Контрольная работа: История развития вычислительной техники
Контрольная работа: История развития вычислительной техники
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Алтайский государственный аграрный университет
Кафедра: Информационных технологий
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: Информатика
Выполнила: студентка
Волкова Вера Александровна
Барнаул 2010 г.
Содержание
Введение
1 История развития и основные направления использования вычислительной техники
2 Операционная система
2.1 Понятие операционной системы
2.2 Развитие операционных систем
2.3 Файловая система
3 Системы управления базами данных (СУБД) и их применение
Задача №1
Вывод
Список литературы
вычислительная операционная файловая база данные
Введение
Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад для облегчения вычислений стали использовать счеты.
В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Но расчеты производились очень медленно, к тому же требовался специально обученный человек для работы на арифмометре, поэтому все больше ученых и исследователей пытались изобрести универсальное вычислительное устройство. С ходом развития цивилизации возникало все больше потребности в электронике. В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка с красивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем – персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.
Для экономистов появление персонального компьютера намного облегчило выполнение многих операций, при выполнении своих обязанностей. Если раньше для расчета заработной платы, расчета себестоимости продукции, амортизации и т.д. приходилось считать вручную начисления на каждого человека или единицу продукции, что отнимало много времени, то с появлением электронных таблиц нужно просто ввести данные в однажды созданную таблицу и все рассчитывается автоматически. Документы, создаваемые в компьютере, не теряются, их не нужно набирать много раз, если необходимо несколько экземпляров. Исчезла необходимость создавать многотомные бумажные архивы, занимающие много места и собирающие кучу пыли.
В настоящее века невозможно представить себе жизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.
1. История развития и основные направления использования вычислительной техники
История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство - абак. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 году француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерских столах.
Основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 году английским математиком Чарльзом Бэббиджем. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты - листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильной промышленности. Отверстия в них пробивались с помощью специальных устройств - перфораторов. Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века.
В 1888 году американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 году изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, которую пятьсот сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 табуляторах за один месяц.
В 1896 году Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая стала основой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (International Business Machines Corporation, IBM) - компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники. Дальнейшие развития науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. Создателем первого действующего компьютера Z1 с программным управлением считают немецкого инженера Конрада Цузе.
В феврале 1944 года на одном из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина "Mark 1". Это был монстр весом около 35 тонн. В "Mark 1" использовались механические элементы для представления чисел и электромеханические - для управления работой машины. Числа хранились в регистрах, состоящих из десятизубных счетных колес. Каждый регистр содержал 24 колеса, причем 23 из них использовались для представления числа (т.е. "Mark 1" мог "перемалывать" числа длинной до 23 разрядов), а одно - для представления его знака. Регистр имел механизм передачи десятков и поэтому использовался не только для хранения чисел; находящееся в одном регистре, число могло быть передано в другой регистр и добавлено к находящемуся там числу(или вычтено из него). Всего в "Mark 1" было 72 регистра и, кроме того, дополнительная память из 60 регистров, образованных механическими переключателями. В эту дополнительную память вручную вводились константы - числа, которые не изменялись в процессе вычислений. Умножение и деление производилось в отдельном устройстве. Кроме того, машина имела встроенные блоки, для вычисления sin x, 10x и log x. Скорость выполнения арифметических операций в среднем составляла: сложение и вычитание - 0,3 секунды, умножение - 5,7 секунды, деление - 15,3 секунды. Таким образом "Mark 1" был "эквивалентен" примерно 20 операторам, работающим с ручными счетными машинами.
Наконец, в 1946 в США была создана первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) - ENIAC (Electronic Numerical integrator and Computer - Электронный числовой интегратор и компьютер). Разработчики: Джон Мочи (John Маuchу) и Дж. Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert). Он был произведен на свет в Школе электрической техники Moore (при университете в Пенсильвании). Время сложения - 200 мкс, умножения - 2800 мкс иделения-24000мкс. Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов. Потребляемая мощность ENIAC - 174 кВт. Занимаемое пространство - около 300 кв. м. В Советском Союзе первая электронная цифровая вычислительная машина была разработана в 1950 году под руководством академика С.А. Лебедева в Академии наук Украинской ССР. Она называлась «МЭСМ» (малая электронная счётная машина).
Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика, наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер. Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники.
Основная тенденция развития вычислительной техники – уменьшить трудоемкость подготовки программ для решения задач, облегчить связь операторов с машинами, повысить быстродействие, эффективность использования ЭВМ и их надежность.
