В чем суть программного принципа работы компьютера


Программный принцип работы компьютера

Программный принцип работы компьютера

Программный принцип работы компьютера декларирует обязательным наличие ПО для любого современного пользователя. 

О терминологии

Как видно из наименования, базовым понятием для современного подхода к определению принципов работоспособности ЭВМ становится программа. Через нее происходит запись данных, вывод данных из памяти на внешнее устройство, любые другие операции – расчеты, построение изображения и так далее. Термином принято обозначать алгоритмическую запись, позволяющую получить решение сформулированной задачи последовательным исполнением операций. Программа формулируется применением операторов выбранного языка, доступного для ЭВМ. Главная задача любой современной программы – контроль за активностью аппаратных средств. Использование программ представляет собой первый признак программного принципа работы компьютера.

Как этим пользоваться?

Предположим, в рамках решения рабочей задачи человек нуждается в анализе работы предприятия, где он трудоустроен, и применительно к этому вопросу ему необходимо построить примеры компьютерных моделей.

Программный принцип работы компьютера становится для него незаменимым инструментом в достижении задачи: не нужно ничего рисовать от руки и проводить объемные вычисления, необходимо лишь выбрать такую программу, которая в правильном режиме и установленном порядке активизирует аппаратные возможности машины, в конечном итоге выводящие на устройство передачи информации (монитор, принтер) результат.

С другой стороны, итоги корректными будут только в случае использования отлаженного ПО. Оно не должно требовать доработки, то есть пользователь лишь запускает продукт и пользуется понятными ему функциями, не имея специального образования, касающегося внутренней структуры ПО. Все, что ему требуется, – понимание порядка применения и знание общего описания компьютера. Программный принцип работы компьютера предусматривает наличие специализированной документации на все применяемое ПО.

Программное обеспечение

Этим термином принято характеризовать совокупность правил, процедурных наборов, программных компонентов, официальной сопроводительной документации, позволяющей обрабатывать данные и реализовывать заявленную функциональность системы.

Разбираясь, в чем суть программного принципа работы компьютера, важно учитывать, что ПО и аппаратная структура постоянно находятся в тесной взаимосвязи, функциональность одной определяется чёткостью работы другого. ПО, применяемое на современных ЭВМ, зависит от технических параметров и именуется программной конфигурацией.

Методологический подход

Программный принцип работы компьютера базируется на идеях, высказанных Бэббиджем, фон Нейманом. Принято говорить о трех ключевых компонентах:

  • процессор;
  • память;
  • устройства, позволяющие выводить, вводить сведения.

Говоря о процессоре, принято подразделение на два устройства:

  • управляющее;
  • обеспечивающее логические, арифметические операции.

Данные и программное представление

Любая информация может обрабатываться современными ЭВМ: графики, картинки, текст, звук. Обусловлено это возможностью конвертирования в такой формат, который понятен для аппаратного уровня. Процессор получает инструкцию, на основании которой производит операции. Решение задачи сопровождается последовательностью мероприятий, нередко включающей в себя неисчислимо много операций. Ее именуют программой.

ПО: особенности

Ни один обычный современный пользователь не сможет работать, если ЭВМ не оснащена системным ПО.

Главный компонент этого комплекса – операционная система, признанная базовой составляющей ПО.

Этот элемент необходим, его отсутствие делает невозможным работу компьютера в понимании обычного человека. Помимо ОС категория системного ПО включает в себя разнообразные обслуживающие проекты, сервисные программы. Некоторые из них занимаются дисками, другие сжимают данные, противостоят атакам вредоносных программ и так далее.

Чтобы можно было с применением ЭВМ решать поставленные перед пользователем задачи, необходимо располагать программным ПО. Такие проекты помогают формировать графическую информацию, рисунки, звуки, тексты, позволяют совершать операции с числовыми данными. Категория прикладного ПО подразделяется на:

  • приложения;
  • системы для программирования.

Прикладное ПО

Системы программирования необходимы профессионалам, работающим в сфере создания новых продуктов для ЭВМ. Разработано несколько языков программирования, наиболее широко распространено в настоящее время семейство для объектно-ориентированного программирования. Большой популярностью пользуются визуальные среды. Даже начинающий при применении таких продуктов может освоить базовые операции кодирования и составить собственный работоспособный продукт.

Приложения – это несколько иной тип прикладного ПО. Через него происходит обработка текстовых массивов, графической и звуковой информации, чисел и видео. Можно применять специализированные программы для сетевой работы. Использование продуктов не требует наличия навыков программирования. Общие приложения, позволяющие решать классические задачи, требуются практически любому пользователю. К числу таковых относят редакторы текста, графики, таблицы, системы, позволяющие централизованно управлять накапливающими данные базами. Не стоит упускать из вида и продукты, посредством которых можно создавать презентации. Компьютерные сети, активно развивающиеся в последнее время, существенно повысили важность программ для обеспечения коммуникации пользователей.

Какие еще бывают приложения?

Некоторые предлагают в отдельную группу выделять антивирусные программы, значимость которых из года в год растет из-за повышения распространённости вредоносного ПО. Заслуживают внимания профессиональные программные среды, применяемые квалицированными пользователями. Такие используются для создания анимации, графики, помогают разрабатывать проекты, производить сложные бухгалтерские расчеты, переводить тексты. Исключительно ценны для многих современных пользователей электронные словари.

Важная категория ПО – обучающие приложения, позволяющие повысить свой уровень в выбранной специализации без привлечения третьих лиц. Наиболее актуально это применительно к иностранным языкам. Спросом пользуют тесты, репетиторы, запрограммированные в электронном формате.

Программный принцип работы компьютера

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления.

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.

Под архитектурой ЭВМ понимают наиболее общие принципы построения вычислительных систем, реализующие программное управление работой и взаимодействие основных функциональных узлов.

К архитектуре относят:

• структуру памяти ЭВМ;

• способы доступа к памяти и внешним устройствам;

• возможности изменения конфигурации компьютера;

• систему команд;

• форматы данных;

• организацию интерфейса.

Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г. Голдстейга и А. Беркса в 1946 г. и известны как «принципы фон Неймана».

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Рис.Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные-управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ

Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Аппаратное обеспечение - система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.

Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.

В ходе эволюции ЭВМ, с созданием микропроцессоров, с появлением интеллектуальных контроллеров совершен переход к шинной архитектуре ЭВМ. Процессор перестал быть центром конструкции, стало возможным реализовывать прямые связи между устройствами.

Важную роль стали играть средства сетеобразования. Радикально увеличилась номенклатура и возможности периферийных устройств накопления, ввода и вывода информации.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

в чем суть программного принципа работы компьютера

Программный принцип работы компьютера

Пост опубликован: 19.10.2017

Для решения задач по преобразованию информации универсальным инструментом является компьютер, но универсальность такого инструмента определяется по установленным программным средствам, не только аппаратным обеспечением.

Другими словами, универсальность сосредоточена в тех программах, которые могут представить подробную последовательность инструкций на понятном языке для компьютера. Основные компьютерные принципы его построения являются стандартом для всех компьютеров и на сегодняшний день, одним из которых является программное управление компьютером. То есть, в основу их работы заложен программный принцип.

В чем суть программного принципа работы компьютера? Суть в том, что компьютер будет выполнять все указанные действия по заданной заранее программе. То есть задача решается соответственно определенной или выбранной программе, затем в какой-то момент времени она завершается и в память компьютера загружается другая программа. Такой принцип и обеспечивает универсальность компьютера.

Программа — это последовательность команд для компьютера, которая упорядочена и подлежит обработке. А команда — это специальная инструкция для выполнения элементарных операций.


Программный принцип работы компьютера | Образовательная социальная сеть

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

  • устройства ввода информации
  • устройства обработки информации
  • устройства хранения
  • устройства вывода информации.

 

Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.

Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.

Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций

Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.

Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

 

Функции процессора:

  • обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
  • программное управление работой устройств компьютера.

Функции памяти:

  • приём информации из других устройств;
  • запоминание информации;
  • выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.

2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Принцип работы компьютера:

· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.

· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:

  • выполнение логических или арифметических операций;
  • чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
  • запись результатов в память;
  • ввод данных из внешнего устройства в память;
  • вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.

Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.

Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.

 

Системное ПО.

Главной частью системного программного обеспечения является операционная система.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

К системному ПО кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование), сжатия файлов на дисках (архиваторы) борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.

