История развития ЭВМ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. История развития средств вычислительной техники

2. Операционные устройства персонального компьютера: процессор, сопроцессоры, контроллеры, их назначение и характеристики

3. Прикладное программное обеспечение персональных компьютеров: офисные пакеты и их характеристики

Литература

Вопрос №1

Компьютер - это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.

Вычислительной техникой - совокупность устройств, предназначенных для автоматической и автоматизированной обработки данных.

Вычислительная система - контрольный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка.

Изыскание средств и методов механизации и автоматизации работ - одна из основных задач технических дисциплин. Автоматизация работ с данными имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, большинство из них являются электронными приборами. Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер.

Анализируя раннюю историю вычислительной техники, некоторые зарубежные исследователи нередко в качестве древнего предшественника компьютера называют механическое счетное устройство абак. Подход от «абака» свидетельствует о глубоком методическом заблуждении, поскольку абак не обладает свойством автоматического выполнения вычислений, а для компьютера оно определяющее.

Абак - наиболее раннее счетное механическое устройство. Представляет собой глиняную пластину с желобами, в которых раскладывались камни, представляющие числа. Появление абака относится к четвертому тысячелетию до н.э. Местом появление считается Азия. В средние века в Европе абак сменился разграфленными таблицами. Вычисления с их помощью называли счетом на линиях, а в России в XVI - XVII веках появилось намного более передовое изобретение, применяемое и поныне, - русские счеты.

В то же время входил в процесс новый прибор, способный автоматически производить вычисления, - это часы. Независимо от принципа действия, все виды часов обладают способностью генерировать через равные промежутки времени перемещения или сигнала и регистрировать возникающие при этом изменения, то есть выполнять автоматическое суммирование сигналов и перемещений.

В основе любого современного компьютера, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. Такое управление может производиться автоматически (в этом случае говорят о программном управлении) или вручную с помощью внешних органов управления - кнопок, переключателей, перемычек и т.д. (в ранних моделях). В современных компьютерах внешнее управление в значительной степени автоматизировано с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных(клавиатура, мышь, джойстик и другие). В отличии от программного управления такое управление называют интерактивным.

Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена (Германия). В наши дни рабочая модель устройства была воспроизведена по чертежам и подтвердила свою работоспособность. Сам изобретатель в письмах называл машину «суммирующими часами».

В 1642 году французский механик Блез Паскаль разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором выпускавшимся серийно. В 1673 году немецкий математик и философ Г.В. Лейбниц (1646 - 1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложений и вычитаний.

На протяжении XVIII века, известного, как эпоха просвещения, появились новые более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла из той же часовой промышленности. Старинные монастырские башенные часы были настроены так, чтобы в заданное время включать механизм, связанный с системой колоколов. Такое программирование было жестким - одна и та же операция выполнялась в одно и то же время.

Идея гибкого программирование механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке Жаккарда, после чего оставался только один шаг до программного управления вычислительными операциями.

Этот шаг был сделан выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем (1792 - 1871) в его аналитической машине, которая, к сожалению, так до конца и не была построена при жизни, но была воспроизведена в наши дни по чертежам, так что мы вправе говорить об аналитической машине, как о реально существующем устройстве. Особенностью аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Аналитическая машина содержала два крупных узла - «склад» и «мельницу». Данные вводили в механическую память «склада» путем установки блоков шестерен, а потом обрабатывались в «мельнице» с использованием команд, которые вводились с перфорированных карт.

Идея Чарльза Бэббиджа о раздельном рассмотрении команд и данных оказалась необычно плодотворной. В XX веке она была развита в принципах Джона фон Неймана (1941г.) и сегодня в вычислительной технике принцип раздельного рассмотрения программ и данных имеет очень важное значение. Он учитывается и при разработке архитектур современных компьютеров, и при разработке компьютерных программ.

Вопрос №2

вычислительный персональный компьютер программный обеспечение

«ПРОЦЕССОР»

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 1980-х последние практически вытеснили прочие виды ЦП, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова «микропроцессор». Тем не менее, это не так: центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы, построенные на основе микросхем большой (БИС) и сверхбольшой (СБИС) степени интеграции.

Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

Большинство современных процессоров для персональных компьютеров, в общем, основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки данных, изобретённого Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.

Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода, -- тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки прерывания.

Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.

Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

Оптические компьютеры. Процессоры, в которых вместо электрических сигналов обработке подвергаются потоки света (фотоны, а не электроны)

Квантовые компьютеры. Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Молекулярные компьютеры. Молекулярные компьютеры -- вычислительные системы, использующие вычислительные возможности молекул (преимущественно, биологических). Молекулярными компьютерами используется идея вычислительных возможностей расположения атомов в пространстве.

Разработкой микропроцессоров в России занимаются ЗАО «МЦСТ» и НИИСИ РАН. Также разработку специализированных микропроцессоров, ориентированных на создание нейронных систем и цифровую обработку сигналов, ведут НТЦ «Модуль» и ГУП НТЦ «ЭЛВИС». Ряд серий микропроцессоров также производит ОАО «Ангстрем».

Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где помимо вычислительного устройства на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода/вывода, таймеры и др.). Современные вычислительные возможности микроконтроллера сравнимы с процессорами персональных ЭВМ десятилетней давности, а чаще даже значительно превосходят их показатели.

«КОНТРОЛЛЕР»

Контроллер -- это электронное устройство, предназначенное для подключения к магистрали компьютера разных по принципу действия, интерфейсу и конструктивному исполнению периферийных устройств.

К термину “контроллер” очень близок по смыслу другой термин -- “адаптер”. Назначение обоих одинаково, но контроллер несколько сложнее: “подразумевается его некоторая активность -- способность к самостоятельным действиям после получения команд от обслуживающей его программы. Сложный контроллер может иметь в своем составе и собственный процессор”.

Значение контроллеров состоит в том, что они освобождают процессор от наиболее медленных функций ввода/вывода информации. Идеи применения специализированных интеллектуальных схем для разгрузки центрального процессора были заложены еще в третьем поколении ЭВМ в больших машинах коллективного пользования. В четвертом поколении возникла технологическая возможность собирать схемы управления в едином кристалле, и появились микроконтроллеры. Все устройства ввода/вывода и внешняя память также имеют свои контроллеры.

В состав контроллера, как правило, входят: собственный микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ, регистры внешних устройств (через них контроллер взаимодействует с центральным процессором), буферные (согласующие) схемы. В определенном смысле сложный контроллер является упрощенной специализированной ЭВМ.

«СОПРОЦЕССОР»

И еще одним похожим устройством является сопроцессор. Сопроцессоры “помогают” основному (центральному) процессору, который исполняет программу, реализовывать сложные специфические функции.

Сопроцессор - это специальная интегральная схема, которая работает в содружестве с главным процессором. Обычно сопроцессор настраивается на выполнение какой-нибудь специфической функции - математической операции или графического представления. И эту операцию сопроцессор может реализовывать во много раз быстрее, чем главный процессор.

Сопроцессор - обычный микропроцессор. Обычно сопроцессор разрабатывается как специальное устройство по реализации конкретно определенной функции. Так как репертуар сопроцессора ограничен, он может реализовывать выделенные для него функции, как никто другой. Как и любой другой микропроцессор, сопроцессор работает по тем же принципам. Он просто выполняет программы содержащие последовательность микропроцессорных команд.

Вся деятельность сопроцессора определяется главным микропроцессором, который может посылать сопроцессору команды на выполнение программ и формирование результатов. В обычном режиме микропроцессор выполняет все функции компьютера. И лишь, когда встречается задача, с которой лучше справится сопроцессор, ему выдаются данные и команды, а главный микропроцессор ожидает результаты.

Множества микрокоманд главного процессора и сопроцессора не совпадают. Каждый из них имеет свое собственное множество команд. То есть программы для сопроцессора пишутся специальным образом. Программы, не предназначенные для использования сопроцессора, не получат никаких преимуществ от его присутствия в компьютере. Все сопроцессоры разработаны Intel для увеличения скорости математических расчетов на PC и они распознают большинство микрокоманд друг друга. Сопроцессоры, большей частью использующиеся с РС, являются математическими сопроцессорами. В математике они специализируются по умножению и делению чисел. Математический сопроцессор необходим при инженерных расчетах, при расчетах научных программ, обработке статистических данных, а также при использовании сложной графики.

Все перечисленные выше устройства служат для уменьшения нагрузки на центральный процессор и повышают общую производительность системы.

Вопрос №3

Прикладное ПО представляет собой распространенный класс программных продуктов, представляющий наибольший интерес для пользователя. Прикладное ПО предназначено для решения повседневных задач обработки информации: а) создания документов, графических объектов, баз данных; б) проведение расчетов; в) ускорения процесса обучения; г) проведения досуга. Все эти программы пишутся по принципу максимального удобства для пользователя, обладают дружественным интерфейсом (средствами общения“компьютер-человек”, “человек-компьютер”). В настоящее время эти программы требуют высокопроизводительных, обладающих большими ресурсами компьютеров.

Примеры прикладных программ:

1. ТР, ГР, СУБД, ЭТ; Текстовые редакторы и издательские системы - это программы для набора,редактирования и подготовки к печати любых документов от маленьких заметок или договора на одну страничку до многотомной энциклопедии или цветного иллюстрированного журнала. (MS Word, Лексикон, Слово и Дело). Программы для работы с графикой предназначены для создания графических объектов, мультфильмов, видеоклипов и прочих анимационных объектов. (3d Studio).

2. музыкальные редакторы. Существуют программы, позволяющие самому писать музыку, редактировать уже написанные мелодии. Программы-микшеры позволяют по ходу дела регулировать громкость и стерео баланс по каждому звуковому каналу, несколько дорожек позволяют производить наложение одной мелодии на другую. Pедактоpы (Scream Tracker).

