Розділ 1. ІНФОРМАТИКА Тема 1. Вступ



Теоретичні відомості та методичні поради до вивчення теми

Вивчення цієї теми дасть можливість зрозуміти та усвідомити студентам, що розвиток обчислювальної техніки й економічний розвиток суспільства є взаємозалежними. Для цього варто спинитися на деяких моментах розвитку обчислювальної техніки.

Першим таким пристроєм були китайські рахівниці, створені понад 6 тисяч років тому.

Перша обчислювальна машина була створена 1642 року французьким математиком і фізиком Блезом Паскалем (1623—1662). Його обчислювальна машина виконувала тільки додавання та віднімання. 1673 року німецький учений, математик Г. В. Лейбніц (1646—1716) побудував обчислювальну машину, яка виконувала вже 4 арифметичні дії. 1882 року російським математиком і механіком П. Л. Чебишовим (1821—1894) була сконструйована електро-механічна обчислювальна машина, яка також виконувала 4 дії.

Використання програм з метою автоматизації обчислювання вперше запропонував англійський науковець Ч. Беббідж.
У 1833 році вчений почав створювати механічну цифрову обчислювальну машину (аналітична машина Беббіджа). Принцип програмного управління, розроблений Беббіджем, став важливою теоретичною передумовою для робіт з автоматизації обчислювання. Цей принцип полягав у тому, що інформація розбивалася на два типи: обробляючу та керуючу (див. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Принцип програмного управління

1890 року в Америці Холмрит створив перфораційні машини. Перфораційні машини мали широке практичне застосування. Досить сказати, що задачі матеріального обліку та нарахування заробітної плати, ще у 80-х роках ХХ ст. розв’язувалися на перфораційних машинах.

Вважають, що першим комп’ютером був ENIAC, створений 1945 року.

Дж. фон Нейманом 1946 року була запропонована внутрішня система програмування, яка вперше була впроваджена в Англії у ЕОМ EDSAC у 1949 році під керівництвом Моріса В. Вількеса.

Перша ЕОМ у Європі «МЕМ» була створена в Україні в околицях Києва у Феофанії під керівництвом академіка С. А. Лебедєва 1951 року. Ця ЕОМ використовувалася в основному для інженерних та наукових розрахунків. ЕОМ першого покоління на електронних лампах були надто громіздкими, нешвидкими, ненадійними та надто багато споживали електроенергії, але саме вони заклали основи майбутніх ЕОМ.

З 1958 року починається ера другого покоління ЕОМ на транзисторах. Створена в 1959 році IBM 1401 була найпоширенішою в світі транзисторною ЕОМ. Друге покоління збільшило швидкість, зменшило габарити, споживання електроенергії та стало надійнішим. На той час з’явилися добре розроблені задачі дослідження операцій, лінійного програмування, задачі оптимізації, транспортні задачі, для яких мала велике значення не точність розрахунків, а швидкість проведення обчислень. Таку можливість давали ЕОМ другого покоління, а разом з тим вони комплектувалися з досить швидкісним алфавітно-цифровим друкувальним пристроєм, який міг застосовуватися для виведення досить громіздких бухгалтерських таблиць. Як то кажуть, час настав, бізнес знайшов нішу, в якій можна було використовувати ЕОМ. У галузь проектування та розробки ЕОМ пішли інвестиції, і відтоді розпочався тріумфальний хід комп’ютерів по планеті.

1968 року фірма IBM створила комп’ютерну серію ЕОМ IBM/360 третього покоління, а першими комп’ютерами на монолітних інтегральних схемах стали ЕОМ IBM/370. В ЕОМ третього покоління збільшується швидкість, ємність оперативної пам’яті (64—1024 Кбайт), вартість обробки інформації зменшилась у 4—5 разів, програмне забезпечення в серії ЕОМ стало сумісним.

