- •Тема 1. Лекция №1. Информатика как единство науки и технологии – 1 час
- •История развития вычислительной техники
- •Основные понятия теории информации
- •I. Решение логических задач средствами алгебры логики
- •Тема 2. Основы дискретной математики. Лекция № 4. Как решать логические задачи? (1час)
- •Постановка задачи
- •Решение
- •Тема 3. Основные понятия архитектуры эвм.
- •Способы представления информации. Системы счисления
- •Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую с использованием полиномов.
- •Перевод из двоичной системы счисления в десятичную
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую с помощью деления целой части и умножения дробной части.
- •Перевод дробной части числа.
- •Тема 3. Основные понятия архитектуры эвм. Лекция № 6. Аппаратное и программное обеспечение (1 час) Аппаратные средства эвм
- •1 Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь.
- •2 Внешняя память компьютера. Различные типы носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и т.Д.)
- •Обобщенная таблица «внешняя память эвм»
- •3 Магистрально-модульный принцип построения компьютера.
- •4 Основные характеристики компьютера (разрядность магистрали, объем оперативной и внешней памяти, тактовая частота и др.)
- •Программные средства эвм
- •Тема 3. Основные понятия архитектуры эвм. Лекции № 7-8 (2 часа). Способы представления информации в эвм. Системы счисления
- •Правила перевода чисел из одной системы счисления в другую
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую с использованием полиномов.
- •Перевод из двоичной системы счисления в десятичную
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую с помощью деления целой части и умножения дробной части.
- •Перевод дробной части числа.
- •Тема 4. Алгоритмические решение задач. Лекция №9. Алгоритмические решение задач, анализ алгоритмической сложности. ( 1 час) Алгоритмическая сложность задачи. Понятие сложности задач
- •2. Классификация задач по сложности
- •Способы записи алгоритма.
- •Основные алгоритмические конструкции
- •Тема 4. Алгоритмические решение задач. Лекция №10. Алгоритмы. Способы записи алгоритма. (1час) Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Возможность автоматизации деятельности человека
- •Свойства алгоритма
- •Формы записи
- •Возможность автоматизации деятельности человека
- •Тема 4. Алгоритмические решение задач. Лекция №11. Блок-схемы, разработка алгоритма, примеры. (1час)
- •Задача на построение блок-схемы простого алгоритма, записанного на естественном языке.
- •Постановка задачи
- •Математическая модель
- •Технология решения
- •Постановка задачи
- •Модель решения
- •Язык ассемблера
- •Структурное программирование
- •Парадигмы программирования
- •Структурное программирование
- •Функциональное и логическое программирование
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №13. Программное обеспечение компьютера (1час)
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №14. Операционная система. Файловые системы семейства Windows. (1час)
- •Управление работой операционных систем Обзор команд управления
- •Операционные системы семейства ms-dos
- •Операционные системы семейства windows-9х
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №15. Текстовый редактор. Назначение и основные функции. (1час)
- •Основные функции
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №16. Создание математических формул (1час)
- •Цель работы:
- •2. Краткое введение в теоретическую часть.
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №17. Электронные таблицы. Назначение и основные функции. (1час)
- •Области применения электронных таблиц
- •Основные функции электронных таблиц
- •Преимущества использования эт при решении задач
- •Cостав электронной таблицы
- •Модель ячейки
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №18. Мастер функций. Текстовые функции. (1час) Мастер функций. Текстовые функции.
- •1. Цель.
- •3. Задания:
- •Список сотрудников
- •4. Методические указания:
- •5. Контрольные вопросы:
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №19. Excel_ Исследование мастера функций_ Логическая функция_ Если (1час) Тема Excel_ Исследование мастера функций_ Логическая функция_ Если
- •1. Цель работы:
- •2. Теоретические основы:
- •3. Задание.
- •4. Методические указания.
- •5. Контрольные вопросы.
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №20. Базы данных. Назначение и основные функции (1час)
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №22 Microsoft Access. Запросы (1час)
- •1 Теоретическая часть
- •1.1 Основные сведения о запросах
- •1.2.1 Запросы на выборку и их использование
- •1.2.2 Запросы с параметрами и их использование
- •1.2.3 Перекрестные запросы и их использование
- •1.2.4 Запросы на изменение и их использование
- •2. Создание запроса
- •3. Практическая часть
- •3.1 Создание простого запроса на выборку с помощью мастера
- •2.2 Создание простого запроса на выборку самостоятельно в режиме конструктора.