Прикладное программное обеспечение

Для выполнения на компьютере конкретных работ (создания текстов и рисунков, обработки числовых данных и т. д.) требуется прикладное программное обеспечение.

Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: системы программирования и приложения.

Системы программирования являются для программистов-профессионалов инструментами разработки программ на различных языках программирования (Basic, Pascal, С и др.). В настоящее время появились системы визуального программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему пользователю компьютера создавать несложные программы.

Приложения предоставляют пользователю возможность обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.

Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.

В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы.

Из-за широкого распространения компьютерных вирусов можно отнести к отдельной группе антивирусные программы.

Для профессиональных целей квалифицированными пользователями компьютера используются приложения специального назначения. К ним относятся системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари и системы автоматического перевода и др.

Все большее число пользователей применяет обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы и тесты по различным предметам

Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т. д.) на лазерных дисках, содержащие огромный объем информации и средства быстрого ее поиска.

Функции ОС

  • Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере, планирование работ, распределение ресурсов.
  • Организация обмена информацией с внешними устройствами; хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок;
  • Реакция на ошибки и аварийные ситуации; контроль за нормальным функционированием оборудования;
  • Обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам и т.д.)
  • Обеспечение общения с пользователем.

Программный принцип работы компьютера. Классическая архитектура ЭВМ принципы Фон Неймана

В основе организации вычислительного процесса на ЭВМ лежит принцип программного управления. Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.

Программный принцип работы компьютера, состоит в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Информация, обрабатываемая на компьютере, называется данными. Во время выполнения программы она находится во внутренней памяти.

Под архитектурой ЭВМ понимают наиболее общие принципы построения вычислительных систем, реализующие программное управление работой и взаимодействие основных функциональных узлов.

К архитектуре относят:

• структуру памяти ЭВМ;

• способы доступа к памяти и внешним устройствам;

• возможности изменения конфигурации компьютера;

• систему команд;

• форматы данных;

• организацию интерфейса.

Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г. Голдстейга и А. Беркса в 1946 г. и известны как «принципы фон Неймана».

Принципы фон-Неймана:

1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.


2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.

3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

Рис.Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана. Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные-управляющих сигналов от процессора к остальными узлам ЭВМ

Компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.

Аппаратное обеспечение - система взаимосвязанных технических устройств, выполняющих ввод, хранение, обработку и вывод информации.

Программное обеспечение – совокупность программ, хранящихся на компьютере.

В ходе эволюции ЭВМ, с созданием микропроцессоров, с появлением интеллектуальных контроллеров совершен переход к шинной архитектуре ЭВМ. Процессор перестал быть центром конструкции, стало возможным реализовывать прямые связи между устройствами.

Важную роль стали играть средства сетеобразования. Радикально увеличилась номенклатура и возможности периферийных устройств накопления, ввода и вывода информации.

назначение, состав, загрузка. Виды программ для компьютеров"

Описание слайда:

По числу разрядов адресной шины компьютеров, на которые ориентирована ОС, операционные системы разделяют на 16-ти (MSDOS), 32-х (Windows 2000) и 64-разрядные (Windows 2003). И разрядность шин постоянно возрастает. На рынке операционных систем представлены разработки различных фирм, которые различаются ориентацией на аппаратные средства, решение определенного круга задач, потребности потребителя и пр. Можно выделить операционные системы, обладающие определенными общими чертами: один производитель, единый подход к организации и функционированию и пр., что позволяет классифицировать их по семействам и линейкам. Например, можно выделить такие семейства как Windows (Microsoft), Unix (различные разработчики),Solaris(Sun Microsystems) и другие. В семействе Windows принято различать линейкуWindows9.х (Windows95, 98, Мillenium), WindowsNT (Windows 7, 8, 2003, 10). Виды операционных систем

Архитектура компьютера. Принципы фон Неймана. Логические узлы компьютера. Выполнение программы

На бытовом уровне термин «архитектура» у большинства людей прочно ассоциируется с различными зданиями и другими инженерными сооружениями. Так, можно говорить об архитектуре готического собора, Эйфелевой башни или оперного театра. В других областях этот термин применяется достаточно редко, однако для компьютеров понятие «архитектура ЭВМ» (электронно-вычислительная машина) уже прочно устоялось и широко используется, начиная с 70-х годов прошлого века. Для того чтобы разобраться в том, каким образом происходит выполнение программ, сценариев на компьютере, необходимо в первую очередь знать, как устроена работа каждой из его составляющих. Основы учения об архитектуре вычислительных машин, которые рассматриваются на уроке, были заложены Джоном фон Нейманом. Более подробно о логических узлах, а также о магистрально-модульном принципе архитектуры современных персональных компьютеров можно будет узнать на этом уроке.

Программное обеспечение. Типы программного обеспечения, назначение и характеристики. Основные понятия ОС.

Что такое программное обеспечение? Программное обеспечение , также называемое компьютерной программой или просто программой , - это серия инструкций, которые сообщают аппаратному обеспечению компьютера, что делать. Например, в некоторых инструкциях компьютер разрешает вам вводить данные с клавиатуры и сохранять их в памяти. Другие инструкции заставляют данные, хранящиеся в памяти, использоваться в вычислениях, таких как сложение ряда чисел для получения итога.

Прежде чем компьютер сможет выполнить или выполнить программу, инструкции программы должны быть загружены в память компьютера. Обычно они загружаются в память с жесткого диска.

При покупке программы вы получите один или несколько CD-ROM или один DVD-ROM, на котором хранится программное обеспечение. Чтобы использовать программное обеспечение, вам часто нужно установить программное обеспечение на жесткий диск компьютера. Иногда программу можно загрузить в память непосредственно с CD-ROM или DVD-ROM, так что вам не нужно устанавливать ее на жесткий диск, чтобы использовать.

Когда вы покупаете компьютер, обычно на его жестком диске уже установлено некоторое программное обеспечение. Таким образом, вы можете использовать компьютер, как только получите его. Программное обеспечение - ключ к продуктивному использованию компьютеров. С правильным программным обеспечением компьютер может стать ценным инструментом.

Системное программное обеспечение. Системное программное обеспечение состоит из программ, управляющих работой компьютера и его устройств. Системное программное обеспечение выполняет следующие функции: запуск компьютера; открытие, выполнение, запуск приложений; хранение, получение и копирование файлов; форматирование дисков; уменьшение размеров файлов; и резервное копирование содержимого жесткого диска.Соответственно, вы можете видеть, что системное программное обеспечение будет обеспечивать бесперебойную работу всех компонентов компьютера, а также предоставлять общие функции для использования другими программами, инструменты для ускорения работы компьютера, инструменты для разработки нового программного обеспечения и программы для вашей безопасности. от приступов.

Операционные системы (ОС). Операционная система содержит инструкции, которые координируют все действия аппаратных устройств вашего компьютера. Он также содержит инструкции, позволяющие запускать любые приложения.Операционную систему можно определить как интерфейс между пользователем и всеми ресурсами компьютера.

Существует два основных типа операционных систем:

Однопользовательская ОС : Тип ОС, допускающий одновременное использование только одного пользователя. Операционная система может быть однопользовательской: однопользовательская однозадачная или многопользовательская. Однопользовательская однозадачная ОС должна иметь дело только с одним человеком, одновременно запускающим только одно приложение. MS DOS является примером однопользовательской однозадачной ОС.

Многопользовательская ОС : В некоторых ситуациях нам нужно использовать один компьютер совместно с несколькими пользователями. Таким образом, ОС должна быть многопользовательской, когда несколько пользователей входят в систему и используют его одновременно. Эти несколько пользователей могут работать с подключениями к удаленному рабочему столу. Кроме того, этим разным пользователям может потребоваться запускать разные приложения одновременно. Таким образом, ОС также должна поддерживать многозадачность. Очевидно, что компьютер должен быть мощным.Каждый пользователь совместно использует большую мощность компьютера. Этот тип многопользовательских многозадачных ОС должен выполнять некоторые задачи, перечисленные ниже:


:

.

