Раевский Ю.А. Информатика. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий - файл n1.doc

приобрести
Раевский Ю.А. Информатика. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий
скачать (697 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc697kb.07.07.2012 00:08скачать

n1.doc

  1   2   3   4


Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования
"Хабаровская государственная академия экономики и права"


Ю.А.Раевский
Информатика

Часть 1: История, развитие компьютерных технологий,

современное состояние.

Учебное пособие

Хабаровск 2004
ОГЛАВЛЕНИЕ


Предисловие

4

I. Понятие информатики

6

1.1. Понятие информатики как науки

6

1.2. Экономическая информация

11

1.3 Представление информации в компьютерной информационной среде.

14

II. Исторические предпосылки появления персонального компьютера

17

2.1. История развития ВТ и первых ЭВМ

17

2.2. Основные этапы развития ЭВМ и компьютерных технологий

20

III. Основные производители в области компьютерных технологий

26

3.1. Корпорация INTEL

26

3.1.1.Микропроцессоры Intel: начало эры ПК

27

3.1.2. Микропроцессор Intel 80286

28

3.1.3. Микропроцессор Intel 80386, 80486

29

3.1.4. Процессоры Pentium

29

3.2. Компания AMD (Advanced Micro Device)

46

3.3. Корпорация APPLE

51

3.4. Корпорация IBM

56

3.4.1.История организации IBM

56

3.4.2. Первые ЭВМ компании IBM

57

3.4.3. Настоящее и будущее IBM

58

3.4.4. Персональные компьютеры фирмы IBM

59

3.4.5.Развитие модельного ряда компьютеров фирмы IBM

62

3.4.6. Компьютер IBM PC/AT

63

3.4.7. Компьютер PS/2

63

3.4.8. Компьютер IBM PC/AT-386

64

3.4.9. Компьютер на базе процессоров Intel 486 (IBM PC/AT-486)

64

3.4.10. Персональные компьютеры семейства Pentium

66

IY. Развитие компьютерных технологий

67

4.1. Спецификации персонального компьютера

67

4.2. Сверхоперативная память – кэш (cache)

68

4.3. Основные направления развития компьютерной индустрии в ближайшем будущем в рамках форума IDF


72

Заключение

78

Приложения

79

Литература

80


Предисловие
Информационные технологии развиваются огромными темпами. Знание информатики и базирующихся на ней дисциплин прикладного характера, необходимо любому специалисту с высшим образованием.

Информатика молодая наука, а на ее базе уже сформирован целый ряд научных направлений, который постоянно пополняется все новыми и новыми дисциплинами. Во многих вузах в последнее время введены специальности, связанные с информационными технологиями, в том числе в области экономики, финансов, менеджмента, юриспруденции и других специальностей гуманитарного профиля.

Особое значение приобретает информатика в подготовке специалистов экономического профиля. Это связано с тем, что развитие информационных технологий свидетельствует о том, что выпускнику экономического вуза приходится:

Комплекс этих условий отражает, по сути дела, социальный заказ на специалиста и диктует требования к его информационной культуре. От того, насколько специалисты хорошо знают и владеют современными методами и средствами информатики, в конечном счете, зависит эффективность функционирования собственной деятельности, подразделения и фирмы в целом.

Учебный курс «Информатика» ориентирован на то, чтобы в результате его освоения:

В результате изучения дисциплины студент должен:

В учебном пособии, подготовленном в соответствии с учебной программой, излагаются понятийный аппарат по основам информации и информатики, экономической информатики, рассматриваются аппаратные средства, развитие компьютерных технологий и их влияние на информационные системы. С системных позиций рассматривается классификация компьютеров и тенденции их развития; организационно-технические и периферийные средства обработки экономической информации; локальные и глобальные вычислительные сети.

I. Понятие информатики

1.1. Понятие информатики как науки
С развитием техники и технологий человечество вступило в новый этап своего развития. Этот период характеризуется переходом от индустриального общества к информационному. В последние десятилетия в мире прослеживается переход от "индустриального общества" к "обществу информационному". Происходит смена способов производства, мировоззрения людей, межгосударственных отношений. Люди все чаще используется такое понятие как «информация», «информатизация», «информационные технологии» и т.д. Процесс, обеспечивающий этот пе­реход, получил название информатизации.