- •Тема 6. Основы операционных систем и сетей. Лекция №23. Access_ Поиск и отбор данных (2час) Тема Access_ Поиск и отбор данных
- •Цель. Ознакомление с командами поиска, фильтрации и сортировки. Применение и разработка фильтров для объектов ms Access. Простой поиск
- •Сортировка записей по одному полю
- •Обычный фильтр
- •Расширенный фильтр
- •1.1 Общие сведения о формах
- •1.2 Разделы формы
- •1.3 Создание формы
- •1.4 Общие сведения об элементах управления
- •2 Практическая часть
- •2.1 Создание формы для ввода данных.
- •3 Контрольные вопросы.
- •Тема 7. Графика и интернет. Лекция №25 Internet. Сeти (2час)
- •Internet. Сети.
- •Характеристики процессоров
- •Тема 7. Графика и интернет. Лекция № Архиваторы. Антивирусные программы (1час)
- •Архиватор zip (pkzip, pkunzip, zip2exe, pkzipfix)
- •Архиватор arj
- •Архиватор rar.
- •Компьютерные вирусы.
- •Классификация компьютерных вирусов
История развития вычислительной техники
Со времени создания первой ЭВМ прошло чуть более 50-ти лет, а история развития ВТ насчитывает уже несколько поколений ЭВМ.
Развитие вычислительной техники шло по пути перехода от механических и электромеханических и далее к электронным и оптоэлектронным машинам и системам.
В 1642 году Б.Паскаль разработал суммирующее устройство, обладавшее низкой производительностью, ввод информации осуществлялся вручную.
В 1673 году Г. Лейбниц разработал арифмометр, который механически выполнял 4 арифметических действия, низкая производительность, ввод информации производился вручную.
В 19 веке Ч.Бэббидж создает аналитическую машину с характеристиками: память в 1000 чисел по 50 десятичных знаков, операции над числами выполняло арифметическое устройство, использовалась программа (порядок вычислений) на перфокартах, механизм перемещения перфокарт обеспечивал автоматизацию вычислений. Сложение и вычитание – 1с, умножение и деление – 1 мин. Возникла идея принципа программного управления вычислительным процессом.
В 1944 году в Гарвардском университете была создана релейная вычислительная машина МАРК-1.
В 1945 году Дж. фон Нейман усиливает принцип программного управления принципом хранимой информации. Программа, закодированная в специальной цифровой форме, помещалась в память программ машины.
1946 год - Д. Моучли и Д. Эккерт создают вычислительную машину ЭНИАК, предназначенную для автоматизации процесса артиллерийских расчетов. Машина имела: 18 тысяч электронных ламп, 1,5 тыс. реле, потребляла 150 кВт электроэнергии. Выполнение операции "сложение" - 0,0002 с, выполнение операции "умножение" – 0,0028 с. Программа вычислений набиралась вручную и хранилась на коммутационных панелях.
В 1947 году создается вычислительная машина МАРК-2, в которой использовался двойной синхросигнал, для запоминания, выполнения арифметических операций и операций управления имела 13000 шт. электромеханических реле, имеющих 2 устойчивых состояния, сложение и вычитание – 0,125 с, умножение – 0,25 с. МАРК-2 имела низкую надежность и скорость работы, программа вычислений размещалась на внешних носителях.
В 1948 году ученые-физики создают первые полупроводниковые приборы.
В 1949 году М.Уилкс разрабатывает ЭДВАК – первую цифровую вычислительную машину дискретного действия – положившую начало первому поколению ЭВМ (1948 –60 гг.).
1949 год – в СССР создана ЭВМ МЭСМ (малая электронная счетная машина).
В 1953 году СССР выпускает самую быстродействующую в мире (на тот момент) ЭВМ БЭСМ. Затем начинается серийный выпуск ЭВМ Стрела, БЭСМ-2, Урал, МИНСК-1 строились на электронных лампах, которые служили недолго, поэтому ЭВМ имели малое быстродействие, низкую надежность, значительные габариты и большую потребляемую мощность. Использовалась для решения задач с малым количеством входной и выходной информации при большом количестве вычислений. Программирование велось на машинном языке, т.е. в кодах непосредственно воспринимаемых ЭВМ. Появились первые библиотеки стандартных программ
В 1958 году фирма International Business Machines Corporation выпускает ЭВМ IBM-7070 – первая полупроводниковая машина, с которой начинается отсчет второго (до 1968 года) поколения ЭВМ. Промышленное производство полупроводников позволило уменьшить габариты и потребляемую мощность, увеличить надежность и быстродействие.
