3. Обчислювальна техніка 1

3.1 Історія розвитку засобів обчислювальної техніки 1

3.2 Методи класифікації комп'ютерів 3

3.3 Інші види класифікації комп'ютерів 5

3.4 Склад обчислювальної системи 7

3.4.1 Апаратне забезпечення 7

3.4.2 Програмне забезпечення 7

3.5 Класифікація прикладних програмних засобів 9

3.6 Класифікація службових програмних засобів 12

3.7 Поняття про інформаційне та математичне забезпечення обчислювальних систем 13

3.8 Підбиття підсумків 13

1. Обчислювальна техніка

   1. Історія розвитку засобів обчислювальної техніки

Обчислювальна система, комп'ютер

Дослідження засобів і методів механізації та автоматизації робіт - одне з основних завдань технічних дисциплін. Автоматизація робіт із даними має свої особливості та відмінності від автоматизації інших типів робіт. Для цього класу завдань використовують спеціальні види пристроїв, більшість з яких є електронними приладами. Сукупність пристроїв, призначених для автоматичного або автоматизованого оброблення даних, називають обчислювальною технікою,Конкретний набір пристроїв і програм, що взаємодіють між собою, призначений для обслуговування однієї робочої ділянки, називають обчислювальною системою.Центральним пристроєм більшості обчислювальних систем є комп'ютер.

Комп'ютер - це електронний прилад, призначений для автоматизації створення, зберігання, обробки та транспортування даних.

Принцип дії комп'ютера

У визначенні комп'ютера як приладу ми вказали визначальну ознаку - електронний.Однак автоматичні обчислення не завжди робилися електронними пристроями. Відомі та механічні пристрої, здатні виконувати розрахунки автоматично.

Аналізуючи ранню історію обчислювальної техніки, деякі зарубіжні дослідники нерідко як древній попередник комп'ютера називають механічний рахунковий пристрій абак.Підхід «від абака» свідчить про глибоку методичну помилку, оскільки абак не має властивості автоматичного виконання обчислень, а для комп'ютера воно визначальне.

Абак- найбільш ранній лічильний механічний пристрій, що спочатку представляв собою глиняну пластину з жолобами, в яких розкладалися камені, що представляють числа. Поява абака відносять до четвертого тисячоліття до зв. е. Місцем появи вважається Азія. У середні віки у Європі абак змінився розграфленими таблицями. Обчислення з їхньою допомогою називали рахунком на лініях, ав Росії в XVI-XVII століттях з'явився набагато більш передовий винахід, що застосовується і донині, - Російські рахунки.

У той же час нам добре знайомий інший прилад, здатний автоматично виконувати обчислення, - це годинник. Незалежно від принципу дії, всі види годинників (пісочні, водяні, механічні, електричні, електронні та ін.) мають здатність генерувати через рівні проміжки часу переміщення або сигнали і реєструвати зміни, що виникають при цьому, тобто виконувати автоматичне підсумовування сигналів або переміщень. Цей принцип простежується навіть у сонячному годиннику, що містить лише пристрій реєстрації (роль генератора виконує система Земля - ​​Сонце).

Механічний годинник - прилад, що складається з пристрою, що автоматично виконує переміщення через рівні задані інтервали часу та пристрої реєстрації цих переміщень. Місце появи першого механічного годинника невідоме. Найбільш ранні зразки відносяться до XIV століття і належать монастирям (баштовий годинник).

В основі будь-якого сучасного комп'ютера, як і в електронний годинник, лежить генератор тактовий,виробляє через рівні інтервали часу електричні сигнали, які використовуються для приведення в дію всіх пристроїв комп'ютерної системи. Керування комп'ютером фактично зводиться до керування розподілом сигналів між пристроями. Таке управління може здійснюватися автоматично (у цьому випадку говорять про програмному управлінні)або вручну за допомогою зовнішніх органів управління – кнопок, перемикачів, перемичок тощо (у ранніх моделях). У сучасних комп'ютерахзовнішнє керування значною мірою автоматизовано за допомогою спеціальних апаратно-логічних інтерфейсів, до яких підключаються пристрої керування та введення даних (клавіатура, миша, джойстик та інші). На відміну від програмного управління, таке управління називають інтерактивним.

Механічні першоджерела

Перший у світі автоматичний пристрій для виконання операції додавання було створено на базі механічних годинників. 1623 року його розробив Вільгельм Шикард, професор кафедри східних мов в університеті Тюбінгена (Німеччина). В наші дні робоча модель пристрою була відтворена за кресленнями та підтвердила свою працездатність. Сам винахідник у листах називав машину «підсумовуючим годинником».

У 1642 році французький механік Блез Паскаль (1623-1662) розробив компактніший підсумовуючий пристрій, який став першим у світі механічним калькулятором, що випускався серійно (головним чином для потреб паризьких лихварів і змінював). У 1673 році німецький математик і філософ Г. В. Лейбніц (1646-1717) створив механічний калькулятор, який міг виконувати операції множення та поділу шляхом багаторазового повторення операцій складання та віднімання.

