Дербес компьютерлер туралы
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
1.1 Компьютердің шығу тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Компьютердің даму кезеңдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Компьютердің ішкі және сыртқы құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31
2.2 Дербес компьютердің негізгі және қосымша құрылғылары ... ... ... ... ...36
2.3 Компьютерге күтім жасау, және қауіпсіздік техникасы ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..55
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...59
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
1.1 Компьютердің шығу тарихы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Компьютердің даму кезеңдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Компьютердің ішкі және сыртқы құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31
2.2 Дербес компьютердің негізгі және қосымша құрылғылары ... ... ... ... ...36
2.3 Компьютерге күтім жасау, және қауіпсіздік техникасы ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..55
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...59
Кіріспе
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылшынша: to compute, ағылшынша: computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер «есептеу», «есептегіш» мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің латынша: computo — «есептеймін» сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылшынша: to compute, ағылшынша: computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер «есептеу», «есептегіш» мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің латынша: computo — «есептеймін» сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Пайдаланылған әдебиеттер:
1. О.Камардинов «Информатика», Алматы 2006.
Е.Қ.Балапанов «Информатикадан 30 сабақ», Алматы 1999.
2. Информатикадан 30 сабақ. Алматы “ Шартарап “ 1998 Е. Қ. Балапанов,
Б. Бөрібаев, А. Дәулетқұлов.
3. Информатика мен есептеуіш техника негіздері. Алматы “Рауан”
А. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедев, Р. А. Сворень
4. ІВМ РС для пользователя. Краткий курс. Москва 1997 . В. Э. Фигурнов
5. О.Камардинов. Информатика. 1-бөлiм. -Шымкент, 1999.
6. О.Камардинов. Информатика, 2-бөлiм, -Шымкент, 2000.
7. К.З.Халықова. Информатиканы оқыту әдiстемесi. Алматы. “Бiлiм”, 2000
8. М.Донской. Интернет и пользовательский интерфейс. Мир Internet. 1999.
9. М.П.Концевой. “Парадоксы” дидактической наглядности. Education+ Человек. Культура. Общество.
10.А.И.Башмаков.Компьютерный учебник “Информатика” для дистанционного обучения. Мн. Бестпринт, 2001.
11.Электронды оқу басылымы туралы Қазақстан Республикасының Мемлекеттік стандарты. Алматы 2002 ж.
12.КР СТ 1087-2002. Программалық құжаттардың бірыңғай жүйесі. Қолданушының басқармасы. Құрамына, мазмұнына және безендірілуіне талаптар.
13.КР СТ 34.014.-2002. Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Терминдер және анықтамалар.
14.С. Симонович., Г. Евсеев., Специальная информатика. М. 2002. 479 стр.
1. О.Камардинов «Информатика», Алматы 2006.
Е.Қ.Балапанов «Информатикадан 30 сабақ», Алматы 1999.
2. Информатикадан 30 сабақ. Алматы “ Шартарап “ 1998 Е. Қ. Балапанов,
Б. Бөрібаев, А. Дәулетқұлов.
3. Информатика мен есептеуіш техника негіздері. Алматы “Рауан”
А. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедев, Р. А. Сворень
4. ІВМ РС для пользователя. Краткий курс. Москва 1997 . В. Э. Фигурнов
5. О.Камардинов. Информатика. 1-бөлiм. -Шымкент, 1999.
6. О.Камардинов. Информатика, 2-бөлiм, -Шымкент, 2000.
7. К.З.Халықова. Информатиканы оқыту әдiстемесi. Алматы. “Бiлiм”, 2000
8. М.Донской. Интернет и пользовательский интерфейс. Мир Internet. 1999.
9. М.П.Концевой. “Парадоксы” дидактической наглядности. Education+ Человек. Культура. Общество.
10.А.И.Башмаков.Компьютерный учебник “Информатика” для дистанционного обучения. Мн. Бестпринт, 2001.
11.Электронды оқу басылымы туралы Қазақстан Республикасының Мемлекеттік стандарты. Алматы 2002 ж.
12.КР СТ 1087-2002. Программалық құжаттардың бірыңғай жүйесі. Қолданушының басқармасы. Құрамына, мазмұнына және безендірілуіне талаптар.
13.КР СТ 34.014.-2002. Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Терминдер және анықтамалар.
14.С. Симонович., Г. Евсеев., Специальная информатика. М. 2002. 479 стр.
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 57 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 57 бет
Таңдаулыға:
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
1.1 Компьютердің шығу тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Компьютердің даму кезеңдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Компьютердің ішкі және сыртқы құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31
2.2 Дербес компьютердің негізгі және қосымша құрылғылары ... ... ... ... ...36
2.3 Компьютерге күтім жасау, және қауіпсіздік техникасы ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..55
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .59
Кіріспе
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылшынша: to compute, ағылшынша: computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер есептеу, есептегіш мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің латынша: computo — есептеймін сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаған болатын.
Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.
Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді түсінбейді және өз бетінше ойламайды. Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.
Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.
Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілді.
Есептеуіш техника есептеу және мәліметтерді өңдеу процессінің маңызды компоненті болып табылады. Есептеуге арналған алғашқы құрал ретінде есептеу таяқшаларын атауға болады, бұл құрал қазіргі кезде де бастауыш сынып оқушыларын есепке үйрету үшін қолданылады. Даму жолында бұл құралдар күрделене түсті (мысалы, финикиялық саз фигуралары).
Уақыт өте келе, қарапайым құрылғылардан күрделі құралдар пайда бола бастады: абак, логарифмдік сызғыш, механикалық арифмометр, электронды компьютер. Алғашқы есептеуіш құрылғылардың қарапайымдылығына қарамастан, олармен жұмыс жасауға үйренген адам, қазіргі заманғы калькуляторларды пайдаланғаннан да жылдам есептер жүргізе алады. Әрине, қазіргі заманғы есептеуіш құрылғыларының жұмыс өнімділігі және есептеу жылдамдығы ең жылдам есептегіш адамның өзін шаң қаптырып кетеді.
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
Компьютердің шығу тарихы
Есептеуіш техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды. Алғашқы программалық басқарылатын есептеу машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы – ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғы, берілген программа бойынша есептеу барысын қадағалап отыратын басқару құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды.
Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды. Бэббидждің идеясы өз уақытынан озық еді. Оның машинасы өте күрделі құрылғы болғандықтан, ол кездегі техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Лавлейсті алғашқы программалаушы десе де болады. ХХ ғасырда электронды-есептеуіш машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына байланысты есептеуіш техника бұрын болмаған жылдамдықпен қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан.
І кезең (1945-1955 жылдар) ХХ ғасырдың бірінші жартысы радиотехниканың қарыштап дамыған кезеңі болатын.
Сол кездегі радиоқабылдағыштар электронды-вакуумды шамдармен жұмыс істейтін. Алғашқы электрондық-есептеуіш машиналарды құрастыру үшін осындай электронды-вакуумды шамдар қолданылды. Электронды шамдармен жұмыс істейтін алғашқы электронды есептеуіш машина 1946 жылы Америка Құрама Штаттарында құрастырылды. Дж. Моучли және П. Эккерт деген ғалымдардың басқаруымен құрастырылған бұл машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - Электронды санды интегратор және компьютер) деп аталды. ENIAC секундына 300 көбейту немесе 5000 қосу амалын орындай алатын.
Бұл сол кезге дейін қолданылып келген Mark-1 секілді механикалық және электронды-механикалық элементтермен жұмыс істейтін машиналардың жылдамдығымен салыстырғанда мыңдаған есе артық болатын. Американдық ғалым Джон Фон Нейман 1946 жылы жазған EDVAC машинасы туралы алдын-алабаяндамасында электронды-машиналарды құрастыру мен басқарудың жаңа принциптерін ұсынды. Осы принциптер негізінде 1949 жылы EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) машинасы құрастырылды. EDVAC-тың ENIAC-тан айырмашылығы – онда өңделетін барлық мәлімет ондық сандар түрінде емес екілік сандар түрінде кодталатын және есептеуге қажетті мәліметтер мен оны өңдеуге қажетті программа жадтың бір жерінде сақталатын. Біздің елімізде алғашқы ЭЕМ-дер 1951 жылы - МЭСМ (Малая электронная счетная машина) және 1952 жылдары - БЭСМ (Большая электронная счетная машина) пайда болды.
Бұл екі машинаны да КСРО-ның көрнекті ғалымы Сергей Алексеевич Лебедев құрастырды. БЭСМ сериясының компьютерлері сол кездегі ең қуатты компьютерлердің қатарында болатын. Бірінші кезеңнің электронды-есептеуіш машиналары он мыңдаған электронды шамдардан тұратын. Сондықтан олар жүздеген киловатт электр энергиясын пайдаланып, жүздеген шаршы метр жер аумағын алып жатты. Салмағы бірнеше тоннаға дейін жететін. Ал олардың жылдамдығы секундына 20 мың операциядан аспайтын. Бұндай машиналарға программаларді енгізу үшін перфокарталар мен перфоленталар қолданылды.
Бұл компьютерлер тек инженерлік және ғылыми есептеулер жүргізу үшін қолданылды. Бұл машиналарға қажетті программалар машиналық командалар тілінде жазылатын. Бұл өте қиын іс болғандықтан программалауға таңдаулы мамандар ғана алынып оқытылатын. ІІ кезең (1955-1965 жылдар) Электронды шамдардан тұратын бірінші кезеңнің электронды-есептеуіш машиналары 50-жылдардың соңына дейін қолданылып келді. 1959 жылдан бастап жартылай өткізгіш транзисторлардан тұратын ЭЕМ-дер дүниеге келді. Транзисторлар электронды шамдармен салыстырғанда әлдеқайда сенімді болатын, олар электр энергиясын көп пайдаланбайтын және орынды көп алмайтын. Ал бұндай элементтерден жасалған компьютердердің жылдамдығы секундына 200 мың операцияға дейін артып, ішкі жадының көлемі де бірінші кезеңнің компьютерлерімен салыстырғанда жүздеген есе көбейді.
Бұл компьютерлердің жадындағы барлық мәліметті сақтау үшін магниттік дискілер мен магниттік ленталар қолданыла бастады. Осы кезеңнен бастап Фортран, Алгол секілді алғашқы программалау тілдері пайда болып, программалау тілдері әлдеқайда түсінікті, қарапайым және қолайлы бола бастады. ІІІ кезең (1965-1980 жылдар) 1958 жылы америкалық мамандар өте күрделі технологияны қолдана отырып ауданы 1 см-ден аспайтын жіңішке пластинаға ондаған, кейін жүздеген электронды схемаларды орналастыруды үйренді. Бұларды интегралды схемалар (ИС) деп атады. Интегралды схемалардың пайда болуы компьютерлік техниканың дамуына үлкен әсерін тигізді. Интегралды схемалар компьютерлердің жылдамдығын айтарлықтай арттырды (секундына 1 млн операциядан жоғары), оперативті жадының да көлемі жүздеген мың байтпен өлшенетін болды, компьютерде бір мезгілде бірнеше жұмыс атқару мүмкіндігі пайда болды. Осы кезеңнен бастап ЭЕМ-дерді қолдану аясы да артты.
