Электронно-вычислительная техника

В основе электронно-вычислительной техники лежит главное ус- тройство – электронно-вычислительная машина (ЭВМ) или компью- тер. Слово «компьютер» означает «вычислитель».

Первые компьютеры создавались как устройства для вычислений, т. е. как усовершенствованные автоматические арифмометры, кото- рые позволяют проводить без активного участия человека сложные последовательности вычислительных операций по заранее заданной инструкции – программе. Кроме того, для хранения данных, проме- жуточных и итоговых результатов вычислений компьютеры содержат хранилища информации – память.

Представление информации в компьютере происходит с помощью кодировки символов – через соответствие между набором букв и чис- лами в двоичной системе счисления. Единицей информации в компью- тере является один «бит», т. е. двоичный разряд, который может прини- мать значение «0» или «1». Восемь последовательных битов составляют

«байт». Более крупными единицами информации являются «килобайт» (Кбайт), равный 1024 байтам, «мегабайт» (Мбайт), равный 1024 Кбай- там, и «гигабайт» (Гбайт), равный 1024 Мбайтам. К примеру, если на странице в среднем помещается 2500 знаков текста, то 1 Мбайт – это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт – 400 тыс. страниц.

Сейчас большинство компьютеров по своему устройству и работе соответствуют принципам, сформулированным математиком Джоном

фон Нейманом в 1945 г. Согласно фон Нейману, компьютер должен иметь следующие устройства: арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; устройство управления, организующее процесс выполнения программ; запоми- нающее устройство, или память для хранения программ и данных; внешние устройства для ввода-вывода информации. В современных компьютерах первые два устройства, как правило, объединены в еди- ное – центральный процессор.

Для работы компьютера необходимо составить программу, меняя которую можно превратить его в рабочее место бухгалтера или редак- тора, художника или конструктора. Программы, работающие на ком- пьютере, можно разделить на три категории. Системные программы – выполняющие вспомогательные функции, к примеру, драйверы или программы-оболочки (операционная система Windows), вспомогатель- ные программы (утилиты). Прикладные программы: табличные про- цессоры, редакторы документов, графические редакторы, издательские системы, программы подготовки презентаций, программы для анима- ции и видео, системы автоматизированного проектирования (САПР). Инструментальные системы (системы программирования), обеспечи- вающие создание новых программ для приложений типа «клиент-сер- вер» или использования глобальной электронной сети Internet.

Большинство современных компьютеров являются совместимыми персональными компьютерами (сокращенно IBM PC). В них заложен принцип «открытой архитектуры» – возможность сборки из незави- симо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. Одна- ко возможности IBM PC все же ограничены, поэтому они могут быть дополнены другими типами компьютеров: мэнфреймами или боль- шими ЭВМ, супер-ЭВМ, рабочими станциями, компьютерами типа Macintosh, мини-ЭВМ.

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех стан- дартных частей: системного блока, клавиатуры и монитора. К допол- нительным устройствам относятся: внешние – принтер для вывода на печать текста или графического изображения, мышь – устройство, облегчающее ввод информации, и джойстик – манипулятор для игр; внутренние – модем или факс-модем, дисковод для компакт-дисков,

флэш-карта для хранения данных, звуковая карта для воспроизведе- ния и записи звуков.

Выпускаются компьютеры как в «настольном», так и «блокнотном» (ноутбук) исполнении. В ноутбуке все части – системный блок, мони- тор и клавиатура – заключены в один корпус.

В настоящее время большинство компьютеров используются не изолированно от других компьютеров, а постоянно или время от вре- мени подключаются к локальным или глобальным компьютерным се- тям для получения той или иной информации, посылки и получения сообщений и т. д. Локальные сети (сервер и рабочие станции) позво- ляют обеспечить коллективную обработку и обмен данными, совмест- ное использование программ, принтеров, модемов и других устройств. Internet – это общемировая совокупность компьютерных сетей с об- щим адресным пространством. Она включает электронную почту, теле- конференции, серверы новостей и файловые  серверы.

Деятельность современного проектировщика, его творчество не- возможно представить без использования полиграфических компью- терных издательских систем. Они представляют собой комплекс, со- стоящий из персональных компьютеров, сканирующих, выводных и фотовыводных устройств, программного и сетевого обеспечения, ис- пользуемых для набора и редактирования текста, создания и обработки изображений, верстки и изготовления оригинал-макетов, фотоформ, цветопроб, т. е. для подготовки издания к печати.

