Средства информационных технологий и их эволюции развития

 Алматы қаласы, Алматы Мемлекеттік
Политехникалық колледжінің арнайы пән оқытушысы
Байтуреева Айгерим Шарипбековна

 Тема: Средства информационных технологий и их эволюции развития.

 Цель: Знакомство с основными элементами языки Паскаль. Изучить алфавит языка Паскаль, константы, типы данных, стандартные функции.

Образовательные:

1. Познакомить учащихся с алфавитом языка Паскаль.

Развивающие:

1. Развитие познавательного интереса.

2. Развитие способности выражать мысли.

Воспитательные:

1. Воспитание умений проявлять инициативу.

2. Воспитание самостоятельного добывания знаний.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: урок — беседа, самостоятельное изучение нового материала, практическая работа в тетрадях и на компьютере.

Метод обучения: словесно-наглядный, практический.

Форма обучения: индивидуально — групповая.

Оборудование: ПК, интерактивный урок, доска, электронный учебник, учебник 9 класс по информатике.

 

Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Заполнение журнала.

2. Проверка домашнего задания.

Постановка цели урока перед учащимся.

3. Изучение новой темы:

Стремительное развитие цифровой вычислительной техники (ВТ) и становление науки о принципах ее построения и проектирования началось в 40-х годах ХХ века, когда технической базой ВТ стала электроника, затем микроэлектроника, а основой для развития архитектуры компьютеров (электронных вычислительных машин ЭВМ) — достижения в области искусственного интеллекта.

До этого времени в течение почти 500 лет цифровая вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для выполнения арифметических операций над числами. Основой практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы счисления.

Первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами принадлежит Леонардо да Винчи. Он был сделан в одном из его дневников (ученый начал вести дневник еще до открытия Америки в 1492 г.).

В 1623 г. через 100 с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи немецкий ученый Вильгельм Шиккард предложил свое решение той же задачи на базе шестиразрядного десятичного вычислителя, состоявшего также из зубчатых колес, рассчитанного на выполнение сложения, вычитания, а также табличного умножения и деления. Оба изобретения были обнаружены только в наше время и оба остались только на бумаге.

Первым реально осуществленным и ставшим известным механическим цифровым вычислительным устройством стала «паскалина» великого французского ученого Блеза Паскаля — 6-ти (или 8-ми) разрядное устройство, на зубчатых колесах, рассчитанное на суммирование и вычитание десятичных чисел (1642 г.).

Через 30 лет после «Паскалины» в 1673 г. появился «арифметический прибор» Готфрида Вильгельма Лейбница — двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. «Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно» — с гордостью писал Лейбниц своему другу.

О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы. В цифровых электронных вычислительных машинах, появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и «арифметический прибор» Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим.

Оно стало основным устройством современных компьютеров. Таким образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Заслуги В.Лейбница, однако, не ограничиваются созданием «арифметического прибора». Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем, основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для обьяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии. Сохранилось изображение медали, нарисованное В.Лейбницем в 1697 г., поясняющее соотношение между двоичной и десятичной системами исчисления.

Прошло еще более ста лет и лишь в конце XVIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники — «программное» с помощью перфокарт управление ткацким станком, созданным Жозефом Жакардом, и технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони, разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой. Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники — переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект Аналитической машины — механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением (1830-1846 гг.).

Машина включала пять устройств — арифметическое (АУ), запоминающее (ЗУ), управления, ввода, вывода (как и первые ЭВМ появившиеся 100 лет спустя). АУ строилось на основе зубчатых колес, на них же предлагалось реализовать ЗУ (на 1000 50-разрядных чисел!). Для ввода данных и программы использовались перфокарты. Предполагаемая скорость вычислений — сложение и вычитание за 1 сек, умножение и деление — за 1 мин. Помимо арифметических операций имелась команда условного перехода.

Программы для решения задач на машине Беббиджа, а также описание принципов ее работы, были составлены Адой Августой Лавлейс — дочерью Байрона.

Были созданы отдельные узлы машины. Всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось. Только зубчатых колес для нее понадобилось бы более 50 000. Заставить такую махину работать можно было только с помощью паровой машины, что и намечал Беббидж.

Интересно отметить, что в 1870 г. (за год до смерти Беббиджа) английский математик Джевонс сконструировал (вероятно, первую в мире) «логическую машину», позволяющую механизировать простейшие логические выводы.

В России о работе Джевонса стало известно в 1893 г., когда профессор университета в Одессе И.Слешинский опубликовал статью «Логическая машина Джевонса» («Вестник опытной физики и элементарной математики», 1983 г., № 7).

«Строителями» логических машин в дореволюционной России стали Павел Дмитриевич Хрущев (1849-1909) и Александр Николаевич Щукарев (1884-1936), работавшие в учебных заведениях Украины.