7 Принципов тестирования программного обеспечения: Изучите на примерах

  • Home
  • Testing

      • Back
      • Agile Testing
      • BugZilla
      • Cucumber
      • Database Testing
      • ETL Testing
        • Назад
        • JUnit
        • LoadRunner
        • Ручное тестирование
        • Мобильное тестирование
        • Mantis
        • Почтальон
        • QTP
        • Назад
        • Центр качества
        • 000300030003 SoapUI
        • Управление тестированием
        • TestLink
    • SAP

        • Назад
        • 9000 3 ABAP
        • APO
        • Начинающий
        • Basis
        • BODS
        • BI
        • BPC
        • CO
        • Назад
        • CRM
        • Crystal Reports
        • Crystal Reports
        • FICO3
        • Заработная плата
        • Назад
        • PI / PO
        • PP
        • SD
        • SAPUI5
        • Безопасность
        • Менеджер решений
        • Successfactors
        • SAP Back Tutorials
        • 9007
            • Apache
            • AngularJS
            • ASP.Net
            • C
            • C #
            • C ++
            • CodeIgniter
            • СУБД
            • JavaScript
            • Назад
            • Java
            • JSP
            • Kotlin
            • Linux
            • Linux js
            • Perl
            • Назад
            • PHP
            • PL / SQL
            • PostgreSQL
            • Python
            • ReactJS
            • Ruby & Rails
            • Scala
            • SQL
            • 000 0003 SQL 000
            • SQL
            • 000
            • UML
            • VB.Net
            • VBScript
            • Веб-службы
            • WPF
        • Обязательно учите!

            • Назад
            • Бухгалтерский учет
            • Алгоритмы
            • Android
            • Блокчейн
            • Business Analyst
            • Создание веб-сайта
            • Облачные вычисления
            • COBOL
        Компилятор
        Обзор компьютерного программного обеспечения

        | Типы компьютерного программного обеспечения

        Компьютерная система состоит из аппаратного обеспечения, электронных устройств, способных вычислять и манипулировать информацией, и программного обеспечения, которое выполняет заранее определенные инструкции для выполнения данной задачи. Комбинация физического оборудования (аппаратного обеспечения) и логических инструкций (программного обеспечения) придает мощности и универсальности современным вычислительным системам.

        Программное обеспечение

        Программное обеспечение

        - это набор компьютерных программ и связанных с ними данных, которые содержат инструкции для указания компьютеру, что и как делать.Программное обеспечение - это интерфейс между пользователем и компьютером. Это набор инструкций, программ, которые используются для управления оборудованием. Он отвечает за контроль, интеграцию и управление аппаратными компонентами компьютерной системы, а также за выполнение определенных задач.

        Типы программного обеспечения

        Программное обеспечение можно разделить на две основные категории.

        1. Системное программное обеспечение.
        2. Прикладное программное обеспечение . Системное программное обеспечение

        Системное программное обеспечение состоит из нескольких программ, которые непосредственно отвечают за контроль, интеграцию и управление отдельными аппаратными компонентами компьютерной системы.

        Он также обеспечивает интерфейс между пользователем и компонентом компьютера.

        Назначение системного программного обеспечения - максимально изолировать программиста приложений от деталей конкретного используемого сложного компьютера.

        В зависимости от функциональности системное программное обеспечение можно разделить на две основные категории; программа управления системой и разработка программного обеспечения.

        1. Программа управления системой:

        Включает интегрированную систему программ, которая управляет работой процессора, контролирует ввод / вывод, управляет ресурсами хранения и предоставляет различные услуги поддержки.Некоторыми распространенными примерами программ управления системой являются операционная система, драйверы устройства и системные утилиты.

        Операционная система:

        Он состоит из программ, которые контролируют, контролируют, координируют и контролируют деятельность различных компонентов компьютерной системы. Его функция заключается в обеспечении связи между компьютерным оборудованием и пользователем.

        Он выполняет все внутренние функции управления (доступ к диску, управление памятью, планирование задач и взаимодействие с пользователем) и обеспечивает систематическое функционирование компьютерной системы.Он предоставляет среду для запуска программ. например, MS-DOS, Windows XP / 2000/98, Unix Linux и т. д.

        Операционная система выполняет следующие функции.

        1. Он распознает ввод с клавиатуры, отправляет вывод на экран дисплея.
        2. Он следит за тем, чтобы программы, запущенные одновременно, не взаимодействовали друг с другом.
        3. Он также отвечает за безопасность, гарантируя, что неавторизованные пользователи не получат доступ к системе.

        BIOS:

        Базовая система ввода / вывода (BIOS) широко известна как System Bios. BIOS управляет различными электронными компонентами в основной компьютерной системе. Первоначальной функцией BIOS является инициализация системных устройств, таких как RAM, жесткий диск, привод CD / DVD, видеокарта и другое оборудование. BIOS устанавливает оборудование машины в известное состояние, которое помогает операционной системе настраивать компоненты оборудования. Этот процесс известен как загрузка .

        Драйверы устройств:

        Программное обеспечение, которое написано с целью обеспечения работоспособности устройства при его подключении к компьютеру, называется драйвером устройства. Это системное программное обеспечение, которое действует как интерфейс между устройством и пользователем. Каждое устройство, будь то принтер, монитор, мышь или клавиатура, имеет связанную с ним программу драйвера для его правильного функционирования.

        • Драйверы устройств - это набор инструкций, которые знакомят наш компьютер с аппаратным устройством.
        • Драйверы устройств не являются независимыми программами, они помогают операционной системе и им помогают в правильном функционировании.
        Системные утилиты:

        Эти программы выполняют задачи, связанные с обслуживанием компьютерной системы. Это пакеты, которые загружаются в компьютер во время установки операционной системы. Они используются для поддержки, улучшения, расширения и защиты существующих программ и данных в компьютерной системе.

        Системная утилита в основном состоит из следующих функций

        1. Сжатие диска Увеличивает объем информации, которая может храниться на жестком диске, путем сжатия всей информации, хранящейся на жестком диске. Эта утилита работает автоматически, и пользователю не нужно знать о ее существовании.
        2. Disk Fragmenters Обнаруживает компьютерные файлы, содержимое которых разбито в нескольких местах на жестком диске, и перемещает фрагменты в одно место для повышения эффективности.Его можно использовать для перестановки файлов и неиспользуемого места на жестком диске.
        3. Утилиты резервного копирования Может делать копию всей информации, хранящейся на диске, и восстанавливать либо весь диск, либо выбранные файлы.
        4. Очистители диска Используется для поиска файлов, которые долгое время не использовались. Эта утилита также служит для увеличения скорости медленного компьютера.
        5. Anti-Virus Это утилита, которая используется для сканирования компьютера на вирусы и предотвращения повреждения системных файлов компьютера.

        2. Разработка программного обеспечения

        Это программное обеспечение, которое предоставляет услуги, необходимые для разработки и выполнения прикладного программного обеспечения. Для разработки прикладного программного обеспечения требуются языки программирования, языковой переводчик, загрузчик, компоновщик.

        Языки программирования

        Язык программирования - это первичный интерфейс программиста с компьютером. Язык программирования - это искусственный язык для выражения вычислений, которые могут выполняться компьютером.

        Каждый язык имеет свой собственный синтаксис, то есть набор определенных правил и выражает логические шаги алгоритма. языки программирования делятся на две категории; Язык низкого уровня (LLL) и язык высокого уровня (HLL).

        1. Язык нижнего уровня (LLL) Язык нижнего уровня разделен на две части
        1. Машинный язык Иногда его называют машинным кодом или объектным кодом. Это набор двоичных цифр или битов, которые компьютер считывает и интерпретирует.
        2. Язык ассемблера Используется для взаимодействия с компьютерным оборудованием. Он использует инструкции в качестве замены чисел, позволяя человеку читать код легче, чем двоичный. Для написания программы используется английское представление.

        Средний уровень языка

        Он служит мостом между необработанным аппаратным обеспечением и уровнем программирования компьютерной системы. Он разработан для улучшения транслированного кода перед его выполнением процессором.

        1. Язык высокого уровня (HLL ) Это машинно-независимый язык, использующий переводчик. Его также называют исходным кодом. Некоторые часто используемые языки высокого уровня: C, BASIC, FORTRAN, PASCAL и т. Д.

        Некоторые языки высокого уровня и области их применения

        Язык Год Разработчик Область применения Природа
        BASIC (Универсальный символический код инструкции для начинающих) 1964 Джон Г.Кемени и Томас Э. Курц в Дартмутском колледже в Нью-Гэмпшире, Программирование в образовательных целях Устный перевод
        С 1972 Деннис Ричи из Bell Telephone Labs Системное программирование Скомпилировано
        C ++ 1983 Бьярн Страуструп в Bell Labs Программирование системных объектов Скомпилировано
        COBOL (Общий бизнес-ориентированный язык) 1959 Грейс Хоппер Бизнес-менеджмент, струнный Скомпилировано
        FORTRAN (перевод формул) 1957 Команда программистов в IBM Расчет Скомпилировано
        .

