Similar presentations:
Информатика. Задачи информатики. Понятие об информации
1.
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшегообразования «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского»
физико-технический институт
информатика
© Полетаев Дмитрий Александрович, кандидат
физико-математических
наук,
доцент
кафедры
радиофизики и электроники физико-технического
института Крымского федерального университета имени
В.И.
Вернадского
руководитель
студенческого
конструкторского бюро, младший научный сотрудник
научно-образовательного центра ноосферологии и
устойчивого
развития
Крымского
федерального
университета имени В.И. Вернадского, руководитель
студенческого
конструкторского
бюро
физикотехнического института
https://vk.com/dmltry
e-mail: [email protected]
2.
Список рекомендуемой литературы:Симонович С.В. Информатика. Базовый курс. //
С.В. Симонович. – СПб.: 2011. – 640 с.
Нортон П. Программно-аппаратная организация
IBM-PC. // П. Нортон. – М.: Радио и связь, 1992. –
336 с.
Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. // С.
Мюллер. – М.: Вильямс, 2011. – 1072 с.
www, но не википедия
2
3.
Информатика50-е гг XX в: дисциплина, изучающая
структуру и общие свойства научной
информации;
60-е гг XX в: калька с французского
«informatique» - наука о компьютерах и
их применении, «computer sience»
70-е гг XX в: название
фундаментальной естественной науки,
изучающей процессы передачи и
обработки информации
3
4.
4Задачи информатики
Основной задачей информатики является
систематизация приемов и методов работы с
аппаратными и программными средствами
вычислительной техники.
Цель систематизации состоит в выделении,
внедрении и развитии передовых, наиболее
эффективных технологий, в автоматизации
этапов работы с данными.
5.
5Понятие об информации
Под информацией понимаются сведения об
окружающем мире, событиях, фактах
человеческой деятельности.
Форма представления информации –
сообщение.
6.
6Источник
информации
Информационные
коммуникации
Потребитель
информации
При работе с информацией всегда есть источник
информации и ее потребитель.
7.
7您好
8.
8здравствуйте
!!!
9.
9Понятие об информации
Информация -это продукт взаимодействия данных и
адекватных им методов, что подразумевает
Динамический характер информации
Требование адекватности методов.
?
в этой печатной машинке
только три кнопки, но на
ней можно печатать все
буквы
Как так???
10.
10Свойства информации
Объективность и субъективность информации.
Понятие объективности информации является
относительным. Это понятно, если учесть, что методы
являются субъективными.
Полнота информации. Полнота информации во
многом характеризует качество информации и
определяет достаточность данных для принятия
решений или для создания новых данных на основе
имеющихся.
11.
11Свойства информации
Достоверность информации – это степень
соответствия объективной реальности
окружающему миру.
Адекватность информации - это степень
соответствия реальному объективному
состоянию дела.
12.
12Свойства информации
Доступность информации - мера
возможности получить ту или иную
информацию.
Актуальность информации - это степень
соответствия информации текущему
моменту времени.
13.
13Основные способы передачи
информации
Сигналы
Знаки
-свет
-текст
-звук ,
-азбука Морзе
-жесты
Наполнение знаков и сигналов
смыслом делает их СИМВОЛАМИ
14.
14СИГНАЛЫ
Аналоговые
(непрерывные)
Непрерывно изменяются по
амплитуде и во времени
телефон, радио,
телевидение
чаще встречается в жизни
Дискретные
(цифровые)
Принимают конечное
число значений
текстовая, символьная
информация
легко обрабатывать
15.
15!
разработка
неэлектрической
вычислительной
машины!!!
параметры сигналов
16.
1617.
17Система счисления – совокупность правил наименования и изображения
чисел с помощью набора символов
алфавит системы счисления - множество (знаков) цифр
используемых в ней
основание системы счисления - это количество знаков, используемых для
изображения цифр в данной системы счисления
Базис системы счисления – это последовательность чисел, каждое из которых
задает значение цифры по её месту в записи числа, т.е. «вес» каждого разряда.
базисы некоторых систем счисления.
Десятичная система: …, 0,001, 0,01, 1, 10, 102, 103, 104, ..., 10n, ...
Двоичная система: …,1/4, 1/2, 1, 2, 22, 23, 24, ..., 2n, ...
Восьмеричная система: …1/64, 1/8, 1, 8, 82, 83, 84, ..., 8n, ...
18.
