نقش کامپیوتر در زندگی انسان تاریخچه توسعه فناوری رایانه نقش و اهمیت طرح فناوری رایانه

اندازه: px

شروع نمایش از صفحه:

رونوشت

1. معرفی. نقش و اهمیت VT در جامعه مدرن. زمینه های کاربرد کامپیوترهای شخصی تعاریف زیادی از رشته علمی «انفورماتیک» ارائه شده است. یکی از آنها این است: انفورماتیک علم روش های نمایش، انباشت، انتقال و پردازش اطلاعات با استفاده از رایانه است. این علم فعالیت اطلاعاتی، فرآیندهای اطلاعاتی است. وجود علم «انفورماتیک» بدون مطالعه رایانه غیرممکن است، زیرا این علم با زمان وقوع آن مرتبط است. انفورماتیک یک رشته علمی با گسترده ترین کاربردها است. جهت های اصلی آن عبارتند از: توسعه سیستم های کامپیوتری و نرم افزار. تئوری اطلاعات، که فرآیندهای مرتبط با انتقال، دریافت، تبدیل و ذخیره سازی اطلاعات را مطالعه می کند. روش های هوش مصنوعی که به شما امکان می دهد برنامه هایی را برای حل مشکلاتی ایجاد کنید که به تلاش های فکری خاصی در هنگام انجام توسط شخص نیاز دارند (استنتاج منطقی، یادگیری، درک گفتار، ادراک بصری، بازی ها و غیره). تجزیه و تحلیل سیستم، که شامل تجزیه و تحلیل هدف سیستم در حال طراحی و ایجاد الزاماتی است که باید برآورده کند. روش های گرافیک کامپیوتری، انیمیشن، ابزارهای چند رسانه ای؛ وسایل مخابراتی، از جمله شبکه های کامپیوتری جهانی؛ انواع برنامه های کاربردی که شامل تولید، علم، آموزش، پزشکی، تجارت، کشاورزی و سایر فعالیت ها می شود. اصطلاح انفورماتیک به مجموعه‌ای از رشته‌ها اشاره می‌کند که ویژگی‌های اطلاعات و همچنین راه‌های نمایش، انباشت، پردازش و انتقال اطلاعات را با استفاده از ابزارهای فنی مطالعه می‌کنند. اساس نظری علوم کامپیوتر توسط گروهی از علوم بنیادی تشکیل شده است: نظریه اطلاعات، نظریه الگوریتم ها، منطق ریاضی، نظریه زبان های رسمی و دستور زبان، تجزیه و تحلیل ترکیبی و غیره. علوم کامپیوتر شامل بخش های زیر است: معماری کامپیوتر، عملیات. سیستم ها، نظریه پایگاه داده، فناوری برنامه نویسی و غیره. عصر مدرن به عنوان عصر فناوری اطلاعات جهانی شناخته می شود: اطلاعات انباشته شده قبلی به تدریج به شکل دیجیتال تبدیل شده و در شبکه های اطلاعات جهانی ذخیره می شود. اطلاعات جدید به صورت دیجیتالی با استفاده از کامپیوتر تولید می شود. شبکه های اطلاعاتی وجود دارد که محل کار و رایانه های خانگی را پوشش می دهد. رشته تحصیلی انفورماتیک شامل سیستم های اطلاعاتی است که برای کمک به متخصصان، مدیران، سیستم های تصمیم گیری و هوش مصنوعی طراحی شده اند. برای استفاده از فناوری های نوین اطلاعاتی لازم است: 1. معرفی کامپیوتر، تجهیزات اداری؛ 2. مشارکت کاربران در فرآیند اطلاعات. 3. رابط در دسترس. 4. استفاده از بسته های نرم افزار کاربردی. 5. دسترسی به پایگاه های داده با استفاده از شبکه. 6. استفاده از مخابرات. در فناوری رایانه، دوره‌بندی توسعه رایانه‌های الکترونیکی وجود دارد. کامپیوترها بسته به نوع عناصر اصلی به کار رفته در آن یا فناوری ساخت آنها به یک یا نسل دیگر اطلاق می شوند. واضح است که مرزهای نسل‌ها از نظر زمان بسیار مبهم است، زیرا رایانه‌هایی از انواع مختلف در واقع در همان زمان تولید می‌شدند. برای یک ماشین فردی، این سوال که آیا به یک یا نسل دیگر تعلق دارد به سادگی حل می شود.

2 در سال 1833، دانشمند انگلیسی چارلز بابیج، که جداول ناوبری را گردآوری کرد، پروژه ای برای "موتور تحلیلی" توسعه داد. طبق برنامه او قرار بود این ماشین به یک ماشین اضافه کننده غول پیکر با کنترل کامپیوتر تبدیل شود. دستگاه بابیج برای دستگاه های حسابی و حافظه نیز فراهم شده بود. ماشین او به نمونه اولیه کامپیوترهای آینده تبدیل شد. اما در آن از گره‌هایی به دور از ایده‌آل استفاده می‌شد، مثلاً از چرخ دنده‌هایی در آن برای حفظ ارقام یک عدد اعشاری استفاده می‌شد. بابیج به دلیل توسعه ناکافی فناوری موفق به انجام پروژه خود نشد و «موتور تحلیلی» برای مدتی به فراموشی سپرده شد. پس از 100 سال، دستگاه بابیج توجه مهندسان را به خود جلب کرد. در اواخر دهه 30 قرن بیستم، یک مهندس آلمانی اولین ماشین دیجیتال باینری Z1 را توسعه داد. از رله‌های الکترومکانیکی، یعنی کلیدهای مکانیکی که توسط جریان الکتریکی فعال می‌شدند، استفاده زیادی کرد. در سال 1941، Zuse ماشین Z3 را ایجاد کرد که کاملاً توسط برنامه کنترل می شد. در سال 1944، هوارد آیکن آمریکایی، در یکی از شرکت های IBM، ماشین Mark-1 را ساخت که برای آن زمان ها قدرتمند بود. در این ماشین برای نمایش اعداد از عناصر مکانیکی - چرخ شمارش و برای کنترل از رله های الکترومکانیکی استفاده می شد. نسل‌های کامپیوتر توصیف تاریخچه توسعه رایانه‌ها با استفاده از مفهوم نسل‌های رایانه راحت است. هر نسل از کامپیوترها با ویژگی ها و قابلیت های طراحی مشخص می شوند. تقسیم رایانه ها به نسل ها مشروط است، زیرا ماشین های سطوح مختلف به طور همزمان تولید می شوند. نسل اول جهشی شدید در توسعه فناوری رایانه در دهه 40 پس از جنگ جهانی دوم اتفاق افتاد و با ظهور دستگاه های الکترونیکی کیفی جدید - لوله های خلاء الکترونیکی همراه بود که بسیار سریعتر از مدارهای مبتنی بر رله‌های الکترومکانیکی و ماشین‌های رله به سرعت توسط رایانه‌های الکترونیکی (رایانه‌ها) پربازده‌تر و قابل اعتماد جایگزین شدند. استفاده از رایانه به طور قابل توجهی دامنه وظایفی را که باید حل شوند، گسترش داده است. وظایفی که قبلاً تنظیم نشده بودند در دسترس قرار گرفتند: محاسبات سازه های مهندسی، محاسبات حرکت سیاره ای، محاسبات بالستیک و غیره. اولین کامپیوتر ساخته شد در ایالات متحده آمریکا ENIAC نامیده می شد. این دستگاه حاوی حدود 18000 لوله خلاء، بسیاری از رله های الکترومکانیکی و حدود 2000 لوله در هر ماه از کار می افتاد. ماشین ENIAC، و همچنین سایر کامپیوترهای اولیه، یک اشکال جدی داشت - برنامه اجرایی در حافظه دستگاه ذخیره نمی شد، اما به روشی پیچیده با کمک پرش های خارجی تایپ می شد. در سال 1945، فون نویمان، ریاضیدان و فیزیکدان نظری مشهور، اصول کلی عملکرد دستگاه های محاسباتی جهانی را تدوین کرد. به گفته فون نویمان، رایانه باید توسط برنامه ای با اجرای متوالی دستورات کنترل می شد و خود برنامه در حافظه دستگاه ذخیره می شد. اولین کامپیوتر با یک برنامه ذخیره شده در حافظه در سال 1949 در انگلستان ساخته شد. در سال 1951، یک کامپیوتر در اتحاد جماهیر شوروی تحت هدایت SA Lebedev، بزرگترین طراح فناوری کامپیوتر ایجاد شد. کامپیوترها به طور مداوم بهبود می یافتند، به لطف آن، تا اواسط دهه 50، سرعت آنها می توانست از چند صد به چند ده هزار عملیات در ثانیه افزایش یابد. با این حال، لوله خلاء قابل اعتمادترین عنصر رایانه باقی ماند. استفاده از لامپ ها باعث کاهش سرعت پیشرفت بیشتر فناوری رایانه شد. پس از آن، دستگاه های نیمه هادی جایگزین لامپ ها شدند و بدین ترتیب اولین مرحله در توسعه رایانه ها تکمیل شد. ماشین های محاسباتی این مرحله را معمولاً کامپیوترهای نسل اول می نامند. در واقع، نسل اول کامپیوترها در اتاق های کامپیوتر بزرگ قرار داشتند، برق زیادی مصرف می کردند و نیاز به خنک کننده با فن های قدرتمند داشتند. برنامه های این کامپیوترها باید در کدهای ماشینی کامپایل می شدند و فقط متخصصانی که از جزئیات کامپیوتر اطلاع داشتند می توانستند این کار را انجام دهند.

3 توسعه دهندگان کامپیوتر نسل دوم همیشه پیشرفت در فناوری الکترونیک را دنبال کرده اند. هنگامی که در اواسط دهه 1950 لوله های الکترونیکی با دستگاه های نیمه هادی جایگزین شدند، انتقال رایانه ها به نیمه هادی ها آغاز شد. دستگاه های نیمه هادی (ترانزیستورها، دیودها) اولاً بسیار فشرده تر از لامپ های قبلی خود بودند. ثانیا، آنها عمر مفید قابل توجهی بیشتری داشتند. ثالثاً، مصرف انرژی رایانه های مبتنی بر نیمه هادی ها به طور قابل توجهی کمتر بود. با معرفی عناصر دیجیتال در دستگاه های نیمه هادی، ساخت کامپیوترهای نسل دوم آغاز شد. به لطف استفاده از پایه عناصر پیشرفته تر، رایانه های نسبتاً کوچکی شروع به ایجاد کردند و رایانه ها به طور طبیعی به بزرگ، متوسط ​​و کوچک تقسیم شدند. در اتحاد جماهیر شوروی، یک سری کامپیوترهای کوچک "روزدان"، "نایری" توسعه یافتند و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. منحصر به فرد در معماری آن ماشین "میر" بود که در سال 1965 در موسسه سایبرنتیک آکادمی علوم اوکراین SSR توسعه یافت. برای محاسبات مهندسی که توسط خود کاربر بدون کمک اپراتور بر روی رایانه انجام می شد در نظر گرفته شده بود. رایانه های متوسط ​​شامل ماشین های داخلی سری Ural، M - 20 و Minsk بود. اما رکورد در بین ماشین های داخلی این نسل و یکی از بهترین های جهان BESM - 6 ("ماشین محاسبه الکترونیکی بزرگ" مدل 6) بود که توسط تیم آکادمیسین S.A. Lebedev ایجاد شد. عملکرد BESM-6 دو تا سه مرتبه بزرگتر از کامپیوترهای کوچک و متوسط ​​بود و بیش از 1 میلیون عملیات در ثانیه داشت. در خارج از کشور، رایج ترین خودروهای نسل دوم الیوت (انگلیس)، زیمنس (آلمان) بودند. نسل سوم تغییر بعدی نسل های کامپیوتر در پایان دهه 60 زمانی که دستگاه های نیمه هادی در دستگاه های کامپیوتری با مدارهای مجتمع جایگزین شدند، اتفاق افتاد. مدار مجتمع (ریزمدار) یک صفحه کریستالی سیلیکونی کوچک است که روی آن صدها و هزاران عنصر: دیود، ترانزیستور، خازن، مقاومت و غیره قرار داده شده است. استفاده از مدارهای مجتمع باعث شده است تعداد عناصر الکترونیکی در یک دستگاه افزایش یابد. کامپیوتر بدون افزایش اندازه واقعی آنها. سرعت کامپیوتر به 10 میلیون عملیات در ثانیه افزایش یافته است. علاوه بر این، برای کاربران عادی امکان ساخت برنامه های رایانه ای و نه تنها برای متخصصان - مهندسین الکترونیک فراهم شد. در نسل سوم، سری های بزرگی از کامپیوترها ظاهر شدند که از نظر عملکرد و هدف متفاوت بودند. این یک خانواده از ماشین های بزرگ و متوسط ​​IBM360/370 است که در ایالات متحده توسعه یافته است. در اتحاد جماهیر شوروی و در کشورهای CMEA، مجموعه‌ای از ماشین‌های مشابه ایجاد شد: ES EVM (سیستم کامپیوتری یکپارچه، ماشین‌های بزرگ و متوسط)، SM EVM (سیستم کامپیوتری کوچک) و "Electronics" (سیستم میکرو کامپیوتری). نسل چهارم در فرآیند بهبود ریز مدارها، قابلیت اطمینان آنها و تراکم عناصر قرار داده شده در آنها افزایش یافت. این منجر به ظهور مدارهای مجتمع بزرگ (LSI) شد که در آن چندین ده هزار عنصر در هر سانتی متر مربع وجود داشت. بر اساس LSI، کامپیوترهای نسل بعدی - نسل چهارم توسعه یافتند. به لطف LSI بر روی یک کریستال سیلیکونی کوچک، امکان قرار دادن چنین مدار الکترونیکی بزرگی به عنوان یک پردازنده کامپیوتر فراهم شد. پردازنده های تک تراشه ای متعاقباً به عنوان ریزپردازنده شناخته شدند. اولین ریزپردازنده توسط اینتل (ایالات متحده آمریکا) در سال 1971 ساخته شد. این ریزپردازنده 4 بیتی اینتل 4004 بود که شامل 2250 ترانزیستور و 60 عملیات در ثانیه بود. ریزپردازنده ها شروع مینی کامپیوترها و سپس کامپیوترهای شخصی، یعنی کامپیوترهایی که برای یک کاربر گرا هستند را مشخص کردند. عصر کامپیوترهای شخصی (PC) آغاز شده است. علاوه بر رایانه‌های شخصی، سیستم‌های رایانه‌ای بسیار قوی‌تر دیگری نیز وجود دارد. تأثیر رایانه های شخصی بر درک مردم از فناوری رایانه به حدی بود که اصطلاح «کامپیوتر» به تدریج از زندگی روزمره ناپدید شد و کلمه «کامپیوتر» محکم جای آن را گرفت.

4 نسل پنجم از اواسط دهه 1990، LSIهای فوق مقیاس در کامپیوترهای با کارایی بالا که شامل صدها هزار عنصر در هر سانتی متر مربع بودند، شروع به استفاده کردند. بسیاری از کارشناسان شروع به صحبت در مورد رایانه های نسل پنجم کردند. یکی از ویژگی های رایانه های نسل پنجم باید استفاده از هوش مصنوعی و زبان های طبیعی ارتباط باشد. فرض بر این است که کامپیوترهای نسل پنجم به راحتی قابل مدیریت خواهند بود. کاربر می تواند به وسیله صدا به دستگاه فرمان بدهد. انتقال به کامپیوترهای نسل پنجم به معنای گذار به معماری های جدید متمرکز بر ایجاد هوش مصنوعی بود. اعتقاد بر این بود که معماری کامپیوترهای نسل پنجم شامل دو بلوک اصلی است. یکی از آنها خود رایانه است که در آن ارتباط با کاربر توسط واحدی به نام "رابط هوشمند" انجام می شود. وظیفه رابط این است که متن نوشته شده به زبان طبیعی یا گفتار را درک کند و شرایط کار بیان شده به این روش را به یک برنامه کاری تبدیل کند. الزامات اساسی برای رایانه های نسل 5: ایجاد یک رابط توسعه یافته انسان و ماشین (تشخیص گفتار، تصاویر). توسعه برنامه نویسی منطقی برای ایجاد پایگاه های دانش و سیستم های هوش مصنوعی؛ ایجاد فن آوری های جدید در تولید فناوری رایانه؛ ایجاد معماری های جدید کامپیوترها و سیستم های محاسباتی. طبقه بندی WT ها انواع مختلفی از کامپیوترها وجود دارد، از جمله: سوپرکامپیوترها، مین فریم ها، سرورها، دسکتاپ ها، ایستگاه های کاری، لپ تاپ ها، فوق قابل حمل. ابررایانه ها امروزه به ابررایانه ها کامپیوترهایی با قدرت محاسباتی عظیم می گویند. ابر رایانه ها با سرورهایی که برای پردازش آنلاین درخواست ها ضروری هستند، متفاوت هستند. آنها همچنین با مین‌فریم‌ها متفاوت هستند که عملکرد بالایی نیز دارند، اما برای کار با بسیاری از کاربران به طور همزمان کار می‌کنند. همچنین می توان از ابررایانه ها برای کار با یک برنامه استفاده کرد. که به منابع قدرتمند نیاز دارد. این مدل سازی آب و هوا، محاسبه فرآیند تولید، آزمایش های هسته ای است. "پیشرفته ترین" پردازنده های امروز روسیه مدل های MCST R1000 (چهار هسته ای، فرکانس 1 گیگاهرتز) و هیبریدی شش هسته ای Elbrus-2C + هستند. هر دو ریز مدار با استفاده از فناوری 90 نانومتری تولید می شوند. تا پایان سال 2012، انتظار می رود که این شرکت یک پردازنده چهار هسته ای Elbrus-4S تولید شده با فناوری 65 نانومتری را عرضه کند و در سال 2015، MCST در نظر دارد توسعه یک پردازنده هشت هسته ای را تحت قرارداد دولتی با وزارتخانه تکمیل کند. صنعت و تجارت. اکنون بازار اصلی پردازنده ها بخش دفاعی است. یکی از بزرگترین پروژه هایی که در آن مورد استفاده قرار می گیرد، سامانه های پدافند هوایی است. سرورها

