Лекция 4 История развития вычислительной техники. Классификация компьютеров. Состав вычислительной системы. Аппаратное и программное обеспечение. Классификация служебных и прикладных программных средств

Лекция 4. История развития вычислительной техники. Классификация компьютеров. Состав вычислительной системы. Аппаратное и программное обеспечение. Классификация служебных и прикладных программных средств

История развития вычислительной техники

В 1673 г. Немецкий математик и философ Лейбниц усовершенствовал его путем добавления операций умножения и деления. На протяжении 18 века… Идея программирования вычислительных операций пришла из часовой… Идея гибкого программирования вычислительных операций была высказана английским математиком Чарльзом Бэббиджем в…

Классификация компьютеров

1. По назначению:

- суперкомпьютеры;

- серверы;

- встроенные компьютеры (микропроцессоры);

- персональные компьютеры (ПК).

Суперкомпьютеры - вычислительные центры - создающиеся для решения предельно сложных вычислительных задач (моделирования сложных явлений, обработки сверхбольших объемов информации, составления прогнозов и т. п.).

Серверы (от английского слова serve обслуживать, управлять) - компьютеры, обеспечивающие работу локальной или глобальной сети, специализирующиеся на оказании информационных услуг и обслуживании компьютеров крупных предприятий, банков, учебных заведений и т. п.

Встроенные компьютеры (микропроцессоры) получили массовое распространение в производстве и бытовой технике, где управление может быть сведено к выполнению ограниченной последовательности команд (роботы на конвейере, бортовые, интегрированные в бытовую технику и т. п.)

Персональные компьютеры (PC) предназначены для работы одного человека, поэтому применяются повсеместно. Их рождением считается 12 августа 1981 г., когда корпорация IBM представила их первую модель. PC совершили компьютерную революцию в жизни миллионов людей и оказали огромное влияние на развитие человеческого общества.

PC разделяются на массовые, деловые, портативные, развлекательные, а также рабочие станции.

Стандарты PC:

- Consumer PC (массовый);

- Office PC (деловой);

- Entertainment PC (развлекательный);

- Workstation PC (рабочая станция);

- Mobile PC (портативный).

Большинство PC – массовые.

Деловые (офисные) PC содержат профессиональные программы, но в них минимизированы требования к графическим средствам и средствам воспроизведения звука.

В развлекательных PC широко представлены средства Multimedia.

В рабочих станциях повышены требования к хранению данных.

Для портативных обязательным является наличие средств доступа в компьютерную сеть.

2. По уровню специализации:

- универсальные;

- специализированные (примеры: файл-сервер, Web-сервер, сервер печати и т. п.).

 

3. По типоразмерам:

- настольные (desktop);

- носимые (notebook, iPad);

- карманные (palmtop);

- мобильные вычислительные устройства (PDA - personal digital assistant), сочетающие в себе функции palmtop и сотовых телефонов.

4. По аппаратной совместимости:

- IBM PC;

- Apple Macintosh.

 

5. По типу процессора:

- Intel (в персональных компьютерах фирмы IBM);

- Motorola (в персональных компьютерах фирмы Macintosh).

 

Состав вычислительной системы

Рассматриваютаппаратную и программную конфигурацию, т. к. часто решение одних и тех же задач может обеспечиваться как аппаратными, так и программными средствами. Критерием в каждом случае является эффектив­ностьработы.

Считается, что повышение эффективности работы за счёт развития аппаратных средств оказывается в среднем дороже, зато реализация решений программным путём требует высокой квалификации персонала.

Аппаратное обеспечение

По способу размещения устройств относительно центрального процессорного устройства различают внутренние и внешние устройства. Внешние - это… Согласование между отдельными блоками и узлами осуществляется с помо­щью… Интерфейсы любой вычислительной системы можно условно разделить на последовательные и параллельные.

Программное обеспечение

1. Базовый уровень (BIOS) - самый низший уровень. Базовое обеспечение отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые… Если параметры базовых средств необходимо изменять во время эксплуатации,… 2. Системный уровень - переходный, обеспечивающий взаимодействие прочих программ компьютерной системы, как с…

Классификация служебных программных средств

1. Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С помощью их выполняется копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов, удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигация в файловой структуре (например, Проводник (Windows Explorer)).

2. Архиваторы– средства сжатия файлов

3. Средства просмотра и воспроизведения. Простые и универсальные средства просмотра, не обеспечивающие редактирования, но позволяющие просматривать (воспроизводить) документы разных типов.