Информатизация - это процесс создания, развития и всеобщего применения информационных средств и технологий, обеспечивающих достижение и поддержание уровня информированности всех членов общества, необходимого и достаточного для кардинального улучшения качества труда и условий жизни в обществе. При этом информация становится важнейшим стратегическим ресурсом общества и занимает ключевое место в экономике, образовании и культуре.

Неизбежность информатизации общества обусловлена резким возрастанием роли и значения информации. Информационное обще­ство характеризуется высокоразвитой информационной сферой, ко­торая включает деятельность человека по созданию, переработке, хранению, передаче и накоплению информации.

Информатизация организованный социально-экономический и научно-технический процесс предназначенный для удовлетворения информационных потребностей органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информационные ресурсы отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах.

Информационная система - организационно упорядоченная совокупность документов, информационных технологий, в том числе с использованием средств компьютерной техники, программного обеспечения и телекоммуникационных средств связи, реализующих информационные процессы.

Научным фундаментом процесса информатизации общества явля­ется новая научная дисциплина — информатика. В настоящее время существует несколько подходов к толкованию понятия «информатика». Один из них, представленный группой ученых (В.М. Глушков и др.), рассматривает информатику как науку, связан­ную с информационными технологиями и компьютеризованными системами, т.е. информатика — это комплексная дисциплина, изу­чающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования, основанных с ЭВМ систем переработки инфор­мации, их применения и воздействия на различные области общественной жизни. Второе направление сводит ее к учению об «информации вообще» — информологии. Это направление по суще­ству развивает теорию информации К. Шеннона. Третье направление (Е.Г.Ясин и др.) ставит в центр информатики семантические (содержательные) стороны информации.

Разнообразие в понимании предмета информатики как науки, свидетельствует о том, что информатика переживает этап становления на основе эмпирического материала и теоретических разработок.

Одним из основных факторов влияния НТП на все сферы деятельности человека является широкое использование новых информационных технологий.

Под информационными технологиями понимается совокупность средств и методов получения, обработки информации с использованием технических средств, программного обеспечения и математических методов.

Направление в науке, которое занимается изучением свойств информации и методов ее обработки, получило название «Информатика».

На сегодняшний день информатика представляет собой комплексную научно-техническую дисциплину. Информатика под своим названием объединяет довольно обширный комплекс наук, каждая из которых занимается изучением одного из аспектов понятия информация. Предпринимаются усилия ученых по сближению наук, составляющих информатику. Однако процесс сближения этих научных дисциплин идет довольно медленно.

Информатика делится на две части: теоретическую и прикладную информатику.

Теоретическая информатика рассматривает все аспекты разработки автоматизированных информационных систем: их проектирования, создания и использования не только с формально-технической, но и содержательной стороны, а также комплекс экономического, политического и культурного воздействия на социальную сферу. В область деятельности теоретической информатики попадают и традиционные системы преобразования информации и распространения знаний: средства и системы массовой информации, справочные службы и т.д. Но теоретическая информатика рассматривает их с определенной стороны — с позиций получения и использования информационного ресурса, форм и способов воздействия указанных систем на общественный прогресс.

Теоретическая информатика изучает информационные ресурсы, законы его функционирования и использования как движущей силы социального прогресса, а также общие, фундаментальные проблемы ИТ как исторического феномена, выводящего общество на новую ступень развития.

Теоретическая информатика изучает общие свойства, присущие всем многочисленным разновидностям конкретных ИТ, процессов и сред их протекания. Всем им характерны такие понятия, как носители информации, каналы связи, информационные контуры, сигналы, прямые и обратные связи, данные, сведения и т.д. Все они описываются такими характеристиками, как надежность, эффективность, релевантность, достоверность, информационный шум, избыточность и др. Все они делятся на различные фазы и подпроцессы: прием, кодирование, передача, декодирование, хранение, извлечение, отображение информации.

Решающее значение для рождения теоретической информатики имеет появление ИТ высшего уровня, основанных на искусственном интеллекте (ИИ).