У 1971 році був створений перший мікропроцесор 4004 фірмою INTEL, що було великим кроком у розвитку мікроелектроніки. За ним з’явилися кілька поколінь мікропроцесорних комплексів 8080, 80186, 80286, 80386 — аж до сучасного 80680. У кожні 2—3 роки зростала міра інтеграції за неухильного вдосконалення всіх інших параметрів ЕОМ.

Від початку 80-х років розпочалася розробка НІС (найбільших інтегральних схем) та ЕОМ п’ятого покоління (Японія, США, Західна Європа), що привело, фактично, до злиття техніки ЕОМ і техніки зв’язку в інформаційних обчислювальних мережах, удосконалення яких визначає інтегральний та стратегічний потенціал суспільства.

Нині використовується дуже велика кількість ЕОМ, номенклатура яких з кожним роком збільшується. Вивчення такої кількості машин було б важким, якби не було класифікації. Класифікація може бути за різними ознаками ЕОМ. Особливими ознаками є швидкодія і галузь застосування. Усі ЕОМ діляться також на аналогові, аналого-цифрові та цифрові. ЕОМ можна також поділити:

·          за апаратурами, призначенням, надійністю, споживанням енергії та архітектурами;

·          за програмним забезпеченням.

ЕОМ заведено ділити на покоління. Обчислювальні машини кожного покоління в 10 000 разів складніші попереднього покоління.

Перше покоління — 50—60 рр., лампові ЕОМ. Недоліки: громіздкість, невелика пам’ять, споживання електроенергії. Це ЕОМ «МЕМ», «Урал», «Київ».

Друге покоління — 60—70 рр., напівпровідникові ЕОМ, збільшилася швидкодія, об’єм пам’яті до 32 Кбайт, під час введення і виведення інформації інші пристрої ЕОМ працювали, обробляючи економічну інформацію. В цьому поколінні були створені такі ЕОМ, як «Дніпро», «Мир» та ін.

Третє покоління — 70—80 рр., на мікросхемах, це ЕС ЕОМ, до яких відносять машини першого і другого ряду (обсяг пам’яті 64—1024 Кбайт). На машинах першого ряду вперше було реалізовано режим поділу часу. У другому ряді ЕС ЕОМ зросла швидкодія та зменшилася вартість обробки інформації у 4—5 разів, програми стали сумісні.

Четверте покоління ЕОМ використовує диск і характерне тим, що машини цього покоління багатопроцесорні. До них відносять: «Ельбрус-1» і «Ельбрус-2», ІВМ-386 тощо.

З наведених фактів можна зробити висновок про головні напрямки розвитку обчислювальної техніки:

·          зменшення габаритів і потреби споживання енергії, збільшення швидкості, надійності та потужності ЕОМ, збільшення ступеня інтеграції у найбільших інтегральних схемах;

·          збільшення можливостей програмного забезпечення, що вимагає збільшення оперативної зовнішньої пам’яті тощо.

Нині не можна уявити собі галузь людської діяльності, де б не використовувались ЕОМ. Науково-технічний прогрес, комп’ютеризація суспільства та бурхливий розвиток нових інформаційних технологій уможливлюють появу нових точок росту.

Свідченням того, що нові точки росту вже знаходяться на поверхні, є безліч фактів:

·          масова поява персональних комп’ютерів і формування комп’ютерних мереж — за оцінками експертів, очікується різке збільшення до 2010 року ринків послуг типу «Internet» та поява нових послуг;

·          бурхливий розвиток космічних програм, систем мобільного зв’язку тощо.

Що ж зумовлює таку роль саме цих виробництв, вимагає ставити їх у розряд категорій «базисна інновація»?

По-перше, і це головне, — в результаті розконсервування інноваційного потенціалу інновація сприяє зростанню граничного продукту капіталу, чого не може дати старе виробництво, так як у результаті дії закону зниження граничної продуктивності капіталу на старих виробництвах воно (тобто зростання) низьке і подальші інвестиції у застарілі технології ще більше знижують продуктивність капіталу.

По-друге, створення нового господарсько-технологічного укладу (вищого за існуючий) вимагає більших витрат капіталу. Для їх компенсації вимагається достатній попит. Якоюсь мірою він може бути забезпечений розширенням відповідних ринків, зростанням населення тощо. Але врешті-решт цей шлях має свій кінець, обумовлений зростанням витрат. Тому скорочення сукупних витрат інновації стає домінуючою проблемою. Під час розкриття капсули базисної інновації відбувається формування якісно нової інфраструктури, яка і створює умови зниження сукупних витрат суспільного виробництва. Крім цього, нова інфраструктура, формуючись, створює активність на ринку інвестиційних товарів, тим самим посилює ефект росту, а поліпшення грошового обігу сприяє прискоренню обігового капіталу.

Особливість економіко-історичної місії науково-технічної революції в тому, що вона дає поштовх інноваційній хвилі, а також якісному поліпшенню грошового обігу. Оскільки будь-які інші виробництва у перехідний період цього робити не можуть, то саме це комплексне сполучення якості в одному виробництві виводить базисну інновацію на особливі позиції.

Сучасні умови в результаті вдосконалення інфраструктури даватимуть надію на те, що вітчизняна промисловість «вклиниться» в загальносвітові інноваційні процеси на наступних етапах розвитку науково-технічної революції.

Основні терміни та визначення

ЕОМ — швидкісний засіб переробки інформації, поданої у цифровому вигляді. ЕОМ повинна мати такі пристрої: арифметично-логічний, керуючий, запам’ятовуючий або, пам’ять, зовнішні, для введення/виведення інформації.

Інформатика наука про засоби обробки інформації, її зберігання та використання.

Комп’ютеризація процес розвитку індустрії комп’ютерних виробів і послуг та їх широке використання в суспільстві. Комп’ютеризація передбачає насичення виробництва, засобів зв’язку, сфери управління, науки, освіти та побуту обчислювальною технікою.

Лампа електронна електровакуумний прилад, у якому створюється потік електронів (електричний струм) і здійснюється керування ним залежно від призначення. Застосовують переважно як підсилювальні в радіоелектроніці, автоматиці та обчислювальній техніці.

Мікропроцесор програмно керований пристрій для обробки інформації, виконаний на монокристалі або кількох великих інтегральних схемах. Являє собою один або кілька пласких кристалів з напівпровідникового матеріалу, площею в кілька десятків мм2, з нанесеною на них електронною схемою процесора, з’єднаних з рештою пристроїв ПК.

Потенціал стратегічний — прогнозована можливість використання досягнень науково-технічної революції для зростання граничного продукту капіталу, оскільки внаслідок дії закону зниження граничної продуктивності капіталу на старих виробництвах воно низьке і подальші інвестиції у застарілий уклад господарства ще більше його знижують.

Принцип програмного управління викладений у доповіді в 1945 році Джоном фон Нейманом. Пам’ять машини має складатися з певної кількості нумерованих комірок, у яких можуть перебувати або команди програми, або оброблювані дані. Усі комірки пам’яті повинні бути однаково доступні для інших пристроїв комп’ютера.

Програма сукупність інструкцій (команд), яка в цифровому вигляді записана в пам’яті ПК, і задає виконання арифметичних або логічних дій, зчитування з пам’яті даних для виконання арифметичних чи логічних операцій або запис їх результатів у пам’ять, уведення даних із зовнішнього пристрою в пам’ять або виведення даних з пам’яті на зовнішній пристрій.

Рахівниця давній інструмент для роботи з числами, на якому можна було виконувати лише додавання та віднімання чисел. Широко використовувалася до появи калькуляторів у 70-х роках ХХ століття.

Схема інтегральна електронна схема (чіп), у якій на одній пластині розміщені мініатюрні транзистори та сполучення між ними.

Транзистор напівпровідниковий прилад (з германію, кремнію чи іншого матеріалу-напівпровідника), що має три типи виведення і призначений для посилення, генерування та перетворення електричних
сигналів.








Популярні глави цього підручника:



Всі глави цього підручника:

Інформатика. Комп’ютерна техніка та програмне забезпечення. Інформаційні системи (Курс лекцій)