Бұрынғы ЭЕМ-дер тек күрделі инженерлік есептеулер үшін және соғыстық мақсатта қолданылса, ендігі компьютерлер өндірістің барлық саласында: зауыттарда, білім беру мекемелерінде, денсаулық сақтау саласында т.б жерлерде қолданыла бастады. Паскаль, Си, Бейсик секілді жоғары дәрежелі программалау тілдері осы кезеңде пайда болды. Программалау ісі білім беру мекемелерінде кеңінен оқытыла бастады. Алғашқы мәліметтер базасы, жасанды интеллект жүйелері, автоматтандырылған жобалау жүйелері т.б. пайда болды. IV кезең (1980 жылдан бері қарай) Өткен ғасырдың 70-жылдары мини-ЭЕМ-дер жедел дами бастады. Бұл компьютерлер үлкен ЭЕМ-дерге қарағанда көлемі шағын және бағасы арзан болатын. 1971 жылы американдық Intel фирмасы өзінің микропроцессорды ойлап тапқанын мәлімдеді.
Микропроцессор - бір пластинада миллиондаған электронды схемаларды өзара байланыстыратын үлкен интегралды схемалардан жасалды. Микропроцессор компьютерлердің жылдамдығын секундына бірнеше миллиард операцияға дейін арттырды. Микропроцессорды енгізу-шығару, сыртқы есте сақтау құрылғыларымен байланыстырудың нәтижесінде компьютерлердің жаңа түрі – микро-ЭЕМ-дер дүниеге келді. Үлкен интегралды схемалармен немесе микропроцессормен жұмыс жасайтын қазіргі компьютерлер ЭЕМ-дердің IV кезеңіне жатады. Қазіргі ЭЕМ-дердің ең көп таралған түрі - дербес компьютерлер болып есептеледі.
Алғашқы дербес компьютер 1976 жылы пайда болды. Apple-1 деп аталған бұл компьютерді американдық Стив Джобс пен Стив Возняк ойлап тапты.
Қазіргі дербес компьютерлер дисплей, жүйелік блок, пернетақта секілді көптеген құрылғылардын тұрады және алғашқы пайда болған дербес компьютерлерге мүлдем ұқсамайды десе де болады. Қазіргі дербес компьютерлердің жұмыс істеу жылдамдығы да осыдан отыз жыл бұрынғы компьютерлермен салыстырғанда мыңдаған есе артты. Егер 1977 жылы пайда болған Apple-2 компьютеріндегі микропроцессордың тактілік жиілігі 1 МГц болса (1 МГц – секундына 1 миллион операция орындайды деген сөз) қазіргі компьютерлерде қолданылатын Pentium-4 микропроцессорларының тактілік жиілігі 3,4 ГГц-ке дейін жетеді.
Қазіргі компьютерлердің программалық жабдықтамалары қолданушыларға программалау тілдерін білмей-ақ олармен (компьютерлермен) жеңіл қарым-қатынас жасауға мүмкіндік береді. Бұны Windows, Macintosh OS секілді танымал операциялық жүйелердің пайда болуымен байланыстыруға болады. Қазір әлемде дербес компьютерлердің жылына миллиондаған данасы сатылады. V-кезең V кезеңнің ЭЕМ-дері деп жақын болашақта пайда болатын компьютерлерді айтуға болады.
Ғалымдар болашақтың компьютерлері бүгінгі компьютерлермен салыстырғанда әлдеқайда қуатты, қолданыста ыңғайлы және интеллектуалдық қабілеті өте жоғары болады деп болжамдайды. Бұл компьютерлерге барлық мәліметті қазіргідей пернетақтамен емес, дауыстап командалар беру арқылы енгізіп, олардың адам секілді машиналық көру, есту, иіс сезу қабілеті болады деп болжамдалуда.
Компьютердің жұмыс істеу негіздерін зерттеуде алдын ала, компьютердің даму тарыхынан бастаған дұрыс деп ойлаймын. Өйткені, компьютердің даму тарихы, оқушыларды тек ғана қызықтырып қоймай, оның бізге қанша ғасырлар және қандай ғалымдардың еңбегімен келгенін біледі.
Есептеу құрылғылары пайда болмай тұрып адамдар әртүрлі есептеуді жүргізу мүмкіндіктерін іздеді. Бұл үшін олар қол саусақтарын, тастарды, ағаш таяқшаларды пайдаланды. Олар тастарды үйіп немесе қатарлап тізіп есептеулер жүргізді. Заттардың саны жерге сызған сызықшалармен, ағаш таяқшалардан жасалған кертіктермен немесе жіптерге түйілген түйіншектермен есептелді.
Ең ерте заманғы және бәрімізге белгілі есептеу құралдары есепшот болып табылады. Есепшоттың пайда болған уақытын осы кезге дейін ешкім айта алмайды. Деректерге қарағанда есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс Еуропалықтар "Абақ" деп, қытайлықтар "Сунпан", жапондықтар "Серобян" деп атаған. Бұл құралдар мен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарды жылжыту арқылы жүргізілген. Оның өзгертілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. Есепшот Ресейде ХVІ-ХVІІ ғасырларда пайда болған.
XVI ғасырдың басында Шотландиялық математик Джон Непер "логарифм" түсінігін енгізді және өзінің логарифм кестесін жариялады. Екі ғасыр бойы әр елдің оқымыстылары логарифм функциясының негізінде жасалған есептеу құралын жетілдірумен шұғылданды. Тек 1761 жылы ғана ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар новигациялық есептеулер жүргізуге арналған лоғарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын.
1642 жылы француз математигі Блез Паскаль бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды.
Паскальдің машинасында көп мәнді сандарды қосу мүмкін болды.
1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасы - арифмометрді құрастырды. Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті .
Есептеуіш техникалардың қарқынды дамуы XIX ғасырдан басталынды.
"Адамсыз есептеулер автоматының" авторы Чарлз Бәббидж еді, оның қазіргі компьютердің атасы деп атайды.
1833 жылы ол бағдарлама арқылы басқарылатын "Аналитикалық машина" жобасын жасады. Деректерді енгізу мен олардың құрылғылары болды. Басқару бағдарламасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды.
Дүние жүзі бойынша алғашқы 1846 жылы Бәббидж машинасына бағдарлама жазған Ада Лавлейс бірінші бағдарламашы деп саналады.
XIX ғасырдың соңында американдық Герман Холлерит есепші-перфорациялық машинаны құрастырды. Перфокарталар бағдарламаны көрсету үшін емес, сандық аппараттарды сақтау үшін қолданылды. Ол 1880 жылы АҚІП-та жүргізілген халық санағының құжаттарын санауға пайдаланылды.
Өз машинасының көмегімен Холлерит көп адамдар жеті жыл бойы есептейтін есептеулерді жасап шығаратын фирманың негізін қалайды, кейін дүние жүзінде әйгілі компьютер шығаратын
ІВМ фирмасына айналды. 1944 жылы американ математигі Говард Айкен "Говард" университетінде бағдарламамен басқарылатын, релелік және механикалық әлементтерге негізделген "МАРК-1" автоматты есептеуіш машинасын құрастырды.
Нөлдік буын.
б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды.
б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың жаңа нұсқасы пайда болды.
1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы ХХ ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды.
1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті.
1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады.
1642 жыл — Блез Паскаль Паскалин — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді.
1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді.
Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады.
1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді.
1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер айырмалық машина идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді.
1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді.
1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды.
1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады.
1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады.
1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады.
1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды.
1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды.
1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды.
1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті.
1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын.
1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді.
1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді.
1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты.
1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды.
1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды.
Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды.
1.2 Компьютердің даму кезеңдері
Компьютер техникасының экспоненциалды дамуы.
Егер есептеуіш құрылғылардың 1900 жылдан бастап даму тарихына көз жүгіртетін болсақ, машиналардың жұмыс өнімділігі әрбір 18-24 айда екі есеге өсіп отырғанын байқаймыз. Бұл ерекшелікті алғаш рет 1965 жылы Intel компаниясының басшыларының бірі Гордон Е. Мур сипаттаған болатын. Компьютерлер көлеміні кішірею процессі де осындай жылдамдықпен жүріп келеді. Алғашқы электрондық есептеуіш машиналар көптеген тонна салмағы бар, бірнеше бөлмеде орналасқан үлкен құрылғылар болатын. Олардың қымбат екені сонша, оларды тек үкіметтер мен үлкен зерттеу ұйымдары ғана пайдалана алатын еді. Олармен салыстырғанда, қазіргі заманғы компьютерлер біршама қуатты, кішкентай және арзан болып табылады.
Қолданылуы бойынша бөлу.
Калькулятор
Консольдық компьютер
Миникомпьютер
Мэйнфрейм
Дербес компьютер
Ойын консолі
Қалталық дербес компьютер
Жұмыс станциясы
Ноутбук (Лэптоп)
Сервер
Суперкомпьютер
Физикалық жүзеге асыру.
Компьютерлерді жіктеу үшін оларды құру кезінде қолданылған технологияларды пайдалануға болады. Бастапқыда компьютерлер толықтай механикалық жүйе болғандығы белгілі. Соған қарамастан, ХХ ғасырдың 30-жылдары телекоммуникациялық өндіріс электромеханикалық компоненттерді ұсынды, ал 40-жылдары вакуумдық электрондық лампалар негізінде құрылған толықтай электрондық компьютерлер жасалды. 50-60-жылдары лампалардың орнына транзисторлар келді, ал 70-жылдардың басында — қазіргі кезге дейін қолданылатын интегралдық жүйелер (кремний чиптері) пайдаланыла бастады.
Бұл тізім толық деп айта алмаймыз; ол тек есептеуіш техниканың негізгі даму тенденциясын ғана көрсетеді. Әр кезеңдерде көптеген түрлі технологиялар қолданылған болатын. Мысалы, гидравликалық және пневматикалық компьютерлерді жасау мүмкіндігі қарастырылған, ал 1903-1909 жылдары Перси И. Луджет атты өнертапқыш тігін механизмінің негізінде жұмыс жасайтын аналитикалық машина жобасын құрған болатын.
Қазіргі кезде оптикалық компьютерлердің жобасы жасалуда. Бұл компьютерлер электр сигналдарының орнына жарық сигналдарын қолданады. Басқа бағыт бойынша молекулярлық иология және ДНҚ зерттеулерінің жетістіктерін қолдану қажет. Ақыр аяғында, есептеуіш техника саласындағы өте үлкен өзгерістерге әкелуі мүмкін тәсілдердің бірі кванттық компьютерлерді жасауға негізделген.
Кванттық компьютер
Механикалық компьютер
Оптикалық компьютер
Пневматикалық компьютер
Электрондық компьютер
Цифрлық немесе аналогтық.