Прикладная информатика изучает конкретные разновидности ИТ, которые формируются с помощью специальных информационных систем (ИС) (управленческих, медицинских, обучающих, военных, криминалистических и др.). Очевидно, что такие ИТ, как, например, управление (АСУП, АСУТП), системы проектирования (САПР), системы ИИ, имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой. Разные операции и процедуры, различное оборудование, специфика критериев и показателей, разная степень замкнутости информационных контуров, даже разные информационные носители, т. е. разные информационные среды, — все это становится объектом изучения конкретных функциональных и отраслевых информатик. Так появляются новые ветви прикладной информатики, обслуживающие создание проектирующих систем, экспертных систем, диагностических комплексов, управляющих и других функциональных систем. Возникли также отраслевые ветви информатики, обслуживающие информатизацию разных сфер социальной и экономической практики: промышленность, науку, медицину, связь и т.д. Поэтому наряду с теоретической информатикой развиваются ее конкретные ветви: экономическая информатика, медицинская информатика, военная информатика и др.

Учитывая вышеизложенное в научном мире под «Информатикой» утвердилось несколько основных направлений:

Норберт Винер (американский ученый, 1894-1964гг.) в своем фундаментальном научном трактате «Кибернетика» в 1950-х годах описал общие свойства и законы проявления, передачи и восприятия информации на примерах биологической, инженерной систем и систем автоматического управления (САУ). Он доказал, что информационные процессы, протекающие во всех этих и других системах, имеют общий характер и свойства.

  1. проектирование устройств и средств обработки информации;

  2. технология использования этих устройств в конкретных условиях применения, для решения практических задач;

  3. изучение методов взаимодействия пользователя с техническими средствами обработки информации;

- производство технических средств обработки, хранения, передачи, преобразования информации;

- разработка программного обеспечения для реализации процессов обработки информации.

Под «Экономической информатикой» понимается наука, изучающая методы автоматизированной обработка информации на любых хозяйствующих объектах с помощью компьютера, программного обеспечения и экономико-математических методов.

Информатика (от французского information - информация и automatioque -автоматика) - область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки, хранения, представления информации, решением проблем создания, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах общественной жизни; одно из главных направлений научно-технического прогресса.

В некоторых более кратких определениях информатика трактуется как особая наука о законах и методах получения и измерения, накопления и хранения, переработки и передачи информации с применением математических и технических средств.

Термин информация также имеет множество толкований и определений. В «Энциклопедии кибернетики» «информация (лат. informatio — разъяснение, изложение, осведомленность) — одно из наиболее общих понятий науки, обозначающее некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний и т. п.». В широком смысле «информация» — это отражение реального мира; в узком смысла «информация» — это любые сведения, являющиеся объектом хранения, передачи, преобразования и использования.

Наличие множества определений информации обусловлено сложностью, специфичностью и многообразием подходов к толкованию сущности этого понятия. Особенность информации состоит в том, что, отражаясь на материальных носителях, она не является ни материей, ни энергией.

Информация - сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления. Однако все имеющиеся определения отражают наличие двух главных составляющих информатики - информации и соответствующих средств ее обработки.

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником сообщения.

В любом человеческом обществе взаимоотношения строились на сведениях, полученных из информационных источников. Общеизвестно, что с точки зрения получения и преобразования информации, мир пережил несколько информационных революций. Первая информационная революция связана с изобретением и освоением человеческого языка, который, точнее устная речь, выделила человека из мира животных. Это позволило человеку хранить, передавать, совершенствовать, увеличивать приобретенную информацию. Вторая информационная революция заключалась в изобретении письменности. Третья пришла с изобретением книгопечатания. Здесь наиболее очевидна связь информации и технологии. Печатный станок позволил размножать информацию, удешевил книгу и сделал ее более доступной. Четвертая революция, плавно переходящая в пятую, связана с созданием современных информационных технологий (телеграф, телефон, радио, телевидение). Но самым значительным стало создание современных компьютеров и средств телекоммуникаций.
1.2. Экономическая информация
Информация возникает в процессе регистрации какого-либо события или явления в окружающем мире. Если этот акт регистрации производится в сфере производственных отношений, то такую информацию можно отнести к категории экономической. Но независимо от сферы проявления информационных процессов акт регистрации имеет двойственный (диалектический) характер. С одной стороны данные, подлежащие регистрации являются объективными (отражающие явления и/или процессы и события материальной природы); с другой – подвержены субъективизму, так как фиксацию этих данных производится людьми и с помощью приборов (систем), ими созданными.

Независимо от природы возникновения информации и сферы ее проявления можно выделить общие свойства информации, которые можно обобщить в следующих характеристиках.

Отличительными особенностями экономической информации, по сравнению с другими ее видами, являются следующие:

Экономическая информация неоднородна по своему составу, строению и формированию. Этим и определяется ее многогранная классификация по различным критериям.