18позиционная система величина числа зависит от
позиции цифры в числе
77710= 7*102 + 7*101 + 7*100
1012 = 1*22 + 1*21 + 1*20
непозиционная система величина не зависит от
позиции знака
|||=3
19.
19двоичная система счисления
ОСНОВАНИЕ: 2
АЛФАВИТ: 0 , 1
20.
20римский абак (500 г.)
какая тут система
счисления???
?
суаньпань (600 г.)
соробан (1500)
21.
21логарифмическая линейка
Уатта (1779)
устройство счета
Леонардо да Винчи (1700)
машина Лейбница (1673)
машина Паскаля (1645)
22.
22?
«программируемая» самоходная телега
Леонардо да Винчи (ок 1700)
Каким образом она
приводилась в
движение???
как
«программировалась»???
23.
23арифмометры (начало 20 века)
устройство арифмометра
детский «калькулятор»
24.
24логарифмическая линейка
Уатта (1779)
устройство счета
Леонардо да Винчи (1700)
машина Лейбница (1673)
машина Паскаля (1645)
25.
25Жозеф Жаккар построил ткацкий станок,
управляемый перфокартами (1802 год)
26.
26В 1795 г. французский математик Гаспар Прони
разработал технологическую схему вычислений
этапы:
1. Определение методов численных
вычислений.
2. Задание последовательности
арифметических действий и определение
исходных данных
3. Выполнение составленной «программы».
27.
27аналитическая машина Бэббиджа (1834 год)
28.
28новшества аналитической машины
1. Принцип программного управления
вычислительным процессом.
2. Использование перфокарт для управления
работой вычислительной машины.
3. Введение команды условного перехода.
4. Принцип разделения информации на
команды и данные.
графиня Лавлейс предложила использовать
циклы и подпрограммы, а также двоичный код.
29.
29изготовленное
электромагнитное
реле
радиоприемник Попова
(7 мая 1895 года доклад на
заседании Физического отделен
Русского физико-химического
общества)
30.
30аналитичес
кая машина
Ч.Бебиджа
двоичная
система
Г.Лейбница
Табулятор
Г.Холлерита
логика
Дж.Буля
реле
31.
31В 1896 г. Г. Холлерит создал компанию
«Tabulating Machine Company» (TMC).
Табулятор фирмы IBM
В Москве создается
специальный завод счетноаналитических машин (САМ)
(1931 г.)
32.
К. Шеннон опубликовал работу «Математическаятеория связи» (1948 ) и ввел понятие бита
Конрад Цузе в 1934 придумал модель
автоматического калькулятора. В 1945 году
разработал алгоритмический язык
Plankalkul («исчисление планов»)
32
!
разработка русского языка
программирования!!!
электромеханическая схема
суммирования Дж. Стибица (1937).
Затем он предложил использовать телетайп
для ввода данных
33.
33вычислительная машина на реле mark-1 (1939)
разработчик Г. Эйкен
масса 5 тонн
34.
34открытие в 1884 Т. Эдисоном
термоэлектронной эмиссии
в 1897 г. Г. Браун изобрел
электронно-лучевую трубку.
в 1918 г. М. БончБруевич изобрел
ламповый триггер
35.
35Машина Дж. Атанасова
36.
36работа по математической логике А. Тьюринга (1936)
Основные устройства
машины Тьюринга:
1) контрольный модуль;
2) читающая и пишущая головки (устройства
ввода/вывода)
ленты, разделенной на клетки.
машина А. Тьюринга – принципы работы
современного процессора
37.
Аналоговая вычислительнаямашина
!
разработка гибридной аналогоцифровой вычислительной
машины!!!
37
38.
38Основные признаки деления ЭВМ на поколения:
1. Элементная база.
2. Быстродействие.
3. Емкость памяти.
4. Способы управления и переработки информации
и др.
39.
39первая ЭВМ (Эниак – ЕNIАС - Electronic Numerical
Integrator and Calculator) была разработана в 1942 г.
Дж. Моучли и Дж. Эккертом.
40.
40в 1949 Морис Уилкс разработал эвм эдсак (ЕDSAC –
Еlectronic Delay Storage Automatic Calculator)
41.
411949 год Дж. фон Нейман описывает формальную,
логическую организацию компьютера.
42.
42Принципы фон Неймана:
1. Принцип двоичного кодирования.
2. Принцип программного управления работой электронновычислительной машины.
3. Принцип однородности памяти или принцип хранимой
программы.
4. Принцип адресности.
5. Принцип иерархичности запоминающих устройств.
6. Принцип параллельный организации вычислительного
процесса: операции над словами производятся
одновременно во всех разрядах слова.