Протягом XVIII століття, відомого як епоха Просвітництва, з'явилися нові, досконаліші моделі, але принцип механічного управління обчислювальними операціями залишався тим самим. Ідея програмування обчислювальних операцій прийшла з тієї ж годинної промисловості. Старовинний монастирський баштовий годинник був налаштований так, щоб у заданий часвключати механізм, пов'язаний із системою дзвонів. Таке програмування було жорстким -одна й та операція виконувалася в один і той же час.

Ідея гнучкого програмування механічних пристроїв за допомогою перфорованої паперової стрічки вперше була реалізована в 1804 в ткацькому верстаті Жаккарда, після чого залишався тільки один крок до програмного управління обчислювальними операціями.

Цей крок був зроблений видатним англійським математиком і винахідником Чарльзом Беббіджем (1792-1871) у його Аналітичній машині, яка, на жаль, так і не була до кінця побудована винахідником за життя, але була відтворена в наші дні за його кресленнями, тож сьогодні ми маємо право говорити про Аналітичну машину, як про реально існуючий пристрій. Особливістю Аналітичної машини стало те, що тут вперше було реалізовано принцип поділу інформації на команди та дані.Аналітична машина містила два великі вузли – «склад» та «млин». Дані вводилися в механічну пам'ять «складу» шляхом встановлення блоків шестерень, а потім оброблялися в «млині» з використанням команд, які вводилися з перфорованих карток (як у ткацькому верстаті Жаккарда).

Дослідники творчості Чарльза Беббиджа обов'язково відзначають особливу роль розробці проекту Аналітичної машини графині Огасти Ади Лавлейс (1815-1852), дочки відомого поета лорда Байрона. Саме їй належала ідея використання перфорованих карт для програмування обчислювальних операцій (1843). Зокрема, в одному з листів вона писала: «Аналітична машина так само плете алгебраїчні візерунки, як ткацький верстат відтворює квіти та листя». Леді Аду можна з повною підставою назвати першим у світі програмістом. Сьогодні її ім'ям названо одну з відомих мов програмування.

Ідея Чарльза Беббіджа про окремий розгляд команді данихвиявилася надзвичайно плідною. У XX ст. вона була розвинена в принципах Джона фон Неймана (1941), і сьогодні в обчислювальній техніці принцип роздільного розгляду програмі данихмає дуже важливе значення. Він враховується і розробки архітектур сучасних комп'ютерів, і розробки комп'ютерних програм.

Математичні першоджерела

Якщо ми замислимося над тим, з якими об'єктами працювали перші механічні попередники сучасного електронного комп'ютера, то маємо визнати, що числа представлялися або у вигляді лінійних переміщень ланцюгових і рейкових механізмів або у вигляді кутових переміщень зубчастих і важільних механізмів. І в тому і в іншому випадку це були переміщення, що не могло не позначатися на габаритах пристроїв та швидкості їх роботи. Лише перехід від реєстрації переміщень до реєстрації сигналів дозволив значно знизити габарити та підвищити швидкодію. Однак на шляху до цього досягнення потрібно було запровадити ще кілька важливих принципівта понять.

Двійкова система Лейбниця.У механічних пристроях зубчасті колеса можуть мати досить багато фіксованих і, головне, різних міжсобою положень. Кількість таких положень, принаймні, дорівнює кількості зубів шестірні. В електричних та електронних пристроївйдеться не про реєстрацію положеньелементів конструкції, а про реєстрацію станівелементів пристрою. Таких стійких та помітнихстанів всього два: увімкнений - вимкнений; відкритий – закритий; заряджений - розряджений і т. п. Тому традиційна десяткова система, використана в механічних калькуляторах, незручна для електронних обчислювальних пристроїв.

Можливість представлення будь-яких чисел (та й не тільки чисел) двійковими цифрами вперше була запропонована Готфрідом Вільгельмом Лейбніцем у 1666 році. Він прийшов до двійкової системи числення, займаючись дослідженнями філософської концепції єдності та боротьби протилежностей. Спроба представити світобудову у вигляді безперервної взаємодії двох початків («чорного» і «білого», чоловічого та жіночого, добра і зла) і застосувати до його вивчення методи «чистої» математики підштовхнули Лейбніца до вивчення властивостей двійкового представлення даних. Треба сказати, що Лейбніцу вже тоді спадала на думку про можливість використання двійкової системи в обчислювальному пристрої, але, оскільки для механічних пристроїв у цьому не було необхідності, він не став використовувати у своєму калькуляторі (1673) принципи двійкової системи.

Математична логіка Джорджа Буля,Говорячи про творчість Джорджа Буля, дослідники історії обчислювальної техніки неодмінно підкреслюють, що цей видатний англійський вчений у першій половині ХІХ століття був самоукою. Можливо, саме завдяки відсутності «класичної» (в розумінні того часу) освіти Джордж Буль вніс у логіку як науку революційні зміни.

Займаючись дослідженням законів мислення, він застосував у логіці систему формальних позначень та правил, близьку до математичної. Згодом цю систему назвали логічною алгеброюабо булевою алгеброю.Правила цієї системи застосовні до найрізноманітніших об'єктів та їх груп (множинам,з термінології автора). Основне призначення системи, за задумом Дж. Буля, полягало в тому, щоб кодувати логічні висловлювання і зводити структури логічних висновків до простих виразів, близьких формою до математичних формул. Результатом формального розрахунку логічного виразу є одне із двох логічних значень: істинаабо брехня.

