История компьютерной техники: 1642-1968

Совместными усилиями мы создали такие блок-схемы алгоритма перевода чисел в двоичную систему:

Первая группа

Вторая группа

Подробнее с историей компьютерной техники вы сможете познакомиться в презентации к уроку.

Видео "Эволюция персонального компьютера":

Хронологическая таблица самых важных событий в истории компьютеров:

Год	Событие
1642	Первым человеком, создавшим счетную машину, был французский ученый Блез Паскаль (1623-1662), в честь которого назван один из языков программирования. Паскаль сконструировал эту машину в 1642 году, когда ему было всего 19 лет, для своего отца, сборщика налогов. Это была механическая конструкция с шестеренками и ручным приводом. Счетная машина Паскаля могла выполнять только операции сложения и вычитания.
1848	Еще через 150 лет профессор математики Кембриджского Университета, Чарльз Бэббидж (1792-1871), изобретатель спидометра, разработал и сконструировал аналитическую машину. У этой машины был довольно интересный способ вывода информации: результаты выдавливались стальным штампом на медной дощечке, что предвосхитило более поздние средства ввода-вывода — перфокарты и компакт-диски. Преимущество аналитической машины заключалось в том, что она могла выполнять разные задания. Она считывала команды с перфокарт и выполняла их. Если в считывающее устройство вводились перфокарты с другой программой, то машина выполняла другой набор операций. То есть аналитическая машина могла выполнять несколько алгоритмов.
1937	В конце 30-х годов немец Конрад Цузе (Konrad Zuse) сконструировал несколько автоматических счетных машин с использованием электромагнитных реле. Ему не удалось получить денежные средства от правительства на свои разработки, потому что началась война. Цузе ничего не знал о работе Бэббиджа, его машины были уничтожены во время бомбежки Берлина в 1944 году, поэтому его работа никак не повлияла на будущее развитие компьютерной техники. Однако он был одним из пионеров в этой области.
1944	Немного позже счетные машины были сконструированы в Америке. Машина Джона Атанасова (John Atanasoff) была чрезвычайно развитой для того времени. В ней использовалась бинарная арифметика и информационные емкости, которые периодически обновлялись, чтобы избежать уничтожения данных. Современная динамическая память (ОЗУ) работает по точно такому же принципу. К несчастью, эта машина так и не стала действующей. В каком-то смысле Атанасов был похож на Бэббиджа — мечтатель, которого не устраивали технологии своего времени.
1944	Говард Айкен (Howard Aiken) в Гарварде упорно проектировал ручные счетные машины в рамках докторской диссертации. После окончания исследования Айкен осознал важность автоматических вычислений. Он пошел в библиотеку, прочитал о работе Бэббиджа и решил создать из реле такой же компьютер, который Бэббиджу не удалось создать из зубчатых колес. Работа над первым компьютером Айкена «Mark I» была закончена в 1944 году. Компьютер имел 72 слова по 23 десятичных разряда каждое и мог выполнить любую команду за 6 секунд. В устройствах ввода-вывода использовалась перфолента. К тому времени, как Айкен закончил работу над компьютером «Mark II», релейные компьютеры уже устарели. Началась эра электроники.
1946	Джон Мочли, который был знаком с работами Атанасова и Айкена, понимал, что армия заинтересована в счетных машинах. Моушли со своим студентом Дж. Преспером Экертом начали конструировать электронный компьютер, который они назвали ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный цифровой интегратор и калькулятор). ENIAC состоял из 18 000 электровакуумных ламп и 1500 реле, весил 30 тонн и потреблял 140 киловатт электроэнергии. У машины было 20 регистров, каждый из которых мог содержать 10-разрядное десятичное число. В ENIAC было установлено 6000 многоканальных переключателей и имелось множество кабелей, протянутых к разъемам. Работа над машиной была закончена в 1946 году, когда она уже была не нужной — по крайней мере, для достижения первоначально поставленных целей.
1948	В то время, когда Экерт и Мочли работали над машиной EDVAC – следующим компьютером после ЭНИАКА, одним из участников проекта стал Джон Фон Нейман. Фон Нейман был гением в тех же областях, что и Леонардо да Винчи. Он знал много языков, был специалистом в физике и математике, обладал феноменальной памятью: он помнил все, что когда-либо слышал, видел или читал. Когда фон Нейман стал интересоваться вычислительными машинами, он уже был самым знаменитым математиком в мире. Фон Нейман вскоре осознал, что создание компьютеров с большим количеством переключателей и кабелей требует длительного времени и очень утомительно. Он пришел к мысли, что программа должна быть представлена в памяти компьютера в цифровой форме, вместе с данными. Он также отметил, что десятичная арифметика, используемая в машине ENIAC, где каждый разряд представлялся десятью электронными лампами, одна из которых включена и 9 выключены), должна быть заменена параллельной бинарной арифметикой. Фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. В 1946 г. ученые изложили свои принципы построения вычислительных машин в ставшей классической статье “Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства”. С тех пор прошло полвека, но выдвинутые в ней положения сохраняют актуальность и сегодня.