Компьютерные издательские системы своим появлением и раз- витием в полиграфии обязаны трем основным факторам. Во-первых, персональному компьютеру, позволяющему вести работу по созданию текстов и графических изображений, их набору, верстке, обработке чер- но-белых и цветных изображений, подготовке к графическому оформ- лению. Во-вторых, графическому интерфейсу, дающему возможность отображать на экране шрифты и графику в том виде, в котором они будут в издании. И в-третьих, языку PostScript, позволяющему исполь- зовать единую программную базу для различных выводных устройств – принтеров, лазерных экспонирующих выводных устройств, плоттеров, устройств записи слайдов и цветопробы.

Структура полиграфических компьютерных издательских систем не изменилась с начала ее появления и включает наборную станцию,

сканеры, станции верстки, станции подготовки графического матери- ала, фотовыводные и печатающие устройства.

Неотъемлемой частью компьютерной издательской системы сле- дует считать специализированное программное обеспечение. Для ар- хитекторов и дизайнеров это программы САПР, которые используются для детальной разработки предметов реального мира. Сегодня широ- кое распространение получили программы САПР высокого уровня: AutoCAD и ArxiCAD. Поскольку эти программы предназначены для графического представления архитектурных и дизайн-объектов, их графические возможности обычно достаточно широки. Это очень мощные и гибкие системы с большим количеством разнообразных вы- сокоточных функций. Есть и более простые специализированные про- граммы, разрабатываемые для определенных целей и задач, например для планирования интерьеров или разработки ландшафтных проектов. Большинство программ САПР имеют каркасный режим проекти- рования, когда все объекты отображаются только контурами. Работа в каркасном режиме, без заполнения контуров сплошным цветом или узорами, очень эффективна, она идет быстрее, поскольку отображать

чертежи или рисунки на экране компьютера проще.

Все системы САПР высокого уровня способны создавать как двух- мерные (на плоскости), так и трехмерные (в объеме) изображения. Трехмерное моделирование очень наглядно. Оно необходимо для про- ектирования физических объектов в таком виде, как они выглядят на самом деле. Чтобы детально рассмотреть трехмерные модели с разных сторон, их можно вращать на экране компьютера. Кроме того, для уси- ления реалистичности объекта к изображению можно добавить цвет- ные и теневые детали, задать тот или иной материал.

В большинство систем САПР можно импортировать графические изображения, созданные другими программами. Это могут быть изоб- ражения из других систем САПР, векторные изображения, созданные пакетами для подготовки иллюстраций или растровыми рисунками, которые созданы растровыми редакторами или сканерами. Большинс- тво программ САПР позволяют экспортировать изображения в богатом разнообразии форматов, что делает их доступными для использования другими программами и пользователями.

Для эффективной работы САПР важно знать и уметь пользовать- ся графическими возможностями настольных издательских систем. Способность манипулировать графическими объектами у разных на- стольных издательских систем различна, но многие их характеристики схожи. Существует определенный набор функций машинной графики, которые поддерживаются большинством программ создания и редак- тирования изображений.

У некоторых издательских программ имеются средства для созда- ния машинных графических объектов с нуля. Программы редактиро- вания графических изображений архитектурных объектов и их визуа- лизации существуют самых разных форм и размеров – от примитивных редакторов до профессиональных систем на рабочих станциях. Все они имеют один общий признак: каждая предназначена для создания средствами машинной графики визуального изображения строго опре- деленного вида. Чем бы ни было это изображение – простой копией какого-либо архитектурного объекта или его трехмерной реалистичной моделью – оно необходимо только для достижения одной цели – до- нести до зрителя требуемую визуальную информацию.

Вывод. Хотя компьютеры изначально создавались лишь для числен- ных расчетов, скоро оказалось, что они могут обрабатывать и другие виды информации, поскольку представлены одной формой – число- вой. Для обработки различной информации на компьютере надо иметь средства для преобразования того или иного вида информации в чис- ловую форму и обратно. Сейчас с помощью компьютеров производятся не только математические и инженерные расчеты, но и подготавлива- ются к печати книги, создаются графические изображения, кинофиль- мы, музыка, осуществляется управление заводами и космическими кораблями. Компьютеры превратились в универсальное средство для обработки всех видов информации, используемой  человеком.