Плейеpы (Jet Audio). 3. обучающие программы (помогают изучать различные предметы). Обучающие и тестирующие программы предназначены для получения новых знаний, для тестирования по различным дисциплинам, для приема экзаменов, зачетов и т.д.

4. программы тестирования по предметам;

5.программы статистических расчетов. Существует программы, позволяющие создавать БД, редактировать БД, выполнять различные операции в БД. Эти программы называются системы управления базамиданных (СУБД). Программы, которые позволяют автоматизировать вычисления над данными, представленными в форме прямоугольных таблиц, называются электронными таблицами (ЭТ). Системы управления базами данных (FoxPro, Clipper, Access). Электронные таблицы (Lotus 1-2-3, MS Excel). Бухгалтерские (1C: бухгалтерия). Математические (MathLab). Конструкторские (AutoCAD).

6. компьютерные игры. Игровые программы позволяют не только развлекаться, но и получать некоторые новые полезные знания.

7. интегрированные пакеты (программы, объединяющие несколько типов прикладных задач: ТР, СУБД и др.) Интегрированные пакеты программ - это комплекс полностью совместимых между собой программ на все случаи жизни, призванный составить для пользователя единую в своей основе комфортную деловую среду. Пакет MS Works.

8. телекоммуникационные и сетевые программы. Коммуникационные программы предназначены для обслуживания модема (и факс-модема). Всемирная сеть Интернет позволяет получить доступ к компьютерам, расположенным в разных частях света. Программы, работающие с локальной сетью, позволяют объединить все компьютеры класса, института или какой либо организации для совместной работы или для использования одних и тех же ресурсов. Интеpнет-бpоузеpы (Netscape Navigator). Теpминалы (TeleMax, Hyper Terminal).Почтовые редакторы (GoldED).

Многочисленные программные средства для решения различных типов

вычислительных задач можно разделить на 4 группы:

- отдельные прикладные программы;

- библиотеки прикладных программ;

- пакеты прикладных программ;

- интегрированные программные системы.

В качестве примеров прикладных программ я хочу рассмотреть две специализированные программы, поставляемые в пакете Microsoft Office:

Microsoft Word и Microsoft Excel.

Microsoft Word представляет собой популярный текстовый процессор, предназначенный для работы под управлением ОС Windows. Он представляет широкие возможности по подготовке документов. В их числе выделим следующее:

развитый интерфейс, обширную и удобную в применении систему справочной помощи, широкие возможности по внедрению и связыванию графических объектов, возможности редактирования рисунков средствами самого Word, разнообразные возможности по форматированию абзацев и символов, удобство в построении и редактировании таблиц, наличие развитого формульного редактора, наличие разнообразных конвертеров для связи с другими приложениями, наличие средств контроля грамматической правильности текста, автоматизированное форматирование документов на основе стилей. Word входит в состав Microsoft Office и обеспечивает возможность интеграции с другими компонентами названной и более ранних версий пакета. В документы Word можно легко встроить данные (таблицы, графику), сформированные в среде табличного процессора Microsoft Exсel, системы подготовки презентаций PowerPoint и СУБД Access.

Табличный процессор Excel поддерживает также общие функциональные возможности текстовых процессоров, такие как использование макросов, построение диаграмм, автозамена и проверка орфографии, использование стилей, шаблонов, автоформатирование данных, обмен данными с другими приложениями, наличие развитой справочной системы, печать с настройкой параметров и другие сервисные возможности.

Рабочая книга является основным документом Excel. Она хранится в файле с произвольным именем и расширением xls. При создании или открытии рабочей книги ее содержимое представлено в отдельном окне. Каждая книга по умолчанию содержит 16 рабочих листов.

Листы предназначены для создания и хранения таблиц, диаграмм и макросов. Лист состоит из 256 столбцов и 16384 строк.

Таким образом, каждый из этих пакетов решает свои функции. Развитие этих программ происходило от самого “архаического” периода до периода современности. Изменение интерфейса, простота в использовании улучшаются с каждой новой версией этих программных продуктов, Microsoft Word и Microsoft Excel являются признанными во всем мире прикладными программами.

Список используемой литературы

1. Информатика. Базовый курс 2-е издание/под ред. С.В.Симоновича - Спб.: Питер. 2006год - 640 стр.

2. Экономическая информатика. Учебник/под редакцией В.П.Косарева - 3-е изд., дополнено и переработано М.: Финансы и статистика, 2006год - 656стр.

3. Информатика. Учебник - 3-е изд. переработано/под ред. Н.В.Макаровой - М.: Финансы и статистика, 2005год - 768стр.

4. Пакеты прикладных программ. Фуфаев Э.В. М.: - Издательство «Академия», 2004год - 352 стр.

5. Хомоненко А.Д. Основы современных компьютерных технологий//Учебное пособие для вузов.- Ст-Петербург: Корона принт.

Размещено на Allbest.ru