Комьютерді құру кезінде, оның цифрлық немесе аналогтық жүйе болатынын анықтап алу керек. Егер цифрлық компьютерлер дискретті сандық және таңбалық айнымалылармен жұмыс жасайтын болса, аналогтық компьютерлер келіп түсетін мәліметтер ағынын үзіліссіз өңдеуге арналған.
Қазір цифрлық компьютерлер кеңінен қолданылады, бірақ аналогтық компьютерлер де кейбір арнайы мақсаттарда қолданылады. Бұл жерде импульстік немесе кванттық есептеулер туралы айтпай отырған себебіміз — олар арнайы салаларда ғана қолданылады, немесе әзірге тек тәжірибе жүзінде қолданылады.
Аналогтық компьютерлер: логарифдік сызғыш, астролябия, осциллограф, теледидар, аналогтық дыбыстық процессор, автопилот, ми.
Ең қарапайым дискретті есептегіштер ретінде абакты айтсақ, ең күрделісі суперкомпьютер болып табылады.
Екілік, ондық немесе үштік есептеуіш техника.
Есептеуіш техниканың дамуындағы маңызды қадам ретінде сандардың ішкі көрсетілімінің екілік жүйеге ауысуын айтуға болады. Бұл қадам есептеуіш техникалардың және перифериялық құрылғылардың құрылыстарын біршама қарапайым етті. Екілік жүйесін қолдану арифметикалық функцияларды және логикалық амалдарды орындауды жеңілдетті.
Соған қарамастан, екілік логикаға өту процессі бір мезетте бола қойған жоқ. Көптеген ғалымдар компьютерді адамға ыңғайлы ондық санау жүйесінде жасап шығаруға тырысты. Басқа да тәсілдер қолданылды. Мысалы, кеңестік машиналардың бірі үштік жүйе негізінде жұмыс жасады, кей жағдайларда үштік жүйенің екілік жүйеден артықшылықтары бар еді (үштік Сетунь компьютерінің жобасын кеңес ғалымы Н.П.Брусенцов жасап шығарды)
Ондық санақ жүйесі негізіндегі компьютер ретінде алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I машинасын атауға болады.
Толықтай алғанда, мәліметтерді ішкі көрсету жүйесін таңдау компьютер жұмысының негізгі принциптерін өзгертпейді — кез-келген компьютер басқа жүйедегі компьютер жүйесін эмуляциялай алады.
Мүмкіндігі бойынша бөлу.
Есептеуіш техникаларды жіктеудің тәсілдерінің бірі ретінде олардың қабілеттерін анықтауды атауға болады. Барлық есептеуіш машиналар, келесі үш типтің біреуіне жатқызылуы мүмкін:
бір қызметті ғана орындайтын арнайы құрылғылар;
аз ғана қызмет орындай алатын құрылғылар;
қазіргі кезде қолданылатын жалпы мақсаттағы құрылғылар. Компьютер деп, осы үшінші тип машиналарын атайды.
Қазіргі заманғы жалпы мақсаттағы компьютер.
Қазіргі заманғы компьютерлерді қарастырған кезде, олардың бұрынғы есептеуіш машиналардан бір маңызды ерекшелігін байқаймыз: қажетті бағдарламаларды қолдану арқылы кез-келген компьютер басқа бір компьютердің әрекеттерін орындай алады (әрине, бұл мүмкіндік мәліметтерді сақтау құрылғыларының сыйымдылығымен және жылдамдықпен шектеледі). Осылайша, қазіргі заманғы компьютерлер болашақта құрылатын кез-келген есептеуіш техниканың жұмысын эмуляциялай алады деп есептеледі. Бұл қабілет арқылы жалпы мақсаттағы компьютерлерді және арнайы мақсаттағы құрылғыларды ажыратуға болады.
Компьютерлердің қолданылуы.
Алғашқы компьютерлер тек қана есептеулер үшін қолданылған болатын ("компьютер" және "ЭЕМ" терминдерінің шығу тегі де осыған байланысты). Ең қарапайым деген компьютерлердің өзі бұл салада адамдардан асып түседі. Ең алғашқы шыққан бағдарламалау тілі - Фортран тілі де осы себепті тек қана есептеулер шығаруға арналған болатын.
Екінші жолы - мәліметтер базасы үшін. Бірінші кезекте бұлар үкіметтерге және банктерге қажет болатын. Мәліметтер базасын басқару үшін күрделі компьютерлер және ақпаратты енгізу-шығару, сақтауға қажетті күрделі жүйелер қажет болды. Осы мақсаттарда Кобол тілі пайда болды. Кейінірек пайда болған мәліметтер базасын басқару жүйелерінің өз бағдарламалау тілдері бар болатын.
Үшінші жолы - әр түрлі құрылғылармен бірге қолдану. Даму жолы арнайы мамандандырылған (көп жағдайда аналогтық) құрылғылардан стандартты компьютерлік жүйеге дейін болды. Сонымен қатар, күн өткен сайын, техниканың көп бөлігі компьютерден тұратын болды.
Ақырында, компьютерлер кеңседе де, үйде де негізгі ақпараттық құрал ретінде пайдаланыла бастады. Яғни, ақпаратпен орындалатын кез-келген жұмыс (мәтінді енгізу, фильм қарау) компьютер көмегімен жүзеге асырылатын болды. Осы тұжырымды ақпаратты сақтауға да, тасымалдауға да байланысты айтуға болады.
Компьютерлер қолданылатын салалардың ішіндегі ең күрделі, ең аз дамыған саласы жасанды интеллект - компьютерлерді белгілі бір алгоритм жоқ жерде пайдалану болып табылады. Бұл салаға мысал ретінде мәтінді аудару, эксперттің жүйелерді айтуға болады.
Есептеуіш техниканың даму тарихы. Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып табылады. Кейбір деректерге сүйенсек,есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-Еуропалықтар абак деп, қытайлықтар суан-пан, жапондықтар серобян деп атаған. Бұл құралмен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл сүйегінен, түрлі түсті шынылардан, қоладан жасалды.
Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне дейін пайдаланылып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. XVII ғасырдың басында шотландиялық математик Джон Непер логарифм түсінігін енгізді және логарифм кестесін жариялады. Ал 1761 жылы ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар навигациялық есептеулер жүргізуге арналған логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар оларды қолданудан ығыстырды. 1642 жылы француз математигі Блез Паскаль он тоғыз жасында дүние жүзінде бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды.
Паскальдың машинасында көпорынды сандарды қосу мүмкін болды.
1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасын – арифмометрді құрастырды. Дөңгелектің орнына мұнда цифрлар жазылған цилиндр қолданылды. Бұл құрал күрделі қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар, сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр бірнеше рет жетілдірілді Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті. Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькуляторлардың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым калькулятор есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда есептеуде адамның өзі әрекеттер тізбегін анықтап басқарады.
Электронды есептеуіш машиналар
XX ғасырдың І-ші жартысында радиотехника қарқынды дамыды.
Электрондық шамдар алғашқы электрондық есептеуіш машиналардың техникалық негізі болды. Бірінші электрондық есептеуіш машина 1946 жылы Пинсельван университетінде жасалды, оны ЕМАС деп атады.
ЕМАС-тың конструкторлары - Дж.Моучлимен Дж. Эккерт. ЕМАС -тың салмағы 30 т. Және оның 18 мың электрондық шамдары болды, ол бір секундта 5 мың қосу, азайту амалдарын, 300 көбейту амалын орындай алды.
Алғашқы ЭЕМ-дер тек бір данадан болды. Дамыған елдерде ЭЕМ-нің сериялық шығарылуы 1950 жылдары басталады.
Бұрыңғы Кеңестер Одағында бірінші ЭЕМ 1947-1948 жылдары академик Сергей Алексеевич Лебедевтың басшыльпымен жасалды, оны МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) пайдалануға енгізілді.
ЭЕМ-нің дамуын бірнеше буындарға бөліп көрейік.
•Электрондық шамдар пайдаланылған ЕМАС және барлық басқа ЭЕМ-дер - ЭЕМ-нің бірінші буынына жатады (1940-1955 жылдар).
•1955 жылдардан бастап келесі, екінші буындағы ЭЕМ-дер пайда бола бастады. Оларда электрондық шамдардың орнына жартылай өткізгіштер - транзисторлар пайдаланылды. Олар секундына бірнеше 10 мыңдаған операцияларға жетті. Бағдарламалау тілдері Фортран, Алгол, Кобол қолданыла бастады.
•Интегралды схема негізінде құрастырылған ЭЕМ-дер бұл үшінші буындағы ЭЕМ-дер. Есте сақтау құрылғыларының жаңа түрі магниттік-дискілер пайда бола бастады. 1971 жылы АҚШ-тың "ИНТЕЛ" фирмасы компьютердің фирмасы компьютердің негізгі бөлігі - процессордың жұмысын орындауға қабілетті, өте үлкен интегралдық схеманы алғашқы микропроцессорды жасады. Ол ДК деп атады.
•Қазіргі кездегі ЭЕМ-дер бұл төртінші буындағы ЭЕМ-дер 1980 жылдан бастап АҚШ-тың ІВМ фирмасы ДК шығару бойынша дүниежүзілік нарықта жетекші болып саналады. Ал, 1990 жылдан бастап Аррlе Соrparatiоn фирмасының Масіntosh маркалы компьютері көпшілікке таныла бастады.
Компьютерді қолданудың негізгі мәселелері
Қоғамда информатикаландыру, есептеу техникасы құралдарының кеңінен таралуымен байланысты, оқу процесін ұйымдастыруға, сол сияқты білім берудің мазмұнын өзгертуге де елеулі ықпал етеді.
Дербес ЭЕМ-ді оқу процесінде барлық пәндерде техникалық оқу кұралы ретінде пайдалану білім беру мазмұнына ықпал етуімен байланысты.
Компьютердің мүмкіндіктерін ескере отырып, оқьпу мәселелеріне талдау жасасақ, психологияның, педагогиканың іргелі оқыту теориясынан психологиялық-педагогикалық, әдістемелік мәселелер туындайды. Бұл берілген теорияда оқытудың дәстүрлі түрімен ғана шектеліп қоймайды, үйрету программаларын жобалауда әдістемелік кұрал болып қалыптасады.
Белгілі теориялық тұжырымдарға сүйеніп, сондай-ақ педагогикалық принциптерді ескере отырып, компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық мәселелерін қарастыру қажет:
-компьютерлік окытудың тәрбиелеу, білім беру және дамытудың бірлігін қамтамасыз ету;
-оқушылардың шығармашылық қабілетін қалыптастыру мақсатында дербес және саралап оқытуды ұйымдастыру;
-оқу процесін жетілдіру.
Компьютерлік оқытуға қойылатын дидактикалық талаптарды айқындасақ, біздің ойымызша олар әрекет амалы және оқушылардың таным қызметі белсенділігі бағытында құрастырылуы қажет.
