 гг. 1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы. 2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами. 3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.

• Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.
• Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
4. Быстродействие: 10−20 тыс. операций в секунду. 5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп. 6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма. 7. Оперативная память: до 2 Кбайт. 8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.

Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC была построена в Великобритании в 1949 г.

Эволюция поколений ЭВМ II поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1955-1965 гг.

• В 1948 году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в 1956 г. 1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надёжнее.
• В 1958 году создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ 50−х годов в Европе.
• В 1963 году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.

1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды). 2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.  3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал. 4. Быстродействие: 100−500 тыс. операций в секунду. 5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ. 6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем. 7. Оперативная память: 2−32 Кбайт. 8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств. 9. Недостаток: несовместимость программного обеспечения. Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.

Отечественная машина второго поколения «Наири»

Эволюция поколений ЭВМ III поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1965-1975 гг.

• В 1958 году Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС). В 1961 году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.
• В 1965 году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.
• В 1969 году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
• 29 октября 1969 года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США

1. Элементная база: интегральные схемы. 2. Соединение элементов: печатные платы. 3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек. 4. Быстродействие: 1−10 млн. операций в секунду. 5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист. 6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы. 7. Оперативная память: 64 Кбайт. При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.   Эволюция поколений ЭВМ IV поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. по начало 90-х годов

• В 1975 году IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.
• Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров «Apple», предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple1 по весьма интересной цене — 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
• В 1976 году появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма.
• В 1982 году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
• В 1988 году был создан первый вирус-«червь», поражающий электронную почту.

1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС). 2. Соединение элементов: печатные платы. 3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки. 4. Быстродействие: 10−100 млн. операций в секунду. 5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ. 6. Программирование: базы и банки данных. 7. Оперативная память: 2−5 Мбайт. 8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети. V поколение ЭВМ: разработки с 90-х годов ХХ века

• Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
• Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.
• В настоящий момент термин «пятое поколение» является неопределенным и применяется во многих смыслах, например при описании систем облачных вычислений.