5 سرورها رایانه هایی با کارایی بالا هستند که توسط مشاغل و سایر سازمان ها استفاده می شوند. سرورها به بسیاری از کاربران نهایی یا مشتریان خدمات ارائه می دهند. رایانه های رومیزی انواع مختلفی از رایانه های رومیزی با قابلیت های مختلف وجود دارد. رایانه‌های رومیزی انواع مختلفی از اتصال، گزینه‌های ویدیویی و طیف گسترده‌ای از تجهیزات جانبی را پشتیبانی می‌کنند. ایستگاه های کاری ایستگاه های کاری کامپیوترهای تجاری با قدرت بالا هستند. آنها برای کاربردهای حرفه ای تخصصی، مانند اجرای برنامه های طراحی مانند CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) طراحی شده اند. ایستگاه های کاری برای ایجاد گرافیک سه بعدی، انیمیشن و شبیه سازی واقعیت مجازی استفاده می شوند. علاوه بر این، می توان از آنها به عنوان ایستگاه های کنترل برای تجهیزات مخابراتی یا پزشکی استفاده کرد. مانند سرورها، ایستگاه های کاری معمولاً دارای چندین CPU، رم فراوان و چند درایو سریع و با ظرفیت بالا هستند. به طور معمول، ایستگاه های کاری دارای قابلیت های گرافیکی بسیار قدرتمند و یک مانیتور بزرگ یا مانیتورهای متعدد هستند. دستگاه های قابل حمل علاوه بر رایانه های رومیزی در انواع مختلف، دستگاه های الکترونیکی قابل حمل بسیار بیشتری وجود دارد. آنها از نظر اندازه، قدرت و قابلیت های گرافیکی متفاوت هستند. این دسته شامل: رایانه یا لپ تاپ قابل حمل. رایانه لوحی; کامپیوتر جیبی؛ منشی دیجیتال شخصی رایانه های شخصی ظاهر رایانه شخصی توسط کل تاریخچه قبلی توسعه رایانه ها تهیه شده است. در ابتدا رایانه ها سالن های بزرگی را اشغال می کردند، انرژی زیادی مصرف می کردند و سر و صدای زیادی ایجاد می کردند. سپس رایانه‌ها کوچک‌تر شدند و کارآمدتر شروع به کار کردند، اما همچنان به اتاق‌های جداگانه‌ای برای خود نیاز داشتند. قوی ترین کامپیوترها در مجتمع های جداگانه ای قرار داشتند که به آنها مراکز کامپیوتری (CC) می گفتند. در آن زمان‌های نه چندان دور (دهه 70)، تعداد کمی از مردم تصور می‌کردند که یک کامپیوتر جمع‌وجور که بتواند روی دسکتاپ قرار بگیرد. مهندسان و دانشمندان فقط می توانستند رویای چنین ماشینی را در سر بپرورانند و برای مردم عادی دشوار است که توضیح دهند چرا اصلاً به چنین رایانه ای نیاز است. اولین علامت کامپیوتری بود که در سال 1971 طراحی شد. از نظر ظاهری، بیشتر شبیه یک رادیو ماشین با چراغ های نشانگر و سوئیچ ها بود تا یک کامپیوتر شخصی آشنا. از سال 1971 تا 1974، شرکت های مختلف مدل های مختلفی از رایانه های شخصی را تولید کردند. اما با توجه به توانایی های محدود این کامپیوترها، علاقه چندانی به آنها وجود نداشت. در سال 1974، زمانی که شرکت آمریکایی MITS کامپیوتر Altair را بر اساس ریزپردازنده 8080 اینتل توسعه داد، کاربران و سازندگان واقعاً به رایانه های شخصی علاقه مند شدند. این کامپیوتر شخصی بسیار راحت تر از مدل های قبلی خود بود و امکانات بیشتری داشت. مدل بسیار پیشرفته تری از رایانه شخصی در سال 1976 توسط دو جوان آمریکایی به نام های استیو وزنیاک و استیو جابز ساخته شد. آنها کامپیوتر خود را اپل نامیدند و به سرعت تولید و فروش آن را گسترش دادند. به دلیل قیمت پایین (حدود 500 دلار) در سال اول حدود 100 کامپیوتر فروختند. سال بعد اپل II را روانه بازار کردند که مادربرد، نمایشگر، کیبورد داشت و شبیه تلویزیون بود. تعداد مشتریان رایانه شخصی شروع به افزایش به صدها و هزاران کرد. رایانه های شخصی به سرعت پیشرفت کردند، در سال 1978 یک دیسک مغناطیسی انعطاف پذیر با قطر 5.25 اینچ (1 اینچ = 2.45 سانتی متر) برای آنها طراحی شد که برای ذخیره اطلاعات طراحی شده بود. در سال 1979، MOTOROLA ریزپردازنده motorola 68000 را ایجاد کرد که از نظر سرعت، عملکرد و قابلیت های برنامه گرافیکی از رقبای خود پیشی گرفت. که در

در 6 1980، یک دیسک مغناطیسی سخت در رایانه های شخصی ظاهر شد، با این حال، تنها حاوی 5 مگابایت داده بود. اولین کامپیوترهای شخصی 8 بیتی بودند و بیشتر شبیه یک اسباب بازی گران قیمت بودند تا یک کامپیوتر جدی. این تا زمانی ادامه یافت که غول رایانه در صنعت رایانه های فردی ظاهر شد - IBM که در ساخت رایانه های بزرگ تخصص داشت. در سال 1982، IBM یک کامپیوتر بیت بسیار موفق را منتشر کرد. این بر اساس ریزپردازنده اینتل 8088 بود، با فرکانس 4.77 مگاهرتز کار می کرد و از سیستم عامل MS DOS استفاده می کرد. این مدل کامپیوتر IBM PC نام داشت. علاوه بر این، توسعه رایانه شخصی با سرعت بسیار بالایی انجام شد: هر سال IBM یک مدل جدید ایجاد کرد. در سال 1983، مدل PC XT و در یک کامپیوتر پیشرفته تر و سازنده PC AT ظاهر شد. آنها به سرعت بازار رایانه های شخصی را فتح کردند و به نوعی استاندارد شدند که شرکت های رقیب سعی کردند از آن تقلید کنند. IBM کامپیوتر شخصی خود را از ابتدا ایجاد نکرد، بلکه با استفاده از اجزای سازنده های دیگر (عمدتاً ریزپردازنده اینتل) استفاده کرد. با این حال، او پنهان نکرد که چگونه گره های کامپیوتر باید با یکدیگر متصل شوند و با یکدیگر تعامل داشته باشند. در نتیجه، شرکت‌های دیگری می‌توانند در ایجاد و بهبود رایانه مشارکت داشته باشند - معماری رایانه‌های PC IBM "باز" ​​بود. کامپیوترهای IBM دارای "کلون"های متعدد هستند، یعنی خانواده های مختلفی از کامپیوترهای مشابه کامپیوترهای IBM. در آینده، رایانه‌هایی که از استاندارد IBM PC پشتیبانی می‌کنند، صرفاً «رایانه‌های شخصی» نامیده می‌شوند. با گذشت زمان، رایانه های شخصی به نام خود عمل کرده اند، زیرا برای بسیاری از مردم به بخشی ضروری از اوقات فراغت، ابزاری برای تجارت و تحقیق تبدیل شده اند. علاوه بر رایانه های شخصی سازگار با IBM، خانواده دیگری از رایانه های شخصی به نام مکینتاش وجود دارد. این کامپیوترها نسب خود را از مدل قبلا ذکر شده اپل می گیرند، آنها توسط Apple Computer تولید شده اند. معماری کامپیوترهای مکینتاش، بر خلاف IBM PC، باز نبود. بنابراین، مک‌ها با وجود قابلیت‌های گرافیکی پیشرفته‌تر خود نسبت به رایانه‌های شخصی IBM، نتوانستند چنین بازار بزرگی را فتح کنند. تعداد "Poppies" ده برابر کمتر از تعداد کامپیوترهای سازگار با IBM PC است. روند اصلی در توسعه فناوری رایانه در حال حاضر گسترش بیشتر دامنه رایانه ها و در نتیجه انتقال از ماشین های فردی به سیستم های آنها - سیستم های رایانه ای و مجتمع های پیکربندی های مختلف با طیف گسترده ای از عملکردها و ویژگی ها است. . امیدوار کننده ترین - شبکه های کامپیوتری - نه چندان بر پردازش محاسباتی اطلاعات، بلکه بر خدمات اطلاعات ارتباطی متمرکز شده اند: پست الکترونیکی، سیستم های کنفرانس از راه دور و اطلاعات و سیستم های مرجع. در سال‌های اخیر، رایانه‌های سنگین - ابررایانه‌ها و رایانه‌های شخصی مینیاتوری و مینیاتوری - اولویت قابل توجه و پایداری در توسعه و ایجاد رایانه‌های مناسب داشته‌اند. همانطور که قبلا ذکر شد، کار جستجو برای ایجاد رایانه های نسل ششم بر اساس یک معماری عصبی توزیع شده - رایانه های عصبی در حال انجام است. به طور خاص، شبکه های MPs - فرستنده - ریزپردازنده های شبکه با امکانات ارتباطی داخلی موجود، می توانند در رایانه های عصبی استفاده شوند. معرفی گسترده چند رسانه ای، در درجه اول ورودی و خروجی اطلاعات صوتی و تصویری، به شما امکان می دهد با یک کامپیوتر به زبان طبیعی ارتباط برقرار کنید. قرار بود قابلیت‌های فنی جدید فناوری رایانه، دامنه وظایف قابل حل را گسترش دهد و امکان حرکت به سمت وظایف ایجاد هوش مصنوعی را فراهم کند. به عنوان یکی از مؤلفه‌های لازم برای ایجاد هوش مصنوعی، پایگاه‌های دانش (پایگاه‌های اطلاعاتی) در حوزه‌های مختلف علم و فناوری است. ایجاد و استفاده از پایگاه های داده به یک سیستم محاسباتی با سرعت بالا و مقدار زیادی حافظه نیاز دارد. رایانه های اصلی قادر به محاسبات با سرعت بالا هستند، اما برای مقایسه با سرعت بالا و عملیات مرتب سازی مقادیر زیادی رکورد، که معمولاً روی دیسک های مغناطیسی ذخیره می شوند، مناسب نیستند. برای ایجاد برنامه هایی که پر کردن، به روز رسانی پایگاه های داده را فراهم می کنند

7 داده و کار با آنها، زبان های برنامه نویسی شی گرا و منطقی خاصی ایجاد شده اند که بیشترین فرصت ها را در مقایسه با زبان های رویه ای مرسوم فراهم می کنند. ساختار این زبان ها مستلزم انتقال از معماری سنتی کامپیوتر فون نویمان به معماری هایی است که الزامات وظایف ایجاد هوش مصنوعی را در نظر می گیرند. سوالات آزمون 1. مفاهیم اولیه علوم کامپیوتر را بسط دهید. 2. فن آوری های جدید اطلاعات بر چه اصولی استوار است؟ 3. به چه وسیله ای کامپیوتر می گویند؟ 4. علائمی که کامپیوترها بر اساس آنها طبقه بندی می شوند را فهرست کنید. 5. طبقه بندی کامپیوترها بر اساس هدف چیست؟

8 بخش 1. ترکیب و ساختار کلی رایانه های شخصی و سیستم های محاسباتی. اصول ساخت کامپیوتر و VS. اصل تنه-مژولار، طرح کلی عملکردی کامپیوترهای مدرن قبل از یک دوره نیم قرنی بودند که به نسل های کامپیوتر تقسیم می شود. اگر لیست بلوک های عملکردی خود بیش از نیم قرن تغییر نکرده باشد، روش های اتصال و تعامل آنها دستخوش توسعه تکاملی شده است. معماری کامپیوتر - شرحی از دستگاه و اصول عملکرد یک کامپیوتر، دستگاه فنی آن. اصول اولیه ساخت یک کامپیوتر جهانی توسط جان فون نویمان در سال 1946 بیان شد که بر اساس آن یک کامپیوتر جهانی در سال 1949 ساخته شد. این نمودار ساختار عملکردی یک کامپیوتر نسل 1-2 را نشان می دهد. طرح عملکردی بر اساس اصل فون نویمان دستگاه های کامپیوتری: 1. واحد منطقی حسابی ALU برای انجام عملیات حسابی و منطقی. 2. دستگاه کنترل CU برای اجرای برنامه ها. 3. رم برای ذخیره برنامه ها و دستورات. 4. دستگاه های ورودی-خروجی خارجی VU. عملکرد کامپیوتر به شرح زیر است: با کمک VU، یک برنامه به RAM وارد می شود. CU محتویات سلول حافظه را می خواند و دستور را اجرا می کند، سپس محتویات سلول بعدی خوانده می شود. با استفاده از دستورات پرش می توان ترتیب اجرا را به اجبار تغییر داد. دو بلوک ALU و CU در یک پردازنده مشترک ترکیب می شوند. از نمودار بالا به وضوح مشاهده می شود که پردازنده مرکز چنین طراحی است. اولاً تمام دستگاه ها را کنترل می کند و ثانیاً تمام جریان های اطلاعاتی از آن عبور می کنند. سیستم توصیف شده، طبق تعریف، یک اشکال اساسی دارد: پردازنده بیش از حد بارگذاری شده است. با تنظیم کامل مبادله بین همه دستگاه‌ها، اغلب مجبور می‌شود به طور غیرفعال منتظر پایان ورودی دستگاه‌های کند (معمولاً حاوی قطعات مکانیکی) باشد که کارایی کل سیستم را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. رایانه‌هایی با سازماندهی کانال تضاد در حال ظهور بین عملکرد روزافزون پردازنده و سرعت نسبتاً پایین مبادله با دستگاه‌های خارجی در دوران شکوفایی فناوری محاسباتی نسل دوم به وضوح قابل مشاهده بود. بنابراین، هنگام طراحی نسل بعدی، سوم، مهندسان شروع به انجام اقدامات ویژه برای "تخلیه" پردازنده و آزاد کردن آن از کنترل دقیق I/O کردند. کامپیوترهای نسل 3 دارای نمودار عملکردی با سازمان کانال بودند. علاوه بر مجموعه ای از دستگاه های آشنا (پردازنده مرکزی، حافظه، دستگاه های ورودی-خروجی)، رایانه های دارای سازمان کانال شامل دستگاه هایی به نام کانال می شوند. کانال یک پردازنده تخصصی است که تمام کارهای کنترل کنترل کننده های دستگاه های خارجی و تبادل داده ها بین حافظه اصلی و دستگاه های خارجی را انجام می دهد. دستگاه ها بر اساس سرعت مشخصه گروه بندی شده و به کانال های مربوطه متصل می شوند. دستگاه های "سریع" (به عنوان مثال، درایوهای دیسک مغناطیسی) به کانال های انتخابگر متصل می شوند. چنین دستگاهی دریافت می کند

9 کانال انتخابگر در استفاده انحصاری برای کل مدت عملیات تبادل داده. دستگاه های "آهسته" به کانال های چندگانه متصل می شوند. کانال مالتی پلکس بین چندین دستگاه تقسیم می شود (مولتی پلکس)، در حالی که تبادل همزمان داده با چندین دستگاه امکان پذیر است. هم CPU و هم یکی از کانال ها می توانند به رم دسترسی داشته باشند. برای کنترل ترتیب دسترسی، یک کنترلر RAM وجود دارد. زمانی که چندین دستگاه همزمان به حافظه دسترسی دارند، نظم دسترسی اولویت را تعیین می کند. CPU کمترین اولویت را دارد. در بین کانال ها، کانال های کند اولویت بیشتری دارند. بنابراین، اولویت با فرکانس دسترسی دستگاه ها به حافظه نسبت معکوس دارد. با توجه به پیچیدگی قابل توجه سازماندهی رایانه، معماری ورودی-خروجی ساده شده است. عملیات تبادل داده ساده تر می شود. این کانال در واقع یک کنترلر تخصصی "هوشمند" DMA است. کانال می‌تواند با استفاده از وقفه‌ها، وضعیت پردازشگر را مطلع کند. تمام کنترل کننده های دستگاه های خارجی با استفاده از یک رابط استاندارد به کانال های "خود" متصل می شوند. آزادی اتصال دستگاه های خارجی به لطف پروتکل رابط استاندارد حفظ می شود، در حالی که امکان گروه بندی دستگاه ها بر اساس ویژگی های آنها وجود دارد. در رایانه ای با سازماندهی کانال، پردازنده تقریباً به طور کامل از کار معمول سازماندهی ورودی-خروجی رها می شود. کنترل کنترل کننده های دستگاه های خارجی و تبادل داده ها کانال را در اختیار می گیرد. وجود چندین مسیر انتقال داده، مشکلات مربوط به مسدود کردن یک مسیر انتقال داده (گذرگاه سیستم) را برطرف می کند، که باعث افزایش نرخ مبادله می شود. همه اینها امکان تبادل داده با دستگاه های خارجی را به موازات کار محاسباتی اصلی پردازنده مرکزی فراهم می کند. در نتیجه عملکرد کلی سیستم به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. افزایش هزینه طرح نتیجه می دهد. یکی از اولین ماشین های دارای کانال، کامپیوتر نسل دوم IBM-704 بود. نمونه بارز رایانه های دارای کانال، ماشین های خانواده IBM-360/370 هستند. ظاهر این کامپیوترها تکنولوژی کامپیوتری را متحول کرد و برای سالیان متمادی به الگویی برای سازندگان کامپیوتر تبدیل شد. اگرچه این ماشین‌ها در حال حاضر متعلق به گذشته هستند، اما میراثی غنی در قالب راه‌حل‌های معماری جالب، نرم‌افزار و پیشرفت‌های الگوریتمی از خود به جای گذاشتند. در حال حاضر، مدارهایی با پردازنده های ورودی-خروجی تخصصی اغلب در انواع مختلف کامپیوترها یافت می شوند. رایانه‌هایی با سازمان اتوبوس انتقال به نسل چهارم رایانه‌ها نه تنها با افزایش چند برابری تراکم مونتاژ در ریزمدارها همراه بود، بلکه با تغییر در استراتژی کلی برای استفاده از فناوری رایانه نیز همراه بود. رایانه های بزرگ برای استفاده جمعی با رایانه های شخصی جایگزین شدند که عمدتاً برای کارهای فردی کاربران طراحی شده بودند. در همان زمان، معماری به توسعه و بهبود خود در جهت رهایی پردازنده از رهبری ادامه داد

10 فرآیند I/O در نتیجه، یک رایانه شخصی مدرن ساختار نشان داده شده در نمودار را به دست آورده است. ویژگی اصلی چنین طرحی وجود یک اتوبوس (بزرگراه) اختصاصی برای انتقال اطلاعات بین واحدهای عملکردی رایانه است. از سه بخش تشکیل شده است: گذرگاه آدرس، که دقیقاً تعیین می کند که اطلاعات در آن گذرگاه ارسال شود. گذرگاه داده که اطلاعات از طریق آن منتقل می شود. یک گذرگاه کنترلی که ویژگی های صرافی را تعیین می کند و آن را همگام می کند. همه دستگاه های کامپیوتری به گذرگاه متصل هستند، از پردازنده شروع می شود و به دستگاه های ورودی و خروجی ختم می شود. یکی از ویژگی های اساسی معماری رایانه شخصی وجود پردازنده های ورودی / خروجی تخصصی است که به آنها کنترلر می گویند. نقش آنها پشتیبانی از تبادل اطلاعات برای یک دستگاه معین و همچنین هماهنگی با اتوبوس استاندارد دستگاه های خارجی مختلف از سازندگان مختلف است. برای ارتباط با حافظه باید آدرس سلول های لازم را از CPU منتقل کرد و داده های مربوطه را از آنها خواند و برای اطمینان از ارتباط بین گره ها یک گذرگاه کنترلی معرفی شد. اطلاعات بین بلوک ها از طریق SD رد و بدل می شود، SHA برای انتقال آدرس سلول های حافظه یا پورت های ورودی-خروجی که به آن ها دسترسی دارند، طراحی شده است، SHU برای انتقال سیگنال های کنترلی. به این اتوبوس ها، گذرگاه سیستم یا ستون فقرات می گویند. نمودار عملکرد یک کامپیوتر با یک سازمان اتوبوس عملکرد یک کامپیوتر را در نظر بگیرید. هنگامی که روشن می شود، حافظه فقط خواندنی (ROM) داده های خام را منتقل می کند. CPU به صورت آنلاین آورده شده است و تمام گره ها را به اتوبوس ها متصل می کند. برنامه هایی که به طور دائم در تراشه های ROM ذخیره می شوند سخت افزار نامیده می شوند. حافظه دسترسی تصادفی (RAM) فضا را برای برنامه ها، دستورالعمل ها و داده ها ذخیره می کند. در حین کار، پردازنده عملیات زیر را انجام می دهد: آدرس سلول های مورد نیاز را تعیین می کند. داده ها یا دستورالعمل ها را از آنها می خواند. دستورالعمل ها را دنبال کنید (شمارش)؛ داده ها را به سلول های حافظه خاص ارسال می کند. آدرس پورت نمایش را مشخص می کند. با استفاده از کنترلر داده ها را به نمایشگر ارسال می کند. در این طرح، تمام دستگاه ها به طور متقارن به یک کانال از اتوبوس مشترک متصل می شوند. این امکان اتصال دستگاه های جدید را فراهم می کند. به لطف معماری گذرگاه، انجام هر گونه تغییر مورد نیاز توسط یک کاربر خاص در پیکربندی رایانه آسان است. طرح توصیف شده همچنین دارای "گلوگاه" است - به پهنای باند باس بالایی نیاز دارد. برای غلبه بر این مشکل، طراحی های مدرن از چندین اتوبوس استفاده می کنند که هر کدام پردازنده را به دستگاه یا گروه خاصی از دستگاه ها متصل می کند. معماری رایانه های مدرن عملکرد رایانه های مدرن توسط چیپست تعیین می شود - مجموعه ای از تراشه های کنترلی نصب شده بر روی مادربرد. قبلا از چیپست هایی استفاده می شد که شامل کنترلرهای زیادی بود و اولین چیپست ها در اواسط دهه 80 قرن گذشته ظاهر شدند. انتقال به چیپست ها باعث کاهش هزینه مادربردها و افزایش سازگاری متقابل قطعات شده است که کار طراحی مادربردها را تسهیل می کند. معماری رایج چیپست های مدرن بر اساس

11 با استفاده از دو تراشه که اساس را تشکیل می دهند، به اصطلاح پل شمالی و پل جنوبی. تراشه Northbridge کار با سریع ترین زیرسیستم های رایانه شخصی را فراهم می کند. شامل یک کنترل کننده گذرگاه سیستم، یک کنترل کننده حافظه، یک کنترل کننده گذرگاه گرافیکی، یک کنترل کننده اتوبوس ارتباطی پل جنوبی است که از اجزای سیستم و تجهیزات جانبی کندتر پشتیبانی می کند. تراشه پل جنوبی معمولاً شامل: یک کنترلر IDE (SATA) دو کاناله، یک کنترلر USB و یک سیستم صوتی یکپارچه (کدک صوتی) است. Southbridge وظیفه کار با دستگاه های کندتر را بر عهده دارد و انتقال داده ها را از هارد دیسک، درایو نوری، چاپگر، اسکنر و همچنین به آنها ارائه می دهد. این دستگاه ها اطلاعات را از طریق سیم به پل جنوبی منتقل می کنند که آن را به پل شمالی منتقل می کند. Northbridge اطلاعات را به RAM ارسال می کند و پس از آن می تواند برای پردازش به پردازنده یا کارت گرافیک مراجعه کند. چیپست نوعی واسطه در ارتباط پردازنده با بقیه دستگاه های سیستم کامپیوتری است. وظایف چیپست شامل مدیریت عملکرد اجزای کامپیوتر و اطمینان از انتقال داده ها بین آنها است. در عین حال، هر چیپست فقط به معماری پردازنده ای که برای آن طراحی شده است، خدمت می کند. از سال 2005، چیپ‌ست‌های تولیدکنندگان مختلف بر استفاده از ریزپردازنده‌های چند هسته‌ای تمرکز کرده‌اند. نام پل ها به قیاس با یک نقشه جغرافیایی داده شد که در آن قطب شمال در بالا و قطب جنوب در پایین قرار دارد. سوالات آزمون 1. مفهوم معماری کامپیوتر را بسط دهید. 2. ویژگی های طرح عملکردی با توجه به فون نویمان. 3. ویژگی های یک نمودار عملکردی با یک سازمان کانال. 4. ویژگی های طرح عملکردی با یک سازمان کانال. 5. ویژگی های طرح کامپیوترهای مدرن.

12 بخش 1. ترکیب و ساختار کلی رایانه های شخصی و سیستم های محاسباتی. معماری داخلی یک کامپیوتر: پردازنده، حافظه. لوازم جانبی. اختصاص دستگاه های کامپیوتری اکثر کامپیوترها برای کارکرد صحیح به سه عنصر نیاز دارند تا با هم کار کنند. 1. سخت افزار - اجزای فیزیکی داخلی و خارجی که یک کامپیوتر را تشکیل می دهند. 2. سیستم عامل - مجموعه ای از برنامه های کامپیوتری که سخت افزار کامپیوتر را کنترل می کنند. 3. نرم افزار کاربردی (برنامه های کاربردی) - برنامه هایی که برای انجام وظایف خاص با استفاده از قابلیت های رایانه دانلود می شوند. یک کامپیوتر شخصی مدرن از اجزای زیر تشکیل شده است: 1. مادربرد یک برد مدار چاپی بزرگ است که تمام قطعات الکترونیکی و مدارهای تشکیل دهنده سیستم کامپیوتری به آن متصل هستند. این برد دارای کانکتورهایی است که اجزای اصلی سیستم مانند CPU و RAM را به هم متصل می کند. مادربرد ارتباط بین کانکتورهای مختلف و اجزای سیستم را فراهم می کند. علاوه بر این، مادربرد دارای اسلات هایی برای کارت شبکه، کارت گرافیک و کارت صدا است. بسیاری از مادربردها این قطعات را در خود دارند. تفاوت در روش به روز رسانی است. هنگام استفاده از مادربرد با کانکتور، اجزای سیستم را می توان به راحتی جدا کرد و با موارد مدرن تر جایگزین کرد.

13 مادربرد انتخاب شده باید: از نوع و سرعت CPU انتخاب شده پشتیبانی کند. پشتیبانی از نوع و مقدار RAM مورد نیاز برای اجرای برنامه ها؛ دارای اسلات های کافی برای همه تخته های رابط مورد نیاز. دارای تعداد کافی رابط از نوع مورد نیاز است. این برد که به کمک آن اجزای (قطعات) باقیمانده کامپیوتر با هم ترکیب شده و با هم کار می کنند. 1. اسلات PCI - برای اتصال بردهای مختلف مانند مودم، کارت صدا استفاده می شود. 2. ورودی کارت گرافیک. 3. اسلات برای پردازنده. 4. ورودی برای تغذیه پردازنده از منبع تغذیه 5. کانکتور برای اتصال هارد یا درایو (CD-DVD) با رابط IDE ATA 6. کانکتورهای اتصال هارد یا درایوها (CD-DVD) با رابط SATA 7 اسلات برای RAM 8. ورودی برای اتصال (دستگاه درایو برای خواندن فلاپی دیسک). 9. کانکتور برای اتصال برق به مادربرد از منبع تغذیه، در این تصویر 24 پین (تعداد پین) یا 20 پین.

14 پنل عقب 1. PS/2 - ورودی ماوس (همیشه سبز). 2. PS/2 - ورودی صفحه کلید (همیشه بنفش). 3. ورودی دیجیتال. 4. خروجی دیجیتال. 5. پورت های جهانی USB برای اتصال دستگاه های مختلف. 6. ورودی برای کابل شبکه (شبکه محلی، اینترنت اختصاصی). 7. خروجی برای اتصال سیستم صوتی (بلندگو.) 2. پردازنده. پردازنده تمام محاسبات، عملیات را انجام می دهد و به اجزای دیگر دستور می دهد. فرکانس پردازنده بر حسب مگاهرتز اندازه گیری می شود، هر چه فرکانس بالاتر باشد، عملیات بیشتری در ثانیه می تواند انجام دهد. این پردازنده همچنین حافظه کش کوچک خود را دارد که اغلب عملیات های انجام شده را در آن ذخیره می کند که سرعت آن را افزایش می دهد. حافظه نهان پردازنده بر حسب مگابایت اندازه گیری می شود و ظرفیت آن به طور معمول در حال حاضر حدود 8 مگابایت تا 32 مگابایت است، هر چه حافظه نهان بزرگتر باشد، پردازنده گران تر است. پردازنده های مدرن چندین هسته دارند، به نظر می رسد که چندین پردازنده در یک است. که بهره وری آن را بسیار بیشتر می کند و سرعت محاسبات آن را افزایش می دهد. اکثر پردازنده‌های مدرن به‌عنوان یک تراشه نیمه‌رسانا که حاوی میلیون‌ها و اخیراً حتی میلیاردها ترانزیستور است، پیاده‌سازی می‌شوند. ریزپردازنده شامل موارد زیر است: واحد کنترل (CU) - به دلیل ویژگی های عملیات در حال انجام و نتایج عملیات قبلی، سیگنال های کنترلی خاصی (پالس های کنترلی) را در زمان مناسب تولید و به تمام بلوک های ماشین تحویل می دهد. آدرس سلول های حافظه مورد استفاده توسط عملیات در حال انجام را تولید می کند و این آدرس ها را به بلوک های مربوطه کامپیوتر منتقل می کند، دستگاه کنترل دنباله پالس مرجع را از مولد پالس ساعت دریافت می کند. واحد منطق حسابی (ALU) - طراحی شده برای انجام کلیه عملیات حسابی و منطقی بر روی اطلاعات عددی و نمادین (در برخی از مدل های رایانه شخصی، یک پردازشگر ریاضی اضافی برای سرعت بخشیدن به اجرای عملیات به ALU متصل می شود). حافظه ریزپردازنده (MPM) - برای ذخیره سازی کوتاه مدت، ضبط و صدور اطلاعات به طور مستقیم در محاسبات در چرخه های بعدی ماشین استفاده می شود. MPP بر روی رجیسترها ساخته شده است و برای اطمینان از عملکرد بالای ماشین استفاده می شود، زیرا حافظه اصلی (OP) همیشه سرعت نوشتن، جستجو و خواندن اطلاعات لازم برای عملکرد کارآمد یک ریزپردازنده پرسرعت را فراهم نمی کند. ثبات ها سلول های حافظه پرسرعت با طول های مختلف هستند (برخلاف سلول های OP که طول استاندارد 1 بایت و سرعت کمتری دارند). سیستم رابط ریزپردازنده - رابط و ارتباط با سایر دستگاه های رایانه شخصی را پیاده سازی می کند. شامل یک رابط MP داخلی، رجیسترهای ذخیره سازی بافر و مدارهای کنترلی برای پورت های ورودی-خروجی (IOP) و گذرگاه سیستم است.

15 3. RAM در رایانه نقش یک بافر موقت برای ذخیره اطلاعات را ایفا می کند، یعنی زمانی که یک برنامه کاربردی را راه اندازی می کنید، تا حدی در RAM بارگذاری می شود، بنابراین، هر چه این حافظه بیشتر باشد، بیشتر می توانید باز کنید و کار کنید. در چندین برنامه به طور همزمان، به عنوان مثال، انجام یک بازی کامپیوتری و گوش دادن به موسیقی به طور همزمان. مقدار زیادی رم در بازی های مدرن مورد نیاز است. رم دو ویژگی اصلی دارد - حجم آن و فرکانس کارکرد آن. 4. کارت گرافیک برای نمایش تصویر بر روی مانیتور طراحی شده است، وظیفه پردازش گرافیکی را بر عهده دارد. اگر یک کارت گرافیک ضعیف نصب شده باشد، نمی تواند با پردازش گرافیکی مقابله کند. کارت‌های ویدئویی مدرن دارای پردازنده داخلی (هسته) خود هستند که قدرت آن نیز مانند پردازنده مرکزی در مگاهرتز محاسبه می‌شود. وظیفه آن این است که بار پردازش گرافیکی را از پردازنده مرکزی برداشته و این کار را بر عهده بگیرد، یعنی هرچه فرکانس، مگاهرتز در هسته کارت گرافیک بالاتر باشد، گرافیک را سریعتر پردازش می کند، بنابراین بازی ها سریعتر اجرا می شوند. کارت گرافیک همچنین دارای حافظه، حافظه ویدئویی است که با کمک آن بافت ها، قسمت های پردازش شده گرافیکی را ذخیره می کند، حافظه ویدئویی دوباره در مگابایت، گیگابایت محاسبه می شود. 5. کارت های آداپتور قابلیت های یک سیستم کامپیوتری را گسترش می دهند. آنها به کانکتورهای مادربرد وارد می شوند و بخشی از سیستم می شوند. بسیاری از مادربردها دارای عملکرد کارت آداپتور داخلی هستند که نیاز به اجزای اضافی را از بین می برد. بردهای جاسازی شده از عملکرد اولیه پشتیبانی می کنند، اما بردهای آداپتور تخصصی اغلب عملکرد سیستم را بهبود می بخشند. متداول ترین آنها تخته های زیر هستند: بردهای ویدئویی; کارت صدا؛ کارت های رابط شبکه؛ مودم؛ تابلوهای رابط؛ تابلوهای کنترل 6. منبع تغذیه برق تمام اجزای کامپیوتر را تامین می کند و به آن اجازه کار می دهد. یک کابل از برق به داخل آن می رود و سپس ولتاژ را در سراسر آن توزیع می کنند

16 کامپیوتر. قدرت منبع تغذیه بر حسب وات محاسبه می شود، هر چه رایانه شما قدرتمندتر باشد، منبع تغذیه آن نیز قدرتمندتر است، کارت های ویدئویی مدرن برای منابع تغذیه بسیار خواستار هستند، که گاهی اوقات به منبع تغذیه تا یک کیلووات نیاز دارند. کابل های برق از منبع تغذیه به مادربرد، هارد دیسک ها، خنک کننده ها و درایوها منتقل می شوند. پاورهای باکیفیت در برابر نوسانات ولتاژ شبکه مقاومت بیشتری دارند که از خرابی خود واحد و تمامی اجزای کامپیوتر جلوگیری می کند. 7. هارد دیسک. هارد دیسک برنامه ها، بازی ها، اسناد را ذخیره می کند. مانند هر فضای ذخیره سازی، حداکثر ظرفیت آن است که در گیگابایت اندازه گیری می شود. هرچه هارد دیسک بزرگتر باشد، اطلاعات بیشتری می توانید روی آن ذخیره کنید. هارد دیسک یک دستگاه مکانیکی است. چندین لایه دیسک را می چرخاند که اطلاعات روی آنها با استفاده از یک سر مغناطیسی نوشته و خوانده می شود. هارد دیسک همچنین دارای بافر موقتی پرسرعت، حافظه پنهان خود است، به شکل یک تراشه کوچک چیده شده است که با کمک آن هارد دیسک تعداد دسترسی های فیزیکی را به طور مستقیم به دیسک ها کاهش می دهد و در نتیجه سرعت و سرعت را افزایش می دهد. عمر سرویس 8. لوازم جانبی. دستگاه جانبی دستگاهی است که به رایانه متصل می شود و قابلیت های آن را افزایش می دهد. این دستگاه ها ماهیت اختیاری دارند و برای عملکرد اولیه مورد نیاز نیستند. آنها فقط برخی از عملکردهای اضافی را ارائه می دهند. لوازم جانبی از بیرون کامپیوتر و با استفاده از کابل های مخصوص یا بی سیم متصل می شوند. آنها در یکی از چهار دسته قرار می گیرند: دستگاه های ورودی، خروجی، ذخیره سازی یا شبکه. نمونه‌هایی از دستگاه‌های جانبی عبارتند از: دستگاه‌های ورودی trackball، جوی استیک، اسکنر، دوربین دیجیتال، رمزگذار، بارکدخوان، میکروفون. دستگاه های خروجی چاپگر، پلاتر، بلندگو، هدفون. دستگاه های ذخیره سازی هارد دیسک اختیاری، درایوهای CD/DVD خارجی، درایوهای فلش. دستگاه های شبکه - مودم های خارجی، آداپتورهای شبکه خارجی. 9. حافظه دائمی. ROM (رام انگلیسی، حافظه فقط خواندنی) برای ذخیره اطلاعات غیرقابل تغییر (دائمی) برنامه و مرجع استفاده می شود. در اولین کامپیوترهای شخصی، کد بایوس روی یک تراشه ROM که در کارخانه ایجاد شده بود، نوشته می شد. بعداً از تراشه های قابل بازنویسی برای ذخیره کد بایوس استفاده شد.