Основным активным элементом первого поколения ЭВМ являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры – это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы. Для построения основной памяти ЭВМ уже с середины 50-х гг. начали использоваться специально разработанные для этой цели элементы – ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве устройств ввода – вывода сначала использовалась стандартная телеграфная аппаратура (телетайпы, ленточные перфораторы, трансмиттеры, аппаратура счетно-перфорационных машин), а затем специально для ЭВМ были разработаны электромеханические запоминающие устройства на магнитных лентах, барабанах и дисках. К первому поколению относятся отечественные машины БЭСМ-2, Стрела, М-3, Минск-1 и др. Они имели значительные размеры, потребляли много энергии, имели сравнительно малое быстродействие, малую емкость ОП, невысокую надежность работы и недостаточное программное обеспечение. В 1947 г. в ЭВМ «Edvac» Дж. Фон-Нейман разместил программу в памяти ЭВМ и сформулировал принципы построения электронных вычислительных машин, которые сохранили свое значение до настоящего времени. На смену электронным лампам в машинах второго поколения пришли транзисторы. В отличие от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью ОП, надежностью. Существенно уменьшены размеры, масса и потребляемая электроэнергия. Большим достижением явилось применение печатного монтажа. Машины второго поколения обладали большими вычислительными и логическими возможностями. Появились машины для решения научно-технических задач, экономических задач, для управления производственными процессами и различными объектами (управляющие машины). Наряду с техническим совершенствованием ЭВМ развивались методы и приемы программирования вычислений, высшей ступенью которых является автоматическое программирование. Появились алгоритмические языки, многопрограммные ЭВМ. Расширилась сфера применения ЭВМ – они стали использоваться в качестве управляющего органа в автоматизированных и автоматических системах управления, а так же в системах передачи информации.
Третье поколение ЭВМ ( с1962 г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Благодаря интегральных схемам удалось существенно улучшить технические и эксплуатационные характеристики машины. Этому же способствовало применение многослойного печатного монтажа.
Дальнейшее развитие получило программное обеспечение, особенно – операционные системы, которые обеспечивали работу ЭВМ в различных режимах – в режиме пакетной обработки, в режиме разделения времени, в режиме запрос-ответ и т. д.
Существенно расширены возможности по обеспечению доступа к ЭВМ со стороны абонентов, находящихся на различных расстояниях (от нескольких десятков метров до сотен километров). Основной объем документации разрабатывался с помощью ЭВМ.
Четвертое поколение ЭВМ начало развиваться с 1970 г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности и быстродействия, снижению стоимости.
Размеры машины и их стоимость настолько уменьшились, что появились их новые типы – от мини ЭВМ до персональных, предназначенных для индивидуального пользования.
Стоимость ЭВМ настолько снизилась, что час их работы стал стоить в десять раз меньше часа работы среднеоплачиваемого клерка. Стал расширятся рынок сбыта за счет вовлечения в него «непрограммирующих пользователей», т.е. людей не являющихся профессионалами.
С 1991 г. началась разработка ЭВМ пятого поколения, отличительной особенностью которого стало стремление повысить интеллектуальность вычислительной системы за счет перехода от обработки данных к обработке знаний. В конструкцию ЭВМ стали активно внедрятся элементы самообучения, самонастройки, адаптации.
В настоящее время работа над пятым поколением ЭВМ не завершена.
2. Операционная система
2.1 Понятие операционной системы
Операцио́нная систе́ма, ОС (англ. operating system) — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обывателей, обычных пользователей компьютерной техники, ОС включает в себя и программы пользовательского интерфейса.
Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.
Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:
- вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
- различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
- между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
- необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);
- наконец, оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).
Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать прежде всего как:
· использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
· многопользовательские (с разделением полномочий),
· многозадачные (с разделением времени).
2.2 Развитие операционных систем
В начале 1985 года корпорация Microsoft, уже изрядно отставшая в сфере разработки операционных систем с оконным графическим интерфейсом от своих многочисленных конкурентов, заявила о выходе новой пользовательской среды для платформы IBM PC, опирающейся на ранее выпущенную в свет и уже нашедшую к тому времени весьма широкое распространение другую операционную систему этой компании — MS-DOS. Новая система получила известное теперь каждому пользователю персональных компьютеров название Microsoft Windows.
Страницы: 1, 2