Белсенділік принципі саналылық принципімен тығыз байланысты. Сондықтан үйретуші программалардың кұрылымы әрекет туралы және пән бойынша программамен жұмыс істеуге қажетті білім беруді біртұтас нысаналы компонент болуы керек деп есептейміз.
Оқушылардың біліктілігі мен дағдысының ғылыми ізденісін қалыптастыру оқытудың ғылымилық принпципімен байланысты. Бұл принцип қазіргі ғылымдағы берік орныққан қағиданы зерттеуді талап етеді, оқу материалдарын таңдап алу мен оқыту әдістерін қалап алуға көмектеседі. Ғылымилық принцип негізінде компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына бірқатар талаптар қойылады. Біздің ойымызша оқыту жүйесі компьютер арқылы оқу материалын тиімді меңгертетін мазмұнда болуы қажет. Компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына қойылатын келесі талап қазіргі ғылыми мағлұматтар деңгейінде, ал, оқу материалын меңгерту танымның ғылыми әдістерімен барабар болуы тиіс (математикалық әдіс, жүйелілік талдау, модельдеу әдісі және т.б.).
Оқытушылық таным нақты фактілер мен құбылыстарды сезімдік қабылдаудан басталады. Бұл таным көзі ретінде заттар мен құбылыстардың өздеріне бет бұру мен байланысты. Ол оқытуды аңғарып қараудан бастауды талап етеді. Осыдан барып көрнекілік принципі шығады. Аталған принцип негізінде оқыту жүйелеріне мынандай талаптар қоюға болады:
-үйретуші программаларды жасағанда дидактикалық мақсаттарды орындай алатын модельді таңдап алу;
-процестерді бейнелегенде түстерді дұрыс таңдай білу;
-дыбысты, дыбыс сигналдарын жазу, оларды бейнелеу және т.б.
Білімнің жақсы меңгерілуі үшін, олар түсінікті, ретке келтірілген болуы керек және бұрынғы бар білім жүйесіне біртіндеп енгізілуі тиіс. Бұл жүйелілік принципінен көрініс табады.
Информатика курсының білім беру саласына пән ретінде енгізілуі оған қазіргі заманға сай және ғылыми түр береді, жүйелейді. Жүйелілік пен бір ізділік принципі үйретуші программаларға бірқатар талаптар қояды. Программаньщ мазмұнына арнайы әдіснамалық мағлұматтар енгізу, ғылыми құрылымы болуы, сондай-ақ белгілі ретпен пакеттер жасау қажет.
Компьютерлік оқыту жүйелері танымның жүйелі әдістерін оптимальды жүзеге асырады. Осыдан үйренушінің әрекетін құрайтын алгоритм материалды меңгеруді қажет ететін жүйелілік талдаудан құралатынын байқаймыз.
Біз оқу процесінің компьютерді қолданумен байланысты мәселелерін үш топқа бөлеміз: бірінші -оқыту теориясына, екінші - компьютерлік оқыту технологиясына, үшінші - үйренуші программаларды жобалауға қатысты.
Оқыту теориясы оқу қызметімен байланысты оқушылар мен үйренушілер қызметінің негізгі компоненттеріне, оқу қызметін басқару процесіне байланысты талдауларға сүйенеді.
Оқыту технологиясы оқыту теориясымен оның практикалық жүзеге асырылуының арасындағы байланысты бөлім. Үйретуші программаларды жобалау теория мен технологияның практикалық қолдану табуы болып табылады.
Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық жайы, ең алдымен, оқу мақсатына жетудің негізгі механизмнің қызметіне терең талдау жасап оқу процесінде заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің ерекшелігін ескере отырып, бұл заңдылықтарды қолдануды жан-жақты ойластырып жүзеге асыру керек.
Біз оқыту қызметін басқару деп қарастырамыз. Бұндай басқарудың негізгі құралы педагог тарапынан немесе оқыту құрылғысы тарапынан, ең алдымен, үйренушінің танымдық сферасына әсер етеді. Бұл әсер ең алдымен оқу мақсатының сәйкестігіне бағытталуы қажет.
Жаңа ақпараттық технологияның оку процесіне енгізілуі бұл жүйенің орнына "оқушы-оқытушы-компьютер" пайдаланғандықтан қалыптасқан психологиялық-педагогикалық әдістеріне өзгерістер енгізуді қажет етеді. Олай болса, жаңа жағдайдағы оқу-тәрбие процесін тиімді және мақсатына жете алатындай ету үшін бірқатар психологиялық-педагогикалық мәселелерді қайта құруға тура келеді. Осыған байланысты психологияның, педагогиканың және дидактиканың көптеген дәстүрлі қағидаларын қосымша зерттеу қажет болады.
Оқытуды компьютерлендіру кезінде күрделі операциялық құрылымды қалыптастыруда компьютер шешуші ықпал етеді. Іс-әрекетінің нәтижесінде алға қойған мақсатқа жетеді.
Оқу мақсатының ауқымы өте кең. Программалап оқыту идеясының кең таралуымен байланысты оқу мақсатын компьютерлендіруге қызығушылық арта түсті. Программалық оқытудың мақсаты оқуды бітіргеннен кейін меңгеруге тиісті біліктігіне назар аударуды қажет етеді.
Компьютерлік оқытудың бағдарламасын құрастырмастан бұрыш алдыға қойылатын міндеттер - оқушылардың өздері қойған мақсаттарын, оку мотивін ынталандыру.
Болашақта электрондық техника физикадан оқу жабдықтарының құрамына оқушылардың пәнге қызығушылығын арттырушы және оқытуды терең ынталандырушы құрал ретінде қосылады. Бұның бірінші себебі электрониканың кең таралуы, оның қазіргі әлемдегі мәнінің анықталуы және оқушылардың болашақ еңбек әрекеті информатика негіздерімен есептеуіш техникасы мативтеріне ұқсас мотивке сәйкес келуі оның тағы бір себебі. Информатика сабағында ЭЕМ-де жұмыс істегенде, оқушылардың алғашқы белсенділігі операционалдық мотиві арқылы жүзеге асырылады.
Ал физика сабағында, оқушылар электрондықтехникаға есеп шығару және іс-әрекет амалдарын сипаттаушы құрал ретіңде бағыт ұстайды, нәтижеде мотивтен мақсат туыңдайды.
Электрондық техника қандай да бір есепті шығару құралы болып қоймай, жай ғана қолданбалы құрылғы болуы мүмкін. Басқа мақсаты окушының танымдық-логикалық сферасында тұлға, оның қоршаған әлем туралы ұғымымен түсінікті, логикалық операциялар мен әдістерді, таным қызметі мен ителлектуальдық тәсілі мүмкіндік алады. Бұл мақсатқа электрондық техниканың физикалық негіздерін оқу арқылы, сондай-ақ адамды қоршаған ортадағы техниканың орнының бірегейлігін көрсету арқылы жетуге болады.
Компьютерлік оқыту жағдайында окушылардың белсенді шығармашылық іс-әрекеті жүзеге асады. Көптеген үйрету программалары окушылардың іздемпаздығына түрткі болады, сұрақтың шешімінен қателескен жағдайда компьютер бағыт-бағдар береді. Атап айтқанда, оқу мотиві мен оқушылардың таным қызметін қалыптастырудың тиімді жолдары проблемалық ситуация туғызумен байланысты.
Компьютерлендіру жағдайында проблемалық оқытудың психологиялық-педагогикалық заңдылықтары пайдалануы қажет, бұл зандылықтар үйретуші программаларын жасағаңда компьютердің көмегімен сәйкес келетін педагогикалық ситуацияларды қайталағанда сақталуы керек.
Осы мағынада біз компьютердің оқу үйрету әрекетін біртұтас деп қарастырамыз. Егер компьютер оқу әрекетінің құралы ретінде ғана пайдаланылса, онда ол "тұтынушы - ЭЕМ" схемасының аумағында болады. Компьютер оқу әрекетінің басқару функциясын атқарса, үйрету құралы ретінде қолдануды мойындағаны.
Электрондық есептеу техникаларын қолдану оны компьютерді оқыту құралы ретінде пайдалану мүмкіндіктерімен байланыстырады, компьютер оқу қондырғысы және білім берудің мазмұнды объектісінің бірі ретінде қарастырылады. Бірінші бағыты компьютер оқыту құралы ретінде - әртүрлі қиындықтағы үйретуші программалар арқылы, әсіресе, автоматтандырылған үйретуші жүйелерде жүзеге асырылады. Компьютердің оқу процесінде қолданыла бастауы, мектепте оқыту практикасының міндеттеріне әлеуметтік жағдайды модельдеуші және т.б. мәселелерді алып келді.
Дербес компьютерді алғаш жасаушылардың бірі Алан Кэй былай деп жазды: "Компьютерлі қолдану сауаттылығы - бұл есептеу процесінің мәнін жеткілікті түрде терең түсіну арқылы әртүрлі есептерді шығаруда ЭЕМ қолдана білу". Мысалы, компьютерлік модель арқылы жарықтың сынуын және толық шағылуын анықтау, әдеттегі (дәстүрлі) құралдар арқылы көрсетуден әлде қайда оңай.
Қазіргі дербес ЭЕМ-нің оргтехникалық мүмкіндіктері, оқушыларды жұмыс нәтижелерін кесте немесе график түрінде дисплей экранына немесе қағазға шығарып беруге мүмкіндік туғызады. ЭЕМ-ді программалық қамтамасыз етуде, құрамына кіретін көптеген мәтіндік және графикалық редакторлар бар. Әртүрлі алфавитік цифрлік мәліметтерді даярлауға, формулалары бар мәтінді жазуға, суреттерді, кесте түрінде берілген сандарды, диаграммаларды, графиктерді салуға ыңғайлы. Мектеп физикасы үшін, білім жүйесінің мазмұнын көрнекілік пен экспериментті өзара байланыстыру, олардың арасындағы байланысты, құбылыстардың заңдылықтарын және ұйымдарды ашып көрсету болып табылады.
Компьютерді мұғалім қосымша материалдар, әртүрлі анықтамалық мәліметтерден ақпараттар беру үшін көрнекі құрал ретінде пайдалана алады. Мұндай мәліметтерге физикалық формулалар, физикалық шамалардың өлшем бірліктері, графиктер, схемалар, иллюстрациялар, физикалық құбылыстардың динамикалық бейнесі, тәжірибеге арналған құрылғылардың тізімі аспаптардың сипаттамалары және т.б. жатқызуға болады. Басқаша айтқанда, мұғалім араласпай-ақ, оқушылар өздері меңгеруге тиісті ақпараттар беріледі.
Қазіргі компьютерлік оқыту құралдары оқу материалының сапасын жаңа деңгейге көтеретінін атап көрсетуге болады. Оқушылар демонстрация кезінде дисплей экранына параметрлік объектінің өзгерісінің сол немесе т.б. өзгерген операциясының нәтижелерін көре алады. Оқу қызметінде компьютердің рефлексивтік деңгейін жүзеге асыруды елестетсек, оның мүмкіндіктері ерекшеі үлкен. Компьютер кез келген ойдың өтімділігін, оқушылардың таңдап алған стратегиялық міндеттерінің күшті және әлсіз жақтарын көрсетіп бере алады.