в 1948 г. появляется проект автоматической цифровой
вычислительной машины И. С. Брука и Б. И. Рамеева
43.
43ЭВМ МЭСМ (1949)
44.
44БЭСМ имела 4 тыс. электронных
вакуумных ламп и около 5 тыс.
полупроводниковых диодов, потребляемая
ею мощность – 80 кВт. Она обеспечивала
быстродействие порядка 10 тыс. операций в
секунду, имела оперативную память на
электронно-лучевых трубках объемом 2048
чисел.
в 1953 г. вводится в эксплуатацию ЭВМ БЭСМ большая электронная счетная машина
45.
4546.
46изобретение Дж. Бардином, У.
Брайттеном и У. Шокли
транзистора в 1948
появляется втрое поколение ЭВМ
47.
47Вычислительная машина с троичной
системой счисления (1959)
48.
48второе поколение ЭВМ:
1. Элементная база: транзисторы.
2. Соединение элементов: печатные платы и
навесной монтаж.
3. Быстродействие: возросла производительность. Ламповые вычислительные машины имели быстродействие
несколько тысяч операций в секунду, то ЭВМ
на транзисторах – десятки и сотни тысяч.
4. Объем оперативной памяти: в ЭВМ второго поколения
объем памяти увеличился в 100 раз
49.
49третье поколение ЭВМ – эвм на микросхемах
работы Алферова по гетеропереходам (1936)
ЭВМ серии IBM/360
50.
50семейство ЕС ЭВМ - совместимы с ЭВМ серии IBM/360
51.
51У ЭВМ третьего поколения выделяются следующие
особенности:
1. Элементная база: интегральные схемы малой
(10–100 компонентов на кристалле) и средней
(100–1000 компонентов на кристалле) степени интеграции.
2. Быстродействие: от сотен тысяч до миллионов операций
в секунду.
3. Объем оперативной памяти – от 16 до 8192 Кб.
4. Габариты: внешнее оформление ЕС ЭВМ схоже с
ЭВМ 2 поколения
52.
четвертое поколение ЭВМВ 1971 г. компания Intel выпустила важное
для развития вычислительной техники устройство
микропроцессор Intel-4004
частота - 108 кГц
2250 транзисторов,
разрядность шины - 4 бита,
память команд - 4 Кбайт,
объем адресуемой памяти
640 байт.
?
зачем при 4 разрядах 16
выводов???
52
53.
особенности четвертого поколения эвм:1. большие и сверхбольшие интегральные схемы (от
десятков до сотен тысяч компонентов на кристалле).
2. быстродействие: от десятков до сотен миллионов
операций в секунду.
3. небольшие габариты.
4. программное обеспечение: появление объективно
ориентированные языки программирования.
5. совместимость программного обеспечения снизу
доверху –
принцип открытой архитектуры, предусматривающий
возможность дополнения имеющихся аппаратных
средств без смены
старых или их модификация без замены всего
компьютера.
53
54.
четвертое поколение компьютеров включает типы:персональные компьютеры.
серверы
микроэвм
миниэвм;
суперкомпьютеры;
большие эвм (мэйнфреймы);
?
к какому типу
компьютеров относится
роутер???
54
55.
в 1974 г. компания Intel выпустила новинку –процессор 8080
разрядность шины - 8 бит,
объем адресуемой памяти - 64 кб.
первый персональный компьютер Altair 8800
55
56.
56в 1975 году компания zilog выпустила
микропроцессор z80
8500 транзисторов
частота 2,5 МГц
разрядность шины - 8 бит,
объем адресуемой памяти - 64 кб.
ZX Spectrum
57.
57в 1976 году компания apple выпустила apple l по цене $ 500
58.
в 1978 году компания intel выпустиламикропроцессор 8086
29 000 транзисторов
частота 5 МГц
разрядность шины - 16 бит,
объем адресуемой памяти – 1 мб.
58
59.
в 1981 году компания ibm выпустила свой первыйibm pc5150
частота 4,7 МГц
64 кб оперативной памяти
дисковод 5” на 160 кб
монохромный
открытая
архитектура
операционная система:
ms dos
цена: $2900
59
60.
601985 год
персональный компьютер электроника бк-0010
61.
61в 1999 г. разработан международный сертификационный
стандарт – спецификация РС99 (и ее дальнейшие вариации,
например РС2001), регламентирующий принципы классификации
персональных компьютеров и оговаривает минимальные и
рекомендуемые требования к каждой из категорий.