4. Средства диагностики – для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Используются не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютера.

5. Средства контроля (мониторинга) или мониторы - позволяют следить за процессами, происходящими в компьютере. Используются два режима: наблюдение в реальном масштабе времени и контроль с записью результатов в протокольном файле (используется, когда мониторинг необходимо обеспечить автоматически и дистанционно).

6. Мониторы установки - обеспечивают контроль установки программного обеспечения, следят за состоянием окружающей программной среды, позволяют восстанавливать связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ.

Простейшие мониторы обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне.

7. Средства коммуникации (коммуникационные программы) - соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты и т. п.

8. Средства обеспечения компьютерной безопасности (активные и пассив­ные). Средства пассивной защиты – это программы резервного копирования. В качестве средств активной защиты применяют антивирусное программное обеспечение.

9. Средства электронной цифровой подписи (ЭЦП).

Классификация прикладных программ

1. Текстовые редакторы (Notepad, WordPad, Лексикон, редактор Norton Commander и т. п.).

2. Текстовые процессоры (позволяют не только вводить и редактировать тексты, но и форматировать, т. е. оформлять их). Таким образом, к средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц, а также средства автоматизации процесса форматирования (Word).

3. Графические редакторы. Это растровые (точечные), векторные редакторы и средства для создания трехмерной графики (3D-редакторы).

В растровых редакторах (Paint) графический объект представлен в виде комбинации точек, каждая из которых обладает свойствами яркости и цвета. Такой вариант эффективен в случаях, когда изображение имеет много полутонов, и информация о цвете элементов объекта важнее, чем информация об их форме. Растровые редакторы широко применяются для ретуши изображений, создания фотоэффектов, но они не всегда удобны для создания новых изображений и неэкономичны, т.к. изображения имеют большую избыточность.

В векторных редакторах (CorelDraw) элементарным объектом изображения является не точка, а линия. Такой подход характерен для чертежно-графических работ, когда форма линий имеет большее значение, чем информация о цвете отдельных точек, ее составляющих. Это представление намного компактнее, чем растровое. Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков.

Редакторы трехмерной графики позволяют гибко управлять взаимодействием свойств поверхности объектов со свойствами источников освещения, а также создавать трехмерную анимацию, поэтому их называют также 3D-аниматорами.

4. Системы управления базами данных (СУБД). Основными функциями их являются:

- создание пустой базы данных;

- предоставление средств для ее заполнения и импорта данных из таблиц другой базы данных;

- обеспечение возможности доступа к данным, средств поиска и фильтрации.

5. Электронные таблицы. Это комплексные средства для хранения и обработки данных (Excel). Предоставляют широкий спектр методов работы с числовыми данными.

6. Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ, а также могут производить элементарные расчеты и выбор конструктивных элементов из баз данных.

7. Настольные издательские системы. Предназначены для автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Занимают промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматического проектирования. Типичный прием использования – применение к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах.

8. Экспертные системы (анализ данных, содержащихся в базах знаний). Характерная их особенность - способность к саморазвитию (при необходимости генерирует достаточный набор вопросов к эксперту и автоматически повысить свое качество).

9. WEB – редакторы. Объединяют свойства текстовых и графических редакторов и предназначены для создания и редактирования WEB – документов.

10. Броузеры (средства просмотра WEB – документов).

11. Интегрированные системы делопроизводства. Основные функции – редактирование и форматирование простейших документов, централизация работы электронной почты, факсимильной и телефонной связи, диспетчеризация и мониторинг документов предприятия.

12. Бухгалтерскиесистемы – сочетают в себе функции текстовых и табличных редакторов, обеспечивают автоматизацию подготовки и учета первичных документов, ведения счетов плана бухучета, подготовку регулярной отчетности.

13. Финансовые аналитические системы. Используются в банковских и биржевых структурах. Позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, фондовых и сырьевых рынках, производить анализ, готовить отчеты.

14. Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ.

15. Системы видеомонтажа – обработка видеоматериалов.

16. Обучающие, развивающие, справочные и развлекательные программы. Особенностью их являются повышенные требования к средствам мультимедиа (музыкальным композициям, графической анимации и видеоматериалам).

 

Кроме аппаратного и программного обеспечения выделяют инфор­мационное обеспечение (проверка орфографии, словари, тезаурусы и т. п.)

В специализированных компьютерных системах (бортовые) совокупность программного и информационного обеспечения называют математическим обеспечением.