تراشه 17 EEPROM. پارامترهای اصلی: ظرفیت حافظه - 16 مگابیت، زمان نمونه - 65 ns. توضیحات کلی: محدوده ولتاژ تغذیه: 3.0-3.6V; فرآیند فن آوری 0.25 میکرون، قابلیت پاک کردن هر ترکیبی از بخش ها و تمام حافظه. تعداد تضمینی چرخه پاک کردن؛ زمان نگهداری داده ها 13 سال در دمای 125 درجه سانتیگراد. محدوده دما: C. محل بایوس مادربرد. در اکثر موارد فلش مموری بر روی پنل مادربرد نصب می شود که به شما امکان می دهد در صورت لزوم تراشه را تعویض کنید، اما در برخی موارد مستقیماً روی مادربرد لحیم می شود. ظرفیت تراشه‌های حافظه فلش برای ذخیره‌سازی BIOS متفاوت است، رایانه‌های قدیمی‌تر از تراشه‌های 1-2 مگابیت در ثانیه (KB) و سیستم‌های مدرن 4-8 مگابیت در ثانیه یا بیشتر (512 KB-1 مگابایت یا بیشتر) استفاده می‌کنند. BIOS از تنظیمات پیکربندی استفاده می کند که در یک حافظه CMOS خاص ذخیره می شوند. نام خود را از فناوری ساخت تراشه گرفته است، جایی که از یک نیمه هادی اکسید فلزی مکمل استفاده می شد. حافظه CMOS توسط یک باتری مخصوص روی مادربرد تغذیه می شود که برای تامین انرژی ساعت واقعی نیز استفاده می شود. عمر چنین باتری معمولاً 10 سال است. به عنوان یک قاعده، در این مدت، رایانه (به ویژه مادربرد) از نظر اخلاقی منسوخ می شود و نیاز به جایگزینی عنصر قدرت بی معنی می شود. با استفاده از برخی فناوری‌ها برای تولید تراشه‌های CMOS، باتری دقیقاً در تراشه قرار می‌گیرد. در این حالت، هنگامی که باتری تخلیه می شود، باید به طور کامل تعویض شود. رویه راه اندازی کامپیوتر برنامه های نوشته شده روی تراشه های ROM بلافاصله پس از روشن شدن در دسترس کامپیوتر قرار می گیرند. برنامه ها در رام به دو دسته تقسیم می شوند: برنامه راه اندازی ماشین، سیستم ورودی-خروجی اولیه (BIOS). نقش بایوس دوچندان است: از یک سو، عنصر جدایی ناپذیر سخت افزار است و از سوی دیگر، ماژول مهم هر سیستم عاملی است. این برنامه ها هر بار که آن را روشن می کنید اجرا می شوند. راه اندازی شامل چندین مرحله است: بررسی عملکرد دستگاه، راه اندازی اولیه ریز مدارهای قابل برنامه ریزی، دستگاه های جانبی، بررسی وجود تجهیزات اضافی، بارگیری سیستم عامل. برنامه های تست کوتاه و سریع هستند. آخرین عملیات بارگذاری سیستم عامل است که توسط برنامه بارگذار انجام می شود. پس از بارگیری سیستم عامل از روی دیسک، کنترل به آن منتقل می شود. بایوس بخشی از رام است که به طور فعال در تمام مدتی که رایانه در حال اجرا است برای کنترل دستگاه ها (حاوی درایورهای آنها) نمایشگر، صفحه کلید، درایو، کنترل وقفه ها، صرفه جویی در مصرف انرژی، پیکربندی خودکار استفاده می شود. وقفه ها سیگنال هایی از دنیای خارج هستند که به پردازنده در مورد وقوع یک رویداد (فشار دادن یک کلید، ارائه یک فلاپی دیسک) اطلاع می دهند. BIOS از وقفه های نرم افزاری برای فراخوانی و اجرای برنامه های خدمات ویژه استفاده می کند.

18 در هنگام راه اندازی، پیام هایی در مورد عملکرد برنامه های بررسی روی صفحه ظاهر می شود، یک برنامه پوسته یا سیستم عامل ظاهر می شود، کار بیشتر تحت کنترل سیستم عامل انجام می شود. تشخیص کامپیوتر 1. کامپیوتر روشن نمی شود - به فشار دادن دکمه پاور پاسخ نمی دهد، کامپیوتر روشن می شود، اما چیزی روی مانیتور نمایش داده نمی شود - خنک کننده ها در واحد سیستم کار می کنند. گزینه شماره یک - هنگام روشن شدن، بلندگو یک صدای واحد (بوق) را منتشر می کند، یعنی گزارش می دهد که در این مورد همه چیز مرتب است، احتمال اصلی این است که کارت گرافیک سوخته است. گزینه شماره دو، بلندگو بی صدا است (بوق نمی دهد)، از این نتیجه می گیریم که مادربرد یا منبع تغذیه خراب شده است، این در موردی نیز صدق می کند که کامپیوتر به هیچ وجه به فشار دادن دکمه پاور پاسخ نمی دهد. اسپیکر یک بلندگوی کوچک در واحد سیستم است که به مادربرد متصل است و هنگام راه اندازی کامپیوتر، وضعیت قطعات و عملکرد کلی کامپیوتر شما را به کاربر اطلاع می دهد. رمزگشایی (اصلی) ترکیبات صدا بلندگو یک بوق کوتاه 1 همه چیز به درستی کار می کند. هیچ سیگنالی وجود ندارد - منبع تغذیه مشکل دارد، ممکن است به مادربرد وصل نشود، همچنین درصد کمی از این احتمال وجود دارد که خود مادربرد معیوب باشد. سیگنال پیوسته - مشکل در منبع تغذیه. 2 بوق، خطاهای جزئی. 1 مشکل رم طولانی مدت. 2. هر بار که کامپیوتر را روشن می کنید، باید کلید F1 را فشار دهید و تا زمانی که این کار انجام نشود، کامپیوتر شروع به لود نمی کند. اگر هر بار که رایانه خود را روشن می کنید، زمان و تاریخ سیستم شما تنظیم مجدد می شود، پس دلیل این امر خالی شدن باتری مادربرد است. در این حالت باید باتری را روی برد سیستم تعویض کنید و سپس با ذخیره تنظیمات BIOS وارد و خارج شوید. سوالات کنترلی 1. ساده ترین پیکربندی رایانه شخصی چیست. 2. آنچه در واحد سیستم گنجانده شده است. 3. مادربرد چیست؟ 4. هدف ریزپردازنده. 5. انواع حافظه را فهرست کنید. 6. اصطلاح «پیرامون» به چه معناست؟

ماژول 2. معماری کامپیوتر 1. مجموعه ای از دستگاه هایی که برای پردازش خودکار یا خودکار اطلاعات طراحی شده اند عبارتند از: 1) سیستم اطلاعاتی 2) فناوری اطلاعات 3)

فصل 4 سیستم های نرم افزاری و سخت افزاری برای اجرای فرآیندهای اطلاعاتی کامپیوتر جهانی 17 سیستم پردازش اطلاعات فنی ظهور رایانه ها همه موجودات موجود را به طور کامل تغییر داد.

ریزپردازنده: عناصر و ویژگی های اصلی کلاس 10 معلم MBOU "School 91" Safonova L.F. میکروپروسسور: عناصر و ویژگی های اصلی پردازنده مرکزی یک دستگاه کامپیوتری طراحی شده است

مبحث 2.1. اجزاء و بلوک های اصلی رایانه ها رایانه یک دستگاه الکترونیکی جهانی کنترل شده با برنامه است که برای پردازش، ذخیره و انتقال خودکار اطلاعات طراحی شده است.

بخش 11. معماری کامپیوتر. اجزای اصلی و هدف آنها اجزای اصلی رایانه، عملکرد و اصول عملکرد آنها. اصل نرم افزار کامپیوتر با توجه به هدفش

دستگاه های داخلی رایانه دستگاه های داخلی رایانه شخصی دستگاه های داخلی دستگاه هایی هستند که در واحد سیستم قرار دارند. برخی از آنها از پانل جلویی قابل دسترسی هستند که برای سریع راحت است

دستگاه کامپیوتر Levashova L.N. قیاس بین یک کامپیوتر و یک انسان انسان اندام های حسی دریافت اطلاعات (ورودی) ذخیره سازی اطلاعات مغز فرآیند تفکر (پردازش اطلاعات) کامپیوتر

انفورماتیک سخت افزار فناوری اطلاعات ابزار فناوری اطلاعات فناوری اطلاعات ابزارهای الگوریتمی (مغز) سخت افزار (سخت افزار) نرم افزار

کار پژوهشی معماری کامپیوتر. اصول جان فون نویمان معماری یک کامپیوتر شامل ساختاری است که ترکیب رایانه شخصی را منعکس می کند و نرم افزار و نرم افزار ریاضی. ساختار کامپیوتر - مجموعه

ارائه نسل های تجهیزات محاسباتی یولیا یوریونا ورشچاژینا، معلم علوم کامپیوتر، دبیرستان، روستای زولوتایا دولینا، منطقه پارتیزانسکی، منطقه پریمورسکی 1 تقسیم کامپیوترهای الکترونیکی مرسوم است.

مبحث درس سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر 2 بلوک دیاگرام یک کامپیوتر اصول عملکرد سخت افزار کامپیوتر GL سخت افزار کامپیوتر شخصی یک سیستم به هم پیوسته است

مقدمه ای بر کامپیوتر. تاریخچه ایجاد رایانه شخصی. دستگاه PC. علوم کامپیوتر. سخنرانی 3. قسمت 1. تاریخچه کامپیوتر دستگاه محاسباتی 1642 بلز پاسکال

سخنرانی 2. موضوع 1. سخت افزار (HARDWARE) - مفهوم اتوماسیون محاسباتی. - طبقه بندی کامپیوترها - دستگاه کامپیوتر شخصی؛ - لوازم جانبی؛ - سیستم "نازک

موسسه آموزشی عمومی خودمختار دولتی شهر مسکو "مدرسه ای با مطالعه عمیق موضوعات فردی "SHIK 16" چکیده علوم کامپیوتر "تاریخچه توسعه فناوری کامپیوتر" کار

ترکیب و هدف عناصر کامپیوتری اصطلاح "کامپیوتر" از کلمه انگلیسی Computer computer گرفته شده است. دستگاه الکترونیکی قابل برنامه ریزی که برای پردازش خودکار طراحی شده است

3 طبقه بندی رایانه ها بر اساس حوزه های کاربردی عملکرد - برخی از ویژگی های یکپارچه که قدرت محاسباتی کلی رایانه و بر این اساس دامنه کاربرد آن را تعیین می کند.

کامپیوتر شخصی 1 تعریف! رایانه شخصی رایانه شخصی (رایانه شخصی انگلیسی، رایانه شخصی)، رایانه شخصی (کامپیوتر الکترونیکی شخصی) - دستگاه یا سیستمی که قادر به انجام یک مورد خاص است،

سخنرانی 3 تاریخچه توسعه فناوری کامپیوتر. طبقه بندی و دامنه رایانه ها. کامپیوترهای شخصی اهداف سخنرانی داشتن ایده در مورد مراحل توسعه فناوری کامپیوتر دانست

تست مبحث "دستگاه کامپیوتر" درجه 11 پردازنده 1. چه بلوک هایی در پردازنده گنجانده شده است؟ 1) واحد منطق حسابی 2) دستگاه کنترل 3) رجیسترها 4) کنترل کننده ها 5) ثابت

دستگاه ها و هدف مادربرد Zatulin A.G. موسسه مهندسی و فناوری بالاکوو، شعبه دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای MEPhI Balakovo، روسیه Zatulin A.G.

معماری کامپیوتر. Okulov Alexander MOU "دبیرستان 30" کلاس 10a 2007 1. اصول کلی کامپیوتر. کامپیوتر ماشینی برای پردازش خودکار اطلاعات است. به کامپیوتر

معماری امکانات محاسباتی مدرن طبقه بندی بر اساس اصل کار کامپیوتر آنالوگ (AVM) کامپیوتر آنالوگ - یک کامپیوتر آنالوگ (AVM) که نشان دهنده عددی است

در مورد نقش فناوری رایانه در جامعه مدرن (مصاحبه با Marchuk G.I.)

A. Lepikhov

مصاحبه درباره نقش فناوری کامپیوتر در جامعه مدرن در اواخر دهه 1980 توسط آکادمیک G.I. مارچوک به روزنامه نگار A. Lepikhov داد. نقش رایانه‌ها در دنیای مدرن به شیوه‌ای که مشخصه گوری ایوانوویچ است، قابل دسترسی است و به وضوح نشان داده می‌شود: علم، تولید، اقتصاد، حوزه اجتماعی و غیره. درام مرتبط با استفاده از رایانه، جایگاه و نقش متخصصان فناوری اطلاعات در جامعه. او از واقعیت جدیدی صحبت می کند که در آن لازم است به دانش آموزان به شیوه ای متفاوت آموزش داده شود، کل سیستم آموزش عالی بازسازی شود، ماهیت آموزش و بازآموزی تکنسین ها و کارگران تغییر کند، و به مدیریت شرکت ها آموزش داده شود تا به طور موثر از فناوری الکترونیک استفاده کنند.

- ما در زمانی زندگی می کنیم که فناوری محاسبات الکترونیکی به معنای واقعی کلمه در تمام حوزه های فعالیت انسانی نفوذ می کند - از علوم بزرگ تا بازی های خودکار کودکان. و همانطور که همیشه با نفوذ فعال چیزی اساساً جدید به زندگی ما اتفاق می افتد، روند "گسترش رایانه" البته نیاز به تأمل دارد. اول از همه این سوال مطرح می شود که انگیزه توسعه فناوری رایانه چه بوده است؟

- G.M.:نیاز به حل مشکلات پیچیده تر و بیشتر علم، فناوری، اقتصاد، تمایل به بیان کمی ایده های کیفی. این در مورد همه علوم صدق می کند: جغرافیا و زمین شناسی، پزشکی و جامعه شناسی... ناگفته نماند نیازهای مهندسان و طراحان، که زودتر از بسیاری، کمبود امکانات محاسباتی را احساس کردند.

همانطور که برای متخصصان شناخته شده است، اصول محاسبات الکترونیکی بیش از صد سال پیش فرموله شد، و حتی قبل از آن یک پایه نظری برای ساخت یک کامپیوتر وجود داشت - جبر بولی، که به نام ریاضیدان انگلیسی جورج بول، یکی از بنیانگذاران ریاضیات نامگذاری شده است. منطق. با این حال، این دستاوردها برای چندین دهه به فراموشی سپرده شد، زیرا مردم به طور کامل با ساده ترین روش های شمارش و وسایل فنی که برای این منظور ابتدایی بودند، مدیریت می کردند. در یک کلام، زمانی که این اکتشاف جلوتر از زمان خود بود و فوراً به رسمیت شناخته نشد، به دور از یک مورد منفرد است.

