Історія розвитку обчислювальної техніки

Міністерство освіти і науки України

Дніпропетровський національний університет

Економічний факультет

Кафедра комп'ютерної обробки фінансово-економічної інформації

 

 

Методичні вказівки

До самостійної роботи з дисципліни 

"Інформатика і комп'ютерні технології":

Архітектура та функціонування персонального комп’ютера

 

Зміст

ВСТУП................................................................................................................... 4

Основні поняття..................................................................................................... 4

Історія розвитку обчислювальної техніки............................................................ 5

Покоління ЕОМ..................................................................................................... 7

ОСНОВИ ФУНКЦІОНУВАННЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМП’ЮТЕРА (ПК) 8

Принципи фон Неймана......................................................................................... 8

Подання інформації в ПК...................................................................................... 9

Логічні основи побудови (елементи алгебри логіки)......................................... 12

Принцип програмного керування....................................................................... 13

ВНУТРІШНІ КОМПОНЕНТИ ПК................................................................... 14

Структурна схема ПК.......................................................................................... 14

Центральний процесор (ЦП)............................................................................... 14

Генератор тактових імпульсів............................................................................. 16

Системна шина..................................................................................................... 16

Основна пам'ять................................................................................................... 17

Зовнішня пам'ять.................................................................................................. 19

ЗОВНІШНІ ПРИСТРОЇ ПК............................................................................... 21

Клавіатура............................................................................................................ 21

Маніпулятори....................................................................................................... 23

Відеосистема......................................................................................................... 24

Принтери.............................................................................................................. 26

Сканери................................................................................................................ 27

Модеми................................................................................................................. 28

Аудіоадаптери...................................................................................................... 30

Відеоадаптер і графічний акселератор............................................................... 30

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ............................................................................. 32


ВСТУП

Основні поняття

Вся історія людства - це безперервний розвиток, прогрес, джерелом якого, як і основою будь-якої діяльності людини, є інформаційний процес - одержання, перетворення, збереження, передача і використання інформації.   Під інформацією (від лат. informatio – роз'яснення, виклад) розуміють зміст повідомлення, сигналу або пам'яті, а також відомості, що утримуються в повідомленні, сигналі або пам'яті.

 Прогрес завжди знаходив своє вираження в удосконалюванні знарядь праці. У наші дні результатом науково-технічного прогресу є застосування у всіх сферах діяльності людини нових інформаційних технологій (ІТ). Інформаційні технології - сукупність методів і засобів одержання і використання інформації на базі обчислювальної і комунікаційної технікиі широкого застосування математичних методів.

Нові інформаційні технології зумовили появу наукового й прикладного напрямку, що називається інформатикою, яку можна розглядати і як науку, і як прикладну дисципліну, і як галузь народного господарства.

Інформатика – це наука, що вивчає структуру й загальні властивості інформації, а також питання, пов'язані з процесами зібрання, збереження, пошуку, передачі, перетворення й використання інформації в різних сферах людської діяльності. Інформатика може належати до класу природничих наук, оскільки закони обробки інформації в суспільних, біологічних і інженерних системах єдині, а також до класу фундаментальних наук, оскільки поняття інформації і процеси її переробки мають загальнонауковий характер.

Економічна інформатика вивчає методи автоматизованої обробки економічної інформації за допомогою засобів обчислювальної й організаційної техніки.

Предметом економічної інформатики є система засобів автоматизації обробки й використання економічної інформації: технологія та етапи обробки інформації, обґрунтування доцільності автоматизації, аналіз предметної області, алгоритмізація і програмна реалізація економічних задач за допомогою різних інструментальних засобів, наприклад пакетів прикладних програм.

Залежно від сфери використання інформація може бути технічною, генетичною, економічною і т.д.

Економічна інформація – інформація, що характеризує виробничі відносини в суспільстві. До неї належать відомості, що циркулюють в економічній системі: про процеси виробництва, матеріальні ресурси, управлінські й фінансові процеси та інші відомості економічного характеру. До економічної інформації, утім, як і до кожної, висуваються вимоги: точність – однозначність сприйняття, вірогідність, оперативність - актуальність.