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Iшкi жад. Екiлiк код. Ақпараттың өлшем бiрлiгi.
Компьютер aқпаратты арнайы құрылған ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
1.1 Компьютердің шығу тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Компьютердің даму кезеңдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Компьютердің ішкі және сыртқы құрылғылары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31
2.2 Дербес компьютердің негізгі және қосымша құрылғылары ... ... ... ... ...36
2.3 Компьютерге күтім жасау, және қауіпсіздік техникасы ... ... ... ... ... 51
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..55
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..58
Қосымша ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .59
Кіріспе
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылшынша: to compute, ағылшынша: computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер есептеу, есептегіш мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің латынша: computo — есептеймін сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. — есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі — дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер ХХ ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаған болатын.
Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.
Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді түсінбейді және өз бетінше ойламайды. Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.
Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.
Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілді.
Есептеуіш техника есептеу және мәліметтерді өңдеу процессінің маңызды компоненті болып табылады. Есептеуге арналған алғашқы құрал ретінде есептеу таяқшаларын атауға болады, бұл құрал қазіргі кезде де бастауыш сынып оқушыларын есепке үйрету үшін қолданылады. Даму жолында бұл құралдар күрделене түсті (мысалы, финикиялық саз фигуралары).
Уақыт өте келе, қарапайым құрылғылардан күрделі құралдар пайда бола бастады: абак, логарифмдік сызғыш, механикалық арифмометр, электронды компьютер. Алғашқы есептеуіш құрылғылардың қарапайымдылығына қарамастан, олармен жұмыс жасауға үйренген адам, қазіргі заманғы калькуляторларды пайдаланғаннан да жылдам есептер жүргізе алады. Әрине, қазіргі заманғы есептеуіш құрылғыларының жұмыс өнімділігі және есептеу жылдамдығы ең жылдам есептегіш адамның өзін шаң қаптырып кетеді.
1 Тарау. Компьютер туралы жалпы түсінік
Компьютердің шығу тарихы
Есептеуіш техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды. Алғашқы программалық басқарылатын есептеу машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы – ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғы, берілген программа бойынша есептеу барысын қадағалап отыратын басқару құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды.
Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды. Бэббидждің идеясы өз уақытынан озық еді. Оның машинасы өте күрделі құрылғы болғандықтан, ол кездегі техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Лавлейсті алғашқы программалаушы десе де болады. ХХ ғасырда электронды-есептеуіш машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына байланысты есептеуіш техника бұрын болмаған жылдамдықпен қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан.
І кезең (1945-1955 жылдар) ХХ ғасырдың бірінші жартысы радиотехниканың қарыштап дамыған кезеңі болатын.
Сол кездегі радиоқабылдағыштар электронды-вакуумды шамдармен жұмыс істейтін. Алғашқы электрондық-есептеуіш машиналарды құрастыру үшін осындай электронды-вакуумды шамдар қолданылды. Электронды шамдармен жұмыс істейтін алғашқы электронды есептеуіш машина 1946 жылы Америка Құрама Штаттарында құрастырылды. Дж. Моучли және П. Эккерт деген ғалымдардың басқаруымен құрастырылған бұл машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - Электронды санды интегратор және компьютер) деп аталды. ENIAC секундына 300 көбейту немесе 5000 қосу амалын орындай алатын.
Бұл сол кезге дейін қолданылып келген Mark-1 секілді механикалық және электронды-механикалық элементтермен жұмыс істейтін машиналардың жылдамдығымен салыстырғанда мыңдаған есе артық болатын. Американдық ғалым Джон Фон Нейман 1946 жылы жазған EDVAC машинасы туралы алдын-алабаяндамасында электронды-машиналарды құрастыру мен басқарудың жаңа принциптерін ұсынды. Осы принциптер негізінде 1949 жылы EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) машинасы құрастырылды. EDVAC-тың ENIAC-тан айырмашылығы – онда өңделетін барлық мәлімет ондық сандар түрінде емес екілік сандар түрінде кодталатын және есептеуге қажетті мәліметтер мен оны өңдеуге қажетті программа жадтың бір жерінде сақталатын. Біздің елімізде алғашқы ЭЕМ-дер 1951 жылы - МЭСМ (Малая электронная счетная машина) және 1952 жылдары - БЭСМ (Большая электронная счетная машина) пайда болды.
Бұл екі машинаны да КСРО-ның көрнекті ғалымы Сергей Алексеевич Лебедев құрастырды. БЭСМ сериясының компьютерлері сол кездегі ең қуатты компьютерлердің қатарында болатын. Бірінші кезеңнің электронды-есептеуіш машиналары он мыңдаған электронды шамдардан тұратын. Сондықтан олар жүздеген киловатт электр энергиясын пайдаланып, жүздеген шаршы метр жер аумағын алып жатты. Салмағы бірнеше тоннаға дейін жететін. Ал олардың жылдамдығы секундына 20 мың операциядан аспайтын. Бұндай машиналарға программаларді енгізу үшін перфокарталар мен перфоленталар қолданылды.
Бұл компьютерлер тек инженерлік және ғылыми есептеулер жүргізу үшін қолданылды. Бұл машиналарға қажетті программалар машиналық командалар тілінде жазылатын. Бұл өте қиын іс болғандықтан программалауға таңдаулы мамандар ғана алынып оқытылатын. ІІ кезең (1955-1965 жылдар) Электронды шамдардан тұратын бірінші кезеңнің электронды-есептеуіш машиналары 50-жылдардың соңына дейін қолданылып келді. 1959 жылдан бастап жартылай өткізгіш транзисторлардан тұратын ЭЕМ-дер дүниеге келді. Транзисторлар электронды шамдармен салыстырғанда әлдеқайда сенімді болатын, олар электр энергиясын көп пайдаланбайтын және орынды көп алмайтын. Ал бұндай элементтерден жасалған компьютердердің жылдамдығы секундына 200 мың операцияға дейін артып, ішкі жадының көлемі де бірінші кезеңнің компьютерлерімен салыстырғанда жүздеген есе көбейді.
Бұл компьютерлердің жадындағы барлық мәліметті сақтау үшін магниттік дискілер мен магниттік ленталар қолданыла бастады. Осы кезеңнен бастап Фортран, Алгол секілді алғашқы программалау тілдері пайда болып, программалау тілдері әлдеқайда түсінікті, қарапайым және қолайлы бола бастады. ІІІ кезең (1965-1980 жылдар) 1958 жылы америкалық мамандар өте күрделі технологияны қолдана отырып ауданы 1 см-ден аспайтын жіңішке пластинаға ондаған, кейін жүздеген электронды схемаларды орналастыруды үйренді. Бұларды интегралды схемалар (ИС) деп атады. Интегралды схемалардың пайда болуы компьютерлік техниканың дамуына үлкен әсерін тигізді. Интегралды схемалар компьютерлердің жылдамдығын айтарлықтай арттырды (секундына 1 млн операциядан жоғары), оперативті жадының да көлемі жүздеген мың байтпен өлшенетін болды, компьютерде бір мезгілде бірнеше жұмыс атқару мүмкіндігі пайда болды. Осы кезеңнен бастап ЭЕМ-дерді қолдану аясы да артты.
Бұрынғы ЭЕМ-дер тек күрделі инженерлік есептеулер үшін және соғыстық мақсатта қолданылса, ендігі компьютерлер өндірістің барлық саласында: зауыттарда, білім беру мекемелерінде, денсаулық сақтау саласында т.б жерлерде қолданыла бастады. Паскаль, Си, Бейсик секілді жоғары дәрежелі программалау тілдері осы кезеңде пайда болды. Программалау ісі білім беру мекемелерінде кеңінен оқытыла бастады. Алғашқы мәліметтер базасы, жасанды интеллект жүйелері, автоматтандырылған жобалау жүйелері т.б. пайда болды. IV кезең (1980 жылдан бері қарай) Өткен ғасырдың 70-жылдары мини-ЭЕМ-дер жедел дами бастады. Бұл компьютерлер үлкен ЭЕМ-дерге қарағанда көлемі шағын және бағасы арзан болатын. 1971 жылы американдық Intel фирмасы өзінің микропроцессорды ойлап тапқанын мәлімдеді.
Микропроцессор - бір пластинада миллиондаған электронды схемаларды өзара байланыстыратын үлкен интегралды схемалардан жасалды. Микропроцессор компьютерлердің жылдамдығын секундына бірнеше миллиард операцияға дейін арттырды. Микропроцессорды енгізу-шығару, сыртқы есте сақтау құрылғыларымен байланыстырудың нәтижесінде компьютерлердің жаңа түрі – микро-ЭЕМ-дер дүниеге келді. Үлкен интегралды схемалармен немесе микропроцессормен жұмыс жасайтын қазіргі компьютерлер ЭЕМ-дердің IV кезеңіне жатады. Қазіргі ЭЕМ-дердің ең көп таралған түрі - дербес компьютерлер болып есептеледі.
Алғашқы дербес компьютер 1976 жылы пайда болды. Apple-1 деп аталған бұл компьютерді американдық Стив Джобс пен Стив Возняк ойлап тапты.
Қазіргі дербес компьютерлер дисплей, жүйелік блок, пернетақта секілді көптеген құрылғылардын тұрады және алғашқы пайда болған дербес компьютерлерге мүлдем ұқсамайды десе де болады. Қазіргі дербес компьютерлердің жұмыс істеу жылдамдығы да осыдан отыз жыл бұрынғы компьютерлермен салыстырғанда мыңдаған есе артты. Егер 1977 жылы пайда болған Apple-2 компьютеріндегі микропроцессордың тактілік жиілігі 1 МГц болса (1 МГц – секундына 1 миллион операция орындайды деген сөз) қазіргі компьютерлерде қолданылатын Pentium-4 микропроцессорларының тактілік жиілігі 3,4 ГГц-ке дейін жетеді.
Қазіргі компьютерлердің программалық жабдықтамалары қолданушыларға программалау тілдерін білмей-ақ олармен (компьютерлермен) жеңіл қарым-қатынас жасауға мүмкіндік береді. Бұны Windows, Macintosh OS секілді танымал операциялық жүйелердің пайда болуымен байланыстыруға болады. Қазір әлемде дербес компьютерлердің жылына миллиондаған данасы сатылады. V-кезең V кезеңнің ЭЕМ-дері деп жақын болашақта пайда болатын компьютерлерді айтуға болады.
Ғалымдар болашақтың компьютерлері бүгінгі компьютерлермен салыстырғанда әлдеқайда қуатты, қолданыста ыңғайлы және интеллектуалдық қабілеті өте жоғары болады деп болжамдайды. Бұл компьютерлерге барлық мәліметті қазіргідей пернетақтамен емес, дауыстап командалар беру арқылы енгізіп, олардың адам секілді машиналық көру, есту, иіс сезу қабілеті болады деп болжамдалуда.