آنچه ما فناوری محاسبات الکترونیکی می نامیم در دهه 40 قرن بیستم متولد شد. اولین کامپیوتر ENIAC (یکپارچه کننده دیجیتال الکترونیکی و کامپیوتر) در جمع آوری جداول بالستیک "دخیل" شد. انگیزه قدرتمندی برای پیشرفت رایانه ها با کار در زمینه فیزیک هسته ای ایجاد شد و تحقیقات فضایی اهمیت برجسته آنها را تأیید کرد. تخصیص جامد به طور چشمگیری دامنه رایانه های الکترونیکی و برنامه های کاربردی با مزایای آشکار را گسترش داده است.

کشورهای پیشرفته صنعتی نوعی «تجزیه خودکار» رایانه ها را تحریک کردند: جامعه مبالغ بیشتری را برای بهبود فناوری رایانه سرمایه گذاری کرد، استفاده از آن سود اضافی به همراه داشت که بخشی از آن به توسعه بیشتر همان فناوری رایانه اختصاص یافت.

بیایید صفحات جداگانه تاریخ رایانه های داخلی را مرور کنیم. اولین گواهینامه نویسنده در اتحاد جماهیر شوروی برای اختراع رایانه خودکار برنامه ریزی شده در سال 1948 صادر شد. به دنبال آن، در 25 دسامبر 1951، در مؤسسه مهندسی برق آکادمی علوم SSR اوکراین، یک (ماشین محاسبه الکترونیکی کوچک) به بهره برداری رسید - اولین در کشور ما، که تحت هدایت یک آکادمیک توسعه یافت. . این واحد با مساحت 50 متر مربع، حاوی بیش از 6 هزار لامپ بود که 25 کیلووات برق مصرف می کرد. MESM می تواند عملیات حسابی را روی اعداد پنج رقمی با سرعت ... 50 عملیات در ثانیه انجام دهد. اما پس از آن فوق العاده به نظر می رسید زیرا حدود 1.5 هزار برابر بیشتر از "توانایی های محاسبه" یک فرد بود. (هنوز درست تر است که کامپیوتر I.S. Bruk را اولین کامپیوتر شوروی در نظر بگیریم. - تقریبا E. Proidakov).

یکی دیگر از زاییده افکار دانشمندان شوروی که در سال 1953 ظاهر شد - -1 (ماشین محاسبه الکترونیکی پرسرعت). او قبلاً می توانست تقریباً 200 برابر سریعتر بشمارد و در آن زمان یکی از سریع ترین ها در جهان بود. BESM این امکان را برای حل تعدادی از مشکلاتی که متخصصان به دلیل حجم عظیم محاسبات انجام نداده اند، می دهد.

در میان دانشمندان شوروی که به پیشرفت محاسبات الکترونیکی کمک کردند، باید از آکادمیک، رئیس آکادمی علوم از سال 1961 تا 1975 و مؤسس شعبه سیبری آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، آکادمیک نام برد.

توسعه شاخه های مختلف فناوری پایه و قابلیت های الکترونیک را تقویت کرد که طبیعتاً رایانه را تحت تأثیر قرار داد. با تغییر از لامپ ها به نیمه هادی ها و سپس به مدارهای مجتمع، رایانه ها در سرعت پیروز شدند و زمینه های کاربردی بیشتری پیدا کردند.

کامپیوترهای مبتنی بر مدارهای مجتمع ساده قادرند با صدها هزار عملیات در یک ثانیه کنار بیایند. کامپیوترهای مبتنی بر مدارهای مجتمع بزرگ ده برابر سریعتر از پیشینیان خود هستند. و اکنون کامپیوترهای روی مدارهای مجتمع بسیار بزرگ خود را اعلام می کنند. سرعت آنها ده ها و صدها میلیون عملیات در ثانیه است.

برای ناآگاهان، اعداد حیرت آور است. در همین حال، این بسیار دور از حد است. برنامه جامع پیشرفت علمی و فناوری کشورهای عضو CMEA به عنوان اولویت اصلی برای ایجاد رایانه هایی است که 10 میلیارد عملیات در ثانیه انجام می دهند.

البته تمام دستاوردهای فعلی و پیش بینی شده الکترونیک بدون تسلط بر تولید فلزات فوق خالص، آلیاژهای خاص و بلورهای مصنوعی، بدون موفقیت در فناوری لیزر، در بسیاری از زمینه های علوم کاربردی غیرممکن است. چیز دیگری نیز واضح است: بدون کمک رایانه، جهش کیفی که امروزه در حوزه های مختلف فعالیت انسانی مشاهده می شود، به سادگی غیرقابل تصور خواهد بود.

و بیشتر. در مقطعی، رایانه ها - از طریق پروژه های جدیدی که ایده های فیزیکی عمیق را در بر می گیرند - مجبور به توسعه عناصر و مدارهای الکترونیکی جدید و کارآمد شدند. این تعامل تا آنجا پیش رفته است که خود رایانه، بر اساس سیستم‌های طراحی خودکار، در حال ایجاد انواعی از اجزای رایانه‌های الکترونیکی بعدی است. این به ویژه در مثال میکروالکترونیک به خوبی دیده می شود، زمانی که یک ریزپردازنده کامپیوتری بر روی کریستالی با مساحت کمتر از یک سانتی متر مربع قرار می گیرد. در اینجا، طراحی و ساخت ریز رایانه ها اساساً در یک چرخه ترکیب می شوند.

و همه اینها در 35-40 سال، در برابر چشمان یک نسل از محققان اتفاق افتاد.

- آنچه شما در مورد آن صحبت می کنید به عنوان چیزی دور تلقی می شود.

- G.M.:سپس به مقایسه متوسل می شویم. ضخامت موی انسان حدود 100 میکرون است. حالا تصور کنید که شبکه ای از 400 ترانزیستور را که هر کدام از خطوط 1 میکرونی تشکیل شده است، روی یک کریستال سیلیکونی به اندازه موهای شما بچسبانید. حالا این خطوط را تا نیم میکرون فشرده کنید. تقریباً 1.5 هزار ترانزیستور نیمه هادی را می توان در همان منطقه قرار داد. بیایید عملیات فشرده سازی را تکرار کنیم. در ضخامت یک چهارم میکرون، هر ترانزیستور نیمه هادی به اندازه یک ویروس بزرگ است و سطح مقطع یک موی انسان برای 4500 ترانزیستور از این دست کافی است.

این به هیچ وجه تمرینی برای اعمال انتزاعی نیست، بلکه واقعیتی است که طراحان کامپیوترهای مدرن با آن روبرو هستند. اولین مدارهای مجتمع یا به قول کارشناسان «تراشه» با خطوطی به ضخامت یک میکرون وارد بازار جهانی شد. آنها حاوی بیش از یک میلیون ترانزیستور هستند. تراشه‌هایی با عناصر نیم میکرون - 4 میلیون ترانزیستور را می‌توان در اینجا قرار داد - اکنون در آزمایشگاه‌ها آزمایش می‌شوند و در سال‌های آینده «بهینه‌سازی می‌شوند». تراشه‌های ربع میکرونی (ده‌ها میلیون ترانزیستور) احتمالاً در اواخر قرن حاضر مورد استفاده قرار خواهند گرفت. و در پایان قرن، طبق برآوردهای موجود، ممکن است به اصطلاح "مدارهای مجتمع گیگابیتی"، یعنی هر یک با یک میلیارد قطعه، در دست داشته باشیم.

چندی پیش، میکرون به عنوان حد نیمه هادی ها در تراشه های سیلیکونی در نظر گرفته شد. با این حال، همانطور که می بینیم، این مانع توسط مهندسانی غلبه شده است که قبلاً به دنیای فوق میکرومیناتوری کردن عادت کرده اند. ساختارهای پیچیده ای ایجاد می شوند که گاهی به اندازه یک مولکول نزدیک می شوند - به قدری ریز که حتی با میکروسکوپ های نوری قدرتمند نیز قابل مشاهده نیستند.

در عین حال، تراشه‌هایی با عناصر کوچک‌تر از یک میکرون، روش ساخت خود را متحول می‌کنند. اول از همه، لازم است که تولید به طور کامل خودکار شود، زیرا حضور یک فرد می تواند منجر به این واقعیت شود که فرآیند تکنولوژیکی به اندازه کافی تمیز نخواهد بود. اگر کسی تا به حال به کارخانه های نیمه هادی رفته باشد، قبول خواهد کرد که کمتر جایی تمیزتر از چنین کارخانه هایی است. از آنجایی که کوچکترین ذره گرد و غبار تهدید می کند که تراشه را از بین ببرد، کارگران لباس های سفید و ماسک های استریل مانند جراح می پوشند. هوای محیط های صنعتی به طور مداوم فیلتر می شود و در سانتی متر مکعب آن ذرات گرد و غبار هزار برابر کمتر از اتاق عمل بیمارستان وجود دارد.

و با این حال، برای تراشه های زیر میکرون، کارخانه های نیمه هادی سنتی به طرز ناامیدکننده ای کثیف هستند.

تعداد ذرات گرد و غبار در یک سانتی متر مکعب باید صد بار دیگر کاهش یابد. اگر افراد به طور کلی از محل تولید خارج شوند، این واقعی است. اما عقیمی تنها عامل نیست. وظایف طراحی، آزمایش و چاپ مدارهای مجتمع به سرعت از توانایی های انسانی فراتر می رود. یک فرد به سادگی قادر نیست چهار میلیون دستگاه را روی یک صفحه سیلیکونی کوچک "بسته" کند. این کار فقط توسط ماشین های کنترل شده توسط کامپیوتر قابل انجام است.

فکر نمی کنم اشتباه کنم اگر بگویم در اواسط دهه 1990، فقط یک مدار مجتمع می تواند با کامپیوترهای امروزی رقابت کند. و مطمئناً هزینه فوق العاده ارزانی خواهد داشت. هر کاری که اکنون انجام می شود، پیچیده ترین روش های موجود برای استفاده از تراشه ها، تنها گامی کوچک به سوی آنچه در 10-20 سال آینده در انتظار ما است است.

- اغلب از متخصصان کامپیوتر شنیده می شود: آنها می گویند، هر بار که هزینه فناوری کامپیوتر به طور ناگهانی کاهش می یابد، چهره جهان تغییر می کند.

- G.M.:این بیانیه البته بیش از حد قاطعانه و بلندپروازانه است. اما نمی توان اعتراف کرد که بهبود سریع پایه عناصر کامپیوتری در حال حاضر طراحان را وادار می کند تا به طور جدی در مورد آنچه که چند سال پیش به قلمرو فانتزی تعلق داشت فکر کنند.

اول از همه، فرصت های عظیمی برای رایانه های مدرن در کارگاه های کارخانه باز می شود، جایی که سیستم هایی معرفی می شوند که می توانند به طرز ماهرانه ای فرآیندهای تکنولوژیکی با هر پیچیدگی را "مدیریت" کنند و چنان کنترلی بر کیفیت محصولات ارائه دهند که فرد به سادگی نمی تواند انجام دهد.

یا مثلاً ماشین ها را در نظر بگیرید. چه تعداد از آنها در جهان وجود دارد؟ ده ها و ده ها میلیون. ریزپردازنده ها در اینجا به کارکرد صحیح موتور، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از برخورد تصادفی در جاده ها کمک می کنند.

سوپرتراشه ها یا مدارهای مجتمع فوق العاده بزرگ، بدون شک تلویزیون را نیز متحول خواهند کرد. انتقال سیگنال ها به صورت دیجیتال - روشی که دقیقاً در حضور سوپرتراشه ها ارزان است - به شما امکان می دهد تصویری بگیرید که از نظر کیفیت بسیار برتر از تصویر فعلی است. شاید در مدل های چنین تلویزیون هایی فقط دو یا سه سوپرچیپ وجود داشته باشد. بدون شک تلویزیون هایی با دستگاه های ذخیره سازی نیز وجود خواهد داشت. فیلم های مورد علاقه، اجراها، اجراهای هنرمندان محبوب را می توان در هر زمان با ارسال دستور مناسب به رایانه خانگی پخش کرد. هزینه چنین دستگاه های ویدیویی هنوز بسیار بالا است، اما زمانی که تراشه های چهار مگابیت "استفاده شوند" در دسترس همه قرار می گیرند.

اولین ساعت مچی الکترونیکی را به یاد بیاورید. این ایده که یک مکانیسم سنتی در طول قرن ها به کار گرفته شده است را می توان با چیزی جایگزین کرد که ذهن ها را شگفت زده کرد. و اکنون ساعت های الکترونیکی آنقدر رایج هستند که با موفقیت در قیمت با ساعت های مکانیکی رقابت می کنند.

- مثال آخر شما فقط بهانه ای است برای بازگشت از آینده به حال. از این رو سؤال بعدی: رایانه های الکترونیکی امروزی چیست و دامنه کاربرد آنها به طور کلی چقدر است؟

- G.M.:در واقع، "طیف" فعلی رایانه ها بسیار گسترده است - از ابر رایانه ها تا ریزپردازنده ها. به طور معمول، سه خط اصلی از رایانه ها متمایز می شوند: ماشین های بزرگ با سرعت میلیون ها عملیات در ثانیه، مینی رایانه ها با سرعت صدها هزار عملیات در ثانیه، و میکرو رایانه ها با سرعت ده ها و گاهی اوقات صدها هزار عملیات. در هر ثانیه

هر یک از رایانه ها مجهز به پردازنده های حسابی و منطقی، حافظه عملیاتی و بلند مدت، کنترل و دستگاه های اطلاعات ورودی-خروجی است. حافظه بلند مدت معمولاً روی دیسک های مغناطیسی، نوارها یا رسانه های خاص ذخیره می شود. این حافظه بلندمدت است که تمرکز برنامه های ضروری برای محاسبات و تمام مواد تشکیل دهنده پایگاه داده است.

زندگی ما شامل ابررایانه هایی با عملکرد صدها میلیون عملیات در ثانیه است. به عنوان یک قاعده، آنها برای اهداف تحقیقاتی یا مدیریت مجتمع های علمی و فنی بسیار پیچیده مورد نیاز هستند. بر اساس این ماشین ها، به ویژه، سیستم هایی برای استفاده جمعی نیز ارائه شده است. ما در مورد سیستم های برنامه های کاربردی صحبت می کنیم که بر اساس حوزه های کاربردی در بسته ها سازماندهی شده اند. این می تواند بسته ای از مسائل جبر خطی، پردازش آماری نتایج تجربی، بسته ای برای نمایش اطلاعات در قالب نمودار و غیره باشد. ضروری است که اکثر بسته ها جهانی باشند، یعنی به ماهیت یک بسته وابسته نباشند. مشکل خاص به عبارت دیگر، اگر در طول حل یک مشکل، پردازش داده های آماری یا مثلاً نمایش اطلاعات بر روی یک نمودار ضروری شود، پس این نیازی به برنامه های جدید - و نه بسته های جهانی - ندارد.

بسیاری از بسته‌های خدماتی در حافظه دستگاه تعبیه شده است؛ کار بسیار تسهیل می‌شود و بهره‌وری فعالیت کاربر رایانه افزایش می‌یابد، به این معنی که با این هزینه می‌توان به یک اثر اقتصادی ملی اضافی دست یافت. و اگرچه ارزیابی آن آسان نیست، اما البته متناسب با افزایش بهره وری کسانی است که با کمک رایانه کار می کنند.

ایجاد رایانه‌هایی که در حالت‌های مختلف دسترسی به مشترکین (پردازش دسته‌ای از راه دور، حالت اشتراک‌گذاری زمان، گفتگوی «انسان و ماشین» و غیره)، بهبود تجهیزات جانبی و پایانه‌ها - دستگاه‌های پایانه به عنوان بخشی از یک سیستم محاسباتی در نظر گرفته شده برای ورودی و خروجی اطلاعات در هنگام تعامل شخص با رایانه (در این ظرفیت، به عنوان مثال، از نمایشگرها، تله تایپ ها استفاده می شود)، بهبود خطوط انتقال اطلاعات به طور قابل توجهی قابلیت های آنها را گسترش داده است. این امر امکان انتقال از مراکز محاسباتی محلی را که تجهیزات آنها در یک مکان قرار دارند به مجتمع های چند ماشینی که اجزای آنها در فواصل قابل توجهی از یکدیگر قرار دارند، میسر ساخت. دومی ها "شبکه های کامپیوتر"، "شبکه های کامپیوتر"، "شبکه های مراکز کامپیوتری" نامیده می شدند.

شبکه های کامپیوتری بهترین راه برای اطمینان از کار کاربران در مواردی هستند که در برخی نقاط کمبود وقت کامپیوتری و در برخی نقاط مازاد وجود دارد. علاوه بر این، شبکه کامپیوتری دسترسی به پایگاه‌های داده عظیم نه تنها جهانی، بلکه تخصصی را باز می‌کند، به کاربر کمک می‌کند تا "قطعه‌هایی" از برنامه‌های دارای عملکرد خوب و سایر اطلاعات ارزشمند را در این پایگاه‌های داده پیدا کند و به طور چشمگیری سرعت حل را افزایش دهد. از وظیفه او

-در مورد مینی کامپیوترها چطور؟

- G.M.:آنها عمدتاً برای ارائه کنترل خودکار - هم در تولید (ACS) و هم در فرآیندهای فناوری (APCS)، در تحقیقات علمی، سیستم های آموزشی و بسیاری از زمینه های دیگر استفاده می شوند.