        Компьютерная система

        КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА
        Определение : представляет собой набор объектов (аппаратных средств, программного обеспечения и программного обеспечения), которые предназначены для получения, обработки, управления и представления информации в значимом формате.

        КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ

        • Компьютерное оборудование - Физические части / нематериальные части компьютера. например, устройства ввода, устройства вывода, центральный процессор и устройства хранения
        • Компьютерное программное обеспечение - также известные как программы или приложения.Они подразделяются на два класса, а именно - системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение
        • .
        • Liveware - - пользователь компьютера. Также квон как orgware или Humanware. Пользователь дает команду компьютерной системе выполнить инструкции.
        a) КОМПЬЮТЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

        Аппаратное обеспечение относится к физическому материальному компьютерному оборудованию и устройствам, которые обеспечивают поддержку основных функций, таких как ввод, обработка (внутреннее хранилище, вычисление и управление), вывод, вторичное хранилище (для данных и программ) , и общение.

        КАТЕГОРИИ ОБОРУДОВАНИЯ (функциональные части)

        Компьютерная система - это набор интегрированных устройств, которые вводят, выводят, обрабатывают и хранят данные и информацию. Компьютерные системы в настоящее время построены по крайней мере на одном устройстве цифровой обработки. В компьютерной системе есть пять основных аппаратных компонентов: устройства ввода, обработки, хранения, вывода и связи.

        1. УСТРОЙСТВА ВВОДА

        Устройства, используемые для ввода данных или инструкций в центральный процессор.Классифицируются по методу ввода данных.

        a) КЛЮЧЕВЫЕ УСТРОЙСТВА
        Используются ли устройства для ввода данных в компьютер с помощью набора клавиш, например клавиатуры, клавиши для хранения и клавиатуры.

        i) Клавиатура

        Клавиатура (похожа на пишущую машинку) - основное устройство ввода компьютера. Он содержит три типа клавиш: буквенно-цифровые, специальные и функциональные. Алфавитно-цифровые клавиши используются для ввода всех букв, цифр и специальных символов, таких как $,%, @, A и т. Д. Специальные клавиши , такие как , , , , и т. Д., Используются для специальных функций. Функциональные клавиши , такие как , , и т. Д., Используются для подачи специальных команд в зависимости от используемого программного обеспечения, например, F5 перезагружает страницу интернет-браузера. Функции каждой клавиши можно понять только после работы на ПК. При нажатии любой клавиши выдается электронный сигнал. Этот сигнал обнаруживается кодировщиком клавиатуры, который отправляет ЦП двоичный код, соответствующий нажатой клавише.Существует много типов клавиатур, но 101-клавишная клавиатура является самой популярной.

        Как устроены ключи

        Клавиши на клавиатуре можно разделить на несколько групп по функциям:

        • Клавиши набора (буквенно-цифровые). Эти клавиши включают те же буквы, цифры, знаки препинания и символы, что и на традиционной пишущей машинке.
        • Специальные (управляющие) клавиши. Эти клавиши используются отдельно или в сочетании с другими клавишами для выполнения определенных действий.Наиболее часто используемые клавиши управления - это CTRL, ALT, клавиша Windows и ESC.
        • Функциональные клавиши. Функциональные клавиши используются для выполнения определенных задач. Они обозначаются как F1, F2, F3 и т. Д. До F12. Функциональность этих клавиш различается от программы к программе.
        • Клавиши перемещения курсора (навигации). Эти клавиши используются для перемещения по документам или веб-страницам и редактирования текста. К ним относятся клавиши со стрелками, HOME, END, PAGE UP, PAGE DOWN, DELETE, INSERT и клавиши со стрелками.
        • Цифровая клавиатура. Цифровая клавиатура удобна для быстрого ввода чисел. Клавиши сгруппированы в блок, как в обычном калькуляторе или арифметическом автомате.


        B. УКАЗАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
        Это устройства, которые вводят данные и инструкции в компьютер с помощью указателя, который появляется на экране. T he Элементы для ввода выбираются путем наведения на них или щелчка по ним.например, мыши, джойстик, сенсорный экран, трекболы

        i) МЫШЬ
        Мышь - это небольшое устройство, используемое для указания и выбора элементов на экране вашего компьютера. Хотя мыши бывают разных форм, типичная мышь немного похожа на настоящую. Он маленький, продолговатый и подключается к системному блоку длинным проводом, напоминающим хвост, и разъемом, который может быть как PS / 2, так и USB. Некоторые новые мыши беспроводные.

        Мышь обычно имеет две кнопки: основная кнопка (обычно левая кнопка) и дополнительная кнопка.У многих мышей также есть колесико между двумя кнопками, которое позволяет плавно перемещаться по экранам с информацией.

        Когда вы перемещаете мышь рукой, указатель на экране перемещается в том же направлении. (Внешний вид указателя может меняться в зависимости от того, где он расположен на экране.) Когда вы хотите выбрать элемент, вы указываете на него, а затем щелкаете (нажимаете и отпускаете) основную кнопку. Наведение и щелчок мышью - это основной способ взаимодействия с вашим компьютером.Есть несколько типов мышей: механическая мышь, оптическая мышь, оптико-механическая мышь и лазерная мышь.

        Основные части

        У мыши обычно две кнопки: основная кнопка (обычно левая кнопка) и дополнительная кнопка (обычно правая). Основная кнопка - это та, которую вы будете использовать чаще всего. У большинства мышей также есть колесо прокрутки между кнопками, чтобы упростить прокрутку документов и веб-страниц. На некоторых мышах колесо прокрутки можно нажать, чтобы действовать как третью кнопку.У продвинутых мышей могут быть дополнительные кнопки, которые могут выполнять другие функции.

        Удерживание и перемещение мыши

        Поместите мышь рядом с клавиатурой на чистую гладкую поверхность, например коврик для мыши. Осторожно держите мышь, положив указательный палец на основную кнопку, а большой палец - на бок. Чтобы переместить мышь, медленно перемещайте ее в любом направлении. Не скручивайте ее - держите переднюю часть мыши подальше от вас. Когда вы перемещаете мышь, указатель (см. Рисунок) на экране перемещается в том же направлении.Если вам не хватает места для перемещения мыши по столу или коврику для мыши, просто возьмите мышь и поднесите ее ближе к себе.
        При указании на объект часто появляется описательное сообщение о нем. Указатель может меняться в зависимости от того, на что вы указываете. Например, когда вы указываете ссылку в своем веб-браузере, указатель меняется со стрелки на руку с указательным пальцем.

        Большинство действий мыши совмещает наведение с нажатием одной из кнопок мыши.Есть четыре основных способа использования кнопок мыши: щелчок, двойной щелчок, щелчок правой кнопкой мыши и перетаскивание.

        Щелчок (однократное нажатие)

        Чтобы щелкнуть элемент, наведите указатель на элемент на экране, а затем нажмите и отпустите основную кнопку (обычно левую).

        Щелчок чаще всего используется для выбора (отметки) элемента или открытия меню. Иногда это называют однократным или левым щелчком.

        Двойной щелчок

        Чтобы дважды щелкнуть элемент, наведите указатель на этот элемент на экране и затем дважды быстро щелкните.Если два щелчка расположены слишком далеко друг от друга, они могут быть интерпретированы как два отдельных щелчка, а не как один двойной щелчок.

        Двойной щелчок чаще всего используется для открытия элементов на рабочем столе. Например, вы можете запустить программу или открыть папку, дважды щелкнув ее значок на рабочем столе.

        Щелчок правой кнопкой мыши

        Чтобы щелкнуть элемент правой кнопкой мыши, наведите указатель мыши на элемент на экране, а затем нажмите и отпустите дополнительную кнопку (обычно правую).

        Если щелкнуть элемент правой кнопкой мыши, обычно отображается список действий, которые вы можете сделать с этим элементом.Например, когда вы щелкаете правой кнопкой мыши корзину на рабочем столе, Windows отображает меню, позволяющее открыть ее, очистить, удалить или просмотреть ее свойства. Если вы не знаете, что с чем-то делать, щелкните его правой кнопкой мыши.

