Лекция 1-1 2017 Информатика, ЭВМ, Курс (Лекции (2017))

Термин Informatik ввёл немецкий специалист Карл Штейнбухв статье Informatik: Automatische Informationsverarbeitung(Информатика: Автоматическая обработка информации) 1957 годаТермин «Computer science» («Компьютерная наука») появился в1959 году в научном журнале Communications of the ACMИнформатикатеория вычисленийалгоритмы иструктурыданныхметодологияпрограммированияи языковкомпьютерныеэлементы иархитектураразработка программногообеспеченияискусственный интеллекткомпьютерные сети ителекоммуникациисистемы управлениябазами данныхпараллельные вычисленияраспределённыевычислениявзаимодействиячеловек- компьютеркомпьютерная графикаоперационные системыКурс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Десятичная система счисленияСуществует версия, что она зародилась в Китае.Есть также предположение, что ее изобрел Аль-Хорезми.Распространенная версия состоит в том, что историявозникновения десятичной системы началась в Индии.Европейцы заимствовали ее у арабов, и назвали арабской.Сами арабы называют эти цифры индийскими.В 1642 году французский ученый Блез Паскаль создалпервую вычислительную машину («суммирующую»).Механическое счетное колесо имело десять зубьев.••••1946 году Дж.

Преспер Экерт и Джон Мочли создалиэлектронную цифровую машину ЭНИАКДесятичная система счисления17 468 лампЧастота 100 000 импульсов / секРазмеры 6 х 26 метровКурс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Двоичная система счисления«диадическая система»Современная двоичная система была полностью описана Лейбницем в XVII веке вработе Explication de l’Arithmétique Binaire.«вычисление с помощью двоек ... является для науки основным и порождаетновые открытия ... При сведении чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, вездепоявляется чудесный порядок»В 1937 году Клод Шеннон представил к защите кандидатскуюдиссертацию «Символический анализ релейных ипереключательных схем в MIT», в которой булева алгебра идвоичная арифметика были использованы применительно кэлектронным реле и переключателям. На диссертации Шеннонаоснована вся современная цифровая техника.На фронтоне здания Института вычислительных технологий СО РАНприсутствует двоичное число 1000110, равное 70(10)что символизирует дату постройки здания (1970 год).Курс «Основы программирования».

НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Лампы - транзисторыЭлектронная лампа, радиолампа — вакуумныйэлектронный прибор, работающий за счёт управленияинтенсивностью потока электронов, движущихся ввакууме или разрежённом газе между электродами.23 декабря 1947 г. три учёных в лабораториях компании Bell Labs,Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин изобрели точечныйтранзисторный усилитель.Транзи́стор (англ. transistor), полупроводнико́ вый трио́ д —радиоэлектронный компонент , позволяющий входным сигналомуправлять током в электрической цепи.В 1956 году за изобретение биполярного транзистора удостоеноНобелевской премии по физике.В 1959 г.

Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел способ,позволяющий создавать на одной пластине кремния транзисторы и всенеобходимые соединения между ними. Полученные электронные схемыстали называться интегральными схемами, или чипами.Курс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Компьютеры - становление1940 - 1948 - разработка теории информации Клода Шеннона, нашедшей применение всовременных высокотехнологических системах связи.

Шеннон внес огромный вклад в теориювероятностных схем, теорию автоматов и теорию систем управления — области наук, входящие впонятие «кибернетика». В 1948 году предложил использовать слово «бит» для обозначениянаименьшей единицы информации.Середина 1940х - Архитектура фон Неймана — принципсовместного хранения команд и данных в памяти компьютера.«машина фон Неймана» - принцип хранения данных и инструкцийв одной памяти.«Марк I» (автоматический вычислитель, управляемыйпоследовательностями) — первый программируемый компьютер.Разработан и построен в 1941 году по контракту с IBM ГовардомЭйкеном на основе идей Чарльза Бэббиджа.Формально запущен в Гарвардском университете 7 августа 1944 г.765 000 деталей, длина 17 м, высота 2,5 м, вес 4,5 тн.