در حالت اول، کامپیوتر مسئول تجزیه و تحلیل اجرای طرح ها، محاسبه حقوق و منابع مادی و فنی، توسعه برنامه های شبکه برای آماده سازی تولید، ارزیابی مشاغل و بسیاری از عملکردهای دیگر است. وجود ACS تضمینی است که مدیر در هر زمان اطلاعات جامعی از فعالیت های شرکت خود داشته باشد و بتواند اقدامات سازمانی و اقتصادی لازم را به طور منطقی انجام دهد. در واقع، تولید مدرن یک ارگانیسم پیچیده با تعداد زیادی پیوند رو به جلو و عقب است. این وظیفه مدیر و البته همه پیوندهای مدیریتی است که حالاتی از این ارگانیسم را بیابند که با توجه به انحرافات کوچک پایدار باشند و آن نوع بهینه را که منجر به بالاترین اثر اقتصادی می شود، پیدا کنند. طبیعتاً چنین تأثیری با محدودیت های خاصی همراه است که مشخصه یک محیط تولید واقعی است.

در مورد سیستم های کنترل فرآیند، باید توجه داشت که نقش آنها در خود تولید بسیار زیاد است، زیرا هر سیستم برای اتوماسیون یکپارچه یک فرآیند تکنولوژیکی خاص در نظر گرفته شده است. اینجاست که مینی کامپیوتر ضروری است و با دلیل خاصی می‌توان فرض کرد که تأثیر اقتصادی بالای معرفی سیستم‌های کنترل فرآیند دقیقاً در نتیجه استفاده از فناوری محاسبات الکترونیکی حاصل می‌شود.

سیستم های کنترل فرآیند، شاید از زمانی که خط مونتاژ ایجاد شد، وجود داشته است. اما توانایی سنتی برای کنترل یک خط مونتاژ یا یک تولید سخت و محکم محدود بود. و تنها ابزارهای جدید فناوری رایانه، از جمله فناوری ریزپردازنده، امکان کنترل، مثلاً، روند یک عملیات فناورانه را بر اساس اطلاعات پیوسته دریافتی و پردازش شده فراهم می کند. این اتفاق تقریباً به همان شکلی است که اگر ده‌ها کنترلر با هوشیاری خدمات خود را انجام می‌دهند و در صورت مشاهده هرگونه انحراف از هنجار فناوری، بلافاصله حذف می‌شوند. در واقع این کار توسط یک سیستم کنترل خودکار انجام می شود. اطلاعات به طور مداوم از مجموعه ای از حسگرها دریافت می شود و بر روی کامپیوترهای پرسرعت تجزیه و تحلیل می شود. در حافظه آنها گزینه های متعددی برای ایجاد اختلال در روند تولید و لیستی از کارهایی که برای اصلاح وضعیت باید انجام شود وجود دارد. کامپیوتر مطابق با برنامه دستور مورد نظر را "پیدا" می کند و برای انجام تنظیمات لازم برای عملگرها ارسال می کند.

من فقط چند مثال می زنم.

آسیاب نورد باید یک ورق با ضخامت معین رول کند. قبلاً با برخی تلورانس ها روبرو شده بود. آنها به دلیل ناهمگونی مواد منبع، اثرات پویا و استاتیک ناهموار اجتناب ناپذیر بودند. در نتیجه بهره و حتی ده درصد از فلز ارزشمند بیهوده خرج شد.

کارخانه های نورد مدرن مجهز به حسگرهایی هستند که به کامپیوتر متصل هستند. مقداری مغایرت با استاندارد تعیین شده یافت می شود - رایانه فرمان نورد مجدد را می دهد و ورق به ضخامت مورد نظر می رسد.

اگر آسیاب پیوسته باشد و در یک جهت کار کند، کامپیوتر رول بعدی را برای افزایش فشار در پایه "سفارش" می کند و دوباره ضخامت ورق فولادی را برای تصمیم گیری عملیاتی بعدی کنترل می کند. با چنین نوردهایی، تلورانس ها عملا حذف می شوند و فلز به طور کامل مورد استفاده قرار می گیرد.

صرفه جویی در منابع مادی یک وظیفه مهم است. اما تولید محصولاتی که بالاترین الزامات فنی را برآورده می کنند به همان اندازه مهم است. مثلا آهن را ذوب می کنیم. همانطور که می گویند فقط یک متخصص بسیار با تجربه کیفیت و آمادگی ذوب را احساس می کند. البته، نمونه برداری می شود، تجزیه و تحلیل سریع انجام می شود، اما نتایج آن گاهی اوقات از آزمایشگاه خیلی دیر می آید، هیچ چیز قابل اصلاح نیست. و در پایان - چدن غیر استاندارد. با این حال، اگر ما به یک سیستم کنترل فرآیند تبدیل شویم، زمانی که تجزیه و تحلیل طیفی به طور مداوم انجام می شود، غلظت تمام اجزای مذاب ثبت می شود، و این داده ها در رایانه پردازش می شوند، آنگاه تولید کوره بلند به اندازه یک کارخانه نورد قابل مدیریت خواهد بود. . صرفه جویی زیادی به دلیل حجم اضافی آهن خام با کیفیت بالا وجود خواهد داشت. اگرچه چنین سیستم هایی هنوز در حال آزمایش آزمایشی هستند، اما از قبل مشخص است که دوره بازگشت سرمایه آنها قطعا کمتر از یک سال است.

ایجاد هر چه بیشتر سیستم های کنترل فرآیند جدید، راه اصلی برای توسعه یک اقتصاد فشرده است.

به هر حال، بیشتر در مورد اهمیت مینی کامپیوترها. امروزه مفهوم کلی تری از ترکیب اتوماسیون کنترل تولید و اتوماسیون کنترل فرآیند شکل گرفته است. در اینجا به یک سیستم واحد بر اساس سیستم های به اصطلاح کنترل خودکار یکپارچه می رسیم. امکان بهینه سازی اقدامات سازمانی و صرفاً فنی که چنین سیستمی فراهم می کند، چشم اندازهای درخشانی را نوید می دهد.

- و اکنون، لطفاً با جزئیات بیشتر - در مورد ریزپردازنده ها.

- G.M.:این فناوری رایانه ای در گره های ماشین ها، دستگاه ها و عناصر تعبیه شده است. هر ریزپردازنده گره خود را کنترل می کند. اما می توان آن را از طریق ریزپردازنده های دیگر به سایر قسمت های دستگاه متصل کرد. هماهنگی اقدامات خود را، به عنوان یک قاعده، یک مینی کامپیوتر. این ساختار از منطق مدیریت سیستم های بزرگ، به عنوان مثال، خود شرکت ها ناشی می شود. از این گذشته، آنها بر اساس یک اصل سلسله مراتبی ساخته می شوند: ابتدا بخش ها، سپس کارگاه ها، سپس کل امکانات تولید و در نهایت، اداره.

ریزپردازنده ها قبلاً در صنعت ماشین ابزار - در ماشین های ابزار با کنترل عددی (CNC) جایگاه قدرتمندی را به خود اختصاص داده اند. این یک حوزه جدید و فعال از کاربرد فناوری ریزپردازنده در تولید است. در همان زمان، رادیکال ترین گام به سمت اتوماسیون یکپارچه: از کنترل یک ماشین با مجموعه ای محدود از عملیات تا مجتمع های تولید رباتیک بدون سرنشین.

من می خواهم بر چیز اصلی تأکید کنم: امکانات بزرگی که معرفی رایانه ها برای دستیابی به یک اثر اقتصادی ملی ایجاد می کند. به دلیل سازماندهی بهینه تولید و اجزای آن، انجام تنظیمات به موقع در فرآیند فن آوری در صورت انحرافات تصادفی، عملیات قابل اعتماد بدون حضور کارگر بسیار ماهر توسعه می یابد.

اگر به لوازم خانگی برگردیم، حتی اکنون نیز تأثیر الکترونیک به طور کلی و ریزپردازنده ها به طور خاص را بر زندگی خود احساس می کنیم. ماشین‌های لباسشویی با مجموعه‌ای از عملیات قابل برنامه‌ریزی، طیف گسترده‌ای از ماشین‌حساب‌ها، ضبط‌کننده‌های ویدئویی و موارد دیگر به فروش می‌رسند. سرعت فکری سازی لوازم خانگی بدون شک در حال افزایش است. این بدان معناست که خانوار نیروی کار کمتری خواهد گرفت که باز هم تولید اجتماعی از آن سود خواهد برد.

- امروزه صحبت های زیادی در مورد این واقعیت وجود دارد که انجام تحقیقات علمی بدون فناوری محاسبات الکترونیکی عملاً غیرممکن است، به جز انتزاعی ترین زمینه های مرتبط با پیشرفت های صرفا نظری. رایانه ها دقیقاً چگونه به دانشمندان کمک می کنند، در وهله اول به کاربرد آنها در کجا نیاز است؟

- G.M.:اول از همه، البته در مدل سازی ریاضی. در واقع، تحقیقات علمی معمولاً با فرضیه ها آغاز می شود. بر اساس آنها، مدل‌های بیشتر و دقیق‌تری از پدیده‌های مورد مطالعه ساخته می‌شوند که معمولاً روی رایانه پیاده‌سازی می‌شوند. با دارا بودن سرعت و حافظه بالا، یک کامپیوتر بر اساس یک یا مدل دیگر به طور مکرر مشکل را با متنوع ترین مجموعه پارامترهای ورودی که به آن داده شده است، حل می کند. و این به ما امکان می دهد تا راه حل های ممکن برای این مشکل را به صورت کمی توصیف کنیم و از بین آنها راه حل های مورد علاقه محقق را انتخاب کنیم. و این کار را در مدت زمان نسبتاً کوتاهی انجام دهید. تجهیز آزمایشگاه ها به رایانه های الکترونیکی روشی مطمئن برای افزایش سرعت تحقیقات علمی است.

به علاوه. دستاوردهای برجسته سال‌های اخیر، مانند ایجاد ژن‌های مصنوعی، تولید پروتئین خوراک از متان، پیدایش مدارهای مجتمع بزرگ و فوق‌العاده، بدون فناوری رایانه‌ای که به انجام آزمایش‌های مرتبط کمک کرد، نمی‌توانست به واقعیت تبدیل شود. رایانه ها تمام مراحل آزمایش را کنترل می کردند و در صورت انحراف از برنامه داده شده، بلافاصله دستور اصلاحی را ارسال می کردند.

فناوری محاسبات الکترونیکی نیز در پردازش نتایج آزمایش‌ها ضروری است. اگر در دوران پیش از کامپیوتر، آزمایش‌های پیچیده روزها یا حتی هفته‌ها طول می‌کشید، پردازش نتایج آنها ماه‌ها یا حتی سال‌ها به طول انجامید. کامپیوتر امروز تقریباً بلافاصله پس از پایان آزمایش پاسخ را می دهد. صرفه جویی در زمان واقعاً بسیار زیاد است. به طور قطع می توان گفت که رایانه ها بهره وری محققان را بیش از 10 برابر افزایش داده اند.

منطق تحقیقات علمی مدرن به گونه ای است که مستلزم رویکرد یک کامپیوتر به دانشمند - چه نظریه پرداز و چه یک آزمایشگر است. در مورد آزمایشگران، روند خاصی قبلاً در اینجا ظاهر شده است: آنها از مینی رایانه های استاندارد کاملاً راضی هستند، زیرا ماهیت استفاده از این ماشین ها با استفاده از آنها در سیستم های کنترل فرآیند تفاوت کمی دارد.

با نظریه پردازان، وضعیت پیچیده تر است. آنها برای کار کردن به کل کامپیوتر نیاز دارند، البته نه به این سرعت، اما با تمام قابلیت هایش. حالت اشتراک زمانی در رایانه های مرکزی این مشکل را حل می کند، اما فقط تا حدی حل می شود. از این گذشته، یک دانشمند فکر می کند و دائماً به اطلاعات جدید اشاره می کند. گاهی لازم است در محاسبات دخالت کند یا آنها را تغییر دهد. با این حال، جذب یک کامپیوتر بزرگ برای چنین اهدافی غیرممکن است - زمان و منابع آن بسیار گران است.

بین نیازهای محقق و توانایی های رایانه ها تناقض وجود دارد. هنگامی که یک جهت اصلی جدید در فناوری رایانه متولد شد - فردی یا همانطور که اکنون می گویند رایانه های شخصی - غلبه کرد. اینها ماشین های کاملاً مدرن با معماری مشخص، مجموعه ای از تجهیزات و برنامه های مناسب هستند. کار بر روی رایانه شخصی با استفاده از کلمات 16 و 32 بیتی انجام می شود. البته با کاهش سرعت محاسباتی، محاسبات 64 بیتی مستثنی نیست. رایانه شخصی دارای دستگاه های ورودی-خروجی و در صورت لزوم خطوط ارتباطی با رایانه های دیگر است. یعنی اگر «قابلیت‌های» یک رایانه شخصی برای حل مشکل پیش آمده کافی نباشد، می‌توان برنامه تمام شده را از طریق سیستم ارتباطی به دستگاه دیگری با منابع بزرگ منتقل کرد تا بعداً «جواب» دریافت کرد.

- شما در مورد مشارکت رایانه ها در فعالیت های دانشمندان صحبت کردید. اما یک ایده علمی، به اصطلاح، در یک "محصول واقعی" معمولاً تنها از طریق طراحی و توسعه تجسم می یابد. از این گذشته ، همانطور که اغلب اتفاق می افتد: یک ایده علمی مدتهاست که به رسمیت شناخته شده است و سالها کار پر زحمت مهندسان طراح قبل از اجرای بهینه یا ساده آن در اقتصاد ملی می گذرد. آیا این فاصله در حال کاهش است؟

- G.M.:فرصت واقعی برای کاهش زمان "از ایده به ماشین" پس از ظهور CAD - سیستم های طراحی خودکار بوجود آمد. در مورد مسیر تاریخی که ایشان پیموده اند صحبت نمی کنم، هرچند به خودی خود جالب و آموزنده است، اما فقط از اصول اولیه آنها می گویم.

سیستم مدرن کار طراحی چیست؟ از سه مرحله به هم مرتبط تشکیل شده است. اولین مورد، شکل‌گیری شرایط مرجع برای پروژه است: گفتگوی انسان و ماشین برای ترسیم یک نمودار شماتیک. به طور طبیعی، پروژه باید بر اساس مدرن ترین ایده های علمی، در نظر گرفتن امکانات اجرا، محدودیت در منابع مورد نیاز باشد. اینها به اصطلاح "بحث" بین یک شخص و یک کامپیوتر است که در حافظه آنها تمام اطلاعات لازم ذخیره می شود - از مدل های نظری گرفته تا انواع محدودیت ها. نتیجه نهایی مرحله اول "طرح کلی" پروژه است.

سپس زمان مطالعه طراحی دقیق آن فرا می رسد. در مرحله دوم، بسته های کاربردی متمرکز بر مشکلات این پروژه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. این عملیات در صورت لزوم با سیستمی برای یافتن بهترین راه حل ها بر اساس تجربه محقق ترکیب می شود. در نتیجه مجموعه کاملی از مستندات طراحی و نمایش گرافیکی آن ظاهر می شود.

و در نهایت، پروژه ای برای آماده سازی تکنولوژیکی تولید برای تولید محصولات سریال در حال ایجاد است.

اما اتفاق می افتد که ایده ماشین خوب است و توسعه طراحی کاملاً محکم است، اما تولید محصولات انبوه به دلایلی غیرممکن است. سپس فرآیند به اصطلاح طراحی تکراری آغاز می شود - با در نظر گرفتن محدودیت های دیکته شده توسط تولید. گاهی اوقات این بر جنبه های اساسی پروژه تأثیر می گذارد و به نظر می رسد همه چیز دوباره تکرار می شود - از سطح تکمیل یا حتی مطالعه ثانویه کار فنی. و همینطور تا رسیدن به نتیجه دلخواه.

واضح است که وجود کامپیوتر زمان لازم برای عبور از سه مرحله مشخص شده را به شدت کاهش می دهد. و هر چه زودتر یک ایده علمی در یک ماشین یا فناوری جدید تجسم یابد، تأثیر اقتصادی بیشتری توسط اقتصاد ملی دریافت خواهد شد. اما مزایای استفاده از کامپیوتر هنوز تمام نشده است.

سیستم طراحی خودکار ماشین ابزار، مراکز ماشینکاری یا تلویزیون های رنگی ثمره تلاش های شدید دانشمندان، طراحان، فناوران و برنامه نویسان است. پس از همه، ابتدا به بسته های نرم افزار کاربردی نیاز دارید که برای سرعت بخشیدن به کار طراحی طراحی شده اند. سپس همان بسته‌ها می‌توانند به خوبی در تمام دفاتر طراحی و در شرکت‌هایی که فناوری جدید متولد می‌شوند، استفاده کنند. در مقایسه با روش سنتی، زمانی که هر تیم به روش خود عمل می کند، سود بسیار زیادی است. پیش از این، این پروژه سال ها طول می کشید، اکنون - هفته ها و حتی روزها.

درست است که بسته‌های نرم‌افزاری برای CAD، که با استانداردهای مناسب آورده شده‌اند، کاملاً کار بر هستند و تا کنون بسیار گران بوده‌اند. اما، پس از ظهور، آنها می توانند هر طراح و فناور را راضی کنند و مجموعه عظیمی از دانش برنامه ریزی شده را برای آنها فراهم کنند. بسته های نرم افزاری کاربردی در حال تبدیل شدن به گنجینه ملی ما هستند. و جای تعجب نیست که از سال 1983 آنها و سایر نرم افزارهای کامپیوتری محصولات تجاری در کشور ما محسوب می شوند. این یک گام مهم در تحریک توسعه نرم افزارهای کامپیوتری با ابزارهای اقتصادی است.

