Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Лекции по информатике

для студентов 1 курса дневного обучения

специальностей 1004 и 1805

Самара 2008

Оглавление

ЛЕКЦИЯ 6. АЛГОРИТМЫ. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ  19

ЛЕКЦИЯ №1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: ИНФОРМАЦИЯ, СБОР, ПЕРЕДАЧА, ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ

Первое упоминание о вычислительной машине встречается в трудах Леонардо да’Винчи (чертежи «логической машины»). Первой реализацией программируемой машины считается ткацкий станок (стержни и перфоленты для изменения порядка переплетения нитей – типа ткани).

Первое практическое применение вычислительной машины – расчет артиллерийских таблиц в 1920-30х годах. Контакторы, 3-х этажное здание, несколько десятков программистов, около месяца программирования, несколько часов счета.

Первая ЭЛЕКТРОННАЯ вычислительная машина – США, аналоговая машина, программирование путем соединения блоков в схему, соответствующую задаче.

Дальнейшее развитие – ЭВМ на радио лампах, отечественная - Урал, транзисторные отечественные БЭСМ-4, М-200 (до 10⁶операций/сек), западнаяIBM.IBMприходит в СССР из соц. стран (Венгрия, Болгария, ГДР) как ЕС-ЭВМ. ЕС-ЭВМ – мощная машина «коллективного» пользования. Коллективность вынужденная из-за несоответствия быстродействия ЦП и периферии.

При появлении мультизадачного режима с переменным количеством задач, появляются терминалы и дисплейные станции. Использование машин становится действительно коллективным. Терминалы приобретают интеллект и отпочковываются в персональные ЭВМ. Электроника-60,100, Искра, IBM.

Если бы авиационная техника развивалась так же быстро как вычислительная (производительность, эффективность, экономичность, снижение стоимости), в настоящее время (примерно 10 лет назад) любой желающий мог бы свободно купить самолет типа Боинг760, залить ведро бензина и облететь вокруг земного шара за 20 минут.

Параллельное развитие машин индивидуального использования:

• ПРОМИНЬ: 100 шагов программируемой памяти (карманный калькулятор Электроника Б3-38)

• НАИРИ: программирование на языке высокого уровня, ввод/вывод – электрическая пишущая машинка 120 символов/мин или перфолента.

Развитие техники программирования.

Программирование в кодах машины – программист-колдун. Никто не знает и не понимает «как он это делает» (проминь).

Машино ориентированные языки (наири).

Часто повторяющиеся цепочки команд порождают интерпретаторы и трансляторы.

Универсальные алгоритмические языки высокого уровня FORTRAN,ALGOL,PL-1,BASIC,Pascal.

Проблемно ориентированные языки программирования.

Системы визуального конструирования программ Delphi, программирование без программирования.

Развитие носителей информации.

Магнитный барабан – БЭСМ.

Магнитные ленты, магнитные диски – ЕС.

Дискеты 5 дюймов от 180кБ – Искра, до 720кБ.

Жесткий диск 7 МБ – Искра.

СDиDVDдиски.

Флэш-карты памяти.

Развитие средств ввода вывода

Перфорированная фотопленка, кассовая лента с числами в нормализованном виде, пульт программиста-наладчика – Урал.

Перфокарты, перфоленты, АЦПУ – БЭСМ

То же и эл. пиш. маш. или монитор программиста-системщика – ЕС. Позднее клавиатура и монитор дисплейных станций.

Экзотика: различного типа сколки для тыканья спец. карандашом, многослойные экраны мониторов для тыканья пальцем, световое перо.

Принтеры: матричные, электротепловые, струйные, лазерные.

Графопостроители, плоттеры:планшетные, рулонные перьевые, струйные.

Мониторы и графические карты: 320х200 монохром: черные, зеленые, рыжие; цветные 320х200, 640х480, 1024х768, …;CGA–colorgraphicadapter4 цвета,EGA–enhancedgraphicadapter12 цветов,VGA–videographicadapter256 цветов,SVGA–supervideographicadapter4*10⁶цветов.

Термин "информатика"(франц.informatique) происходит от французских словinformation(информация) иautomatique(автоматика) и дословно означает"информационная автоматика".

Широко распространён также англоязычный вариант этого термина — "Сomputer science", что означает буквально"компьютерная наука".

Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

В 1978 году международный научный конгресс официально закрепил за понятием "информатика"области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая компьютеры и их программное обеспечение, а также организационные, коммерческие, административные и социально-политические аспекты компьютеризации — массового внедрения компьютерной техники во все области жизни людей.

Таким образом, информатика базируется на компьютерной технике и немыслима без нее.

Инфоpматика — научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её основные направления:

• pазpаботка вычислительных систем и пpогpаммного обеспечения;

• теоpия инфоpмации, изучающая процессы, связанные с передачей, приёмом, преобразованием и хранением информации;

• методы искусственного интеллекта, позволяющие создавать программы для решения задач, требующих определённых интеллектуальных усилий при выполнении их человеком (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

• системный анализ, заключающийся в анализе назначения проектируемой системы и в установлении требований, которым она должна отвечать;

• методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

• средства телекоммуникации, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

• разнообразные пpиложения, охватывающие производство, науку, образование, медицину, торговлю, сельское хозяйство и все другие виды хозяйственной и общественной деятельности.

Информатику обычно представляют состоящей из двух частей:

• технические средства;

• программные средства.

Технические средства, то естьаппаратура компьютеров, в английском языке обозначаются словомHardware, которое буквально переводится как"твёрдые изделия".

А для программных средстввыбрано (а точнее, создано) очень удачное словоSoftware(буквально —"мягкие изделия"), которое подчёркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины и вместе с тем подчёркивает способность программного обеспечения модифицироваться, приспосабливаться, развиваться.

Программное обеспечение— это совокупность всех программ, используемых компьютерами, а также вся область деятельности по их созданию и применению.

Помимо этих двух общепринятых ветвей информатики выделяют ещё одну существенную ветвь — алгоритмические средства. Для неё российский академик А.А. Дородницин предложил названиеBrainware(от англ.brain— интеллект). Эта ветвь связана с разработкой алгоритмов и изучением методов и приёмов их построения.

Алгоритмы— это правила, предписывающие выполнение последовательностей действий, приводящих к решению задачи.

Нельзя приступить к программированию, не разработав предварительно алгоритм решения задачи.

Роль информатики в развитии общества чрезвычайно велика. С ней связано начало революции в области накопления, передачи и обработки информации. Эта революция, следующая за революциями в овладении веществом и энергией, затрагивает и коренным образом преобразует не только сферу материального производства, но и интеллектуальную, духовную сферы жизни.

Рост производства компьютерной техники, развитие информационных сетей, создание новых информационных технологий приводят к значительным изменениям во всех сферах общества: в производстве, науке, образовании, медицине и т.д.