        C) СКАНИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
        Это устройства, которые захватывают объект или документ непосредственно из источника. Они классифицируются в соответствии с технологией, используемой для сбора данных, например Сканеры и считыватели документов .
        i) Сканеры
        Используются для захвата исходного документа и преобразования его в электронный формат f .
        Пример: плоские и ручные сканеры .

        ii) Устройства чтения документов
        Это документы, которые считывают данные непосредственно из исходного документа и передают их в качестве входных данных в виде электронного сигнала. e
        Типы считывателей документов
        i) Оптический считыватель маркировки (OMR)

        ii) Считыватели штрих-кода

        iii) Оптические считыватели символов

        b) Магнитные считыватели
        Считывает данные с помощью магнитных чернил.t использует принцип магнетизма для считывания данных, написанных с помощью намагниченных чернил.

        ЦЕНТРАЛЬНЫЙ БЛОК ОБРАБОТКИ (C P U)

        Это мозг или сердце компьютера. Также известен как процессор и состоит из трех блоков, а именно -
        i) блока управления (CU)
        ii) блока арифметической логики (ALU)
        iii) блока основной памяти (MMU )

        Системным блоком является ядро компьютерной системы. Обычно это прямоугольная коробка, которую ставят на стол или под ним.Внутри этого ящика находится множество электронных компонентов, обрабатывающих данные. Наиболее важным из этих компонентов является центральный процессор (ЦП) или микропроцессор, который действует как «мозг» вашего компьютера. Другой компонент - оперативная память (RAM), в которой временно хранится информация, которую ЦП использует, когда компьютер включен. Информация, хранящаяся в ОЗУ, стирается при выключении компьютера.

        Почти все остальные части вашего компьютера подключаются к системному блоку с помощью кабелей.Кабели подключаются к определенным портам (отверстиям), обычно на задней панели системного блока. Аппаратное обеспечение, не являющееся частью системного блока, иногда называют периферийным устройством . Периферийные устройства могут быть внешними , такими как мышь, клавиатура, принтер, монитор, внешний Zip-накопитель или сканер, или внутренними , такими как привод CD-ROM, привод CD-R или внутренний модем. Внутренние периферийные устройства часто упоминаются как , , интегрированные периферийные устройства . Существует два типа в зависимости от формы: башня и настольная .

        Системный блок в корпусе Tower Настольный системный блок


        Материнская плата (материнская плата , системная плата , планарная плата или материнская плата ) - это основная печатная плата, используемая в компьютерах и других расширяемых системах. Он содержит многие важные электронные компоненты системы, такие как центральный процессор (ЦП) и память, а также обеспечивает разъемы для других периферийных устройств.

        Материнская плата

        ТИПЫ ПРОЦЕССОРОВ
        I) Компьютеры с набором команд (CISC)
        ii) Компьютеры с сокращенным набором команд (RISC)

        ФУНКЦИИ ЦЕНТРАЛЬНОГО БЛОКА ОБРАБОТКИ
        - Данные процесса
        - Управляющая последовательность компьютеры
        - дает команду всем частям компьютера
        - контролирует использование основной памяти при хранении данных и инструкций
        - обеспечивает временное хранение (ОЗУ) и постоянное хранение (ПЗУ) данных

        КОНТРОЛЬ БЛОК
        Является операционным центром компьютерной системы, он направляет деятельность компьютерной системы.
        Функции блока управления

        .

        Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

        Компьютер - это машина, которая принимает данные в качестве входных данных, обрабатывает эти данные с помощью программ и выводит обработанные данные в качестве информации. Многие компьютеры могут хранить и извлекать информацию с помощью жестких дисков. Компьютеры могут быть соединены вместе в сети, что позволяет подключенным компьютерам обмениваться данными друг с другом.

        Двумя основными характеристиками компьютера являются: он реагирует на конкретный набор инструкций четко определенным образом и может выполнять предварительно записанный список инструкций, вызывающих программу.В компьютере четыре основных этапа обработки: ввод, хранение, вывод и обработка.


        Современные компьютеры могут выполнять миллиарды вычислений в секунду. Возможность выполнять вычисления много раз в секунду позволяет современным компьютерам выполнять несколько задач одновременно, что означает, что они могут выполнять множество различных задач одновременно. Компьютеры выполняют множество различных задач, где автоматизация полезна. Некоторые примеры - управление светофорами, транспортными средствами, системами безопасности, стиральными машинами и цифровыми телевизорами.

        Компьютеры могут быть сконструированы так, чтобы делать с информацией практически все, что угодно. Компьютеры используются для управления большими и маленькими машинами, которые в прошлом управлялись людьми. Большинство людей использовали персональный компьютер дома или на работе. Они используются для таких вещей, как расчет, прослушивание музыки, чтение статьи, письмо и т. Д.

        Современные компьютеры - это электронное компьютерное оборудование. Они очень быстро выполняют математическую арифметику, но компьютеры на самом деле не «думают». Они следуют только инструкциям своего программного обеспечения.Программное обеспечение использует оборудование, когда пользователь дает ему инструкции, и дает полезный результат.

        Люди управляют компьютерами с помощью пользовательских интерфейсов. К устройствам ввода относятся клавиатуры, компьютерные мыши, кнопки и сенсорные экраны. Некоторыми компьютерами также можно управлять с помощью голосовых команд, жестов рук или даже сигналов мозга через электроды, имплантированные в мозг или вдоль нервов.

        Компьютерные программы разрабатываются или пишутся компьютерными программистами. Некоторые программисты пишут программы на собственном языке компьютера, называемом машинным кодом.Большинство программ написано с использованием таких языков программирования, как C, C ++, Java. Эти языки программирования больше похожи на язык, на котором говорят и пишут каждый день. Компилятор переводит инструкции пользователя в двоичный код (машинный код), который компьютер поймет и сделает то, что необходимо.

        Автоматизация [изменить | изменить источник]

        У большинства людей проблемы с математикой. Чтобы показать это, попробуйте набрать в голове 584 × 3220. Все шаги запомнить сложно! Люди создали инструменты, чтобы помочь им вспомнить, где они находились в математической задаче.Другая проблема, с которой сталкиваются люди, заключается в том, что им приходится решать одну и ту же проблему снова и снова. Кассиру приходилось каждый день вносить сдачу в уме или с помощью бумажки. Это заняло много времени и допустило ошибки. Итак, люди сделали калькуляторы, которые делали одно и то же снова и снова. Эта часть компьютерной истории называется «историей автоматических вычислений», что является причудливым выражением для «истории машин», благодаря которым мне легко решать одну и ту же математическую задачу снова и снова, не делая ошибок."

        Счеты, логарифмическая линейка, астролябия и антикиферский механизм (датируемый примерно 150–100 гг. До н.э.) являются примерами автоматических вычислительных машин.

        Программирование [изменить | изменить источник]

        Людям не нужна машина, которая будет делать одно и то же снова и снова. Например, музыкальная шкатулка - это устройство, которое воспроизводит одну и ту же музыку снова и снова. Некоторые люди хотели научить свою машину делать разные вещи. Например, они хотели сказать музыкальной шкатулке, чтобы она каждый раз играла разную музыку.Они хотели иметь возможность программировать музыкальную шкатулку, чтобы музыкальная шкатулка воспроизводила разную музыку. Эта часть компьютерной истории называется «историей программируемых машин», что является причудливым выражением для «истории машин, которым я могу приказать делать разные вещи, если я знаю, как говорить на их языке».

        Один из первых таких примеров был построен героем Александрии (ок. 10–70 нашей эры). Он построил механический театр, который разыгрывал пьесу продолжительностью 10 минут и управлялся сложной системой веревок и барабанов.Эти веревки и барабаны были языком машины - они рассказывали, что машина делает и когда. Некоторые утверждают, что это первая программируемая машина. [1]

        Историки расходятся во мнении относительно того, какие ранние машины были «компьютерами». Многие говорят, что «замковые часы», астрономические часы, изобретенные Аль-Джазари в 1206 году, являются первым известным программируемым аналоговым компьютером. [2] [3] Продолжительность дня и ночи можно регулировать каждый день, чтобы учесть изменяющуюся продолжительность дня и ночи в течение года. [4] Некоторые считают эту ежедневную настройку компьютерным программированием.

        Другие говорят, что первый компьютер создал Чарльз Бэббидж. [4] Ада Лавлейс считается первым программистом. [5] [6] [7]

        Эра вычислительной техники [изменить | изменить источник]

        В конце средневековья люди начали думать, что математика и инженерия были важнее. В 1623 году Вильгельм Шикард создал механический калькулятор. Другие европейцы сделали больше калькуляторов после него.Это не были современные компьютеры, потому что они могли только складывать, вычитать и умножать - вы не могли изменить то, что они делали, чтобы заставить их делать что-то вроде игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что они не были программируемыми. Теперь инженеры используют компьютеры для проектирования и планирования.