В связи с большими объемами экономической информации и повсеместным переходом на автоматизированные информационные технологии требуется разделение ее на ряд основных признаков. В зависимости от ее места в системе документооборота и выполняемых функций управления экономическую информацию принято подразделять на:

По месту возникновения экономическую информацию можно разделить на входную, промежуточную и выходную (результатную).

Формы представления указанных выше видов информации могут быть в нескольких вариантах: визуально (на экранах монитора), бумажных и электронных носителя.

Основная полезная функция информации состоит в использовании ее в управлении объектом. Это приводит к необходимости количественного и качественного ее измерения, что является чрезвычайно сложным, а в ряде случаев вообще невозможным. Что касается количественной оценки экономической информации, возникающей в социально-экономических и производственных отношениях, на основе использования современных информационных технологиях можно найти критерии измерения.

Информационные системы, созданные на базе компьютерных, телекоммуникационных средств, требуют достоверной и своевременной обработки информации. Рассмотрим реализацию этого процесса.
1.3 Представление информации в компьютерной информационной среде
История развития вычислительных средств и ЭВМ привела к возможности отражения информационных процессов в двух формах: непрерывной и дискретной. Первая форма реализована в так называемых аналоговых вычислительных машинах и ряде приборов (осциллографах и т.п.). Данная форма представления информации сегодня остается востребованной для наблюдения непрерывных процессов, таких как кардиограмма, напряжение и сила тока в сети и др.

Дискретный способ отражения сегодня стал стандартом де-факто. Это обусловлено физическими принцами построения и функционирования всех современных ЭВМ и персональных компьютеров (ПК).

Все ЭВМ и ПК независимо от года выпуска (или поколения), назначения и сферы применения имеют некоторые общие принципы функционирования.

С точки зрения пользователя компьютер оперирует с двумя типами информации:

Данные и команды в ЭВМ отображаются в кодированном виде, так как выработанный человеческим сообществом в ходе развития цивилизации понятийный аппарат неприменим для использования на компьютере.

Это связано с тем, основные устройства ЭВМ и ПК выполнены на двухпозиционных элементах, которые в каждый момент времени могут находиться в одном из двух устойчивых состояний. Им условно присваивают значения «0» и «1».

Так, например процессор состоит из десятков и сотен миллионов микросхем, которые работают как переключатели: есть сигнал – нет сигнала; современная оперативная память представляет собой набор микроконденсаторов: есть заряд – нет заряда; накопители на магнитных носителях: намагниченный сектор – размагниченный сектор и тому подобные элементы в других компонентах компьютера. Такой минимальный элемент, который может принимать одно из двух устойчивых состояний, получил название "бит", от сокращенного с английского "binary digit" – "bit". Бит – это минимальная составная единица информации, не несущая смысловой нагрузки. Что означает в конкретном случае "1" или "0" без взаимосвязи с другими такими элементами, отразить невозможно. Требуется некоторая совокупность таких элементов, чтобы отобразить информацию. С развитием технологий и уменьшением размеров электронных компонентов были предложены следующие совокупности этих компонентов: три, четыре, восемь. Совокупность из трех компонентов (23) предоставила возможность закодировать 8 вариантов – это привело к появлению 8-ричной системы счисления; из четырех компонентов (24) – 16 вариантов, 16-ричная система счисления. Все это привело к использованию на внутримашинном уровне двоичной системы счисления, а не привычной нам десятичную. Теоретический фундамент работы с двоичной системой счисления был разработан в 19 веке французским математиком Булем (Булева алгебра). И с появлением ЭВМ, а затем и ПК его работы получили практическое воплощение.

Таким образом, физическая природа электронных компонентов компьютера предоставляет возможность использовать только двоичную систему счисления и ее производные. Для того чтобы отобразить (представить) данные или дать команду на выполнение операции необходимо задать ЭВМ алгоритм, преобразующий эти функции на внутримашинный язык, понятный процессору.

Представление числовой информации в различных системах счисления приведена в таблице.

Преобразование числовой информации в памяти ПК и ее обработка микропроцессором не представляет сложностей, в виду реализации простых алгоритмов, в отличие от отображения символьной, графической, мультимедийной информации, которые реализуется сложными алгоритмами, реализованными в программных продуктах.

Таблица 1

  1   2   3   4


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации