Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КАЗАНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА им. А.Н. ТУПОЛЕВА - КАИ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы информатики»

Выполнил: студент Герасимов В.В.

Группа 24172

Преподаватель: Михайлова О.П.

Альметьевск, 2019 г.

Введение

Информатика -- комплексная научная дисциплина с широчайшим диапазоном применения. Её приоритетные направления:

- математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным и прикладным исследованиям в различных областях знаний;

- методы искусственного интеллекта, моделирующие методы логического и аналитического мышления в интеллектуальной деятельности человека (логический вывод, обучение, понимание речи, визуальное восприятие, игры и др.);

- системный анализ, изучающий методологические средства, используемые для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам различного характера;

- биоинформатика, изучающая информационные процессы в биологических системах;

- социальная информатика, изучающая процессы информатизации общества;

- методы машинной графики, анимации, средства мультимедиа;

- телекоммуникационные системы и сети, в том числе, глобальные компьютерные сети, объединяющие всё человечество в единое информационное сообщество;

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

Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта.

ЭВМ 5-го поколения должна была иметь развитую периферийную систему, различать звуковую, зрительную, сенсорную информацию и обрабатывать её по законам деятельности человеческого мозга. Для перехода к таким, ЭВМ было определено требование к новой технологической базе и ставились совершенно другие задачи, нежели при разработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие цели, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины, развитие "интеллектуализации" компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры должны были способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволило бы общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальными знаниями в этой области. ЭВМ должен был стать помощником человека во всех областях.

Задание 1

1. Перевести из произвольной системы счисления в десятичную:

721.17248

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

7218 = 82*7 + 81*2 + 80*1 = 448 + 16 + 1 = 465

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

17248 = 8-1*1 + 8-2*7 + 8-3*2 + 8-4*4 = 0.2392578125

В итоге получаем число 465.

Ответ: 721.17248=465.239257812510

Проверка:

Целая часть от деления	Остаток от деления
465 div 8 = 58	465 mod 8 = 1
58 div 8 = 7	58 mod 8 = 2
7 div 8 = 0	7 mod 8 = 7

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем целую часть числа в 8-ой системе счисления: 0721

465 = 7218

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 8. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.2392578125 *8 = 1.91406

(целая часть 1)

0.91406*8 = 7.3125

(целая часть 7)

0.3125*8 = 2.5

(целая часть 2)

0.5*8 = 4

(целая часть 4)

1724

Получаем число в 8-ой системе счисления: 1724

0.2392578125 = 0.17248

В итоге получаем число: 721.17248

Ответ: 721.17248=465.239257812510

1011,00142

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

10112 = 23*1 + 22*0 + 21*1 + 20*1 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

00142 = 2-1*0 + 2-2*0 + 2-3*1 + 2-4*4 = 0.375

В итоге получаем число 11.375

Ответ: 1011.00142=11.37510

Проверка:

логический excel счисление

Целая часть от деления	Остаток от деления
11 div 2 = 5	11 mod 2 = 1
5 div 2 = 2	5 mod 2 = 1
2 div 2 = 1	2 mod 2 = 0
1 div 2 = 0	1 mod 2 = 1

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем целую часть числа в 2-ой системе счисления: 1011

1110 = 10112

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 2. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.375*2 = 0.75

(целая часть 0)

0.75*2 = 1.5

(целая часть 1)

0.5*2 = 1

(целая часть 1)

0*2 = 0

(целая часть 0)

0110

Получаем число в 2-ой системе счисления: 0110

0.37510 = 0.01102

В итоге получаем число: 1011.01102

Ответ: 11.37510=1011.01002

D1A4,F3416

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

D1A416 = 163*13 + 162*1 + 161*10 + 160*4 = 53248 + 256 + 160 + 4 = 53668

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

F3416 = 16-1*15+16-2*3+16-3 *4 = 0.9375 + 0.01171875 + 0.0009765625 = 0.95019531210

В итоге получаем число 53668.95019531210

Ответ: D1A4.F3416=53668.95019531210

Проверка:

Целая часть от деления	Остаток от деления
53668 div 16 = 3354	53668 mod 16 = 4
3354 div 16 = 209	3354 mod 16 = 10
209 div 16 = 13	209 mod 16 = 1
13 div 16 = 0	13 mod 16 = 13

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем целую часть числа в 16-ой системе счисления: D1A4

53668 = D1A416

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 16. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.950195312*16 = 15.203

(целая часть 15)

0.203*16 = 3.25

(целая часть 3)

0.25*16 = 4

(целая часть 4)

1534=F315

Получаем число в 16-ой системе счисления: F34

0.95019531210 = 0.F3416

В итоге получаем число: D1A4.F3416

Ответ: D1A4.F3416 = 53668.95019531210

2. Перевести из десятичной системы счисления в произвольную:

64935410 > X16

Целая часть от деления	Остаток от деления
649354 div 16 = 40584	649354 mod 16 = 10
40584 div 16 = 2536	40584 mod 16 = 8
2536 div 16 = 158	2536 mod 16 = 8
158 div 16 = 9	158 mod 16 = 1
9 div 16 = 0	9 mod 16 = 9

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем число в 16-ой системе счисления: 9E88A16

64935410 = 9E88A16

Проверка:

Для перевода необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

9E88A16 = 164*9+163*1+162*8+161*8+160*10=589824+57344+2048+128+10 = 64935410

Ответ: 64935410= 9E88A16

29410 > X2

Целая часть от деления	Остаток от деления
294 div 2 = 147	294 mod 2 = 0
147 div 2 = 73	147 mod 2 = 1
73 div 2 = 36	73 mod 2 = 1
36 div 2 = 18	36 mod 2 = 0
18 div 2 = 9	18 mod 2 = 0
9 div 2 = 4	9 mod 2 = 1
4 div 2 = 2	4 mod 2 = 0
2 div 2 = 1	2 mod 2 = 0
1 div 2 = 0	1 mod 2 = 1

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем число в 2-ой системе счисления: 100100110

29410 = 1001001102

Для перевода необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

1001001102 = 28*1 + 27*0 + 26*0 + 25*1 + 24*0 + 23*0 + 22*1 + 21*1 + 20*0 = 256 + 0 + 0 + 32 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 = 29410

Ответ: 291510 = 1001001102

13410 > X2

Целая часть от деления	Остаток от деления
134 div 2 = 67	134 mod 2 = 0
67 div 2 = 33	67 mod 2 = 1
33 div 2 = 16	33 mod 2 = 1
16 div 2 = 8	16 mod 2 = 0
8 div 2 = 4	8 mod 2 = 0
4 div 2 = 2	4 mod 2 = 0
2 div 2 = 1	2 mod 2 = 0
1 div 2 = 0	1 mod 2 = 1

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем число в 2-ой системе счисления: 10000110

134=10000110 2

Для перевода необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

100001102 = 27*1 + 26*0 + 25*0 + 24*0 + 23*0 + 22*1 + 21*1 + 20*0 = 128 + 0+ 0 + 0 + 0 + 4 + 2 + 0 = 13410

Ответ: 13410 = 100001102

613410 > X8

Целая часть от деления	Остаток от деления
6134 div 8 = 766	6134 mod 8 = 6
766 div 8 = 95	766 mod 8 = 6
95 div 8 = 11	95 mod 8 = 7
11 div 8 = 1	11 mod 8 = 3
1 div 8 = 0	1 mod 8 = 1

Остаток от деления записываем в обратном порядке. Получаем число в 8-ой системе счисления: 13766

613410 = 137668

Для перевода необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

137668 = 84*1 + 83*3 + 82*7 + 81*6 + 80*6= 4096+1536+448+48+6 = 613410

Ответ: 613410= 137668

3. Перевести десятичные дроби в произвольную систему счисления:

0,12510 > X2

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 2. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.125*2 = 0.25

(целая часть 0)

0.25*2 = 0.5

(целая часть 0)

0.5*2 = 1

(целая часть 1)

0*2 = 0

(целая часть 0)

0010

Получаем число в 2-ой системе счисления: 0010

0.12510 = 0.00102

Проверка:

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

02 = 20*0 = 0 = 0

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

00102 = 2-1*0 + 2-2*0 + 2-3*1 + 2-4*0 = 0.125

В итоге получаем число 0.125

Ответ: 0.12510 = 0.00102

0,37510 > X8

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 8. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.375*8 = 3

(целая часть 3)

0*8 = 0

(целая часть 0)

0*8 = 0

(целая часть 0)

0*8 = 0

(целая часть 0)

3000

Получаем число в 8-ой системе счисления: 3000

0.37510 = 0.30008

Проверка:

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

08 = 80*0 = 0 = 0

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

38 = 8-1*3 = 0.37510

В итоге получаем число 0.375

Ответ: 0.37510 = 0.38

0,32812510 > X2

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 2. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.328125*2 = 0.65625

(целая часть 0)

0.65625*2 = 1.3125

(целая часть 1)

0.312*2 = 0.625

(целая часть 0)

0.625*2 = 1.25

(целая часть 1)

0.25*2 = 0.5

(целая часть 0)

0.5*2 = 1

(целая часть 1)

010101

Получаем число в 2-ой системе счисления: 010101

0.32812510 = 0.0101002

Проверка:

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

02 = 20*0 = 0 = 0

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

0101012 = 2-1*0 + 2-2*1 + 2-3*0 + 2-4*1 + 2-5*0 + 2-6*1 =0 + 0.25 + 0.0625 + 0 + 0 + 0.015625 = 0. 328125

В итоге получаем число 0. 328125

Ответ: 0.32812510 = 0.0101012

0,414062510 > X2

Для перевода дробной части числа последовательно умножаем дробную часть на основание 2. В результате каждый раз записываем целую часть произведения.

0.4140625*2 = 0.82813

(целая часть 0)

0.82813*2 = 1.65625

(целая часть 1)

0.65625*2 = 1.3125

(целая часть 1)

0.3125*2 = 0.625

(целая часть 0)

0.625*2 = 1.25

(целая часть 1)

0.25*2 = 0.5

(целая часть 0)

0.5*2 = 1

(целая часть 1)

0110101

Получаем число в 2-ой системе счисления: 0110101

0.4140625 = 0.0110102

Проверка:

Для перевода целой части необходимо умножить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

02 = 20*0 = 0 = 0

Для перевода дробной части необходимо разделить разряд числа на соответствующую ему степень разряда.

01101012 = 2-1*0 + 2-2*1 + 2-3*1 + 2-4*0 + 2-5*1 + 2-6*0 + 2-7*1 = 0 + 0 + 0.25 + 0.125 +0 + 0.03125 + 0 + 0.0078125 = 0.414062510

В итоге получаем число 0.4140625

Ответ: 0. 414062510=0.01101002

4. Перевести из бит в Кбайт:

4292174 бит*0,0001221= 524.0744454 КБ

4247194 бит*0,0001221=518,5823874 КБ

5. Перевести из Кбайт в бит:

3014 Кбайт*8192=24690688 бит

2744 Кбайт*8192=22478848 бит

3174 Байт*8=25392 бит

24 бит=24 бит

6. Подсчитать количество информации в вашей фамилии, имени и отчестве, если они между собой разделены пробелом и закодированы в коде ASCII, затем - Unicode, подсчитать объем графического файла с этими данными.

Герасимов

Количество информации в слове «Герасимов» по формуле Р.Хартли i = log2N при условии, что для кодирования используется 32-значный алфавит, равно 9*5 = 45 (бит), т. к. в слове «Герасимов» 9 символов.

Вячеслав

Количество информации в слове «Вячеслав» при условии, что для кодирования используется 32-значный алфавит, равно 8*5 = 40 (бит), т. к. в слове «Вячеслав» 8 символа.

Валерьевич

Количество информации в слове «Валерьевич» при условии, что для кодирования используется 32-значный алфавит, равно 10* 5 = 50 (бит), т. к. в слове «Валерьевич» 10 символов.

По формуле Р.Хартли общее количество информации равно =45+40+50+2=137 бит

В кодировке Unicode на каждый символ отводится 2 байта =16 бит. То есть в нашем случае: 9+8+10+2=29 символов, тогда количество информации

29*2=58 байтов=928 бит

В кодировке ASCII каждый символ занимает 8 бит. Тогда объем информации равен:

29*8=232бит

Задание 2. Развитие архитектуры ЭВМ

Начиная с 1950 года, каждые 7-10 лет кардинально обновлялись конструктивно-технологические и программно-алгоритмические принципы построения и использования ЭВМ. В связи с этим правомерно говорить о поколениях вычислительных машин. Условно каждому поколению можно отвести 10 лет.

ЭВМ проделали большой эволюционный путь в смысле элементной базы (от ламп к микропроцессорам) а также в смысле появления новых возможностей, расширения области применения и характера их использования.

Деление ЭВМ на поколения - весьма условная, нестрогая классификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств, а также способов общения с ЭВМ.

К первому поколению ЭВМ относятся машины, созданные на рубеже 50-х годов: в схемах использовались электронные лампы. Команд было мало, управление - простым, а показатели объема оперативной памяти и быстродействия - низкими. Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду. Для ввода и вывода использовались печатающие устройства, магнитные ленты, перфокарты и перфоленты.

Ко второму поколению ЭВМ относятся те машины, которые были сконструированы в 1955-65 гг. В них использовались как электронные лампы, так и транзисторы. Оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время появились магнитные барабаны и первые магнитные диски. Появились так называемые языки высокого уровня, средства которых допускают описание всей последовательности вычислений в наглядном, легко воспринимаемом виде. Появился большой набор библиотечных программ для решения различных математических задач. Машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем, поэтому в середине 60х годов наметился переход к созданию ЭВМ, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

Третье поколение ЭВМ. Это машины, создаваемые после 60х годов, обладающих единой архитектурой, т.е. программно совместимых. Появились возможности мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. В ЭВМ третьего поколения применялись интегральные схемы.

Четвертое поколение ЭВМ. Это нынешнее поколение ЭВМ, разработанных после 1970 г. Машины 4го поколения проектировались в расчёте на эффективное использование современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного пользователя.

В аппаратурном отношении для них характерно использование больших интегральных схем как элементной базы и наличие быстродействующих запоминающих устройств с произвольной выборкой, объемом несколько Мбайт.

Машины 4-го поколения- многопроцессорные, многомашинные комплексы, работающие на внеш. память и общее поле внеш. устройств. Быстродействие достигает десятков миллионов операций в сек, память - нескольких млн. слов.

Переход к пятому поколению ЭВМ уже начался. Он заключается в качественном переходе от обработки данных к обработке знаний и в повышении основных параметров ЭВМ. Основной упор будет сделан на "интеллектуальность".

На сегодняшний день реальный «интеллект», демонстрируемый самыми сложными нейронными сетями, находится ниже уровня дождевого червя, однако, как бы ни были ограничены возможности нейронных сетей сегодня, множество революционных открытий, могут быть не за горами.

1. Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы

Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.

Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины и "умирали" вместе с этими моделями.

В середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоичной записи команд и адресов использовать их сокращенную словесную (буквенную) запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач - язык Фортран, а в 1958 году - универсальный язык программирования Алгол.

ЭВМ, начиная от UNIVAC и заканчивая БЭСМ-2 и первыми моделями ЭВМ "Минск" и "Урал", относятся к первому поколению вычислительных машин.

2. Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы

Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и магнитных элементах (диоды, биполярные транзисторы, тороидальные ферритовые микротрансформаторы). В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольгированного гетинакса). Широко стал использоваться блочный принцип конструирования машин, который позволяет подключать к основным устройствам большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивает большую гибкость использования компьютеров. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до сотен килогерц.

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках1 и на флоппи-дисках - промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

В 1964 году появился первый монитор для компьютеров - IBM 2250. Это был монохромный дисплей с экраном 12 х 12 дюймов и разрешением 1024 х 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц.

Создаваемые на базе компьютеров системы управления потребовали от ЭВМ более высокой производительности, а главное - надежности. В компьютерах стали широко использоваться коды с обнаружением и исправлением ошибок, встроенные схемы контроля.

В машинах второго поколения были впервые реализованы режимы пакетной обработки и телеобработки информации.

Первой ЭВМ, в которой частично использовались полупроводниковые приборы вместо электронных ламп, была машина SEAC (Standarts Eastern Automatic Computer), созданная в 1951 году.

В начале 60-х годов полупроводниковые машины стали производиться и в СССР.

3. Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы

В 1958 году Роберт Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Эти схемы позже стали называться схемами с малой степенью интеграции (Small Scale Integrated circuits - SSI). А уже в конце 60-х годов интегральные схемы стали применяться в компьютерах.

Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрнее ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители.

Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующая кэш-память.

Начиная с момента широкого использования интегральных схем в компьютерах, технологический прогресс в вычислительных машинах можно наблюдать, используя широко известный закон Мура. Один из основателей компании Intel Гордон Мур в 1965 году открыл закон, согласно которому количество транзисторов в одной микросхеме удваивается через каждые 1,5 года.

Ввиду существенного усложнения как аппаратной, так и логической структуры ЭВМ 3-го поколения часто стали называть системами.

Так, первыми ЭВМ этого поколения стали модели систем IBM (ряд моделей IBM 360) и PDP (PDP 1). В Советском Союзе в содружестве со странами Совета Экономической Взаимопомощи (Польша, Венгрия, Болгария, ГДР и др1.) стали выпускаться модели единой системы (ЕС) и системы малых (СМ) ЭВМ.

В вычислительных машинах третьего поколения значительное внимание уделяется уменьшению трудоемкости программирования, эффективности исполнения программ в машинах и улучшению общения оператора с машиной. Это обеспечивается мощными операционными системами, развитой системой автоматизации программирования, эффективными системами прерывания программ, режимами работы с разделением машинного времени, режимами работы в реальном времени, мультипрограммными режимами работы и новыми интерактивными режимами общения. Появилось и эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной - видеомонитор, или дисплей.

Большое внимание уделено повышению надежности и достоверности функционирования ЭВМ и облегчению их технического обслуживания. Достоверность и надежность обеспечиваются повсеместным использованием кодов с автоматическим обнаружением и исправлением ошибок (корректирующие коды Хеммин-га и циклические коды).

Модульная организация вычислительных машин и модульное построение их операционных систем создали широкие возможности для изменения конфигурации вычислительных систем. В связи с этим возникло новое понятие "архитектура" вычислительной системы, определяющее логическую организацию этой системы с точки зрения пользователя и программиста.

4. Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы

Революционным событием в развитии компьютерных технологий третьего поколения машин было создание больших и сверхбольших интегральных схем (Large Scale Integration - LSI и Very Large Scale Integration - VLSI), микропроцессора (1969 г.) и персонального компьютера. Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.

Логические интегральные схемы в компьютерах стали создаваться на основе униполярных полевых CMOS-транзисторов с непосредственными связями, работающими с меньшими амплитудами электрических напряжений (единицы вольт), потребляющими меньше мощности, нежели биполярные, и тем самым позволяющими реализовать более прогрессивные нанотехнологии (в те годы - масштаба единиц микрон).

Оперативная память стала строиться не на ферритовых сердечниках, а также на интегральных CMOS-транзисторных схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) - сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме Hewlett-Packard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер "Apple", имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple.

5. Пятое поколение ЭВМ: 1990-настоящее время

Особенности архитектуры современного поколения компьютеров подробно рассматриваются в данном курсе.

Кратко основную концепцию ЭВМ пятого поколения можно сформулировать следующим образом:

1. Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.

2. Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы.

Шестое и последующие поколения ЭВМ

Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Заключение

Все этапы развития ЭВМ принято условно делить на поколения.

Первое поколение создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.

Втрое поколение появилось в 60-е годы 20 века. Элементы ЭВМ выполнялись на основе полупроводниковых транзисторов. Эти машины обрабатывали информацию под управлением программ на языке Ассемблер. Ввод данных и программ осуществлялся с перфокарт и перфолент.

Третье поколение выполнялось на микросхемах, содержавших на одной пластинке сотни или тысячи транзисторов. Пример машины третьего поколения - ЕС ЭВМ. Управление работой этих машин происходило с алфавитно-цифровых терминалов. Для управления использовались языки высокого уровня и Ассемблер. Данные и программы вводились как с терминала, так и с перфокарт и перфолент.

Четвертое поколение было создано на основе больших интегральных схем (БИС). Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ - персональные компьютеры (ПК). Персональной называется универсальная однопользовательская микроЭВМ. Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с использованием языков высокого уровня.

Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.

Предполагается, что в будущем широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание, создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств.

Задание 3

1. Составить таблицу истинности логического выражения C

Операция НЕ -- логическое отрицание (инверсия)

Логическая операция НЕ применяется к одному аргументу, в качестве которого может быть и простое, и сложное логическое выражение. Результатом операции НЕ является следующее:

· если исходное выражение истинно, то результат его отрицания будет ложным;

· если исходное выражение ложно, то результат его отрицания будет истинным.

Для операции отрицания НЕ приняты следующие условные обозначения:  не А, В, not A, ¬А, !A

Результат операции отрицания НЕ определяется следующей таблицей истинности:

A	¬А
0	1
1	0

Результат операции отрицания истинен, когда исходное высказывание ложно, и наоборот.

Операция ИЛИ -- логическое сложение (дизъюнкция, объединение)

Логическая операция ИЛИ выполняет функцию объединения двух высказываний, в качестве которых может быть и простое, и сложное логическое выражение. Высказывания, являющиеся исходными для логической операции, называют аргументами. Результатом операции ИЛИ является выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда истинно будет хотя бы одно из исходных выражений.

Применяемые обозначения: А или В, А V В, A or B, A||B.

Результат операции ИЛИ определяется следующей таблицей истинности:

A	B	А или B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Результат операции ИЛИ истинен, когда истинно А, либо истинно В, либо истинно и А и В одновременно, и ложен тогда, когда аргументы А и В -- ложны.

Операция «А тогда и только тогда, когда В» (эквивалентность, равнозначность)

Применяемое обозначение: А - В, А ~ В.

Таблица истинности

A	B	А-B
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Результат операции эквивалентность истинен только тогда, когда А и В одновременно истинны или одновременно ложны.

Приоритет логических операций

· Действия в скобках

· Инверсия

· Конъюнкция ( & )

· Дизъюнкция ( V )

· Импликация ( > )

· Эквивалентность ( - )

Таблица 1. Итоговая таблица истинности

А	В	AvB	¬(AvB)	¬A	¬B	¬A&¬B	(¬A&¬B)XOR B	¬(AvB) -(¬A&¬B)XOR B
0	0	0	1	1	1	1	1	1
0	1	1	0	1	0	0	1	0
1	0	1	0	0	1	0	0	1
1	1	1	0	0	0	0	1	0

2. Построить логическую схему функции F(A,B).