        В 1801 году Жозеф Мари Жаккард использовал перфокарты, чтобы указать своему текстильному ткацкому станку, какой узор ткать. Он мог использовать перфокарты, чтобы указывать ткацкому станку, что ему делать, и он мог менять перфокарты, что означало, что он мог запрограммировать ткацкий станок на плетение нужного узора.Это означает, что ткацкий станок можно было программировать. В конце 1800-х годов Герман Холлерит изобрел запись данных на носитель, который затем мог быть прочитан машиной, разработав технологию обработки данных перфокарт для переписи населения США 1890 года. Его счетные машины считывали и суммировали данные, хранящиеся на перфокартах, и они начали использоваться для правительственной и коммерческой обработки данных.

        Чарльз Бэббидж хотел создать аналогичную машину, которая могла бы производить вычисления. Он назвал это «Аналитическая машина». [8] Поскольку у Бэббиджа не было достаточно денег и он всегда менял свою конструкцию, когда у него появлялась идея получше, он так и не построил свою аналитическую машину.

        Со временем компьютеры стали использоваться все чаще. Людям быстро становится скучно повторять одно и то же снова и снова. Представьте, что вы тратите свою жизнь на то, чтобы записывать вещи на учетных карточках, хранить их, а затем снова искать их. В Бюро переписи населения США в 1890 году этим занимались сотни людей. Это было дорого, и отчеты требовали много времени. Затем инженер придумал, как заставить машины выполнять большую часть работы. Герман Холлерит изобрел машину для подсчета результатов, которая автоматически суммирует информацию, собранную бюро переписи населения.Его машины производила компания Computing Tabulating Recording Corporation (которая позже стала IBM). Они арендовали машины вместо того, чтобы продавать их. Производители машин уже давно помогают своим пользователям разбираться в них и ремонтировать их, и техническая поддержка CTR была особенно хороша.

        Благодаря машинам, подобным этой, были изобретены новые способы общения с этими машинами, и были изобретены новые типы машин, и, в конце концов, родился компьютер, каким мы его знаем.

        Аналоговые и цифровые компьютеры [изменить | изменить источник]

        В первой половине 20-го века ученые начали использовать компьютеры, в основном потому, что ученым нужно было разгадывать много математики, и они хотели тратить больше времени на размышления о научных вопросах, вместо того, чтобы часами складывать числа.Например, если им нужно было запустить ракету, им нужно было проделать много математических расчетов, чтобы убедиться, что ракета работает правильно. Итак, они собрали компьютеры. В этих аналоговых компьютерах использовались аналоговые схемы, что затрудняло их программирование. В 1930-х они изобрели цифровые компьютеры и вскоре упростили их программирование. Однако это не так, поскольку было предпринято много последовательных попыток довести арифметическую логику до 13. Аналоговые компьютеры - это механические или электронные устройства, которые решают проблемы.Некоторые также используются для управления машинами.

        Крупногабаритные компьютеры [изменить | изменить источник]

        Ученые придумали, как создавать и использовать цифровые компьютеры в 1930-1940-х годах. Ученые создали множество цифровых компьютеров, и, когда они это сделали, они выяснили, как задавать им правильные вопросы, чтобы получить от них максимальную пользу. Вот несколько компьютеров, которые они построили:

        EDSAC был одним из первых компьютеров, который запомнил то, что вы ему сказали, даже после выключения питания.Это называется (фон Нейман) архитектурой.
        • Электромеханические "станки Z" Конрада Цузе. Z3 (1941) была первой рабочей машиной, которая использовала двоичную арифметику. Двоичная арифметика означает использование «Да» и «Нет». складывать числа. Вы также можете запрограммировать это. В 1998 году было доказано, что Z3 завершен по Тьюрингу. Завершение по Тьюрингу означает, что этому конкретному компьютеру можно сказать все, что математически возможно сказать компьютеру. Это первый в мире современный компьютер.
        • Непрограммируемый компьютер Атанасова – Берри (1941), который использовал электронные лампы для хранения ответов «да» и «нет», а также регенеративную конденсаторную память.
        • The Harvard Mark I (1944), большой компьютер, на котором можно было программировать.
        • Лаборатория баллистических исследований армии США ENIAC (1946), которая могла складывать числа, как это делают люди (с использованием чисел от 0 до 9), и иногда ее называют первым электронным компьютером общего назначения (так как Z3 Конрада Цузе 1941 года использовал электромагниты вместо электроники ).Однако сначала единственным способом перепрограммировать ENIAC было его перепрограммирование.

        Несколько разработчиков ENIAC видели его проблемы. Они изобрели способ, позволяющий компьютеру запоминать то, что он ему сказал, и способ изменить то, что он запомнил. Это известно как «архитектура хранимых программ» или архитектура фон Неймана. Джон фон Нейман рассказал об этой конструкции в статье «Первый проект отчета по EDVAC », распространенной в 1945 году. Примерно в это же время стартовал ряд проектов по разработке компьютеров на основе архитектуры хранимых программ.Первый из них был завершен в Великобритании. Первой, где была продемонстрирована работа, была Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM или «Baby»), в то время как EDSAC, завершенный через год после SSEM, был первым действительно полезным компьютером, который использовал сохраненный проект программы. Вскоре после этого машина, первоначально описанная в статье фон Неймана - EDVAC - была завершена, но не была готова в течение двух лет.

        Практически все современные компьютеры используют архитектуру хранимых программ. Это стало основным понятием, определяющим современный компьютер.Технологии, используемые для создания компьютеров, изменились с 1940-х годов, но многие современные компьютеры по-прежнему используют архитектуру фон Неймана.

        В 1950-х годах компьютеры строились в основном из электронных ламп. Транзисторы заменили электронные лампы в 1960-х годах, потому что они были меньше и дешевле. Им также требуется меньше энергии и они не ломаются так сильно, как электронные лампы. В 1970-х годах технологии были основаны на интегральных схемах. Микропроцессоры, такие как Intel 4004, сделали компьютеры меньше, дешевле, быстрее и надежнее.К 1980-м годам микроконтроллеры стали достаточно маленькими и дешевыми, чтобы заменить механические элементы управления в таких вещах, как стиральные машины. В 80-е годы также появились домашние компьютеры и персональные компьютеры. С развитием Интернета персональные компьютеры становятся таким же обычным явлением в домашнем хозяйстве, как телевизор и телефон.

        В 2005 году Nokia начала называть некоторые из своих мобильных телефонов (серии N) «мультимедийными компьютерами», а после выпуска Apple iPhone в 2007 году многие теперь начинают добавлять категорию смартфонов к «настоящим» компьютерам.В 2008 году, если смартфоны включены в число компьютеров в мире, крупнейшим производителем компьютеров по количеству проданных единиц уже была не Hewlett-Packard, а Nokia. [9]

        Есть много типов компьютеров. Некоторые включают:

        1. персональный компьютер
        2. рабочая станция
        3. базовый блок
        4. сервер
        5. миникомпьютер
        6. суперкомпьютер
        7. встроенная система
        8. планшетный компьютер

        «Настольный компьютер» - это небольшой компьютер с экраном (который не является частью компьютера).Большинство людей хранят их на столе, поэтому их называют «настольными компьютерами». «Портативные компьютеры» - это компьютеры, достаточно маленькие, чтобы поместиться у вас на коленях. Это позволяет легко носить их с собой. И ноутбуки, и настольные компьютеры называются персональными компьютерами, потому что один человек одновременно использует их для таких вещей, как воспроизведение музыки, просмотр веб-страниц или видеоигры.

        Есть компьютеры большего размера, которыми могут пользоваться одновременно многие люди. Они называются «мэйнфреймы», и эти компьютеры делают все, что заставляет работать такие вещи, как Интернет.Вы можете думать о персональном компьютере так: персональный компьютер подобен вашей коже: вы можете видеть его, другие люди могут видеть его, а через свою кожу вы чувствуете ветер, воду, воздух и остальной мир. Мэйнфрейм больше похож на ваши внутренние органы: вы их никогда не видите и даже не думаете о них, но если они вдруг пропадут, у вас возникнут очень большие проблемы.