Економічна інформація розрізняється:

· за функціями управління;

· місцем виникнення.

За функціями управління економічна інформація поділяється на: планово-облікову, нормативно-довідкову, звітно-статистичну.

Планова інформація містить значення планованих і контрольованих показників бізнес-планування на деякий період у майбутньому (випуск продукції, планований попит, прибуток від реалізації та ін.).

Облікова інформація відбиває фактичні значення запланованих показників за визначений період часу (фінансовий, бухгалтерський облік), на її основі може бути проведений аналіз діяльності, прийняття рішень щодо більш ефективного управління.

Нормативно-довідкова інформація містить різні довідкові й нормативні дані, пов'язані з виробничими процесами і відносинами (нормативи виготовлення продукції, розцінки, тарифи, дані про постачальників і споживачів і т.д.). Це найоб'ємніший і різноманітний вид інформації. У загальному обсязі циркулюючої на фірмі інформації довідкова може складати 50-60% - сотні Мб.

Звітно-статистична інформація відбиває результати фактичної діяльності фірми для вищих органів управління, податкової інспекції і т.д. (річний бухгалтерський звіт).

За місцем виникнення (рівнем управління) економічна інформація поділяється на такі види:

- вхідна, що надходить у структурний підрозділ;

- вихідна, що надходить з однієї системи управління в іншу.

Форми подання економічної інформації – текстова, графічна, цифрова. Результатом застосування нових інформаційний технологій в економічній сфері є явне поширення інформаційних систем.

Інформаційна система являє собою комунікаційну систему для збирання, збереження, передачі, переробки інформації, що постачає для працівників різного рівню інформацію для реалізації функції управління. Приклад – офісні, банківські системи, що функціонують на базі локальних комп'ютерних мереж і т.д.

 

Історія розвитку обчислювальної техніки

За всіх часів людям потрібно було рахувати. У доісторичному минулому вони рахували на пальцях, камінцях або робили насічки на кістках. Близько 4000 років тому вже були винайдені досить складні системи числення, що дозволяли прораховувати торгові угоди, розраховувати астрономічні цикли і т.д.

Перша рахункова машина з'явилася близько 3000 років тому в Китаї, числа – кульки. Початком комп'ютерної революції можна вважати винахід рахівниці більше 1500 років тому в країнах Середземномор'я - з історії Давньої Греції відомий абак. Рахівниця виявилися дуже ефективним інструментом, була поширена в усьому світі і залишалася поза конкуренцією аж до XVII ст. – періоду небаченого піднесення творчої думки в історії людства. Європейські мислителі тієї епохи були захоплені ідеєю створення рахункових пристроїв механічного типу.

Першим винахідником можна вважати Блеза Паскаля - математика, фізика, письменника і філософа (щоправда, йому передував Джон Непер – винахідник логарифмічної лінійки). Син збирача податків, Паскаль вирішив створити обчислювальний пристрій, спостерігаючи нескінченні і стомлюючі розрахунки батька. У 1642 р. він почав працювати над підсумовуючою машиною, яку назвав «паскалиною». Вона являла собою шухляду з численними шестірнями (за 10 років - близько 50 варіантів), числа вводилися поворотом коліщат. Недолік – незручність виконання всіх операцій, крім додавання.

Більш удосконалений пристрій, що виконував усі арифметичні дії, винайшов Вільгельм Лейбніц. У 1673 р. він виготовив механічний калькулятор, пізніше заклав основи диференціального й інтегрального числення і двійкової системи числення – базової для сучасних комп'ютерів.

Наступний ступінь у розвитку обчислювальних технологій заклав французький інженер-ткач Жозеф Марі Жаккар, що винайшов у 1804 р. автоматизований верстат, який програмувався колодою перфокарт.