Первым воспроизвел машину Джевонса профессор Хрущев. Экземпляр машины, созданный им в Одессе, получил «в наследство» профессор Харьковского технологического института Щукарев, где он работал начиная с 1911 г. Он сконструировал машину заново, внеся в нее целый ряд усовершенствований, и неоднократно выступал с лекциями о машине и о ее возможных практических применениях. Одна из лекций была прочитана в 1914 г. в Политехническом музее в Москве. Присутствовавший на лекции проф. А.Н.Соков писал:

«Если мы имеем арифмометры, складывающие, вычитающие, умножающие миллионные цифры поворотом рычага, то, очевидно, время требует иметь логическую машину, способную делать безошибочные выводы и умозаключения, одним нажатием соответствующих клавиш. Это сохранит массу времени, оставив человеку область творчества, гипотез, фантазии, вдохновения — душу жизни». Эти пророческие слова были сказаны в 1914 г.! (Журнал «Вокруг света», № 18, статья А.Н.Сокова «Мыслительная машина»).

Следует отметить, что сам Джевонс, первосоздатель логической машины, не видел для нее каких-либо практических применений.

Гениальную идею Беббиджа осуществил Говард Айкен, американский ученый, создавший в 1944 г. первый в США релейно-механический компьютер. Ее основные блоки — арифметики и памяти были исполнены на зубчатых колесах!

IMG align=»left» src=»IMAGES/Turing.jpg» width=»180″ height=»200″ alt=»Алан Тьюринг» vspace=»5″ hspace=»10″>

Если Беббидж намного опередил свое время, то Айкен, использовав все те же зубчатые колеса, в техническом плане при реализации идеи Беббиджа использовал устаревшие решения. Еще десятью годами ранее, в 1934 г. немецкий студент Конрад Цузе, работавший над дипломным проектом, решил сделать (у себя дома), цифровую вычислительную машину с программным управлением и с использованием — впервые в мире! — двоичной системы счисления. В 1937 г. машина Z1 (Цузе 1) заработала! Она была двоичной, 22-х разрядной, с плавающей запятой, с памятью на 64 числа и все это на чисто механической (рычажной) основе!.

Термин «информатика», обозначал науку о получении, передаче, хранении и обработке информации. В свою очередь, ее разделяли на теоретическую и прикладную.

Теоретическая информатика включала математическое моделирование информационных процессов. Прикладная охватывала вопросы построения и проектирования ЭВМ, сетей, мультимедиа, компьютерные технологии информационных процессов и др. Главной научной базой прикладной информатики были электроника (микроэлектроника) и теория искусственного интеллекта.

Следует отметить, что в области искусственного интеллекта, несмотря на многие достижения, мы стоим лишь в самом начале развития этого важного научного направления, и здесь открываются огромные перспективы сближения ЭВМ с «информационными» возможностями человека.

В настоящее время термин «информатика» все чаще заменяется более содержательным термином «информационные технологии» (ИТ), обозначающим с одной стороны, разработку, проектирование и производство компьютеров, периферии и элементной базы для них, сетевого оборудования, алгоритмического и системного программного обеспечения, а с другой — их применение в системах самого различного назначения.

Основоположником ИТ в Украине и в бывшем Советском Союзе стал В.М.Глушков, основатель всемирно известного Института кибернетики НАН Украины, носящего сейчас его имя.

Что касается элементной базы, во многом определяющей развитие компьютеров, то следует сказать, что размеры электронных компонентов уже приближаются к пределу — 0,05 микрона.

Тем не менее, существенно новых и эффективных элементов еще не появилось. Хотя в этой области ведутся многочисленные исследования.

Наиболее активное развитие цифровой ВТ в настоящее время идет, в первую очередь, по пути наращивания встраиваемого искусственного интеллекта. Компьютеры, получившие свое название от первоначального назначения — выполнения вычислений, получили второе, очень важное назначение. Они стали незаменимыми помощниками человека в его интеллектуальной деятельности и основным техническим средством информационных технологий.

Посетив основные виртуальные экспозиционные залы, Вы ознакомитесь со многими страницами истории развития информационных технологий в Украине.

Информационные технологии (ИТ) — это совокупность методов п программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распределение и отображение информации в целях снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, а также повышения их надежности и оперативности.

Обработка информации имеет многовековую историю развития. Современный термин «информационные технологии» появился в конце 1970-х годов и стал обозначать обработку информации с использованием вычислительной техники.

Развитие вычислительной техники происходило в несколько этапов, каждый из которых был результатом инновационных технологических решений и приводил к созданию компьютеров нового поколения.

Компьютеры первого поколения, созданные на базе электровакуумных ламп, имели низкую производительность и, как следствие, — ограниченное применение. Изобретение транзисторов и их серийное производство привели к появлению компьютеров второго поколения. Высокая работоспособность таких компьютеров, а также серьезные успехи в области развития программного обеспечения позволили использовать их в экономической деятельности для обработки и хранения экономической информации.

С середины 1960-х годов для производства компьютеров стали применять электронные схемы средней и высокой степени интеграции, что ознаменовало начало третьего этапа в развитии вычислительной техники. Новые технические решения на базе микропроцессоров послужили основой для создания первых персональных компьютеров, характерной чертой которых стали небольшие размеры и низкая стоимость. Производство компьютеров приобретает в этот период промышленный размах, а развитие операционных систем и программного обеспечения способствует увеличению числа пользователей вычислительной техники и расширению областей ее применения. Высокие функциональные возможности и доступная цена обеспечили внедрение средств вычислительной техники практически в каждое подразделение предприятий для решения таких локальных задач, как ведение бухгалтерского учета и обработка данных.

Подведение итогов урока.

Дом. задание: cтр.58.