- •Информатика для физиков
- •Часть 1. Введение
- •Предисловие
- •Часть 1. Введение
- •1.1 Определение информатики. Понятие информации и информационной технологии. Формула Шеннона. Предмет и задачи информатики
- •Техническая база информатики Из истории создания и развития эвм
- •Классификация эвм
- •Классическая архитектура эвм общего назначения
- •Структура шин
- •Структура эвм 5-го поколения
- •Системы обработки данных
- •Программное обеспечение информатики
- •Операционные системы (ос)
- •Инструментальные языки и системы программирования
- •Системы программирования
- •Часть 2. Математические основы информатики
- •2.1 Теория формальных структур данных и алгоритмов их обработки Основные понятия теории алгоритмов
- •Общая характеристика изобразительных средств алгоритмов
- •Основные типы вычислительных процессов
- •Системы счисления
- •Позиционные системы счисления
- •Смешанные системы счисления
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •Форматы представления и преобразования информации
- •Способы разработки алгоритмов
- •ЧАсть 3. ПЕрсональные эвм
- •3.1 Из истории создания персональных компьютеров
- •Структура пэвм
- •Внешние устройства пэвм
- •Часть 4. Работа пользователя в операционной системе Windows: начальные сведения
- •4.1 Введение
- •Загрузка Windows
- •Рабочий стол
- •Изображения курсора мыши
- •Приемы работы с мышью
- •Элементы рабочего стола
- •Пиктограммы
- •Панель задач
- •Основное меню панели задач
- •Окна задач
- •Основные команды меню
- •Вызов и завершение работы программ
- •4.3 Операции с папками и файлами
- •Проводник
- •Пиктограммы, отображающие структуру диска
- •Операции с папками
- •Копирование, перемещение файлов и папок
- •Удаление файлов и папок и их восстановление
- •4.4 Стандартные программы Windows
- •4.5 Завершение работы в Windows
- •Часть 5. Компьютерное моделирование в физических исследованиях
- •5.1 Роль эксперимента в физических исследованиях. Виды экспериментальных исследований
- •5.2 Основы теории моделирования Базовые понятия
- •Классификация моделей
- •Условное моделирование
- •Аналогичное моделирование
- •5.3 Математическое моделирование и компьютерный эксперимент Понятие математической модели
- •Особенности математических моделей
- •5.4 Вычислительный алгоритм. Введение в численные методы
- •Базовые понятия численных методов
- •Численное решение линейных дифференциальных уравнений
- •Численное вычисление одномерных интегралов
- •Метод Монте-Карло
- •Вычисление многомерных интегралов
- •5.5 Технология программирования вычислительных задач
- •5.6 Точность компьютерного эксперимента Погрешности компьютерного эксперимента
- •Требования к вычислительным алгоритмам
- •5.7 Пример моделирования физической системы
- •5.8 Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
Техническая база информатики Из истории создания и развития эвм
Механические средства для вычислений были известны еще в далеком прошлом. Одно из самых древних вычислительных средств – счеты – использовалось древними египтянами и китайцами. Подобные устройства применялись для механизации счета и хранения текущего результата. В качестве постоянной памяти выступали дощечки из глины, бумага. Отсутствовала механизация управления последовательностями операций.
Чарльз Беббидж (1792 – 1871), английский физик и астроном, первый сформулировал идею создания универсальной вычислительной машины (аналитическая машина Беббиджа). Его, прежде всего, интересовало повышение точности астрономических расчетов. Беббидж разработал детальный проект машины, однако так и не завершил его, в том числе и по финансовым причинам.
В 1937 г. английский математик Алан Тьюринг опубликовал работу с описанием универсальной схемы вычислений. Его результаты были представлены в терминах гипотетической машины, названной “универсальной машиной Тьюринга”. Эта теоретическая разработка привлекла внимание большого числа специалистов к вопросу создания универсальной вычислительной машины.
Вторая мировая война дала толчок к усовершенствованию вычислительных устройств и технологии их производства. В 1944 г. Говард Айкен из IBM создал первую в мире ЭВМ на релейных элементах – Havard Mark I. В 1946 г. сотрудники IBM Дж. Эккерт и Дж. Мочли создали первый компьютер на электронных лампах – ENIAC.
В 1951 г. началось массовое производство машин серии UNIVAC – этот год принято считать годом появления технологии ЭВМ первого поколения.
В 1960 г. появились ЭВМ второго поколения – на полупроводниковых элементах.
Достижения в области полупроводниковой технологии – разработка технологии производства интегральных схем – привели к тому что в 60-х г.г. были созданы ЭВМ третьего поколения (1964 г.) на основе БИС (больших интегральных схем), а затем ЭВМ четвертого поколения (1970 г.) – на основе СБИС (сверхбольших интегральных схем).
В конце 70-х успехи развития микроэлектроники привели к созданию персональных компьютеров на основе микропроцессоров.
Успехи в разработке оборудования сопровождались достижениями в области программирования.
В 1955 г. создан первый язык высокого уровня – Фортран, включавший многие элементы алгебры. Были созданы другие языки для решения разных классов задач: КОБОЛ (для решения экономических задач), АЛГОЛ (для решения научных задач), PL/I (единый язык для решения задач прикладного и системного программирования).
Помимо языков программирования в 60-х г. XX в. разработан ряд операционных систем. Развивается в эти годы технология программирования, т.е. методы построения трансляторов языков (см раздел 1.3. “Программное обеспечение информатики”).
В начале 80-х г. XX в. японские специалисты выступили с амбициозным проектом создания ЭВМ пятого поколения, устройство которой позволило бы пользователю ставить задачу ЭВМ на своем профессиональном языке, а специальный блок такой ЭВМ, так называемый “интеллектуальный интерфейс”, выполнил бы всю ту работу, которую раньше делал программист.