Значення логічної алгебри тривалий час ігнорувалося, оскільки її прийоми та методи не містили практичної користі для науки та техніки на той час. Однак, коли з'явилася принципова можливість створення засобів обчислювальної техніки на електронній базі, операції, запроваджені Булем, виявилися дуже корисними. Вони спочатку орієнтовані працювати лише з двома сутностями: істинаі брехня.Неважко зрозуміти, як вони стали в нагоді для роботи з двійковим кодом, який у сучасних комп'ютерах теж представляється всього двома сигналами: нульі одиниця.

Не вся система Джорджа Буля (як і не всі запропоновані ним логічні операції) були використані при створенні електронних обчислювальних машин, але чотири основні операції: І (перетин),АБО (Об'єднання),НЕ (звернення)і ВИКЛЮЧНЕ АБО - лежать в основі роботи всіх видів процесорів сучасних комп'ютерів.

Рис. 3.1. Основні операції логічної алгебри

Склад обчислювальної системи. Склад обчислювальної системи Розглядають апаратну та програмну конфігурацію т. Інтерфейси будь-якої обчислювальної системи можна умовно поділити на послідовні та паралельні. Системний рівень перехідний забезпечує взаємодію інших програм комп'ютерної системи як із програмами базового рівня і безпосередньо з апаратним забезпеченням зокрема із центральним процесором.

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

Лекція 4. Історія розвитку обчислювальної техніки. Класифікація комп'ютерів Склад обчислювальної системи. Апаратне та програмне забезпечення. Класифікація службових та прикладних програмних засобів

Історія розвитку обчислювальної техніки

Першими рахунковими пристроями були механічні пристрої. У 1642 році французький механікБлез Паскаль розробив компактний підсумовуючий пристріймеханічний калькулятор.

У 1673 р. німецький математик і філософЛейбніц удосконалив його шляхом додаванняоперацій множення та поділу. Протягом 18 століття розроблялися все більш досконалі, але, як і раніше, механічні обчислювальні пристрої на основі зубчастих, рейкових, важільних та інших механізмів.

Ідея програмування обчислювальних операцій прийшла звартовий промисловості. Таке програмування було жорстким: одна й та сама операція виконувалася в один і той же час (приклад робота верстата по копіру).

Ідея гнучкого програмуванняобчислювальних операцій була висловлена ​​англійським математикомЧарльзом Беббіджему 1836-1848 рр. Особливістю його аналітичної машини був принцип поділу інформації накоманди та дані. Проте проект не було реалізовано.

Програми обчислень на машині Беббіджа, складені дочкою поета БайронаАдой Лавлейс (1815-1852), дуже схожі з програмами, складеними згодом перших ЕОМ. Цю чудову жінку назвалипершим програмістом світу.

Під час переходу від режиму реєстраціїположень механічного пристрою до режимуреєстрації станів елементів електронного пристроюдесяткова система сталанезручною, тому що станів елементів тількидва : увімкнено та вимкнено.

Можливість подання будь-якихчисел у двійковій формібула вперше висловлена ​​Лейбніцем у 1666 році.

Ідея кодування логічних висловлювань у математичних виразах:

• істина (True) або брехня (False);
• у двійковому коді 0 або 1,

була реалізована англійським математиком Джорджем Булем (1815-1864) у першій половиніХІХ століття.

Проте розроблена ним алгебра логіки " алгебра Буля " знайшла застосування лише у наступному столітті, коли знадобився математичний апарат проектування схем ЕОМ, використовують двійкову систему числення. "Поєднав" математичну логіку з двійковою системоючислення та електричними ланцюгамиамериканський вчений Клод Шеннон у своїй знаменитій дисертації (1936).

У логічній алгебрі при створенні ЕОМ використовуються вздебільшого 4 операції:

• І (перетин або кон'юнкція - A^ B);
• АБО (об'єднання чи диз'юнкція - AvB);
• НЕ (інверсія - | A);
• ВИКЛЮЧНЕ АБО ( A*| B+| A * B).

У 1936 р. англійський математик А. Т'юрінг і, незалежно від нього Е. Пост, висунули та розробили концепціюабстрактної обчислювальної машини. Вони довели принципову можливість розв'язання автоматами будь-якої проблеми за умови можливості її алгоритмізації.

У 1946 р. Джоном фон Нейманом, Голдстайном і Берксом (Принстонський інститут перспективних досліджень) було складено звіт, який містив детальний описпринципів побудови цифрових ЕОМ, які використовуються досі.

1. В архітектуру ЕОМ Джона фон Неймана входять:
   1. центральний процесор, Що складається з пристрою управління (УУ) та арифметико-логічного пристрою (АЛУ);
   2. пам'ять : оперативна (ОЗУ) та зовнішня;
   3. пристрої введення;
   4. пристрої виведення.
2. Принципи роботи ЕОМ, запропоновані фон Нейманом:
   1. однорідність пам'яті;
   2. програмне управління ;
   3. адресність.
3. Можна виділити основні покоління ЕОМ та їх характеристики:

Бурхливий розвиток обчислювальних систем почався у 60-х роках 20 століття з відмовою віделектронних лампта розвитком напівпровідниковий,а потім і лазерної техніки.