Компьютердің жұмыс істеу негіздерін зерттеуде алдын ала, компьютердің даму тарыхынан бастаған дұрыс деп ойлаймын. Өйткені, компьютердің даму тарихы, оқушыларды тек ғана қызықтырып қоймай, оның бізге қанша ғасырлар және қандай ғалымдардың еңбегімен келгенін біледі.
Есептеу құрылғылары пайда болмай тұрып адамдар әртүрлі есептеуді жүргізу мүмкіндіктерін іздеді. Бұл үшін олар қол саусақтарын, тастарды, ағаш таяқшаларды пайдаланды. Олар тастарды үйіп немесе қатарлап тізіп есептеулер жүргізді. Заттардың саны жерге сызған сызықшалармен, ағаш таяқшалардан жасалған кертіктермен немесе жіптерге түйілген түйіншектермен есептелді.
Ең ерте заманғы және бәрімізге белгілі есептеу құралдары есепшот болып табылады. Есепшоттың пайда болған уақытын осы кезге дейін ешкім айта алмайды. Деректерге қарағанда есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс Еуропалықтар "Абақ" деп, қытайлықтар "Сунпан", жапондықтар "Серобян" деп атаған. Бұл құралдар мен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарды жылжыту арқылы жүргізілген. Оның өзгертілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. Есепшот Ресейде ХVІ-ХVІІ ғасырларда пайда болған.
XVI ғасырдың басында Шотландиялық математик Джон Непер "логарифм" түсінігін енгізді және өзінің логарифм кестесін жариялады. Екі ғасыр бойы әр елдің оқымыстылары логарифм функциясының негізінде жасалған есептеу құралын жетілдірумен шұғылданды. Тек 1761 жылы ғана ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар новигациялық есептеулер жүргізуге арналған лоғарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын.
1642 жылы француз математигі Блез Паскаль бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды.
Паскальдің машинасында көп мәнді сандарды қосу мүмкін болды.
1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасы - арифмометрді құрастырды. Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті .
Есептеуіш техникалардың қарқынды дамуы XIX ғасырдан басталынды.
"Адамсыз есептеулер автоматының" авторы Чарлз Бәббидж еді, оның қазіргі компьютердің атасы деп атайды.
1833 жылы ол бағдарлама арқылы басқарылатын "Аналитикалық машина" жобасын жасады. Деректерді енгізу мен олардың құрылғылары болды. Басқару бағдарламасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды.
Дүние жүзі бойынша алғашқы 1846 жылы Бәббидж машинасына бағдарлама жазған Ада Лавлейс бірінші бағдарламашы деп саналады.
XIX ғасырдың соңында американдық Герман Холлерит есепші-перфорациялық машинаны құрастырды. Перфокарталар бағдарламаны көрсету үшін емес, сандық аппараттарды сақтау үшін қолданылды. Ол 1880 жылы АҚІП-та жүргізілген халық санағының құжаттарын санауға пайдаланылды.
Өз машинасының көмегімен Холлерит көп адамдар жеті жыл бойы есептейтін есептеулерді жасап шығаратын фирманың негізін қалайды, кейін дүние жүзінде әйгілі компьютер шығаратын
ІВМ фирмасына айналды. 1944 жылы американ математигі Говард Айкен "Говард" университетінде бағдарламамен басқарылатын, релелік және механикалық әлементтерге негізделген "МАРК-1" автоматты есептеуіш машинасын құрастырды.
Нөлдік буын.
б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғашқы есептегіштер — абак пайда болды.
б.э.д. 500 жыл — Қытайда абактың жаңа нұсқасы пайда болды.
1492 жыл — Леонардо да Винчи өзінің бір күнделігінде он тісті сақиналары бар 13-разрядты есептегіш құрылғының сызбасын көрсеткен. Бұл сызбалар негізінде жұмыс жасайтын құрылғы ХХ ғасырда ғана жасалғанымен Леонардо да Винчи жобасының дұрыстығы расталды.
1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақиналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын құрылғы жасап шығарды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қайта жасалып, дұрыс жұмыс жасайтындығын көрсетті.
1630 жыл — Ричард Деламейн шеңберлік логарифмдік сызғыш жасады.
1642 жыл — Блез Паскаль Паскалин — алғашқы нақты жүзеге асырылған және кең танылған цифрлық есептеуіш құрылғыны ұсынды. Құрылғы прототипі бес разрядты ондық сандарды қосып және азайта алатын еді. Паскаль бұндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соңғы үлгілері сегіз разрядты сандармен де жұмыс жасай алатын еді.
1673 жыл — көрнекті неміс философы және математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жүйесінің көмегімен көбейту, бөлу, қосу және азайтуды орындай алатын еді.
Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қалады.
1723 жыл — неміс математигі және астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұмыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды көбейту кезінде бүтін бөлігін және тізбектелген қосу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қатар бұл машина енгізілген мәліметтерді енгізудің дұрыстығын тексере алатын еді.
1786 жыл — неміс әскери инженері Иоганн Мюллер айырмалық машина идеясын ұсынды — бұл машина айырмалық әдіспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доңғалақтары негізінде жасалған бұл машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғанымен, 14-разрядты сандармен негізгі төрт арифметикалық амалды орындай алатын еді.
1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағдарлама арқылы басқарылатын тігін станогын құрды, оның жұмысы перфокарталар жиыны көмегімен көрсетілетін еді.
1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғаш рет өндірістік жағдайда шығарды.
1822 жыл — ағылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты түрде құруға арналған арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жүзінде жасап көрсете алмады.
1855 жыл — Стокгольм қаласында ағайынды Георг және Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұмыстарының негізінде алғашқы айырмалық машина жасады.
1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондықтарды үзіліссіз тасымалдайтын қосқыш аппарат құрды. Бұл ғалым 1881 жылы осы машинаға көбейту және бөлуге арнап қосымша бөліктер жасады.
1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жүйе (Холлерит табуляторын) жасап шығарды, бұл жүйе 1890 және 1900 жылдары АҚШ-тағы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағында қолданылды.
1912 жыл — орыс ғалымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қарапайым дифференциалдық теңдеулерді интеграциялауға арналған машина жасалды.
1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығарылды.
1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе өзінің алғашқы есептеуіш машинасын жасап, оған Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұл толықтай механикалық, бағдарламаланатын цифрлық машина еді. Бұл үлгі іс жүзінде қолданылмады. Оның қалпына келтірілген нұсқасы Берлиндегі неміс техникалық мұражайында сақталған. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауға кірісіп кетті.
1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұл машина қазіргі заманғы компьютердің барлық қасиеттерін ие болатын.
1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов және оның аспиранты Клиффорд Берри АҚШ-тағы алғашқы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұл машина толықтай аяқталмағанымен (Атанасов әскерге кетті), тарихшылардың айтуына қарағанда, американ ғалымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығаруыны көп әсерін тигізді.
1943 жылдың басында алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұл машина АҚШ әскери-әуе күштерінің күрделі баллистикалық есептерін шығаруға арналған еді.
1943 жылдың соңында арнайы мақсаттарда қолданылатын ағылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның құпия кодтарын шешумен айналысты.
1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығарды.
1946 жылы алғашқы әмбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығарылды.
Кеңес Одағында алғашқы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығымен 1950 жылы жасалды.
1.2 Компьютердің даму кезеңдері
Компьютер техникасының экспоненциалды дамуы.
Егер есептеуіш құрылғылардың 1900 жылдан бастап даму тарихына көз жүгіртетін болсақ, машиналардың жұмыс өнімділігі әрбір 18-24 айда екі есеге өсіп отырғанын байқаймыз. Бұл ерекшелікті алғаш рет 1965 жылы Intel компаниясының басшыларының бірі Гордон Е. Мур сипаттаған болатын. Компьютерлер көлеміні кішірею процессі де осындай жылдамдықпен жүріп келеді. Алғашқы электрондық есептеуіш машиналар көптеген тонна салмағы бар, бірнеше бөлмеде орналасқан үлкен құрылғылар болатын. Олардың қымбат екені сонша, оларды тек үкіметтер мен үлкен зерттеу ұйымдары ғана пайдалана алатын еді. Олармен салыстырғанда, қазіргі заманғы компьютерлер біршама қуатты, кішкентай және арзан болып табылады.
Қолданылуы бойынша бөлу.
Калькулятор
Консольдық компьютер
Миникомпьютер
Мэйнфрейм
Дербес компьютер
Ойын консолі
Қалталық дербес компьютер
Жұмыс станциясы
Ноутбук (Лэптоп)
Сервер
Суперкомпьютер
Физикалық жүзеге асыру.
Компьютерлерді жіктеу үшін оларды құру кезінде қолданылған технологияларды пайдалануға болады. Бастапқыда компьютерлер толықтай механикалық жүйе болғандығы белгілі. Соған қарамастан, ХХ ғасырдың 30-жылдары телекоммуникациялық өндіріс электромеханикалық компоненттерді ұсынды, ал 40-жылдары вакуумдық электрондық лампалар негізінде құрылған толықтай электрондық компьютерлер жасалды. 50-60-жылдары лампалардың орнына транзисторлар келді, ал 70-жылдардың басында — қазіргі кезге дейін қолданылатын интегралдық жүйелер (кремний чиптері) пайдаланыла бастады.
Бұл тізім толық деп айта алмаймыз; ол тек есептеуіш техниканың негізгі даму тенденциясын ғана көрсетеді. Әр кезеңдерде көптеген түрлі технологиялар қолданылған болатын. Мысалы, гидравликалық және пневматикалық компьютерлерді жасау мүмкіндігі қарастырылған, ал 1903-1909 жылдары Перси И. Луджет атты өнертапқыш тігін механизмінің негізінде жұмыс жасайтын аналитикалық машина жобасын құрған болатын.
Қазіргі кезде оптикалық компьютерлердің жобасы жасалуда. Бұл компьютерлер электр сигналдарының орнына жарық сигналдарын қолданады. Басқа бағыт бойынша молекулярлық иология және ДНҚ зерттеулерінің жетістіктерін қолдану қажет. Ақыр аяғында, есептеуіш техника саласындағы өте үлкен өзгерістерге әкелуі мүмкін тәсілдердің бірі кванттық компьютерлерді жасауға негізделген.
Кванттық компьютер
Механикалық компьютер
Оптикалық компьютер
Пневматикалық компьютер
Электрондық компьютер
Цифрлық немесе аналогтық.
Комьютерді құру кезінде, оның цифрлық немесе аналогтық жүйе болатынын анықтап алу керек. Егер цифрлық компьютерлер дискретті сандық және таңбалық айнымалылармен жұмыс жасайтын болса, аналогтық компьютерлер келіп түсетін мәліметтер ағынын үзіліссіз өңдеуге арналған.
Қазір цифрлық компьютерлер кеңінен қолданылады, бірақ аналогтық компьютерлер де кейбір арнайы мақсаттарда қолданылады. Бұл жерде импульстік немесе кванттық есептеулер туралы айтпай отырған себебіміз — олар арнайы салаларда ғана қолданылады, немесе әзірге тек тәжірибе жүзінде қолданылады.