В СССР: в это время выпускаются ЭВМ Минск, БЭСМ, Урал, М-20. При производстве применяют печатный монтаж, создаются машины для решения специализированных задач (в системе управления, научных исследованиях), использовались языки программирования высокого уровня (более удобные для человека). В качестве внешней памяти использовались магнитные диски и ленты.
Среди ЭВМ второго поколения лучшими считаются БЭСМ-6 (СССР), СТРЕТЧ (США), АТЛАС (Великобритания) Разработан и принципы мультипрограммной работы ЭВМ (пакет обработка данных, режим разделения времени), динамическое распределение ресурсов, эффективной адресации информации, оперативной связи между человеком и машиной. Развивается теория языков программирования, трансляторов с одного языка программирования на другой, ОС. Быстродействие достигало 1-3 млн. операций в секунду
Уже в 1958 году Д.Килби выдвинул идею создания интегральных схем. В 1959 году Р.Нойс (будущий основатель фирмы ИНТЕЛ) изобрел метод создания чипов (интегральных схем). Позволяет в едином технологическом процессе на одной пластине (или кристалле) полупроводника получать схемы, состоящие из десятков и сотен миниатюрных электронных элементов
В 1967 году фирма IBM выпускает ЭВМ IBM-360, положившую начало третьему поколению ЭВМ (до 1975 года). ЭВМ имела мультипрограммный режим работы, широкий набор операционных систем, параллельную работа отдельных устройств, развитую встроенную диагностику, развитую конфигурацию внешних устройств, программную совместимость (программа, составленная для одной ЭВМ, могла быть выполнена на другой), возможность работы с произвольной алфавитно-цифровой информацией, большой объем основной и внешней памяти. Появилась полупроводниковая память, введено понятие "центральный процессор" - CPU (объединил в себе арифметико-логическое устройство, часть памяти и устройство управления). Производительность – десятки млн. операций в секунду
В начале 70-х начинается создание больших интегральных схем (БИС). Плотность размещения электронных элементов и компонентов в сотни и тысячи раз превышает плотность размещения в малых ИС.
1972 год считается началом третьего поколения ЭВМ. Каждая из БИС представляет собой законченное функциональное устройство ЭВМ: центральный процессор, арифметический сопроцессор для выполнения операций над числами с плавающей запятой, память, сопроцессор ввода-вывода и т.д.
Через несколько лет начинается создание сверхбольших интегральных схем (СБИС). СБИС – изготавливаются по субмикронной технологии, содержат несколько млн. элементов, выполняют функции нескольких БИС (в одной СБИС может размещаться процессор, арифметический сопроцессор, небольшая память, устройство управления памятью). Используя БИС и СБИС, получают машины от микроЭВМ до сверхвысокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. Производительность машин 4-го поколения – несколько сот и тысяч млн. операций в сек. Их объединяют в многомашинные системы и комплексы, на их основе строятся вычислительные сети. Обладают высокой надежностью, малыми габаритами, малой потребляемой мощностью, высоким быстродействием. Характерные признаки – элементная база СБИС и БИС, виртуальная память, многопроцессорность, параллелизм выполнения операций, развитие средства диалога, языки логического программирования.
Системы пятого поколения. Базируются на методе параллельной обработки информации и новой элементной базе (оптоэлектроника и СБИС). Благодаря использованию оптических устройств и волоконной оптики скорость протекания процессов в такой ЭВМ соизмерима со скоростью света. Предлагаются конвейерные методы обработки информации и систолические структуры для организации параллелизма (т.е. выполнение программы на нескольких процессорах одновременно). Эти ЭВМ способны производить не только числовые расчеты, но и обработку смысловой информации с выполнением операций анализа и вывода. Поэтому продолжают развиваться декларативные языки логического программирования (ПРОЛОГ). Создаются ЭВМ на основе транспьютеров (от транзистор и компьютер). Они были спроектированы для работы в мультипроцессорной конфигурации, их объединяют в матрицы, где различные части процесса выполняют различные транспьютеры. Такие матрицы должны выполнять около 1000 млн. команд в сек.
В настоящее время ведутся работы, связанные с интеллектуализацией вычислительных систем и разработкой потоковых машин с отказом от традиционного принципа программного управления потоками команд, с переходом на принцип управления потоками данных.
Ведутся работы в направлении разработок специализированных нейрокомпьютеров с высоким быстродействием и способностью к обучению, предназначенных для решения задач искусственного интеллекта.