Больше информации вы можете получить в видео:

Первый компьютер - история Конрада Цузе

Компьютеры - Современные чудеса. История первых компьютеров:

Двоичная система счисления

Откройте рисунок "Алгоритм перевода чисел из десятичной системы в двоичную".

Умение работать с двоичным кодом помогло нам нарисовать такого вот морского котика:

Подробнее познакомиться с двоичной системой и переводом чисел из десятичной системы в двоичную вы можете в видео:

Система счисления – это принятый способ записи чисел и сопоставления этим записям реальных значений. Все системы счисления можно разделить на два класса:

·         позиционные – количественное значение каждой цифры зависит от ее место положения (позиции) в числе;

·         непозиционные – цифры не меняют своего количественного значения при изменении их положения в числе.

Для записи чисел в различных системах счисления используется определенное количество знаков или цифр. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления.

Основание	Название системы счисления	Знаки
2	Двоичная	0, 1
3	Троичная	0, 1, 2
4	Четверичная	0, 1, 2, 3
5	Пятиричная	0, 1, 2, 3, 4
8	Восьмиричная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
10	Десятичная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
12	Двенадцатиричная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В
16	Шестнадцатиричная	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, C, D, E, F

Каждое число в позиционной системе счисления можно представить в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления.

Например:

(степени расставляем над целой частью числа слева направо, начиная с «0»)

Двоичная система счисления имеет особую значимость в информатике. Это определяется тем, что внутреннее представление любой информации в компьютере является двоичным, т. е. описываемым наборами только из двух знаков (0, 1).

Рассмотрим алгоритмы перевода числа из десятичной системы счисления в двоичную и наоборот:

Проверяйте себя!

• четные числа в двоичной форме всегда заканчиваются на 0, а нечетные - на 1;

• двоичное число не может начинаться с нуля.

Кодирование сообщений

Проверим ваши знания: заполните форму.
Результаты теста:

Алексеева Юля и Машир Анна	8-А	7
Лижанкова Арина, Скороход Екатерина	8-А	10
Попович Данил, Белов Андрей	8-А	9
Шкуренко Дарья,Крячик Настя	8-А	11
Алексеева Юля и Машир Анна	8-А	8
Алексеева Юля и Машир Анна	8-А	6
Воронина Ира, Пономаренко Ярослава	8-А	10
Кучеренко	8а	9
Пилипенко Богдан	8-а	7
Валерия Мельник, Пюрко Виктория	8-А	8
Замякин Никита	8-А	6
Олександр Луценко	8-А	6
Олександр Луценко	8-А	6
Аліна Галайда Аліса Панченко	8-А	8
Никита Литвишко	8-А	8
Влад Поставной	8-А	8
Гаража Антон	8-А	8
Якимець та Рабковська	8-А	9
Хотінь Карина , Зацаренко Анастасія	8-А	9
Ігнатьєва Софія	8-а	9
Якимець та Рабковська	8-А	9
Замякин Никита	8-А	7
Динец Артем	8-А	5
Гусак Данил,Хохлов Ярослав	8-А	9

Передаваемая информация может поступать от источника к приёмнику с помощью условных знаков

Это могут быть сигналы самой различной физической природы: тепловые, звуковые, электрические, световые.Это могут быть сигналы в виде жестов, которые мы иногда используем в общении, это наши движения и слова.

Однако, для того, чтобы произошла передача информации, приемник информации должен не только получить сигнал, но и расшифровать его.

Чтобы люди понимали одинаково значение того или иного знака, нужно заранее договариваться, проще, говоря требуется разработка кода.

Код – это система условных знаков для представления информации.
Кодирование – процесс представления информации с помощью кода.

В памяти компьютера информация представлена в виде двоичного кода, т.е. в виде цепочки, состоящей из нулей и единиц. Так, каждому символу на клавиатуре соответствует уникальная цепочка из 8 нулей и единиц. Двоичный код является универсальным средством кодирования информации. С помощью кода из 0 и 1 можно закодировать разные виды информации: текстовую, графическую, звуковую.

Система счисления – способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).

Непозиционная система счисления – система счисления, в которой вклад каждой цифры в величину числа не зависит от ее положения в записи числа.

Позиционные системы счисления – системы счисления, в которых каждой цифре соответствует величина, зависящая от ее положения в последовательности цифр, изображающей число.

Совокупность различных цифр, используемых в позиционной системе счисления, для записи чисел, называется алфавитом системы счисления.

Основание позиционной системы счисления – количество используемых цифр.

Единицы измерения информации

Бит – наименьшая единица представления информации.

Байт – наименьшая единица обработки и передачи информации.

Один байт равен восьми битам, так как именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=2⁸).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

·         1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт

·         1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт

·         1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт

·         1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт

·         1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ байт

Примеры объемов информации

Страница книги	2,5 Кбайт
Учебник	0,5 Мбайт
Газета	150 Кбайт
Черно-белый кадр	300 Кбайт
Цветной кадр из 3 цветов	1 Мбайт
1,5 часовой цветной фильм	135 Гбайт

Понятие и свойства информации

Откройте рисунок "ЭС Планеты Солнечной системы" 

Экспертные системы

Read more publications on Calaméo

Экспертная система — это программа (на современном уровне развития человечества), которая заменяет эксперта в той или иной области.

ЭС предназначены, главным образом, для решения практических задач, возникающих в слабо структурированной и трудно формализуемой предметной области.

ЭС - это система искусственного интеллекта, включающая знания об определенной слабо структурированной и трудно формализуемой узкой предметной области и способная предлагать и объяснять пользователю разумные решения

ЭС предназначены для так называемых неформализованных задач.

Неформализованные задачи обычно обладают следующими особенностями:

• ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью исходных данных;
• ошибочностью, неоднозначностью, неполнотой и противоречивостью знаний о проблемной области и решаемой задаче;
• большой размерностью пространства решения, т.е. перебор при поиске решения весьма велик;
• динамически изменяющимися данными и знаниями

Состав экспертной системы:

База знаний

- основной компонент ЭС. База знаний описывает предметную область и позволяет отвечать на такие вопросы из этой предметной области, ответы на которые в явном виде не присутствуют в базе. Предназначена для хранения долгосрочных данных, описывающих рассматриваемую область (а не текущих данных).

Механизм логического вывода, или решатель

Решатель, используя исходные данные из рабочей памяти и знания из БЗ, формирует такую последовательность правил, которые, будучи примененными к исходным данным, приводят к решению задачи

Подсистема объяснений

Объяснительный компонент объясняет, как система получила решение задачи (или почему она не получила решение) и какие знания она при этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату.

Диалоговый компонент ориентирован на организацию дружественного общения с пользователем как в ходе решения задач, так и в процессе приобретения знаний и объяснения результатов работы.

Чтобы разработка ЭС была возможной для, необходимо одновременное выполнение таких требований:

• существуют эксперты в данной области, которые решают задачу значительно лучше, чем начинающие специалисты;
• эксперты сходятся в оценке предлагаемого решения, иначе нельзя будет оценить качество разработанной ЭС;
• эксперты способны вербализовать (выразить на естественном языке) и объяснить используемые ими методы, в противном случае трудно рассчитывать на то, что знания экспертов будут "извлечены" и вложены в ЭС;
• решение задачи требует только рассуждений, а не действий.

Подробнее смотрите в видео:

Добро пожаловать!

Этот блог мы будем использовать для совместной работы на уроках, самостоятельной работы дома, подготовки к тематическим аттестациям и к экзамену. В блоге, а также в нашей группе вы сможете найти ссылки на необходимые ресурсы, выкладывать результаты совместной работы, обсуждать и делиться комментариями.

Надеюсь, наша с вами работа  и общение в этом году будут интересными и плодотворными!

Искренне ваша,
Юлия Алексеевна