Общая протяжённость соединительных проводов 800 км.Вычислительные модули синхронизировались при помощи 15-м. вала, приводимого в движение двигателем (5 л. с.)Курс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Компьютеры – поколенияПервое поколение ЭВМ - ламповые машины. Производительность до 20 000 оп. / сек.Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты.Второе поколение ЭВМ – машины на транзисторной элементной базе.Производительность до 100 000 оп. / сек.Развитие магнитных лент в качестве носителей информацииТретье поколение ЭВМ (вторая половина 1960-х) – машины на базеинтегральных схем.

Появился мультипрограммный режим.Производительность более 1 млн. оп. / сек.Появление магнитных дисков и дисплеев. Развитие АСУ и САПР.Четвертое поколение ЭВМ (с 1970-х) – вычислительные машины набазе микропроцессора.РОЗНИЧНАЯ ПРОДАЖА!Курс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Современные «компьютеры»•••••Intel® Core™ i7-7700K• 4 200 МГц• 4 ядра• 8 МБ Кэш• Intel® HD Graphics 63032 ГБ RAM4 ТБ (HDD) + 1000 МБ (SSD)Exynos 8 Octa 8890• 1 800 МГц• 8 ядер• 8 МБ Кэш• Mali-T880 MP12 GPU4 ГБ RAMКурс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Программирование ЭВМПерфокарты и перфоленты – носитель информации в видебумажной ленты с отверстиями.Программа для ЭВМ I поколения зависела от модели.Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня.Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ.Составление программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.Программирование как элемент грамотности стало распространяться среди людей с высшимобразованием.Фортра́н (Fortran, FORmula TRANslator) — первый язык программированиявысокого уровня.

Создан в период с 1954 по 1957 год группойпрограммистов под руководством Джона Бэкуса в корпорации IBM.Имеется большое количество написанных на Фортране различныхматематических библиотек для матричной алгебры и решения системлинейных уравнений, библиотеки для решения дифференциальныхуравнений, интегральных уравнений и их систем, аппроксимациифункций, специальных функций, быстрых преобразований Фурье,математической статистики, и других математических дисциплин.Большинство таких библиотек является фактически достояниемчеловечества: они доступны в исходных кодах, хорошо документированы,отлажены и весьма эффективны.Курс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017do k=1,10do j=1,20do i=1,100arr(i,j,k)=25end do; end do; end doЛысаков К.Ф.Языки программированияКурс «Основы программирования». НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Курс «Основы программирования».

НГУ, ФФ, 2017Лысаков К.Ф.Язык программирования С (Си)Язык C (Си) — компилируемый статически типизированный язык программирования общегоназначения, разработанный в 1969—1973 годах сотрудником Bell Labs Деннисом Ритчи.Первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX.Язык программирования Си оказал существенное влияние на развитие индустрии программногообеспечения, а его синтаксис стал основой для таких языков, как C++, C#, Java и Objective-C.Язык Си уникален с той точки зрения, что именно он стал первымязыком высокого уровня, всерьёз потеснившим ассемблер вразработке системного программного обеспечения.Он остаётся языком, реализованным на максимальном количествеаппаратных платформ, и одним из самых популярных языковпрограммирования.Недостатки язык Си:• достаточно высокий порог вхождения, что затрудняет егоиспользование в обучении в качестве первого языкапрограммирования.• Является небезопасным и может приводить написаниюзапутанного кода.• Почти за 50 лет существования, язык успел несколько устареть, ив нём достаточно проблематично использовать многиесовременные приёмы и парадигмы программирования.Курс «Основы программирования».

НГУ, ФФ, 2017int a;double b;scanf (“%d”, &a);printf(“%d”, a);scanf (“%lf”, &b);printf(“%f”, b);Лысаков К.Ф.Программирование и физикаФизика —это наука о природе (естествознание) в самом общем смысле (часть природоведения).Предмет её изучения составляет материя (в виде вещества и полей) и наиболее общие формы еёдвижения, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи.Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которогофизические законы могут быть точно сформулированы.