Аналогтық компьютерлер: логарифдік сызғыш, астролябия, осциллограф, теледидар, аналогтық дыбыстық процессор, автопилот, ми.
Ең қарапайым дискретті есептегіштер ретінде абакты айтсақ, ең күрделісі суперкомпьютер болып табылады.
Екілік, ондық немесе үштік есептеуіш техника.
Есептеуіш техниканың дамуындағы маңызды қадам ретінде сандардың ішкі көрсетілімінің екілік жүйеге ауысуын айтуға болады. Бұл қадам есептеуіш техникалардың және перифериялық құрылғылардың құрылыстарын біршама қарапайым етті. Екілік жүйесін қолдану арифметикалық функцияларды және логикалық амалдарды орындауды жеңілдетті.
Соған қарамастан, екілік логикаға өту процессі бір мезетте бола қойған жоқ. Көптеген ғалымдар компьютерді адамға ыңғайлы ондық санау жүйесінде жасап шығаруға тырысты. Басқа да тәсілдер қолданылды. Мысалы, кеңестік машиналардың бірі үштік жүйе негізінде жұмыс жасады, кей жағдайларда үштік жүйенің екілік жүйеден артықшылықтары бар еді (үштік Сетунь компьютерінің жобасын кеңес ғалымы Н.П.Брусенцов жасап шығарды)
Ондық санақ жүйесі негізіндегі компьютер ретінде алғашқы американдық есептеуіш машина — Марк I машинасын атауға болады.
Толықтай алғанда, мәліметтерді ішкі көрсету жүйесін таңдау компьютер жұмысының негізгі принциптерін өзгертпейді — кез-келген компьютер басқа жүйедегі компьютер жүйесін эмуляциялай алады.
Мүмкіндігі бойынша бөлу.
Есептеуіш техникаларды жіктеудің тәсілдерінің бірі ретінде олардың қабілеттерін анықтауды атауға болады. Барлық есептеуіш машиналар, келесі үш типтің біреуіне жатқызылуы мүмкін:
бір қызметті ғана орындайтын арнайы құрылғылар;
аз ғана қызмет орындай алатын құрылғылар;
қазіргі кезде қолданылатын жалпы мақсаттағы құрылғылар. Компьютер деп, осы үшінші тип машиналарын атайды.
Қазіргі заманғы жалпы мақсаттағы компьютер.
Қазіргі заманғы компьютерлерді қарастырған кезде, олардың бұрынғы есептеуіш машиналардан бір маңызды ерекшелігін байқаймыз: қажетті бағдарламаларды қолдану арқылы кез-келген компьютер басқа бір компьютердің әрекеттерін орындай алады (әрине, бұл мүмкіндік мәліметтерді сақтау құрылғыларының сыйымдылығымен және жылдамдықпен шектеледі). Осылайша, қазіргі заманғы компьютерлер болашақта құрылатын кез-келген есептеуіш техниканың жұмысын эмуляциялай алады деп есептеледі. Бұл қабілет арқылы жалпы мақсаттағы компьютерлерді және арнайы мақсаттағы құрылғыларды ажыратуға болады.
Компьютерлердің қолданылуы.
Алғашқы компьютерлер тек қана есептеулер үшін қолданылған болатын ("компьютер" және "ЭЕМ" терминдерінің шығу тегі де осыған байланысты). Ең қарапайым деген компьютерлердің өзі бұл салада адамдардан асып түседі. Ең алғашқы шыққан бағдарламалау тілі - Фортран тілі де осы себепті тек қана есептеулер шығаруға арналған болатын.
Екінші жолы - мәліметтер базасы үшін. Бірінші кезекте бұлар үкіметтерге және банктерге қажет болатын. Мәліметтер базасын басқару үшін күрделі компьютерлер және ақпаратты енгізу-шығару, сақтауға қажетті күрделі жүйелер қажет болды. Осы мақсаттарда Кобол тілі пайда болды. Кейінірек пайда болған мәліметтер базасын басқару жүйелерінің өз бағдарламалау тілдері бар болатын.
Үшінші жолы - әр түрлі құрылғылармен бірге қолдану. Даму жолы арнайы мамандандырылған (көп жағдайда аналогтық) құрылғылардан стандартты компьютерлік жүйеге дейін болды. Сонымен қатар, күн өткен сайын, техниканың көп бөлігі компьютерден тұратын болды.
Ақырында, компьютерлер кеңседе де, үйде де негізгі ақпараттық құрал ретінде пайдаланыла бастады. Яғни, ақпаратпен орындалатын кез-келген жұмыс (мәтінді енгізу, фильм қарау) компьютер көмегімен жүзеге асырылатын болды. Осы тұжырымды ақпаратты сақтауға да, тасымалдауға да байланысты айтуға болады.
Компьютерлер қолданылатын салалардың ішіндегі ең күрделі, ең аз дамыған саласы жасанды интеллект - компьютерлерді белгілі бір алгоритм жоқ жерде пайдалану болып табылады. Бұл салаға мысал ретінде мәтінді аудару, эксперттің жүйелерді айтуға болады.
Есептеуіш техниканың даму тарихы. Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып табылады. Кейбір деректерге сүйенсек,есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-Еуропалықтар абак деп, қытайлықтар суан-пан, жапондықтар серобян деп атаған. Бұл құралмен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл сүйегінен, түрлі түсті шынылардан, қоладан жасалды.
Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне дейін пайдаланылып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. XVII ғасырдың басында шотландиялық математик Джон Непер логарифм түсінігін енгізді және логарифм кестесін жариялады. Ал 1761 жылы ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар навигациялық есептеулер жүргізуге арналған логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар оларды қолданудан ығыстырды. 1642 жылы француз математигі Блез Паскаль он тоғыз жасында дүние жүзінде бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды.
Паскальдың машинасында көпорынды сандарды қосу мүмкін болды.
1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасын – арифмометрді құрастырды. Дөңгелектің орнына мұнда цифрлар жазылған цилиндр қолданылды. Бұл құрал күрделі қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар, сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр бірнеше рет жетілдірілді Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті. Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькуляторлардың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым калькулятор есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда есептеуде адамның өзі әрекеттер тізбегін анықтап басқарады.
Электронды есептеуіш машиналар
XX ғасырдың І-ші жартысында радиотехника қарқынды дамыды.
Электрондық шамдар алғашқы электрондық есептеуіш машиналардың техникалық негізі болды. Бірінші электрондық есептеуіш машина 1946 жылы Пинсельван университетінде жасалды, оны ЕМАС деп атады.
ЕМАС-тың конструкторлары - Дж.Моучлимен Дж. Эккерт. ЕМАС -тың салмағы 30 т. Және оның 18 мың электрондық шамдары болды, ол бір секундта 5 мың қосу, азайту амалдарын, 300 көбейту амалын орындай алды.
Алғашқы ЭЕМ-дер тек бір данадан болды. Дамыған елдерде ЭЕМ-нің сериялық шығарылуы 1950 жылдары басталады.
Бұрыңғы Кеңестер Одағында бірінші ЭЕМ 1947-1948 жылдары академик Сергей Алексеевич Лебедевтың басшыльпымен жасалды, оны МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) пайдалануға енгізілді.
ЭЕМ-нің дамуын бірнеше буындарға бөліп көрейік.
•Электрондық шамдар пайдаланылған ЕМАС және барлық басқа ЭЕМ-дер - ЭЕМ-нің бірінші буынына жатады (1940-1955 жылдар).
•1955 жылдардан бастап келесі, екінші буындағы ЭЕМ-дер пайда бола бастады. Оларда электрондық шамдардың орнына жартылай өткізгіштер - транзисторлар пайдаланылды. Олар секундына бірнеше 10 мыңдаған операцияларға жетті. Бағдарламалау тілдері Фортран, Алгол, Кобол қолданыла бастады.
•Интегралды схема негізінде құрастырылған ЭЕМ-дер бұл үшінші буындағы ЭЕМ-дер. Есте сақтау құрылғыларының жаңа түрі магниттік-дискілер пайда бола бастады. 1971 жылы АҚШ-тың "ИНТЕЛ" фирмасы компьютердің фирмасы компьютердің негізгі бөлігі - процессордың жұмысын орындауға қабілетті, өте үлкен интегралдық схеманы алғашқы микропроцессорды жасады. Ол ДК деп атады.
•Қазіргі кездегі ЭЕМ-дер бұл төртінші буындағы ЭЕМ-дер 1980 жылдан бастап АҚШ-тың ІВМ фирмасы ДК шығару бойынша дүниежүзілік нарықта жетекші болып саналады. Ал, 1990 жылдан бастап Аррlе Соrparatiоn фирмасының Масіntosh маркалы компьютері көпшілікке таныла бастады.
Компьютерді қолданудың негізгі мәселелері
Қоғамда информатикаландыру, есептеу техникасы құралдарының кеңінен таралуымен байланысты, оқу процесін ұйымдастыруға, сол сияқты білім берудің мазмұнын өзгертуге де елеулі ықпал етеді.
Дербес ЭЕМ-ді оқу процесінде барлық пәндерде техникалық оқу кұралы ретінде пайдалану білім беру мазмұнына ықпал етуімен байланысты.
Компьютердің мүмкіндіктерін ескере отырып, оқьпу мәселелеріне талдау жасасақ, психологияның, педагогиканың іргелі оқыту теориясынан психологиялық-педагогикалық, әдістемелік мәселелер туындайды. Бұл берілген теорияда оқытудың дәстүрлі түрімен ғана шектеліп қоймайды, үйрету программаларын жобалауда әдістемелік кұрал болып қалыптасады.
Белгілі теориялық тұжырымдарға сүйеніп, сондай-ақ педагогикалық принциптерді ескере отырып, компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық мәселелерін қарастыру қажет:
-компьютерлік окытудың тәрбиелеу, білім беру және дамытудың бірлігін қамтамасыз ету;
-оқушылардың шығармашылық қабілетін қалыптастыру мақсатында дербес және саралап оқытуды ұйымдастыру;
-оқу процесін жетілдіру.
Компьютерлік оқытуға қойылатын дидактикалық талаптарды айқындасақ, біздің ойымызша олар әрекет амалы және оқушылардың таным қызметі белсенділігі бағытында құрастырылуы қажет.
Белсенділік принципі саналылық принципімен тығыз байланысты. Сондықтан үйретуші программалардың кұрылымы әрекет туралы және пән бойынша программамен жұмыс істеуге қажетті білім беруді біртұтас нысаналы компонент болуы керек деп есептейміз.