        Встроенный компьютер, также называемый встроенной системой, - это компьютер, который делает одно и только одно, и обычно делает это очень хорошо.Например, будильник - это встроенный компьютер: он показывает время. В отличие от вашего персонального компьютера, вы не можете использовать свои часы для игры в тетрис. Из-за этого мы говорим, что встроенные компьютеры нельзя программировать, потому что вы не можете установить больше программ на свои часы. Некоторые мобильные телефоны, банкоматы, микроволновые печи, проигрыватели компакт-дисков и автомобили работают со встроенными компьютерами.

        ПК "все в одном" [изменить | изменить источник]

        Универсальные компьютеры - это настольные компьютеры, в которых все внутренние механизмы компьютера находятся в том же корпусе, что и монитор.Apple сделала несколько популярных примеров компьютеров «все в одном», таких как оригинальный Macintosh середины 1980-х годов и iMac конца 1990-х и 2000-х годов.

        • Обработка текста
        • Таблицы
        • Презентации
        • Редактирование фотографий
        • Электронная почта
        • Монтаж / рендеринг / кодирование видео
        • Аудиозапись
        • Управление системой
        • Разработка веб-сайтов
        • Разработка программного обеспечения

        Компьютеры хранят данные и инструкции в виде чисел, потому что компьютеры могут работать с числами очень быстро.Эти данные хранятся в виде двоичных символов (1 и 0). Символ 1 или 0, хранящийся в компьютере, называется битом, который происходит от двоичной цифры слова. Компьютеры могут использовать вместе множество битов для представления инструкций и данных, которые используются этими инструкциями. Список инструкций называется программой и хранится на жестком диске компьютера. Компьютеры работают с программой, используя центральный процессор, и они используют быструю память, называемую ОЗУ, также известную как (память с произвольным доступом), в качестве пространства для хранения инструкций и данных, пока они это делают.Когда компьютер хочет сохранить результаты программы на потом, он использует жесткий диск, потому что вещи, хранящиеся на жестком диске, все еще можно запомнить после выключения компьютера.

        Операционная система сообщает компьютеру, как понимать, какие задания он должен выполнять, как выполнять эти задания и как сообщать людям результаты. Миллионы компьютеров могут использовать одну и ту же операционную систему, в то время как каждый компьютер может иметь свои собственные прикладные программы, которые делают то, что нужно его пользователю. Использование одних и тех же операционных систем позволяет легко научиться использовать компьютеры для новых целей.Пользователь, которому нужно использовать компьютер для чего-то другого, может узнать, как использовать новую прикладную программу. Некоторые операционные системы могут иметь простые командные строки или полностью удобный графический интерфейс.

        Одна из самых важных задач, которые компьютеры выполняют для людей, - это помощь в общении. Коммуникация - это то, как люди делятся информацией. Компьютеры помогли людям продвинуться вперед в науке, медицине, бизнесе и обучении, потому что они позволяют экспертам из любой точки мира работать друг с другом и обмениваться информацией.Они также позволяют другим людям общаться друг с другом, выполнять свою работу практически где угодно, узнавать практически обо всем или делиться друг с другом своим мнением. Интернет - это то, что позволяет людям общаться между своими компьютерами.

        Компьютер теперь почти всегда является электронным устройством. Обычно он содержит материалы, которые при утилизации превращаются в электронные отходы. Когда в некоторых местах покупается новый компьютер, законы требуют, чтобы стоимость его утилизации была оплачена.Это называется управлением продуктом.

        Компьютеры могут быстро устареть, в зависимости от того, какие программы использует пользователь. Очень часто их выбрасывают в течение двух-трех лет, потому что для некоторых новых программ требуется более мощный компьютер. Это усугубляет проблему, поэтому утилизация компьютеров происходит часто. Многие проекты пытаются отправить работающие компьютеры в развивающиеся страны, чтобы их можно было использовать повторно и не тратить так быстро, поскольку большинству людей не нужно запускать новые программы. Некоторые компоненты компьютера, например жесткие диски, могут легко сломаться.Когда эти части попадают на свалку, они могут поместить в грунтовые воды ядовитые химические вещества, такие как свинец. Жесткие диски также могут содержать секретную информацию, например, номера кредитных карт. Если жесткий диск не стереть перед тем, как выбросить, злоумышленник может получить информацию с жесткого диска, даже если диск не работает, и использовать его для кражи денег с банковского счета предыдущего владельца.

        Компьютеры бывают разных форм, но большинство из них имеют общий дизайн.

        • Все компьютеры имеют центральный процессор.
        • Все компьютеры имеют своего рода шину данных, которая позволяет им получать или выводить данные в среду.
        • Все компьютеры имеют тот или иной вид памяти. Обычно это микросхемы (интегральные схемы), которые могут хранить информацию.
        • Многие компьютеры имеют какие-то датчики, которые позволяют им получать данные из окружающей среды.
        • Многие компьютеры имеют какое-либо устройство отображения, которое позволяет им отображать выходные данные. К ним также могут быть подключены другие периферийные устройства.

        Компьютер состоит из нескольких основных частей.При сравнении компьютера с человеческим телом центральный процессор похож на мозг. Он делает большую часть мышления и сообщает остальному компьютеру, как работать. Процессор находится на материнской плате, которая похожа на скелет. Он обеспечивает основу для других частей и несет нервы, соединяющие их друг с другом и с ЦП. Материнская плата подключена к источнику питания, который обеспечивает электричеством весь компьютер. Различные приводы (привод компакт-дисков, дисковод для гибких дисков и на многих новых компьютерах USB-накопитель) действуют как глаза, уши и пальцы и позволяют компьютеру читать различные типы хранилищ точно так же, как человек может читать разные виды книг.Жесткий диск похож на человеческую память и отслеживает все данные, хранящиеся на компьютере. У большинства компьютеров есть звуковая карта или другой способ воспроизведения звука, который похож на голосовые связки или голосовой ящик. К звуковой карте подключены динамики, похожие на рот, из которых выходит звук. Компьютеры также могут иметь графическую карту, которая помогает компьютеру создавать визуальные эффекты, такие как трехмерное окружение или более реалистичные цвета, а более мощные графические карты могут создавать более реалистичные или более сложные изображения, как это может сделать хорошо обученный художник. .

        Название компании Продажи
        (млрд долларов США)
        Яблоко 220 000
        Samsung 212 680
        Foxconn 132 070
        л.с. (Hewlett-Packard) 112 300
        IBM 99,750
        Hitachi 87 510
        Microsoft 86830
        Амазонка 74,450
        Sony 72,340
        Panasonic 70 830
        Google 59 820
        Dell 56 940
        Toshiba 56 200
        LG 54,750
        Intel 52,700
        1. «Цапля Александрийская».Проверено 15 января 2008.
        2. ↑ Говард Р. Тернер (1997), Наука в средневековом исламе: иллюстрированное введение , стр. 184, Техасский университет Press, ISBN 0-292-78149-0
        3. ↑ Дональд Рутледж Хилл, «Машиностроение на Средневековом Ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., стр. 64-9 (сравните Дональд Рутледж Хилл, Машиностроение)
        4. 4,0 4,1 Древние открытия, Эпизод 11: Древние роботы , History Channel, извлечено 06.09.2008
        5. ↑ Fuegi & Francis 2003, стр.16–26.
        6. Филлипс, Ана Лена (2011). «Краудсорсинг гендерного равенства: День Ады Лавлейс и сопутствующий ему веб-сайт направлены на повышение роли женщин в науке и технологиях». Американский ученый . 99 (6): 463.
        7. «Ада Лавлейс удостоена чести Google Doodle», The Guardian , 10 декабря 2012 г., получено 10 декабря 2012 г. .
        8. ↑ Не путайте аналитическую машину с разностной машиной Бэббиджа, которая была непрограммируемым механическим калькулятором.
        9. Миллер, Мэтью. «В 2008 году Nokia была крупнейшим производителем компьютеров в мире». ZDNet . Проверено 18 июля 2020.

        Примечания [изменение | изменить источник]

        • a Кемпф, Кар (1961). " Историческая монография: Электронные компьютеры в артиллерийском корпусе ". Абердинский полигон (армия США).
        • a Филлипс, Тони (2000). «Антикиферский механизм I».Американское математическое общество. Проверено 5 апреля 2006.
        • a Шеннон, Клод Элвуд (1940). « Символьный анализ цепей реле и коммутации ». Массачусетский Технологический Институт.
        • a Digital Equipment Corporation (1972). Руководство по процессору PDP-11/40 (PDF). Мейнард, Массачусетс: Корпорация цифрового оборудования.
        • a Verma, G .; Мильке, Н.(1988). « Показатели надежности флэш-памяти на базе ETOX ». Международный симпозиум IEEE по физике надежности.
        • a Меуэр, Ханс (13 ноября 2006 г.). «Архитектуры делятся во времени». Штромайер, Эрих; Саймон, Хорст; Донгарра, Джек. ТОП500. Проверено 27 ноября 2006.
        • Стокс, Джон (2007). Внутри машины: иллюстрированное введение в микропроцессоры и компьютерную архитектуру . Сан-Франциско: Пресса без крахмала.ISBN 978-1-59327-104-6 .
        .