Рис. 1. Логическая схема заданной функции ¬((AvB)^(¬BvA))

Задание 4

Выполните задание и сохраните в файле формата .xls. Созданные таблицы и графики перекопируйте в документ Word. Отформатируйте документ в соответствии с требованиями (приложение 1). Сохраните файл в формате .doc.

1. Создайте в табличном процессоре Excel таблицу 1 и заполните ее исходными данными. Рассчитайте количество оценок по баллам по факультету, общее количество оценок по каждому курсу и факультету.

Рис.1

2. На втором листе создайте таблицу 2. На основании данных таблицы1. Рассчитайте количество баллов по курсам (балл*количество оценок) и факультету (сумма баллов по всем курсам).

Рис. 2

3.Каждому листу присвойте имя, отражающее содержание таблицы, например Лист1 назовите «Результаты сессии».

Рис.3

Заключение

Универсальные компьютеры производили высокоскоростные вычисления, но не были пригодны для выполнения данных операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках. Были созданы специальные логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками.

Первые суперкомпьютеры появились уже среди компьютеров второго поколения (1955 - 1964). Они были предназначены для решения сложных задач, требовавших высокой скорости вычислений. Это LARC фирмы UNIVAC, Stretch фирмы IBM и "CDC-6600" фирмы Control Data Corporation, в них были применены методы параллельной обработки (увеличивающие число операций, выполняемых в единицу времени), конвейеризация команд (когда во время выполнения одной команды вторая считывается из памяти и готовится к выполнению). Компьютеры, выполняющие параллельно несколько программ при помощи нескольких микропроцессоров, получили название мультипроцессорных систем.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки.

ЭВМ пятого поколения -- это ЭВМ будущего. Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки - задачи хранения и обработки знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется.

Компьютеры 5-го поколения стали называть «суперкомпьютерами современности».

Список использованной литературы

1. Акулов, О. А., Медведев, Н. В. Информатика. Базовый курс: учебник / О. А. Акулов, Н. В. Медведев. - Москва: Омега-Л, 2012. - 557 с.

2. Велихов, А. С. Основы информатики и компьютерной техники: учебное пособие / А. С. Велихов. - Москва: СОЛОН-Пресс, 2013. - 539 с.

3. Гвоздева, В. А. Информатика, автоматизированные информационные технологии и системы: учебник / В. А. Гвоздева. - Москва: Форум: Инфра-М, 2015. - 541 с.

4. Информатика: учебное пособие / А. Н. Степанов. - Санкт-Петербург: Питер Пресс, 2016. - 764 с.

5. Информатика: учебник для студентов экономических специальностей высших учебных заведений / [Н. В. Макарова и др.]. - Москва: Финансы и статистика, 2014. - 765 c.

6. Информатика в экономике: учебное пособие / [Н. Г. Бубнова и др.]. - Москва: Вузовский учебник, 2013. - 476 с.

7. Информатика. Базовый курс: учебное пособие / [Г. В. Алехина и др.]. - Москва: Московская финансово-промышленная академия: Маркет ДС, 2012 - 730 с.

8. Информатика. Базовый курс: учебное пособие для высших технических учебных заведений / [С. В. Симонович и др.]. - Санкт-Петербург: Питер, 2014. - 639 с.

9. Информатика в экономике: учебное пособие: / [Н. Г. Бубнова и др.]. - Москва: Вузовский учебник, 2015. - 476 с.

10. Иопа, Н. И. Информатика: (для технических специальностей): учебное пособие / Н. И. Иопа. - Москва: КноРус, 2014. - 469 с.

11. Основы информатики: учебное пособие / [Г. В. Алехина и др.]. - Москва: Московская финансово-промышленная академия: Маркет ДC, 2009. - 464 с.

Размещено на Allbest.ru

...