З усіх винахідників ближче від усіх до винаходу комп'ютера був англієць Чарльз Беббідж. У 1833 р. він спроектував «аналітичну машину», що мала виконувати обчислювальні операції відповідно до інструкцій, що задаються оператором. Проект машини передбачав «млин» і «склад» – аналоги арифметичного пристрою і пам'яті. Однак у той час реалізувати проект було не можна, машина мала бути розмірами не менше локомотива з дуже складними запчастинами, тому проект так і не здійснився. Його ідеї втілив Герман Холлерит, що сконструював у 1890 р. статистичний табулятор для підрахунку результатів перепису населення, він же організував фірму, що займалася випуском табуляційних машин, а до 1924 р. вона переросла в International Business Machines Corporation – всесвітньо відому IBM.

Наступний могутній імпульс розвитку обчислювальних технологій дала Друга світова війна. Під час війни виникла необхідність складних розрахунків у балістиці - траєкторій польоту артилерійських снарядів. За підтримкою фірми IBM і ВМФ США молодий гарвардський математик Говард Ейкен почав роботу над створенням комп’ютера. В основу було покладено опис аналітичної машини Беббіджа, чого було цілком достатньо (Ейкен: - «Якби Беббідж жив на 75 років пізніше – я б залишився без роботи»). «Марк-I», так називався комп'ютер, пройшов перші випробування в 1943 р. Довжина – 17 м, висота – 2,5 м, 750 тис. деталей, 800 км дротів. В основі – електронні реле, програма - на перфострічці. 

Паралельно інші винахідники – німці, англійці, керувалися більш перспективними методами. Конрад Цузе в Німеччині 1941 р. створив програмно-керований обчислювальний пристрій, оснований на двійковій системі числення, менше і дешевше «Марка». Z3 використовувалася для розрахунків під час побудови літаків і ракет. Наблизили створення комп'ютера роботи над створенням дешифратора ворожих повідомлень у британській розвідці. Велися роботи зі створення атомної і водневої бомби, складні розрахунки для яких також порушували питання про створення більш досконалої обчислювальної техніки.

У 1943 р. група з 50 американських фахівців почала розробку комп'ютера «ЕНІАК», що була завершена до кінця 1945 р. (17000 електронних ламп у конструкції, 6 м висотою, 26 м довжиною, 27 т, 200 кв.м. – у 2 рази більший, ніж «Марк», працював у 1000 разів швидше). Знаменитий математик Джон фон Нейман, що брав участь у роботі над ЕНІАК і ЕДВАК – наступним комп'ютером, підготував доповідь, у якій сформулював загальні принципи функціонування комп'ютера як універсального обчислювального пристрою, що здебільшого актуальні і зараз. Подальші етапи розвитку обчислювальної техніки можна узагальнити переліком поколінь ЕОМ.

 

Покоління ЕОМ

I покоління. З 1945 р., створення ЕНІАК, в основі – електронні лампи.

II покоління. З'явилося наприкінці 50-х (1957р.) у зв'язку з винаходом транзисторів – мініатюрних і недорогих електронних приладів, що замінила лампи. До середини 60-х р. – перший міні-комп'ютер розміром із холодильник,$20 тис. (раніше - мільйони).

III покоління. Після появи транзисторів найбільш трудомісткою операцією була спайка і з'єднання їх в електронну схему. Але в 1959 р. Роберт Нойс (майбутній засновник фірми Intel) винайшов спосіб з'єднання транзисторів на одній пластині кремнію, з'явилися інтегральні схеми або чипи – основа III покоління комп'ютерів.

IY покоління. Зв'язане з появою в 1970 р. перших мікропроцесорів – великих інтегральних схем (ВІС), з більш високою щільністю компонентів (45000 транзисторів на 0,5 кв. см), характеризується мінімізацією ЕОМ.

У 1974 р. кілька фірм на основі процесора Intel створили персональні комп'ютери. У зв'язку з цим знизилася популярність IBM – основного виробника великих комп'ютерів. Але в 1981 р. на ринку з'явився IBM PC і він би застарів через 2-3 роки, якби не важлива особливість - відкритість архітектури. IBM PC був рознімним пристроєм, складався з окремих блоків, конструкція яких не була жорстко захищена патентами, це означало взаємозамінність вузлів від різних виробників і можливість доукомплектування, нарощування потужності (сотні фірм залучилися до розробки окремих блоків). Завдяки відкритій архітектурі ПК стрімко удосконалювалися і цей процес триває.