        информатика | Определение, поля и факты

        Информатика , изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации. Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, компьютерное и сетевое проектирование, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика берет некоторые свои основы из математики и инженерии и поэтому включает методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем.Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование во время концептуализации, проектирования, измерения и уточнения новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

        портативный компьютер

        портативный персональный компьютер.

        © Index Open

        Популярные вопросы

        Что такое информатика?

        Кто самые известные программисты?

        Что можно делать с информатикой?

        Используется ли информатика в видеоиграх?

        Как мне изучить информатику?

        Многие университеты по всему миру предлагают степени, которые обучают студентов основам теории информатики и приложениям компьютерного программирования.Кроме того, преобладание онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты информатики (такие как кодирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

        Информатика считается частью семейства из пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно как дисциплина вычислений.Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что информатика является их объектом изучения, но они отделены друг от друга, поскольку каждая имеет свою исследовательскую перспективу и направленность учебной программы. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничают в разработке и обновлении таксономии этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководящих принципов, которые во всем мире для их программ бакалавриата, магистратуры и исследований.)

        Основные области информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека с компьютером, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные вопросы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей частично совпадают в своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия.Эти совпадения являются следствием тенденции компьютерных ученых распознавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

        Развитие информатики

        Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронно-цифровая вычислительная машина, являющаяся объектом ее изучения, была изобретена примерно двумя десятилетиями ранее. Корни информатики лежат, прежде всего, в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

        Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

        Математика является источником двух ключевых концепций в развитии компьютера - идеи о том, что всю информацию можно представить в виде последовательностей нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимая программа». В двоичной системе счисления числа представлены последовательностью двоичных цифр 0 и 1 так же, как числа в знакомой десятичной системе представлены цифрами от 0 до 9.Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, естественным образом привела к тому, что двоичная цифра или бит стал основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

        Электротехника обеспечивает основы проектирования схем, а именно идею о том, что электрические импульсы, входящие в схему, могут быть объединены с использованием булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для разработки схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, наряду с изобретением электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации, явились результатом достижений электротехники и физики.

        Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых развились различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы.В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, играющая ключевую роль в ведении бизнеса: расчет заработной платы, бухгалтерский учет, управление запасами, производственный контроль, отгрузка и получение.

        Теоретические работы по вычислимости, начатые в 1930-х годах, обеспечили необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, выполняющая инструкции, представленные в виде серии нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели.Другим прорывом стала концепция компьютера с хранимой программой, которую обычно приписывают венгерскому американскому математику Джону фон Нейману. Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

        Алан М. Тьюринг, 1951.

        Science History Images / Alamy

        В 1950-е годы большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических вычислений (например,g., траектории ракет), в то время как последняя группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежными ведомостями и запасами). Обе группы быстро поняли, что написание программ на машинном языке нулей и единиц непрактично и не надежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X ). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять, или «выполнять».”

        Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения частей собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли быть выполнены. Концепция связывания отдельных частей кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой программной инженерией.

        Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (ближе к естественным языкам) начала поддерживать более легкое и быстрое программирование.FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в различном программном обеспечении, называемом компиляторами, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того, как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, которые создают высококачественный машинный код и которые эффективны с точки зрения скорости выполнения и потребления памяти, стало сложной проблемой информатики.Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области информатики, называемой языками программирования.

        Рост использования компьютеров в начале 1960-х годов послужил толчком для разработки первых операционных систем, которые состояли из резидентного программного обеспечения системы, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод и выполняло программы, называемые «заданиями». Спрос на более совершенные вычислительные методы привел к возрождению интереса к численным методам и их анализу, деятельности, которая расширилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

        В 1970-х и 1980-х годах появились мощные устройства компьютерной графики, как для научного моделирования, так и для другой визуальной деятельности. (Компьютеризированные графические устройства были представлены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогостоящее оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х годов, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из небольших прямоугольных пикселей), стала более доступной.Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и развитием графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машины, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности переросла в область компьютерных наук, известную как графика и визуальные вычисления.

        С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы стали широко использоваться в 1980-х и 1990-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI).Дизайн графического пользовательского интерфейса, который был впервые разработан Xerox, а затем подхвачен Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, потому что он определяет то, что люди видят и делают, когда они взаимодействуют с вычислительным устройством. Разработка соответствующих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область компьютерных наук, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

        графический интерфейс пользователя

        Xerox Alto был первым компьютером, на котором для управления системой использовались графические значки и мышь - первый графический интерфейс пользователя (GUI).

        Предоставлено Xerox

        Область компьютерной архитектуры и организации также резко изменилась с тех пор, как в 1950-х были разработаны первые компьютеры с хранимой программой. Так называемые системы с разделением времени появились в 1960-х годах, чтобы позволить нескольким пользователям одновременно запускать программы с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру. В 1970-х годах были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для высокоскоростной передачи информации между компьютерами, разделенными на большие расстояния.По мере развития этих видов деятельности они переросли в область компьютерных наук, называемую сетями и коммуникациями. Важным достижением в этой области стало развитие Интернета.

        Идея о том, что инструкции, а также данные могут храниться в памяти компьютера, имела решающее значение для фундаментальных открытий о теоретическом поведении алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно / нельзя вычислить?» были формально решены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области компьютерных наук, известной как алгоритмы и сложность.Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и размещения данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для компьютерных ученых, потому что они так активно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах, и поисковые системы.

        В 1960-х годах изобретение магнитных дисков обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске.Это изобретение привело не только к более грамотно спроектированным файловым системам, но и к разработке баз данных и систем поиска информации, которые впоследствии стали важными для хранения, извлечения и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

        Еще одна долгосрочная цель исследований в области информатики - создание вычислительных машин и роботизированных устройств, которые могут выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта.К таким задачам относятся движение, зрение, слух, говорение, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле предшествовала первым электронным компьютерам в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект не был введен до 1956 года.

        Три развития вычислительной техники в начале XXI века - мобильные вычисления, вычисления клиент-сервер и взлом компьютеров - способствовали появлению трех новых областей в информатике: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления и безопасность. и информационное обеспечение.Платформенная разработка - это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и приложений. Параллельные и распределенные вычисления связаны с разработкой архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут выполняться одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Безопасность и информационное обеспечение связаны с проектированием компьютерных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, которые характеризуются этими данными.

        Наконец, на протяжении всей истории информатики особое внимание уделялось уникальному влиянию на общество, которое сопровождает исследования в области информатики и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х годах разработчикам программного обеспечения потребовалось решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли компьютерное программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» породила совершенно новую правовую область лицензирования и лицензионных стандартов, которые применяются к программному обеспечению и связанным с ним артефактам.Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных вопросов информатики и проявляются почти во всех других областях, указанных выше.

        Итак, чтобы подвести итог, дисциплина информатики превратилась в следующие 15 отдельных областей:

        • Алгоритмы и сложность

        • Архитектура и организация

        • Вычислительные науки

        • Графика и визуальные вычисления

        • Взаимодействие человека и компьютера

        • Управление информацией

        • Интеллектуальные системы

          Сеть и связь

        • Операционные системы

        • Параллельные и распределенные вычисления

        • Платформенная разработка

        • Языки программирования

        • Обеспечение безопасности и информации

        • Программная инженерия

        • Социальные и профессиональные вопросы

        Информатика по-прежнему имеет сильные математические и инженерные корни.Программы бакалавриата, магистратуры и докторантуры по информатике обычно предлагаются высшими учебными заведениями, и эти программы требуют от студентов прохождения соответствующих курсов математики и инженерии, в зависимости от их специализации. Например, все студенты бакалавриата по информатике должны изучать дискретную математику (логику, комбинаторику и элементарную теорию графов). Многие программы также требуют от студентов завершения курсов по расчету, статистике, числовому анализу, физике и принципам инженерии в начале учебы.

        .

        Смотрите также