- امروزه، حجم متنوع ترین اطلاعات - علمی، اقتصادی، فناوری، اجتماعی - به معنای واقعی کلمه مانند یک گلوله برفی در حال افزایش است و در حال حاضر حرکت در اقیانوس اطلاعات بدون کمک رایانه دشوار است. چگونه این کار در عمل انجام می شود؟

- G.M.:رایانه های الکترونیکی به طور گسترده در زمینه اطلاعات - از ایجاد پایگاه های داده گرفته تا سازماندهی موتورهای جستجوی مؤثر - استفاده می شود.

ما با ساده‌سازی پیچیده‌ترین جریان‌های اطلاعاتی، با ترکیب حجم وسیعی از اطلاعات در بخش‌ها، زیربخش‌ها و پاراگراف‌های خاص شروع کردیم. همه آنها نمایه سازی ثابتی دارند و رایانه می تواند از آرایه های بزرگ اطلاعات همگن به آرایه های کوچکتر و کوچکتر حرکت کند. در نتیجه، با محدود کردن مداوم دایره جستجو، دستگاه به هدف خود می رسد - آنچه کاربر به آن علاقه دارد را پیدا می کند.

پایگاه های داده با ماهیت های مختلف - صدها و حتی هزاران. جمع آوری همه آنها با هم، در یک سیستم محاسباتی واحد، به سادگی غیر واقعی است. در واقع، اجازه دهید حداقل سه پایگاه داده را در نظر بگیریم - در مورد ترکیبات آلی سنتز شده، در مورد وضعیت ایمنی بیمار، و در مورد ترکیب و ویژگی های ستارگان در کهکشان. البته، این داده ها دارای اشتراکاتی هستند، اما اطلاعات موضوعی چنین پایگاه هایی، حوزه ها و روش های استفاده از آنها کاملاً متفاوت است. از یک طرف، آنها را نمی توان از کارکنان موسسات تحقیقاتی، کلینیک ها، رصدخانه ها، کتابخانه ها "قطع" کرد - بدون آنها، آنها به زودی طراوت خود را از دست خواهند داد و از این رو ارزش خود را از دست خواهند داد. از طرفی و این طبیعی است، لازم است هر پایگاه داده ای در دسترس همه کاربران قرار گیرد. به عبارت دیگر باید با هم ترکیب شوند. راه برون رفت از تضاد موجود کجاست؟ در سازماندهی یک سیستم دانش توزیع شده یافت شد.

به راستی، چرا سعی می کنیم موارد ناسازگار را ترکیب کنیم؟ بسیار بهتر است که به هر تیم از محققان یک کامپیوتر، هرچند کوچک با حافظه به اندازه کافی بزرگ، داده شود تا پایگاه با ساختار استاندارد خود را ایجاد کنند. "صاحبان" این پایگاه داده دائماً آن را توسعه و به روز می کنند - بالاخره ما در مورد اطلاعاتی صحبت می کنیم که برای آنها حیاتی است. کاربر از هر موسسه دیگری با "ورود" به این پایگاه داده از طریق کانال های ارتباطی، آخرین و واجد شرایط ترین اطلاعات را به دست می آورد. یعنی یک تیم قادر به ارائه اطلاعات مرتبط به کل کشور است. همه این منابع اطلاعاتی تخصصی یک سیستم دانش توزیع شده را تشکیل می دهند. اگر اکنون با یکدیگر ترکیب شوند، به یک سیستم واحد بانک اطلاعات کشور خواهیم رسید. این راه اصلی توسعه فناوری اطلاعات مدرن است.

اکنون، به عنوان مثال، مؤسسه شیمی آلی شعبه سیبری آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، بنا به درخواست تله تایپ هر کاربر، می تواند در مورد اینکه آیا یک ترکیب شیمیایی با پارامترهای مشخص شده قبلاً به دست آمده است یا خیر، پاسخ دهد. اما تعداد ترکیبات شیمیایی، اگر اشتباه نکنم، سالانه حدود دو تا سه ده هزار افزایش می یابد. آیا لازم است یک بار دیگر توضیح دهیم که چنین "گواهی الکترونیکی" چقدر در وقت شیمیدان آلی صرفه جویی می کند و او را از کشف مجدد مواد از قبل سنتز شده نجات می دهد.

یا کار طراحی که ما در مورد آن صحبت کردیم. هر ماشین یا دستگاه فنی جدید باید حداقل با سطح جهانی مطابقت داشته باشد. اما این سطح جهانی نیاز به "نظارت" دائمی دارد و اطلاعات تازه ای را که از کشورهای مختلف می آید به بانک های داده وارد می کند. ما در اینجا در مورد ده ها و صدها هزار نوع محصول صحبت می کنیم.

جامعه بیشتر و بیشتر کامپیوتری خواهد شد. ابتدا ثابت های بنیادی، سپس سیستم های داده های فنی، و در نهایت، متون معنایی به عنوان پیچیده ترین نوع اطلاعات - اینها مراحل شکل گیری یک شبکه اطلاعاتی واحد در کشور ما هستند. با این حال، این تنها آغاز سفر است. پیش رو یک کار عظیم و جالب در مورد استفاده از دانش انباشته شده توسط انسان و سیستماتیک شده با کمک فناوری محاسبات الکترونیکی است.

- به خوبی شناخته شده است که رایانه ها قادر به حل پیچیده ترین مسائل علم و فناوری هستند. به دستور محقق، در فرآیند پاسخگویی، از گزینه های متعددی عبور می کند و در بهترین آنها توقف می کند. اما پس از همه، یک کامپیوتر معمولاً طبق یک برنامه به وضوح فرموله شده عمل می کند. جستجوی مشابه برای راه حل بهینه و سیستم شمارش توسط شخصی به او پیشنهاد شد. اما آیا ماشین های الکترونیکی مدرن هوش خاص خود را دارند؟

- G.M.:قبلاً در مرحله اول توسعه رایانه ها ، مردم شروع به آموزش "فکر کردن" و نتیجه گیری حداقل ابتدایی اما کاملاً منطقی به آنها کردند. درست است، مرزهای بین یک سیستم کامپیوتری کاملاً برنامه ریزی شده و "ابتکار" آن بسیار دلخواه است، اما، به اصطلاح، هنوز یک "ابتکار برنامه ریزی شده" وجود دارد.

با ایجاد زبان های برنامه نویسی کامل تر و بیشتر، فرد تلاش می کند تا شرایط مسئله را به شکلی نزدیک به زبان طبیعی بنویسد. به عنوان مثال، او به ماشین دستور می دهد تا بال هواپیما را با فلان شکل، کیفیت سطح و اندازه، با در نظر گرفتن سرعت جریان هوای خاص محاسبه کند. کامپیوتر، با توجه به اطلاعات دریافتی، باید با دقت، تا کوچکترین جزئیات، یک مسئله ریاضی را بنویسد. اخیراً این کار توسط یک مهندس نرم افزار انجام شده است. سیستم های موجود برای نمایش شرایط اولیه مشکل به گونه ای است که رایانه بدتر با آنها مقابله نمی کند. و مهمتر از همه - در عرض چند دقیقه یا چند ساعت، برخلاف هفته ها و ماه هایی که یک متخصص مجهز به دانش و هوش به آن نیاز دارد. فقط این است که ماشین‌های مدرن «یاد گرفته‌اند» که عملیات میانی منطقی یا حتی بهینه را انتخاب کنند. و این بدان معنی است که آنها قادر به تصمیم گیری در زمانی هستند که گزینه های مختلف برای اجرای نرم افزار محاسبات امکان پذیر باشد. در اینجا، در سطح زبان های ماشینی و مترجمان مربوطه - روش های ترجمه یک زبان به دستورالعمل های ماشین، ما برای اولین بار با هوش مصنوعی یک کامپیوتر آشنا شدیم.

با این حال، به محض اینکه کامپیوترها در کار طراحی، برای ساختن سیستم‌های خودکار برای مدیریت پایگاه‌های اطلاعاتی یا فرآیندهای تکنولوژیکی استفاده شدند، محققان این ایده را داشتند که عناصر خلاقانه را در نرم‌افزار معرفی کنند. فرض کنید یک طراح شروع به طراحی یک قطعه ماشین روی نمایشگر می کند. او باید ابعاد قطعه و همچنین مشخصات ورودی و خروجی را بداند - بالاخره قطعه باید متناسب با ماشین آینده باشد. کنترل بر رعایت این شرایط ضروری بر عهده رایانه است. اگر آنها در جستجوی طراحی نقض شوند، کامپیوتر بلافاصله به فرد اطلاع می دهد. او به عنوان یک دستیار یا متخصص با تجربه عمل می کند. این دوباره عنصری از هوش مصنوعی است.

برای بخشی از پایگاه داده، باید ماده ای با مقاومت مورد نیاز، با پارامترهای دمایی خاص و غیره را انتخاب کنید. در صورت درخواست، کامپیوتر مجموعه مواد مورد نیاز را پیدا کرده و به فرد ارائه می دهد. طراح، با هدایت تجربه خود، با توجه به ویژگی های شناخته شده مواد انتخاب شده، به کامپیوتر این وظیفه را می دهد که قدرت، دما و سایر زمینه های قطعه را محاسبه کند. اگر نتایج محاسبه او را راضی کند، کار تمام شده و قطعه آماده است. اگر نه، پس او ماده مناسب دیگری را انتخاب می کند و همه چیز دوباره تکرار می شود. همانطور که می بینید، طراح و کامپیوتر در حالت تعاملی با هم در تماس هستند و هر کاری که دستیاران باید با استفاده از کتاب های مرجع و طرح های محاسباتی مربوطه انجام می دادند، توسط کامپیوتر انجام می شود. اکنون نه تنها در انجام کارهای مکانیکی، بلکه در نتیجه گیری های منطقی نیز جایگزین انسان می شود.

از جایی که منطق و نتیجه گیری های منطقی شروع می شود، تجلی هوش مصنوعی آغاز می شود. یک فرد به تدریج بیشتر و بیشتر از کارکردهای خود به عنوان یک طراح-محقق را به ماشین منتقل می کند و تنها اساسی ترین آنها را پشت سر می گذارد ، جایی که نمی توان خلاقیت و دانش برنامه ریزی نشده را کنار گذاشت.

مدل سازی هوش جایگاه ویژه ای در توسعه علم مدرن دارد. من مثلاً در مورد اشتقاق قضایای جدید ریاضی صحبت نمی کنم ، اگرچه در اینجا قبلاً با کمک جبر منطق ، به ویژه مدرسه لنینگراد پروفسور N.A. شانین، که نتایج برجسته ای در اثبات قضایای نظریه مجموعه ها به دست آورد. بیایید چیزهای ساده تری را در نظر بگیریم. حل مسائل هندسی و مثلثاتی به همه ما در مدرسه آموزش داده می شود. اما همان را می توان "یاد گرفت" و کامپیوتر. بنابراین اگر دانشمندی بعداً در جریان تحقیقات خود با مشکلی از هندسه اقلیدسی مواجه شود، بلافاصله توسط ماشین حل می شود.

به علاوه. در ریاضیات و به ویژه در ریاضیات محاسباتی، امروزه الگوریتم های جهانی و تخصصی بسیاری برای حل مسائل مربوط به جبر خطی، معادلات دیفرانسیل و انتگرال کار شده است. از این میان، ساخت پایگاه‌های اطلاعاتی و موتورهای جستجو برای انتخاب الگوریتم‌هایی که به کمک آن‌ها مشکل توسط کامپیوتر به بهترین شکل حل می‌شود، واقع بینانه است. و این عنصری از هوش مصنوعی است.

ادغام دقیق، تمایز، گسترش توابع به سری نیز در حال تبدیل شدن به حوزه ای است که شخص در حال حاضر به فناوری محاسبات الکترونیکی منتقل می کند.

ابزار فکری حل مسائل در رایانه و مدل های اصلی در آینده قابل پیش بینی بر اساس گفتگو بین انسان و ماشین توسعه می یابد. این در همکاری عقل برتر انسانی است که نمی توان آن را به طور کامل توصیف کرد و عناصر بهبود یافته هوش مصنوعی رایانه با شمارش سریع منحصر به فرد آرایه های داده، اطلاعات لازم و جستجو برای بهینه سازی های مختلف - چشم انداز استفاده از کامپیوترهای الکترونیکی

در این میان، هدف بسیار ساده‌تری در دستور کار قرار دارد: آموزش رایانه‌ها برای درک ما در سطح یک زبان ساده، اما طبیعی. به شخصی که به ظرافت های الگوریتم ها برای حل مسائل پیچیده اختصاص ندارد توصیه کنید. یافتن بهترین راه حل ها؛ منعکس کردن اطلاعات حجمی در قالب نمودارها و هولوگرام ها. با گفتار ترکیبی به ما پاسخ دهید.

این بسیار کامل نیست، اما لیست اصلی مشکلات هوش مصنوعی است که یک شخص با یک کامپیوتر وقف می کند. اختصاص به افزایش سرعت تحقیقات علمی، سرعت و کیفیت کار طراحی، برای پشتیبانی اطلاعات و مدیریت فرآیندهای تولید. اگر استفاده فعال از رایانه در پزشکی، بانکداری، تجارت، حمل و نقل و بسیاری از زمینه های دیگر را به این اضافه کنیم، افق واقعاً بی پایانی برای استفاده از رایانه خواهیم دید. محدودیت کاربرد آنها امروزه فقط با تخیل ما قابل تعیین است.

- با معرفی انبوه دستاوردهای فناوری محاسبات الکترونیکی، یک جامعه صنعتی توسعه یافته چگونه خواهد بود؟ در کجا تغییرات ایجاد شده توسط کامپیوتر بیشتر محسوس خواهد بود؟

- G.M.:اول از همه در تولید اجتماعی. محتوای کار خود تغییر خواهد کرد و بهره وری آن ده برابر خواهد شد.

تولید سریال مدرن مبتنی بر تقسیم کار، بر روی انجام عملیات تخصصی است که به مهارت خاصی نیاز ندارد و رایانه ها امکانات اتوماسیون کامل آن را بسیار افزایش می دهند و عملیات تکراری، یکنواخت و خسته کننده را برای شخص حذف می کنند. بنابراین این نوع مشاغل در وهله اول در بنگاه های صنعتی از بین خواهند رفت. اما نه تنها آنها. امروزه بسیاری از کارخانه ها در حال حاضر از ماشین های CNC یا حتی مراکز ماشینکاری ویژه استفاده می کنند. با این حال، نباید فراموش کرد که با ظاهر آنها، ماهیت وظایف یک کارگر ماهر - اپراتور ماشین تغییر کرده است. او اکنون فقط تجهیزات خودکار را تماشا می کند. چهره یک تراشکار با تجربه متعلق به گذشته است. و برعکس، نیاز فزاینده ای به تخصص های بسیار واجد شرایط وجود دارد - برای مهندسان برای بهره برداری از تجهیزات میکروالکترونیک، کارشناسان نرم افزار.

در قرن آینده - و قبل از آمدن آن، بیشتر مشاغل صنعتی بسیار متفاوت به نظر می رسند. آنها توسط روبات هایی اشغال خواهند شد که می توانند "ببینند"، "شنوند"، "لمس کنند"، به اشعه ماوراء بنفش، مادون قرمز یا رادیواکتیو واکنش نشان دهند، خود برنامه ریزی کنند و دوباره برنامه ریزی کنند. اولین شرکت های کاملاً خودکار در حال حاضر ایجاد شده اند ، جایی که عملاً هیچ نیروی انسانی زنده وجود ندارد. ماشین‌های خودکاری که 24 ساعت شبانه‌روز استراحت نمی‌کنند، با بهره‌وری بی‌اندازه بالاتر از یک فرد، و علاوه بر این، «تولید» خود، واقعیتی نزدیک است.

و باید برای این واقعیت آماده باشید. لازم است به دانش آموزان به روشی متفاوت آموزش داده شود (اصلاح مدرسه آموزش عمومی متوسطه در حال انجام است)، بازسازی کل سیستم آموزش عالی، تغییر ماهیت آموزش و بازآموزی تکنسین ها و کارگران، آموزش روسای شرکت ها به طور موثر از فناوری الکترونیک استفاده کنند.

علم، فناوری، تولید، پیشرفت علمی و فناوری به طور کلی ایجاب می کند که تمرکز توجه در آموزش متخصصان همه دسته ها از جذب ساده مقادیر زیاد اطلاعات به جذب خلاقانه آن، ادراک ایده های دائما در حال تغییر، جدید حرکت کند. روند توسعه مدرن

ظاهر رایانه ها انگیزه ای قدرتمند برای ایجاد چنین روش های آموزشی در مدارس، مدارس فنی و دانشگاه ها می دهد که توانایی های خلاقانه یک فرد مسلح به فناوری رایانه را افزایش می دهد.

در یک کلام، همه باید روش های معمول کار خود را تغییر دهند و به مطالعه برگردند. بیاموزید که در دنیای جدید و به سرعت در حال تغییر زندگی و کار کنید که بدون گسترده ترین استفاده از فناوری محاسباتی مدرن قابل تصور نیست.

Ponarin O.S.، Fedorova A.P.، Brest، مقاله را برای قرار دادن در موزه مجازی آماده کرد.
از کتاب "افق های جستجوی علمی"، Marchuk G.I. انتشارات "روسیه شوروی"، مسکو، 1987
17 فوریه 2017

اخیراً اصطلاح "فناوری کامپیوتر" در زندگی روزمره ظاهر شده است. این نامگذاری در ابتدا دلالت بر تمام جنبه هایی ندارد که امروزه روی آن سرمایه گذاری شده است. و متأسفانه اکثر مردم به دلایلی معتقدند رایانه و فناوری رایانه کلمات مترادف هستند. این یک تصور غلط آشکار است.

محاسبات: معنای کلمه

معنای این اصطلاح را می توان به روش های کاملاً متفاوتی تفسیر کرد، به خصوص که لغت نامه های مختلف می توانند آن را به تفاسیر مختلف تفسیر کنند.

با این حال، اگر با تعمیم خاصی به موضوع بپردازیم، به جرات می‌توان گفت که فناوری رایانه دستگاه‌های فنی با مجموعه‌ای از ابزارها، تکنیک‌ها و روش‌های ریاضی خاص برای خودکارسازی (یا حتی مکانیزه کردن) پردازش هر گونه اطلاعات و فرآیندهای محاسباتی است. یا توصیف یک یا چند پدیده دیگر (فیزیکی، مکانیکی و غیره).

به معنای وسیع چیست؟

تکنولوژی کامپیوتر از دیرباز برای بشر شناخته شده است. ابتدایی ترین وسایلی که صدها سال قبل از دوران ما ظاهر شده اند را می توان به عنوان مثال همان چرتکه چینی یا چرتکه رومی نامید. قبلاً در نیمه دوم این هزاره وسایلی مانند مقیاس Knepper، دستگاه افزودن شیکارد، دستگاه شمارش و غیره ظاهر شد. فن آوری.

با این وجود، تفسیر این اصطلاح با ظهور اولین رایانه ها معنای گسترده تری پیدا کرد. این در سال 1946 اتفاق افتاد، زمانی که اولین رایانه در ایالات متحده آمریکا ایجاد شد که با علامت اختصاری ENIAC مشخص شد (در اتحاد جماهیر شوروی، چنین دستگاهی در سال 1950 ایجاد شد و MESM نام داشت).

تا به امروز، این تفسیر حتی بیشتر گسترش یافته است. بنابراین، در مرحله کنونی توسعه فناوری، می توان تشخیص داد که فناوری رایانه عبارت است از:

• سیستم های کامپیوتری و ابزارهای مدیریت شبکه؛
• کنترل خودکار و سیستم های پردازش داده (اطلاعات)؛
• ابزارهای خودکار طراحی، مدل سازی و پیش بینی؛
• سیستم های توسعه نرم افزار و غیره

ابزارهای محاسباتی

حال بیایید ببینیم ابزارهای فناوری رایانه چیست. در قلب هر فرآیندی اطلاعات یا همانطور که اکنون می گویند داده است. اما مفهوم اطلاعات کاملاً ذهنی در نظر گرفته می شود، زیرا برای یک فرد یک فرآیند می تواند بار معنایی را حمل کند، اما برای دیگری اینطور نیست. بنابراین، برای یکسان سازی داده ها، توسعه داده شد که توسط هر ماشینی درک می شود و برای پردازش داده ها به طور گسترده استفاده می شود.

در بین خود ابزارها ، می توان دستگاه های فنی (پردازنده ها ، حافظه ، دستگاه های ورودی / خروجی) و نرم افزار را مشخص کرد که بدون آنها همه این "سخت افزار" کاملاً بی فایده است. در اینجا شایان ذکر است که سیستم محاسباتی دارای تعدادی ویژگی مشخص است، به عنوان مثال، یکپارچگی، سازماندهی، اتصال و تعامل. همچنین به اصطلاح سیستم های محاسباتی وجود دارد که به عنوان سیستم های چند پردازنده ای طبقه بندی می شوند که قابلیت اطمینان و سطوح عملکردی را افزایش می دهند که برای سیستم های تک پردازنده معمولی در دسترس نیست. و تنها در ترکیب مشترک سخت افزار و نرم افزار می توان گفت که آنها ابزار اصلی محاسبات هستند. طبیعتاً، می‌توان روش‌هایی را در اینجا اضافه کرد که توسط آن‌ها یک توصیف ریاضی از یک فرآیند خاص ساخته می‌شود، اما این می‌تواند زمان زیادی طول بکشد.

دستگاه کامپیوترهای مدرن

بر اساس همه این تعاریف، می توان عملکرد رایانه های مدرن را توصیف کرد. همانطور که در بالا ذکر شد، آنها قطعات سخت افزاری و نرم افزاری را با هم ترکیب می کنند و یکی بدون دیگری نمی تواند کار کند.

بنابراین، یک کامپیوتر مدرن (مهندسی کامپیوتر) مجموعه ای از دستگاه های فنی است که عملکرد محیط نرم افزار را برای انجام وظایف خاص تضمین می کند و بالعکس (مجموعه ای از برنامه ها برای عملکرد سخت افزار). صحیح ترین عبارت اول است و نه دوم، زیرا در نهایت این مجموعه دقیقاً برای پردازش اطلاعات ورودی و خروجی نتیجه مورد نیاز است.

(فناوری کامپیوتر) شامل چندین جزء اصلی است که بدون آن هیچ سیستمی نمی تواند انجام دهد. این شامل مادربردها، پردازنده ها، هارد دیسک ها، رم، مانیتور، صفحه کلید، ماوس، تجهیزات جانبی (پرینتر، اسکنر و ...)، درایو دیسک و غیره می شود. برنامه های کاربردی در سیستم عامل ها اجرا می شوند و درایورها عملکرد صحیح همه دستگاه های سخت افزاری را تضمین می کنند.

چند کلمه در مورد طبقه بندی

سیستم های محاسباتی مدرن را می توان بر اساس چندین معیار طبقه بندی کرد:

• اصل عملیات (دیجیتال، آنالوگ، هیبریدی)؛
• نسل ها (مراحل خلقت)؛
• هدف (مشکل محور، اساسی، خانگی، اختصاصی، تخصصی، جهانی)؛
• قابلیت ها و اندازه ها (فوق العاده بزرگ، فوق العاده کوچک، تک کاربره یا چند کاربره)؛
• شرایط استفاده (خانه، دفتر، صنعتی)؛
• سایر ویژگی ها (تعداد پردازنده ها، معماری، عملکرد، ویژگی های مصرف کننده).

همانطور که قبلاً مشخص است، نمی توان مرزهای روشنی در تعریف کلاس ها ترسیم کرد. در اصل، هر گونه تقسیم سیستم های مدرن به گروه ها هنوز کاملاً خودسرانه به نظر می رسد.

کامپیوتر شخصی به سرعت بخشی از زندگی ما شده است. چند سال پیش به ندرت می‌توانست رایانه‌های شخصی را ببیند - آنها بودند، اما بسیار گران بودند و حتی هر شرکتی نمی‌توانست در دفتر خود رایانه داشته باشد. در حال حاضر، هر خانه سوم یک کامپیوتر دارد، که قبلاً عمیقاً وارد زندگی یک فرد شده است.

رایانه های مدرن یکی از مهم ترین دستاوردهای اندیشه بشری را نشان می دهند که تأثیر آن بر توسعه پیشرفت علمی و فناوری را به سختی می توان بیش از حد برآورد کرد. حوزه کاربرد کامپیوترها بسیار زیاد است و پیوسته در حال گسترش است.

حتی 30 سال پیش تنها حدود 2000 کاربرد مختلف از فناوری ریزپردازنده وجود داشت. مدیریت تولید (16%)، حمل و نقل و ارتباطات (17%)، فناوری اطلاعات و محاسبات (12%)، تجهیزات نظامی (9%)، لوازم خانگی (3%)، آموزش (2%)، هوانوردی و فضا (2%). 15%)، پزشکی (4%)، تحقیقات علمی، خدمات شهری و شهری، حسابداری بانکی، مترولوژی و سایر زمینه ها.

کامپیوتر در موسسات. رایانه ها به معنای واقعی کلمه دنیای تجارت را متحول کرده اند. دبیر تقریباً هر نهادی هنگام تهیه گزارش ها و نامه ها، متون را پردازش می کند. کارکنان دفتر از رایانه شخصی برای نمایش صفحات گسترده و گرافیک استفاده می کنند. حسابداران برای مدیریت امور مالی مؤسسه و ثبت سوابق از رایانه استفاده می کنند.

ساخت کامپیوتر. کامپیوترها در طیف وسیعی از وظایف تولید استفاده می شوند. بنابراین، به عنوان مثال، یک توزیع کننده در یک کارخانه بزرگ یک سیستم کنترل خودکار را در اختیار دارد که عملکرد صاف واحدهای مختلف را تضمین می کند. همچنین از کامپیوترها برای کنترل دما و فشار در فرآیندهای مختلف تولید استفاده می شود. همچنین ربات‌های کنترل‌شده کامپیوتری در کارخانه‌ها وجود دارند، مثلاً در خطوط مونتاژ خودرو، که شامل کارهای تکراری مانند سفت کردن پیچ‌ها یا رنگ‌آمیزی قسمت‌های بدنه است.

کامپیوتر - دستیار طراح. پروژه های ساخت هواپیما، پل یا ساختمان نیازمند زمان و تلاش زیادی هستند. آنها یکی از زمان برترین انواع کار را نشان می دهند. امروزه، در عصر کامپیوتر، طراحان این فرصت را دارند که زمان خود را به طور کامل به فرآیند طراحی اختصاص دهند، زیرا ماشین محاسبات و تهیه نقشه ها را به عهده می گیرد. مثال: یک طراح خودرو از یک کامپیوتر برای بررسی اینکه چگونه شکل بدنه بر عملکرد خودرو تأثیر می گذارد، استفاده می کند. با کمک دستگاه هایی مانند خودکار الکترونیک و تبلت، طراح می تواند به سرعت و به راحتی هر گونه تغییری را در پروژه ایجاد کند و بلافاصله نتیجه را در صفحه نمایش مشاهده کند.

کامپیوتر در فروشگاه رفاه. تصور کنید سال 1979 است و شما به عنوان صندوقدار در یک فروشگاه بزرگ به صورت پاره وقت کار می کنید. همانطور که مشتریان اقلام انتخابی خود را روی پیشخوان قرار می دهند، شما باید قیمت هر کالا را بخوانید و آن را وارد صندوق کنید. حالا برگردیم به روزهایمان. شما هنوز به عنوان صندوقدار در همان فروشگاه بزرگ کار می کنید. اما چقدر اینجا تغییر کرده است. هنگامی که مشتریان اکنون خریدهای خود را روی پیشخوان قرار می دهند، هر کدام را از طریق یک اسکنر نوری اجرا می کنید که کد جهانی مهر شده روی خرید را می خواند، که رایانه از روی آن، قیمت آن کالای ذخیره شده در حافظه رایانه را تعیین می کند و آن را روی یک اسکنر کوچک نمایش می دهد. صفحه نمایش به خریدار می تواند هزینه خرید خود را ببینید. هنگامی که همه اقلام انتخاب شده از اسکنر نوری عبور کردند، کامپیوتر بلافاصله ارزش کل اقلام خریداری شده را خروجی می کند.

کامپیوتر در بانکداری. انجام محاسبات مالی با استفاده از رایانه شخصی خانگی تنها یکی از کاربردهای احتمالی آن در بانکداری است. سیستم‌های محاسباتی قدرتمند تعداد زیادی عملیات از جمله پردازش چک، ثبت تغییرات در هر سپرده، پذیرش و پرداخت سپرده‌ها، پردازش وام‌ها و انتقال سپرده‌ها از حسابی به حساب دیگر یا از بانکی به بانک دیگر را امکان پذیر می‌سازد. . علاوه بر این، بزرگترین بانک ها دارای دستگاه های خودکار واقع در خارج از بانک هستند. دستگاه های خودپرداز به مشتریان این امکان را می دهند که در صف های طولانی در بانک قرار نگیرند و در هنگام بسته شدن بانک از حساب خود پول بگیرند. تنها کاری که لازم است قرار دادن یک کارت بانکی پلاستیکی در دستگاه اتوماتیک است. پس از انجام این کار، عملیات لازم انجام خواهد شد.

کامپیوتر در پزشکی. هر چند وقت یک بار بیمار می شوید؟ احتمالا سرماخوردگی، آبله مرغان، معده درد داشتید؟ اگر در این موارد به پزشک مراجعه کردید، به احتمال زیاد او معاینه را با سرعت و کارآمدی کافی انجام داد. با این حال، پزشکی یک علم بسیار پیچیده است. بیماری های زیادی وجود دارد که هر کدام علائم خاص خود را دارند. علاوه بر این، ده ها بیماری با علائم مشابه و حتی بسیار مشابه وجود دارد. در چنین مواردی، تشخیص دقیق برای پزشک ممکن است دشوار باشد. و در اینجا کامپیوتر به کمک می آید. امروزه بسیاری از پزشکان از رایانه به عنوان یک کمک تشخیصی استفاده می کنند. تا مشخص شود دقیقا چه چیزی به بیمار آسیب می رساند. برای انجام این کار، بیمار به دقت معاینه می شود، نتایج معاینه به رایانه گزارش می شود. پس از چند دقیقه، کامپیوتر گزارش می دهد که کدام یک از آنالیزهای انجام شده نتیجه غیرعادی داشته است. در این صورت می تواند یک تشخیص احتمالی را نام ببرد.

کامپیوتر در آموزش. امروزه بسیاری از مؤسسات آموزشی نمی توانند بدون رایانه کار کنند. کافی است بگوییم که با کمک کامپیوتر: کودکان سه ساله یاد می گیرند که اشیا را از روی شکلشان تشخیص دهند.

کودکان شش و هفت ساله خواندن و نوشتن را یاد می گیرند. فارغ التحصیلان مدرسه در حال آماده شدن برای امتحانات ورودی به موسسات آموزش عالی هستند. دانش آموزان بررسی می کنند که اگر دمای یک راکتور هسته ای از حد قابل قبول فراتر رود، چه اتفاقی می افتد. "یادگیری ماشینی" اصطلاحی است که به فرآیند یادگیری با کمک کامپیوتر اطلاق می شود. دومی در این مورد به عنوان یک "معلم" عمل می کند. در این ظرفیت می توان از یک میکروکامپیوتر یا پایانه ای که بخشی از شبکه انتقال الکترونیکی داده است استفاده کرد. فرآیند جذب مواد آموزشی به تدریج توسط معلم کنترل می شود، اما اگر مطالب آموزشی در قالب بسته ای از برنامه های کامپیوتری مناسب ارائه شود، جذب آن توسط خود دانش آموز قابل کنترل است.

کامپیوترهای محافظ قانون. در اینجا خبری است که جنایتکار را خوشایند نمی کند: "آغوش دراز قانون" اکنون با رایانه فراهم شده است. قدرت «فکری» و سرعت بالای رایانه، توانایی آن در پردازش حجم عظیمی از اطلاعات، اکنون در خدمت نهادهای مجری قانون قرار گرفته است تا کارایی کار را افزایش دهند. توانایی رایانه ها برای ذخیره مقادیر زیادی از اطلاعات توسط مجریان قانون برای ایجاد پرونده فعالیت مجرمانه استفاده می شود. بانک‌های اطلاعات الکترونیکی با اطلاعات مرتبط به آسانی در اختیار آژانس‌های تحقیقاتی دولتی و منطقه‌ای در سراسر کشور هستند. به عنوان مثال، اداره تحقیقات فدرال (FBI) یک بانک داده در سراسر کشور به نام مرکز ملی اطلاعات پزشکی قانونی دارد. رایانه ها توسط سازمان های مجری قانون نه تنها در شبکه های اطلاعات رایانه ای، بلکه در فرآیند جستجو نیز مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، در آزمایشگاه های پزشکی قانونی، رایانه ها به تجزیه و تحلیل مواد یافت شده در صحنه های جرم کمک می کنند. نتیجه گیری یک متخصص کامپیوتر اغلب در شواهد موجود در یک پرونده تعیین کننده است.

کامپیوتر به عنوان وسیله ای برای ارتباط بین مردم. اگر حداقل دو نفر روی یک کامپیوتر کار می کنند، از قبل تمایل دارند از این رایانه برای تبادل اطلاعات با یکدیگر استفاده کنند. در ماشین های بزرگی که ده ها یا حتی صدها نفر به طور همزمان از آن ها استفاده می کنند، برنامه های خاصی برای این کار در نظر گرفته شده است که به کاربران امکان می دهد برای یکدیگر پیام ارسال کنند. نیازی به گفتن نیست که به محض اینکه امکان اتصال چندین ماشین به یک شبکه فراهم شد، کاربران از این فرصت نه تنها برای استفاده از منابع ماشین های راه دور، بلکه برای گسترش دایره ارتباط خود استفاده کردند. برنامه هایی برای تبادل پیام بین کاربران مستقر در ماشین های مختلف ایجاد می شوند. جهانی ترین وسیله ارتباط کامپیوتری ایمیل است. این به شما امکان می دهد تقریباً از هر دستگاهی به هر دستگاهی پیام ارسال کنید، زیرا اکثر ماشین های شناخته شده ای که روی سیستم های مختلف کار می کنند از آن پشتیبانی می کنند. ایمیل رایج ترین سرویس در اینترنت است. تقریباً 20 میلیون نفر در حال حاضر آدرس ایمیل خود را دارند. ارسال نامه از طریق ایمیل بسیار ارزان تر از ارسال نامه معمولی است. علاوه بر این، پیامی که از طریق ایمیل ارسال می شود در عرض چند ساعت به دست مخاطب می رسد، در حالی که یک نامه معمولی می تواند چندین روز یا حتی هفته به مخاطب برسد.

اینترنت یک شبکه کامپیوتری جهانی است که تمام دنیا را پوشش می دهد. امروزه اینترنت حدود 15 میلیون مشترک در بیش از 150 کشور در سراسر جهان دارد. اندازه شبکه ماهیانه 7 تا 10 درصد افزایش می یابد. اینترنت هسته ای را تشکیل می دهد که ارتباط بین شبکه های اطلاعاتی مختلف متعلق به مؤسسات مختلف در سراسر جهان را با یکدیگر فراهم می کند.