Для информатики компьютер - это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. По своему назначению компьютер - универсальное техническое средство для работы человека с информацией.
По принципам устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Какие устройства входят в состав компьютера? Имеются четыре основные составляющие информационной функции человека:
· прием (ввод) информации;
· запоминание информации (сохранение в памяти);
· процесс мышления (обработка информации);
· передача (вывод) информации.
Компьютер включает в себя устройства, выполняющие эти функции мыслящего человека:
· устройства ввода;
· устройства запоминания - память;
· устройство обработки - процессор;
· устройства вывода.
Принципы фон Неймана. В 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом, Г. Голдстайном и А. Берксом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ. Первый из этих принципов определяет состав устройств ЭВМ и способы их информационного взаимодействия. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня.
Структура внутренней памяти компьютера. Двоичная система счисления. Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос "заглянем" внутрь машинной памяти.
Для выполнения программ компьютер временно записывает программу и данные в основную память. Память образована интегральными микросхемами (или "чипами"), которые содержат тысячи электронных компонент. Подобно обычным лампочкам компоненты имеют только два возможных состояния: "включен" (равным 1) и "выключен" (равным 0), с помощью которых комбинации компонентов эти могут представлять программу и данные. Компоненты основной памяти компьютера называемых битами. Фактически бит унаследовал свое название от английского "BInary digiT" (двоичная цифра).
Восемь бит обеспечивают основу для двоичной арифметики и для представления символов в памяти компьютера. Восемь бит дают 256 различных комбинаций включенных и выключенных состояний: от "все выключены" (00000000) до "все включены" (11111111). По соглашения биты в байте пронумерованы от 0 до 7 справа налево, как это показано в таблице:
Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел.
В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые базовые символы (цифры), и все числа получаются в результате строго определенных операций над ними.
Примером системы счисления является привычная нам десятичная система счисления. Эта система использует десять базовых символов (цифр): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Количество различных цифр, используемых для записи чисел в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления. Например, в записи 1909 цифра 9 повторена два раза, при этом первая слева цифра означает число сотен, а вторая - число единиц в числе в указанном числе. Само же число 1909 можно представить в виде многочлена по степеням основания:
Для представления и интерпретации данных в компьютере используется система счисления с основанием два (двоичная система). Для записи двоичных чисел используется только две цифры: 0 и 1. Сочетанием двоичных цифр (битов) можно представить любое число.
Единицы измерения информации:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт,
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт,
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт.
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт,
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.
Таблица кодов ASCI как способ двоичного представления символьной информации
Для кодирования текстовой информации принят международный стандарт ASCII (American Standard Code for Information Interchange), в кодовой таблице которого зарезервировано 128 7-ми разрядных кодов для кодирования:
символов латинского алфавита
цифр
знаков препинания
математических символов
Поколения компьютеров
Появление ЭВМ или компьютеров – одна из существенных примет современной научно-технической революции. Широкое распространение компьютеров привело к тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в элемент культуры.
Поколение первое - компьютеры на электронных лампах.
Поколение второе - транзисторные компьютеры.
Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов
Поколение третье - интегральные схемы
Поколение четвертое - большие интегральные схемы.
Поколение пятое – интеллектуальные компьютеры.