Consumer PC (массовый пк).
Office PC (деловой пк).
Mobile PC (портативный пк). Обязательным является наличие
средств компьютерной связи;
Workstation PC (рабочая станция). Повышены требования к
устройствам хранения данных;
Server (сервер). Это многопользовательские мощные микроЭВМ
в вычислительных сетях, выделенные для обработки
запросов от всех станций сети;
Entertainmemt PC (развлекательный пк) повышены
требования к средствам воспроизведения графики и звука.
62.
62персональные компьютеры также делятся на:
стационарные
мобильные
промышленные
1981 г. ноутбук за 1795 $
масса 11 кг, частота процессора 4 МГц
5-дюймовый дисплей, оперативная память — 64 Кб.
2 флоппи-дисковода для 5-дюймовых дискет
батарея
63.
63миниэвм появились в начале 1970-х гг. Их традиционное
использование :луправления технологическими процессами,.
Мини-ЭВМ используются, в частности, для управления
станками с ЧПУ.
микроэвм предназначены для управления отдельной частью
технологического устройства.
64.
64К классу суперкомпьютеров относят компьютеры,
которые имеют максимальную на время их
выпуска производительность.
Первые суперкомпьютеры уже во втором
поколении: larc от «univac», эвм «эльбрус».
Производительность около 20 Мфлопс.
1 млопс – миллион операций с плавающей запятой
в секунду.
?
если взять два процессора
по 1 ГГц, то будет ли их
общая частота 2 ГГц???
65.
6547 рейтинг суперкомпьютеров (июнь 2016 г.)
Rmax
(TFlop/s)
Rpeak
(TFlop/s)
Power
(kW)
1
National
Supercomputin
g Center in
Wuxi
China
Sunway TaihuLight Sunway MPP, Sunway
10,649,6
SW26010 260C
93,014.6
00
1.45GHz, Sunway
NRCPC
125,435.9
15,371
2
National Super
Computer
Center in
Guangzhou
China
Tianhe-2 (MilkyWay2) - TH-IVB-FEP
Cluster, Intel Xeon E5- 3,120,00
33,862.7
2692 12C 2.200GHz,
0
TH Express-2, Intel
Xeon Phi
54,902.4
17,808
3
Titan - Cray XK7 ,
DOE/SC/Oak Opteron 6274 16C
Ridge National 2.200GHz, Cray
Laboratory
Gemini interconnect,
United States NVIDIA K20x
Cray Inc.
27,112.5
8,209
Rank
Site
System
Cores
560,640 17,590.0
66.
66маинфреймы – большие эвм
К ним относят большие компьютеры с высоким
быстродействием и большими вычислительными
ресурсами, которые могут обрабатывать большое
количество данных и выполнять обработку
запросов одновременно нескольких тысяч
пользователей.
характеристики:
высокая надежность
устойчивость
67.
67Серверы - мощные компьютеры, которые являются
центральными узлами в компьютерных сетях. Они
обеспечивают обслуживание подключенных к нему
компьютеров и выход в другие сети.
характеристики:
высокая надежность
устойчивость
68.
68в 1982 г. в Японии был учрежден комитет по разработке
компьютеров новых поколений (ICOT), который разработал план
создания компьютера пятого поколения. Комитет определил
следующие основные требования к компьютерам пятого
поколения:
1) распознавание речи;
2) логическое программирование;
3) новые технологии в производстве сверхбольших интегральных
схем;
4) создание архитектур компьютеров и вычислительных
комплексов с новыми возможностями:
69.
69Молекулярный компьютер - это устройство, в котором
вместо кремниевых элементов работают молекулы и
молекулярные ансамбли. На них воздействуют не только
электрическим током, но и светом, теплом.
Нейрокомпьютеры –компьютеры, которые состоят из
большого числа параллельно работающих простых
вычислительных элементов (нейронов). Элементы связаны
между собой, образуя нейронную сеть. Они выполняют
единообразные вычислительные действия и не требуют
внешнего управления. Большое число параллельно работающих
вычислительных элементов обеспечивают высокое
быстродействие
процессор 1879ВМ5Я
частота 320 МГц
!
разработка программного
обеспечения для
нейропроцессоров!!!
70.
70Квантовый компьютер – вычислительное устройство,
которое путем выполнения квантовых алгоритмов
использует при работе квантово-механические эффекты.
!
разработка программного
обеспечения для
квантовых
компьютеров!!!
71.
спасибо завнимание!!!
вопросы???