Ефективність ЕОМ (комп'ютерів) значно зросла у 70-х роках 20 століття з розробкою процесорів на базіінтегральних мікросхем.

Якісний стрибок у розвитку комп'ютерів відбувся у 80-х роках XX століття з винаходомперсонального комп'ютера та розвитком всесвітньої інформаційної мережі - інтернету.

Класифікація комп'ютерів

1. По призначенню:
   • суперкомп'ютери;
   • сервери;
   • вбудовані комп'ютери (мікропроцесори);
   • персональні комп'ютери(ПК).

Суперкомп'ютери - обчислювальні центри - створюються на вирішення гранично складних обчислювальних завдань (моделювання складних явищ, обробки надвеликих обсягів інформації, складання прогнозів тощо.).

Сервери (від англійського слова serve обслуговувати, керувати) - комп'ютери, що забезпечують роботу локальної чи глобальної мережі, що спеціалізуються на наданні інформаційних послугта обслуговування комп'ютерів великих підприємств, банків, навчальних закладів тощо.

Вбудовані комп'ютери (мікропроцесори) набули масового поширення у виробництві та побутовій техніці, де управління може бути зведене до виконання обмеженої послідовності команд (роботи на конвеєрі, бортові, інтегровані в побутову технікуі т.п.)

Персональні комп'ютери ( PC ) призначені до роботи однієї людини, тому застосовуються повсюдно. Їх народженням вважається 12 серпня 1981, коли корпорація IBM представила їх першу модель. PC зробили комп'ютерну революцію у житті мільйонів людей і вплинули на розвиток людського суспільства.

PC поділяються на масові, ділові, портативні, розважальні та робочі станції.

Стандарти PC:

• Consumer PC (масовий);
  • Office PC (діловий);
  • Entertainment PC (розважальний);
  • Workstation PC (робоча станція);
  • Mobile PC (портативний).

Більшість PC - масові.

Ділові (офісні) PC містять професійні програми, але в них мінімізовані вимоги до графічних засобів та засобів відтворення звуку.

У розважальних PC широко представлені кошти Multimedia.

У робочих станціях підвищено вимоги до зберігання даних.

Для портативних обов'язковою є наявність засобів доступу до комп'ютерної мережі.

1. За рівнем спеціалізації:
   • універсальні;
   • спеціалізовані (приклади: файл-сервер, Web -сервер, сервер друку тощо).
2. За типорозмірами:
   • настільні (desktop);
   • носять (notebook, iPad);
   • кишенькові (palmtop);
   • мобільні обчислювальні пристрої (PDA - p ersonal d igital a ssist a nt), що поєднують у собі функції palmtop та стільникових телефонів.
3. За апаратною сумісністю:
   • IBM PC;
   • Apple Macintosh.
4. За типом процесора:
   • Intel (у персональних комп'ютерах фірми IBM);
   • Motorola (у персональних комп'ютерах фірми Macintosh).

Склад обчислювальної системи

Розглядають апаратну і програмну конфігурацію, тому що часто вирішення тих самих завдань може забезпечуватися як апаратними, так і програмними засобами. Критерієм у разі є ефективність роботи.

Вважається, що підвищення ефективності роботи за рахунок розвитку апаратних засобів виявляється в середньому дорожчим, зате реалізація рішень програмним шляхом потребує високої кваліфікації персоналу.

Апаратне забезпечення

До апаратного забезпеченню обчислювальних систем відносятьсяпристрої та прилади(Використовується блочно-модульна конструкція).

За способом розміщення пристроїв щодо центрального процесорного пристрою розрізняють внутрішні та зовнішні пристрої. Зовнішні - це пристрої вводу-виводу ( периферійні пристрої) та додаткові пристрої, призначені для тривалого зберігання даних.

Узгодження між окремими блоками та вузлами здійснюється за допомогою перехідних апаратно-логічних пристроїв - апаратних інтерфейсів, що працюють відповідно до затверджених стандартів.

Інтерфейси будь-якої обчислювальної системи можна умовно поділити напослідовні та паралельні.

Паралельні інтерфейси більш складні, вимагають синхронізації передавального та приймаючого пристроїв, але мають більш високу продуктивність, яка вимірюєтьсябайтами за секунду(байт/с, Кбайт/с, Мбайт/с). Застосовуються (зараз рідко) при підключенні принтера.

Послідовні - простіше та повільніше, їх називаютьасинхронними інтерфейсами. Через відсутність синхронізації посилок корисні дані передують і завершують посилками службових даних (на 1 байт - 1-3 службові біти), продуктивність вимірюєтьсябітами за секунду(біт/с, Кбіт/с, Мбіт/с).

Застосовуються для підключення пристроїв введення, виведення та зберігання інформації миші, клавіатури, флеш-пам'яті, датчиків, диктофонів, відеокамер, пристроїв зв'язку, принтерів тощо.

Стандарти на апаратні інтерфейси у ВТ називаютьпротоколами. Протокол – це сукупність технічних умов, які мають бути забезпечені розробниками комп'ютерної техніки для успішного узгодження роботи пристроїв.

Програмне забезпечення

Програмне забезпечення (ПЗ) або програмна конфігурація - це програми (упорядковані послідовності команд). Між програмами існує взаємозв'язок: одні працюють, спираючись на інші (нижчого рівня), тобто слід говорити про міжпрограмний інтерфейс.

1. Базовий рівень (BIOS) - Найнижчий рівень. Базове забезпечення відповідає взаємодію Космосу з базовими апаратними засобами. Базові програмні засоби зберігаються у мікросхеміпостійного пристрою -ПЗП (Read Only Memory (ROM)).

Якщо параметри базових засобів необхідно змінювати під час експлуатації, застосовуютьперепрограмованіЗП або ППЗП (Erasable and Programmable Read Only Memory (EPROM) ). Реалізація ППЗУ здійснюється за допомогою мікросхеми "енергонезалежної пам'яті" або CMOS , яка також працює під час початкового завантаження комп'ютера.

1. Системний рівень- перехідний, який би взаємодія інших програм комп'ютерної системи, як із програмами базового рівня, і безпосередньо з апаратним забезпеченням, зокрема із центральним процесором.

До складу системного забезпеченнявходять:

• драйвери пристроїв- програми, що забезпечують взаємодію комп'ютера з конкретними пристроями;
• засоби встановленняпрограм;
• стандартні засоби інтерфейсу користувача,що забезпечують ефективну взаємодію з користувачем, введення даних у систему та отримання результату.

Сукупність програм системного рівня утворюєядро операційної системи PC.

Якщо комп'ютер оснащено програмним забезпеченням системного рівня, він вже підготовлений:

• до взаємодії програмних засобів із обладнанням;
• до встановлення програм вищих рівнів;
• а найголовніше до взаємодії з користувачем.

обов'язкове та в основному достатнє умова для забезпеченняроботи людини на комп'ютері.

1. Службовий рівеньпрограмного забезпечення дає можливість роботи, як із програмами базового рівня, і з програмами системного рівня. Основне призначення службових програм (утиліт) - в автоматизації робіт з перевірки, налагодження та налаштування PC. Крім того, вони використовуються для розширення та покращення функцій системних програм. Деякі з програм службового рівня спочатку включаються до складу операційної системи як стандартні.

У розробці та експлуатації службових програм існують два альтернативні напрямки: інтеграція з операційною системою та автономне функціонування.

У другому випадку вони надають користувачеві більше можливостей для персонального налаштування їх взаємодії з апаратним та програмним забезпеченням.

1. Прикладний рівень- це комплекс прикладних програм, з допомогою яких цьому робочому місці виконуються конкретні завдання. Спектр їх дуже широкий (від виробничих до розважальних).

Доступність прикладного ПЗ та широта функціональних можливостей PC безпосередньо залежить від використовуваної операційної системи, тобто які системні засобимістить її ядро ​​і, отже, як вона забезпечує взаємодію: людина програми програми обладнання.

Класифікація службових програмних засобів

1. Диспетчери файлів (файлові менеджери). За допомогою них виконується копіювання, переміщення та перейменування файлів, створення каталогів, видалення файлів і каталогів, пошук файлів та навігація у файловій структурі (наприклад, Провідник ( Windows Explorer)).
2. Архіватори засоби стиснення файлів
3. Засоби перегляду та відтворення. Прості та універсальні засоби перегляду, що не забезпечують редагування, але дозволяють переглядати (відтворювати) документи різних типів.
4. Засоби діагностикидля автоматизації процесів діагностики програмного та апаратного забезпечення. Використовуються не тільки для усунення несправностей, але й для оптимізації комп'ютера.
5. Засоби контролю (моніторингу) або монітори - дозволяють стежити за процесами, що відбуваються на комп'ютері. Використовуються два режими: спостереження в реальному масштабі часу та контроль із записом результатів у протокольному файлі (використовується, коли моніторинг необхідно забезпечити автоматично та дистанційно).
6. Монітори встановлення- Забезпечують контроль установки програмного забезпечення, стежать за станом навколишнього програмного середовища, дозволяють відновлювати зв'язки, втрачені в результаті видалення раніше встановлених програм.

Найпростіші монітори зазвичай входять до складу операційної системи та розміщуються на системному рівні.

1. Засоби комунікації(комунікаційні програми) - з'єднання з віддаленими комп'ютерами, обслуговують передачу повідомлень електронної поштиі т.п.
2. Засоби забезпечення комп'ютерної безпеки(Активні та пасивні). Засоби пасивного захисту – це програми резервного копіювання. Як засоби активного захисту застосовують антивірусне програмне забезпечення.
3. Засоби електронної цифровий підпис (ЕЦП).

Класифікація прикладних програм

1. Текстові редактори (Notepad, WordPad , Лексикон, редактор Norton Commander тощо).
2. Текстові процесори(дозволяють як вводити і редагувати тексти, а й форматувати, т. е. оформляти їх). Таким чином, до засобів текстових процесорів належать засоби забезпечення взаємодії.тексту, графіки , таблиць, і навіть засоби автоматизації процесу форматування (Word).
3. Графічні редактори. Це растрові (точкові), векторні редактори та засоби для створеннятривимірний графіки (ред. редактори).

У растрових редакторах ( Paint ) графічний об'єкт представлений у вигляді комбінації точок, кожна з яких має властивості яскравості та кольору. Такий варіант ефективний у випадках, коли зображення має багато півтонів, і інформація про колір елементів об'єкта важливіша, ніж інформація про їхню форму. Растрові редакторишироко застосовуються для ретуші зображень, створення фотоефектів, але вони завжди зручні до створення нових зображень і неекономічні, т.к. зображення мають велику надмірність.

У векторних редакторах ( CorelDraw ) елементарним об'єктом зображення не точка, а лінія. Такий підхід характерний для креслярсько-графічних робіт, коли форма ліній має більше значення, ніж інформація про колір окремих точок, її складових. Це уявлення набагато компактніше, ніж растрове. Векторні редакторизручні для створення зображень, але практично не використовуються для обробки готових малюнків.

Редактори тривимірної графікидозволяють гнучко керувати взаємодією властивостей поверхні об'єктів з властивостями джерел освітлення, а також створювати тривимірну анімацію, тому їх називають 3 D-аніматорами.

1. Системи управління базами даних(СУБД). Основними функціями їх є:

• створення порожньої бази даних;
• надання коштів для її заповнення та імпорту даних із таблиць іншої бази даних;
• забезпечення можливості доступу до даних, засобів пошуку та фільтрації.

1. Електронні таблиці. Це комплексні засоби для зберігання та обробки даних ( Excel ). Надають широкий спектр методів роботи з числовими даними.
2. Системи автоматизованого проектування(CAD-системи). Призначені для автоматизації проектно-конструкторських робіт, а також можуть проводити елементарні розрахунки та вибір конструктивних елементів із баз даних.
3. Настільні видавничі системи. Призначені для автоматизації процесу верстки поліграфічних видань. Займають проміжне положення між текстовими процесорами та системами автоматичного проектування. Типовий прийом використання застосування до документів, що пройшли попередню обробку в текстових процесорах і графічних редакторах.
4. Експертні системи(Аналіз даних, що містяться в базах знань). Характерна їх особливість - здатність до саморозвитку (при необхідності генерує достатній набір питань до експерта та автоматично підвищити свою якість).
5. WEB | редактори . Поєднують властивості текстових та графічних редакторівта призначені для створення та редагування WEB ¦ документів.
6. Броузери (засоби перегляду WEB ¦ документів).
7. Інтегровані системи діловодства.Основні функції: редагування та форматування найпростіших документів, централізація роботи електронної пошти, факсимільної та телефонного зв'язку, диспетчеризація та моніторинг документів підприємства.
8. Бухгалтерські системи Поєднують у собі функції текстових і табличних редакторів, забезпечують автоматизацію підготовки та обліку первинних документів, ведення рахунків плану бухобліку, підготовку регулярної звітності.
9. Фінансові аналітичнісистеми. Використовуються у банківських та біржових структурах. Дозволяють контролювати та прогнозувати ситуацію на фінансових, фондових та сировинних ринках, проводити аналіз, готувати звіти.
10. Геоінформаційнісистеми (ГІС). Призначені для автоматизації картографічних та геодезичних робіт.
11. Системи відеомонтажу¦ обробка відеоматеріалів.
12. Навчальні, розвиваючі, довідкові та розважальніпрограми. Особливістю їх є підвищені вимоги до засобів мультимедіа (музичних композицій, графічної анімації та відеоматеріалів).

Крім апаратного та програмного забезпечення виділяютьінформаційне забезпечення(перевірка орфографії, словники, тезауруси тощо)

У спеціалізованих комп'ютерних системах (бортові) сукупність програмного та інформаційного забезпечення називаютьматематичним забезпеченням.

PAGE 7

До основних характеристик обчислювальної техніки відносяться її експлуатаційно-технічні характеристики, такі як швидкодія, ємність пам'яті, точність обчислень та ін.

Швидкодія ЕОМ розглядається у двох аспектах. З одного боку, воно характеризується кількістю елементарних операцій, що виконуються центральним процесором на секунду. Під елементарною операцією розуміється будь-яка найпростіша операція типу складання, пересилання, порівняння тощо. буд. З іншого боку, швидкодія

ЕОМ значно залежить від організації її пам'яті. Час, затрачуване пошук необхідної інформації у пам'яті, помітно позначається швидкодії ЕОМ.

Залежно від сфери застосування випускаються ЕОМ з швидкодією від кількох сотень тисяч до мільярдів операцій на секунду. Для вирішення складних завдань можливе об'єднання кількох ЕОМ в єдиний обчислювальний комплекс з необхідною сумарною швидкодією.

Поряд із швидкодією часто користуються поняттям продуктивність . Якщо перше зумовлено, головним чином, що використовується в ЕОМ системою елементів, то друге пов'язане з її архітектурою та різновидами розв'язуваних завдань. Навіть для «одно» ЕОМ така характеристика, як швидкодія, не є величиною постійної. У зв'язку з цим розрізняють:

пікова швидкодія,визначається тактовою частотою процесора без урахування звернення до оперативної пам'яті;

номінальна швидкодія, що визначаєтьсяз урахуванням часу звернення до оперативної пам'яті;

системна швидкодія,що визначається з урахуванням системних витрат на організацію обчислювального процесу;

експлуатаційне,обумовлене з урахуванням характеру розв'язуваних завдань (склад, операцій чи його «суміші»).

Місткість, або обсяг пам'яті визначається максимальною кількістю інформації, яку можна розмістити в пам'яті ЕОМ. Зазвичай ємність пам'яті вимірюється у байтах. Як зазначалося, пам'ять ЕОМ підрозділяється на внутрішню і зовнішню. Внутрішня, або оперативна пам'ять, За своїм обсягом у різних класів машин різна і визначається системою адресації ЕОМ. Місткість зовнішньої пам'ятічерез блокову структуру і знімні конструкції накопичувачів практично необмежена.

Точність обчислень залежить від кількості розрядів, які використовуються для представлення одного числа. Сучасні ЕОМ комплектуються 32- або 64-розрядними мікропроцесорами, що цілком достатньо для забезпечення високої точності розрахунків у найрізноманітніших додатках. Однак, якщо цього мало, можна використовувати уд військову або потроєну розрядну сітку.

Система команд - це список команд, які здатний виконати процесор ЕОМ. Система команд встановлює, які конкретно операції може виконувати процесор, скільки операндів потрібно вказати у команді, який вид (формат) має команда її розпізнавання. Кількість основних різновидів команд невелика, з допомогою ЕОМ здатні виконувати операції складання, віднімання, помножена поділу, порівняння, записи на згадку, передачі числа з регістру на регістр, перетворення з однієї системи числення на іншу тощо. буд. При необхідності виконуєте модифікація команд , що враховує специфіку обчислень. Зазвичай в ЕОМ використовується від десятків до сотень команд (з урахуванням їхньої модифікації). На сучасному етапі розвитку обчислювальної техніки використовуються два основні підходи для формування системи команд процесора. З одного боку, це традиційний підхід, пов'язаний з розробкою процесорів з повним набором команд - архітектура CIS(Complete Instruction Set Computer – комп'ютер з повним набором команд). З іншого боку, це реалізація в ЕОМ скороченого набору найпростіших, але часто вживаних команд, що дозволяє спростити апаратні засоби процесора і підвищити швидкодія - архітектура RISC(Reduced Instruction Set Computer – комп'ютер скороченим набором команд).

Вартість ЕОМ залежить від безлічі факторів, зокрема від швидкодії, ємності пам'яті, системи команд і т. д. Великий вплив на вартість надає конкретна комплектація ЕОМ і насамперед зовнішні пристрої, що входять до складу машини. Нарешті, вартість програмного забезпечення відчутно впливає вартість ЕОМ.

Надійність ЕОМ - Це здатність машини зберігати свої властивості за заданих умов експлуатації протягом певного проміжку часу. Кількісною оцінкою надійності ЕОМ, що містить елементи, відмова яких призводить до відмови всієї машини, можуть бути наступні показники:

ймовірність безвідмовної роботи за певний часза даних умов експлуатації;

напрацювання ЕОМ на відмову;

середній час відновлення машини та ін.

Для складніших структур типу обчислювального комплексуабо система поняття «відмова» не має сенсу. У таких системах відмови окремих елементів призводять до деякого зниження ефективності функціонування, а не до повної втрати працездатності загалом.

Важливе значення мають інші характеристики обчислювальної техніки, наприклад: універсальність, програмна сумісність, вага, габарити, енергоспоживання та інших. Вони беруться до уваги при оцінюванні конкретних сфер застосування ЕОМ.

Кошти обчислювальної техніки виникли та розвивалися у відповідь на потреби людського суспільства в рахунку спочатку у торгівлі, а потім у релігійній та науковій діяльності. Вони пройшли свій шлях розвитку від найпростіших рахункових пристосувань (купок однотипних предметів) до найскладніших комп'ютерних комплексів нашого часу. При цьому основним спонукальним фактором їх прогресу були всі зростаючі потреби виконання обчислювальних робіт, обробки числової інформації Лише в історично недалекому минулому (30-40 років тому) обчислювальна техніка стала використовуватися для вирішення завдань обробки текстової інформації, а згодом - інформації інших форм її подання (відео та аудіо). Це призвело до широкого використання засобів комп'ютерної техніки у найрізноманітніших сферах людської діяльності.

Існують різні класифікації комп'ютерної техніки:

за етапами розвитку (за поколіннями);

умов експлуатації;

продуктивність;

споживчим властивостям.

Класифікація з етапів розвитку(По поколінням) відображає еволюцію обчислювальної техніки з точки зору використовуваної елементної бази та архітектури ЕОМ:

перше покоління (1950-ті рр.) - ЕОМ на електронних вакуумних лампах;

друге покоління (1960-ті рр.) - ЕОМ на дискретних напівпровідникових приладах (транзисторах);

третє покоління (1970-ті рр.) - ЕОМ на напівпровідникових інтегральних схемах з малим та середнім ступенем інтеграції (від сотень до тисяч транзисторів в одному конструктиві);

четверте покоління (1980-ті рр.) - ЕОМ великих і надвеликих інтегральних схемах (від десятків тисяч до мільйонів транзисторів щодо одного конструктиві);

п'яте покоління (1990-ті рр.) - ЕОМ з багатьма десятками паралельно працюючих мікропроцесорів або надскладних мікропроцесорах з паралельно-векторною структурою, одночасно виконують десятки послідовних команд;

шосте та наступні покоління - оптоелектронні ЕОМ з масовим паралелізмом та нейронною структурою (розподіленою мережею великої кількості нескладних мікропроцесорів, що моделює архітектуру нейронних біологічних систем).

за умов експлуатаціїкомп'ютери поділяються на два типи:

універсальні;

спеціальні.

Універсальні призначені для вирішення широкого класу завдань за нормальних умов експлуатації.

Спеціальні комп'ютерислужать для вирішення вужчого класу завдань або навіть одного завдання, що вимагає багаторазового вирішення, і функціонують у особливих умовах експлуатації. Машинні ресурси спеціальних комп'ютерів часто обмежені. Однак їх вузька орієнтація дозволяє реалізувати заданий клас завдань найефективніше. Спеціальні комп'ютери керують технологічними установками, працюють в операційних або машинах швидкої допомоги, на ракетах, літаках і вертольотах, поблизу високовольтних ліній передач або в зоні дії радарів, радіопередавачів, в неопалюваних приміщеннях, під водою на глибині, в умовах пилу, бруду, вібрацій, вибухонебезпечних газів тощо.

за продуктивності та характеру використаннякомп'ютери можна умовно поділити:

на мікрокомп'ютери;

міні-комп'ютери;

мейнфрейми (універсальні комп'ютери);

суперкомп'ютери.

У класі мікрокомп'ютеріввиділяють мікроконтролери та персональні комп'ютери.

Мікроконтролер- це заснований на мікропроцесорі спеціалізований пристрій, що вбудовується в систему керування чи технологічну лінію.

Персональні комп'ютериє обчислювальні системи, всі ресурси яких повністю спрямовані на забезпечення діяльності одного робочого місця. Це найбільш численний клас засобів обчислювальної техніки, у складі якого можна виділити персональні комп'ютери IBM PC та сумісні з ними, а також персональні комп'ютери Macintosh фірми Apple. Інтенсивний розвиток сучасних інформаційні технологіїпов'язано саме з широким поширенням початку 1980-х гг. персональних комп'ютерів, що поєднують відносну дешевизну з широкими для непрофесійного користувача можливостями.

Міні-комп'ютерамиі суперміні-комп'ютераминазиваються машини, конструктивно виконані в одній стійці, тобто займають об'єм порядку половини кубометра. Дані ЕОМ історично передували мікрокомп'ютерам, за своїми технічними та експлуатаційними характеристиками поступаються сучасним мікрокомп'ютерам і в даний час не виробляються.

Мейнфрейми(main frame), іноді звані корпоративними комп'ютерами, є обчислювальні системи, що забезпечують спільну діяльність багатьох працівників у рамках однієї організації, одного проекту, однієї сфери інформаційної діяльностіпри використанні тих самих інформаційно-обчислювальних ресурсів. Це розраховані на багато користувачів обчислювальні системи, що мають центральний блок з великою обчислювальною потужністю і значними інформаційними ресурсами, до якого приєднується велика кількість робочих місць з мінімальною оснащеністю (відеотермінал, клавіатура, пристрій позиціонування типу «миша» і, можливо, пристрій друку).

В принципі, як робочі місця, приєднані до центрального блоку корпоративного комп'ютера, можуть бути використані і персональні комп'ютери. Область використання корпоративних комп'ютерів - реалізація інформаційних технологій забезпечення управлінської діяльностіу великих фінансових та виробничих організаціях, організація різних інформаційних систем, що обслуговують велику кількість користувачів у рамках однієї функції (біржові та банківські системи, бронювання та продаж квитків для надання транспортних послуг населенню тощо).

Суперкомп'ютериявляють собою обчислювальні системи з граничними характеристиками обчислювальної потужностіі інформаційних ресурсів. Основна характеристика тут була і є продуктивністю, яка завжди необмежено потрібна в особливо потужних та відповідальних додатках. Це дуже потужні комп'ютери з продуктивністю понад 100 MFLOPS (мільйонів операцій над числами з плаваючою точкою за секунду).

Боротьба між виробниками суперкомп'ютерів йде за першу позицію в рейтингу Тор 500 (упорядкований список 500 найбільш продуктивних ЕОМ, що складається двічі на рік), тобто за абсолютний рекорд продуктивності. Досягнута продуктивність вже давно переступила за мільярд операцій на секунду. гігафлопнікомп'ютери. Розробляються і створюються комп'ютери, які вже виконують трильйони (!) операцій на секунду, -- терафлопнікомп'ютери.

Область застосування суперкомп'ютерів - завдання метеорології, фізики елементарних частинок, моделювання ядерних вибухів (за умов заборони натурних випробувань), збирання та обробки даних, які з місця ведення військових дій. Майбутнє завдання - фолдинг білків. Це розрахунок найбільш можливих змін молекул білків. Наприклад, молекула гемоглобіну, що складається з чотирьох одиниць по 150 амінокислот, може мати мінімум 10150 станів. Зрозуміло, що масштаби офісної діяльності не передбачають використання ЕОМ цього класу.