Оқушылардың біліктілігі мен дағдысының ғылыми ізденісін қалыптастыру оқытудың ғылымилық принпципімен байланысты. Бұл принцип қазіргі ғылымдағы берік орныққан қағиданы зерттеуді талап етеді, оқу материалдарын таңдап алу мен оқыту әдістерін қалап алуға көмектеседі. Ғылымилық принцип негізінде компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына бірқатар талаптар қойылады. Біздің ойымызша оқыту жүйесі компьютер арқылы оқу материалын тиімді меңгертетін мазмұнда болуы қажет. Компьютерлік оқыту жүйесінің мазмұнына қойылатын келесі талап қазіргі ғылыми мағлұматтар деңгейінде, ал, оқу материалын меңгерту танымның ғылыми әдістерімен барабар болуы тиіс (математикалық әдіс, жүйелілік талдау, модельдеу әдісі және т.б.).
Оқытушылық таным нақты фактілер мен құбылыстарды сезімдік қабылдаудан басталады. Бұл таным көзі ретінде заттар мен құбылыстардың өздеріне бет бұру мен байланысты. Ол оқытуды аңғарып қараудан бастауды талап етеді. Осыдан барып көрнекілік принципі шығады. Аталған принцип негізінде оқыту жүйелеріне мынандай талаптар қоюға болады:
-үйретуші программаларды жасағанда дидактикалық мақсаттарды орындай алатын модельді таңдап алу;
-процестерді бейнелегенде түстерді дұрыс таңдай білу;
-дыбысты, дыбыс сигналдарын жазу, оларды бейнелеу және т.б.
Білімнің жақсы меңгерілуі үшін, олар түсінікті, ретке келтірілген болуы керек және бұрынғы бар білім жүйесіне біртіндеп енгізілуі тиіс. Бұл жүйелілік принципінен көрініс табады.
Информатика курсының білім беру саласына пән ретінде енгізілуі оған қазіргі заманға сай және ғылыми түр береді, жүйелейді. Жүйелілік пен бір ізділік принципі үйретуші программаларға бірқатар талаптар қояды. Программаньщ мазмұнына арнайы әдіснамалық мағлұматтар енгізу, ғылыми құрылымы болуы, сондай-ақ белгілі ретпен пакеттер жасау қажет.
Компьютерлік оқыту жүйелері танымның жүйелі әдістерін оптимальды жүзеге асырады. Осыдан үйренушінің әрекетін құрайтын алгоритм материалды меңгеруді қажет ететін жүйелілік талдаудан құралатынын байқаймыз.
Біз оқу процесінің компьютерді қолданумен байланысты мәселелерін үш топқа бөлеміз: бірінші -оқыту теориясына, екінші - компьютерлік оқыту технологиясына, үшінші - үйренуші программаларды жобалауға қатысты.
Оқыту теориясы оқу қызметімен байланысты оқушылар мен үйренушілер қызметінің негізгі компоненттеріне, оқу қызметін басқару процесіне байланысты талдауларға сүйенеді.
Оқыту технологиясы оқыту теориясымен оның практикалық жүзеге асырылуының арасындағы байланысты бөлім. Үйретуші программаларды жобалау теория мен технологияның практикалық қолдану табуы болып табылады.
Компьютерлік оқытудың психологиялық-педагогикалық жайы, ең алдымен, оқу мақсатына жетудің негізгі механизмнің қызметіне терең талдау жасап оқу процесінде заңдылықтарды пайдалана білу. Компьютерлендірудің ерекшелігін ескере отырып, бұл заңдылықтарды қолдануды жан-жақты ойластырып жүзеге асыру керек.
Біз оқыту қызметін басқару деп қарастырамыз. Бұндай басқарудың негізгі құралы педагог тарапынан немесе оқыту құрылғысы тарапынан, ең алдымен, үйренушінің танымдық сферасына әсер етеді. Бұл әсер ең алдымен оқу мақсатының сәйкестігіне бағытталуы қажет.
Жаңа ақпараттық технологияның оку процесіне енгізілуі бұл жүйенің орнына "оқушы-оқытушы-компьютер" пайдаланғандықтан қалыптасқан психологиялық-педагогикалық әдістеріне өзгерістер енгізуді қажет етеді. Олай болса, жаңа жағдайдағы оқу-тәрбие процесін тиімді және мақсатына жете алатындай ету үшін бірқатар психологиялық-педагогикалық мәселелерді қайта құруға тура келеді. Осыған байланысты психологияның, педагогиканың және дидактиканың көптеген дәстүрлі қағидаларын қосымша зерттеу қажет болады.
Оқытуды компьютерлендіру кезінде күрделі операциялық құрылымды қалыптастыруда компьютер шешуші ықпал етеді. Іс-әрекетінің нәтижесінде алға қойған мақсатқа жетеді.
Оқу мақсатының ауқымы өте кең. Программалап оқыту идеясының кең таралуымен байланысты оқу мақсатын компьютерлендіруге қызығушылық арта түсті. Программалық оқытудың мақсаты оқуды бітіргеннен кейін меңгеруге тиісті біліктігіне назар аударуды қажет етеді.
Компьютерлік оқытудың бағдарламасын құрастырмастан бұрыш алдыға қойылатын міндеттер - оқушылардың өздері қойған мақсаттарын, оку мотивін ынталандыру.
Болашақта электрондық техника физикадан оқу жабдықтарының құрамына оқушылардың пәнге қызығушылығын арттырушы және оқытуды терең ынталандырушы құрал ретінде қосылады. Бұның бірінші себебі электрониканың кең таралуы, оның қазіргі әлемдегі мәнінің анықталуы және оқушылардың болашақ еңбек әрекеті информатика негіздерімен есептеуіш техникасы мативтеріне ұқсас мотивке сәйкес келуі оның тағы бір себебі. Информатика сабағында ЭЕМ-де жұмыс істегенде, оқушылардың алғашқы белсенділігі операционалдық мотиві арқылы жүзеге асырылады.
Ал физика сабағында, оқушылар электрондықтехникаға есеп шығару және іс-әрекет амалдарын сипаттаушы құрал ретіңде бағыт ұстайды, нәтижеде мотивтен мақсат туыңдайды.
Электрондық техника қандай да бір есепті шығару құралы болып қоймай, жай ғана қолданбалы құрылғы болуы мүмкін. Басқа мақсаты окушының танымдық-логикалық сферасында тұлға, оның қоршаған әлем туралы ұғымымен түсінікті, логикалық операциялар мен әдістерді, таным қызметі мен ителлектуальдық тәсілі мүмкіндік алады. Бұл мақсатқа электрондық техниканың физикалық негіздерін оқу арқылы, сондай-ақ адамды қоршаған ортадағы техниканың орнының бірегейлігін көрсету арқылы жетуге болады.
Компьютерлік оқыту жағдайында окушылардың белсенді шығармашылық іс-әрекеті жүзеге асады. Көптеген үйрету программалары окушылардың іздемпаздығына түрткі болады, сұрақтың шешімінен қателескен жағдайда компьютер бағыт-бағдар береді. Атап айтқанда, оқу мотиві мен оқушылардың таным қызметін қалыптастырудың тиімді жолдары проблемалық ситуация туғызумен байланысты.
Компьютерлендіру жағдайында проблемалық оқытудың психологиялық-педагогикалық заңдылықтары пайдалануы қажет, бұл зандылықтар үйретуші программаларын жасағаңда компьютердің көмегімен сәйкес келетін педагогикалық ситуацияларды қайталағанда сақталуы керек.
Осы мағынада біз компьютердің оқу үйрету әрекетін біртұтас деп қарастырамыз. Егер компьютер оқу әрекетінің құралы ретінде ғана пайдаланылса, онда ол "тұтынушы - ЭЕМ" схемасының аумағында болады. Компьютер оқу әрекетінің басқару функциясын атқарса, үйрету құралы ретінде қолдануды мойындағаны.
Электрондық есептеу техникаларын қолдану оны компьютерді оқыту құралы ретінде пайдалану мүмкіндіктерімен байланыстырады, компьютер оқу қондырғысы және білім берудің мазмұнды объектісінің бірі ретінде қарастырылады. Бірінші бағыты компьютер оқыту құралы ретінде - әртүрлі қиындықтағы үйретуші программалар арқылы, әсіресе, автоматтандырылған үйретуші жүйелерде жүзеге асырылады. Компьютердің оқу процесінде қолданыла бастауы, мектепте оқыту практикасының міндеттеріне әлеуметтік жағдайды модельдеуші және т.б. мәселелерді алып келді.
Дербес компьютерді алғаш жасаушылардың бірі Алан Кэй былай деп жазды: "Компьютерлі қолдану сауаттылығы - бұл есептеу процесінің мәнін жеткілікті түрде терең түсіну арқылы әртүрлі есептерді шығаруда ЭЕМ қолдана білу". Мысалы, компьютерлік модель арқылы жарықтың сынуын және толық шағылуын анықтау, әдеттегі (дәстүрлі) құралдар арқылы көрсетуден әлде қайда оңай.
Қазіргі дербес ЭЕМ-нің оргтехникалық мүмкіндіктері, оқушыларды жұмыс нәтижелерін кесте немесе график түрінде дисплей экранына немесе қағазға шығарып беруге мүмкіндік туғызады. ЭЕМ-ді программалық қамтамасыз етуде, құрамына кіретін көптеген мәтіндік және графикалық редакторлар бар. Әртүрлі алфавитік цифрлік мәліметтерді даярлауға, формулалары бар мәтінді жазуға, суреттерді, кесте түрінде берілген сандарды, диаграммаларды, графиктерді салуға ыңғайлы. Мектеп физикасы үшін, білім жүйесінің мазмұнын көрнекілік пен экспериментті өзара байланыстыру, олардың арасындағы байланысты, құбылыстардың заңдылықтарын және ұйымдарды ашып көрсету болып табылады.
Компьютерді мұғалім қосымша материалдар, әртүрлі анықтамалық мәліметтерден ақпараттар беру үшін көрнекі құрал ретінде пайдалана алады. Мұндай мәліметтерге физикалық формулалар, физикалық шамалардың өлшем бірліктері, графиктер, схемалар, иллюстрациялар, физикалық құбылыстардың динамикалық бейнесі, тәжірибеге арналған құрылғылардың тізімі аспаптардың сипаттамалары және т.б. жатқызуға болады. Басқаша айтқанда, мұғалім араласпай-ақ, оқушылар өздері меңгеруге тиісті ақпараттар беріледі.
Қазіргі компьютерлік оқыту құралдары оқу материалының сапасын жаңа деңгейге көтеретінін атап көрсетуге болады. Оқушылар демонстрация кезінде дисплей экранына параметрлік объектінің өзгерісінің сол немесе т.б. өзгерген операциясының нәтижелерін көре алады. Оқу қызметінде компьютердің рефлексивтік деңгейін жүзеге асыруды елестетсек, оның мүмкіндіктері ерекшеі үлкен. Компьютер кез келген ойдың өтімділігін, оқушылардың таңдап алған стратегиялық міндеттерінің күшті және әлсіз жақтарын көрсетіп бере алады.
2 Тарау. Компьютердің құрылымы және жұмыс істеу принципі
2.1 Iшкi жад. Екiлiк код. Ақпараттың өлшем бiрлiгi.
Компьютер aқпаратты арнайы құрылған ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz