3.75M

Категория:

Электроника

Технические средства информатизации

1.

ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА
ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ИНФОРМАЦИОННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ

2.

Информационные революции:
Первая революция связана с изобретением письменности.

3.

Информационные революции:
Вторая революция (середина XVI в.) вызвана изобретением
книгопечатания.

4.

Информационные революции:
Третья революция (конец XIX в.) обусловлена изобретением
электричества.

Информационные революции:
Толчком к четвертой
информационной революции
послужило изобретение в
середине 40-х годов XX века
электронно-вычислительных
машин (ЭВМ). Дальнейшие
работы по
усовершенствованию
принципов их работы и
элементной базы,
обусловили появление
микропроцессорной
технологии, а затем и
персональных компьютеров.

6.

Первые компьютеры
1937-1941. Конрад Цузе: Z1, Z2, Z3, Z4.
• электромеханические реле
(устройства с двумя состояниями)
• двоичная система
• использование булевой алгебры
• ввод данных с киноленты
1939-1942. Первый макет электронного
лампового компьютера, Дж. Атанасофф
• двоичная система
• решение систем 29 линейных уравнений

7.

Марк-I (1944)
Разработчик – Говард Айкен (1900-1973)
Первый компьютер в США:
– длина 17 м, вес 5 тонн
– 75 000 электронных ламп
– 3000 механических реле
– сложение – 3 секунды, деление – 12 секунд

8.

Марк-I (1944)
Хранение данных на
бумажной ленте
А это – программа…

9.

Принципы фон Неймана
• Принцип двоичного кодирования: вся
информация кодируется в двоичном
виде.
• Принцип программного управления:
программа состоит из набора команд,
которые выполняются процессором
автоматически друг за другом в
определенной последовательности.
• Принцип однородности памяти:
программы и данные хранятся в одной и той же
памяти.
• Принцип адресности: память состоит из
пронумерованных ячеек; процессору в
любой момент времени доступна любая
ячейка.

10.

Поколения компьютеров
Поколение
Элементная база
Первое поколение
Электронные лампы
(середина 40-х -конец
50-х годов)
Характеристика
ЭВМ отличаются огромными габаритами,
большим потреблением энергии, малым
быстродействием, низкой надежностью.
Программирование ведется в кодах.
Второе поколение
Полупроводниковые
Улучшены все технические характеристики.
(конец 50-х - середина элементы,
Для программирования используются
60-х годов)
транзисторы
алгоритмические языки.
Третье поколение
Интегральные схемы, Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение
(середина 60-х -конец многослойный
их надежности, увеличение
70-х годов)
печатный монтаж
производительности. Возможность доступа
с удаленных терминалов.
Четвертое поколение Микропроцессоры,
Улучшены технические характеристики.
(конец 70-х годов по большие интегральные Массовый выпуск персональных компьютеров.
настоящее время)
схемы
Перспективы
Мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой
развития
производительностью; создание дешевых микрокомпьютеров;
разработка интеллектуальных компьютеров. Внедрение
компьютерных сетей во все сферы и их объединение; распределенная
обработка данных; повсеместное использование компьютерных
информационных технологий.

11.

Поколения компьютеров
I. 1945 – 1955
электронно-вакуумные лампы
II. 1955 – 1965
транзисторы
III. 1965 – 1980
интегральные микросхемы
IV. с 1980 по …
большие и сверхбольшие
интегральные схемы (БИС и СБИС)

12.

I поколение (1945-1955)
• на электронных лампах
• быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду
• каждая машина имеет свой язык
• нет операционных систем
• ввод и вывод: перфоленты,
перфокарты, магнитные
ленты

13.

ЭНИАК (1946)
Electronic Numerical Integrator And Computer
Дж. Моучли и П. Эккерт
Первый компьютер общего назначения на
электронных лампах:
• длина 26 м, вес 35 тонн
• сложение – 1/5000 сек, деление –
1/300 сек
• десятичная система счисления
• 10-разрядные числа

14.

Компьютеры С.А. Лебедева
1951. МЭСМ – малая
электронно-счетная
машина
• 6 000 электронных ламп
• 3 000 операций в секунду
• двоичная система
1952. БЭСМ – большая
электронно-счетная
машина
• 5 000 электронных ламп
• 10 000 операций в секунду

15.

II поколение (1955-1965)
• на полупроводниковых транзисторах
(1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли)
• 10-200 тыс. операций в секунду
• первые операционные системы
• первые языки программирования: Фортран
(1957), Алгол (1959)
• средства хранения информации:
магнитные барабаны, магнитные диски

16.

II поколение (1955-1965)
1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702
1965-1966. БЭСМ-6
• 60 000 транзисторов
• 200 000 диодов
• 1 млн. операций
в секунду
• память – магнитная
лента, магнитный
барабан
• работали до 90-х гг.

17.

III поколение (1965-1980)
• на интегральных микросхемах
(1958, Дж. Килби)
• быстродействие до 1 млн. операций в секунду
• оперативная памяти – сотни Кбайт
• операционные системы – управление памятью,
устройствами, временем процессора
• языки программирования Бэйсик (1965),
Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи)
• совместимость программ

18.

Мэйнфреймы IBM
большие универсальные компьютеры
1964. IBM/360 фирмы IBM.
• кэш-память
• конвейерная обработка
команд
• операционная система
OS/360
• 1 байт = 8 бит (а не 4 или 6!)
• разделение времени
1970. IBM/370
1990. IBM/390
дисковод
принтер

19.

Информационные революции:
Четвертая революция (70-е гг. XX в.) связана с изобретением
микропроцессорной технологии и появлением персонального
компьютера.
Благодаря этой революции
человечество впервые за всю
историю своего развития
получило средство для
усиления собственной
интеллектуальной
деятельности.
Этим средством является

20.

Компьютеры ЕС ЭВМ (СССР)
1971. ЕС-1020
• 20 тыс. оп/c
• память 256 Кб
1977. ЕС-1060
• 1 млн. оп/c
• память 8 Мб
1984. ЕС-1066
• 5,5 млн. оп/с
• память 16 Мб
магнитные ленты
принтер

21.

Миникомпьютеры
Серия PDP фирмы DEC
• меньшая цена
• проще программировать
• графический экран
СМ ЭВМ – система малых
машин (СССР)
• до 3 млн. оп/c
• память до 5 Мб

22.

IV поколение (с 1980 по …)
• компьютеры на больших и сверхбольших
интегральных схемах (БИС, СБИС)
• суперкомпьютеры
• персональные компьютеры
• появление пользователей-непрофессионалов,
необходимость «дружественного» интерфейса
• более 1 млрд. операций в секунду
• оперативная памяти – до нескольких гигабайт
• многопроцессорные системы
• компьютерные сети
• мультимедиа (графика, анимация, звук)

23.

Вопросы
1. Как вы понимаете информационную революцию?
Неизбежны ли они?
2. Чем были обусловлены информационные революции?
Расскажите о каждой из них.
3. Дайте краткую характеристику поколений ЭВМ и свяжите
их с индустриальной революцией.
5. Как вы представляете информационное общество?
6. Является ли наше общество информационным?
Обоснуйте ответ.

24.

Умные колонки — интерфейс будущего
Amazon Alexa, или Alexa— виртуальный
ассистент, разработанный компанией
Amazon и впервые появившийся в умных
колонках Amazon Echo и Amazon Echo Dot.
Ассистент поддерживает голосовое
общение, воспроизведение музыки,
подкастов и аудиокниг, составление
списков дел, настройку будильников,
предоставление актуальной информации о
погоде, трафике, спорте, новостях и т. п.,
управление устройствами в умном доме

25.

Аналог
Яндекс.Станция — умная колонка с
голосовым помощником Алисой. Она
рекомендует и включает музыку в
хорошем качестве, подключается к
телевизору и показывает кино,
отвечает на вопросы и ставит
напоминания, рассказывает сказки и
играет в игры.
Также Алиса управляет умным домом
— лампами, чайниками, пылесосами и
другими умными устройствами разных
производителей.

26.

Космос?
Ученые представили первую
фотографию черной дыры
Это стало возможным благодаря
слаженной работе восьми телескопов
проекта Event Horizon Telescope (EHT)
или «Горизонт событий», которые
последние несколько лет исследовали
ближайшие к Земле черные дыры.

27.

Сердце на 3D-принтере
В Университете Тель-Авива
впервые в мире на 3D-принтере
напечатали живое сердце. В
качестве чернил
использовались человеческие
жировые клетки и
соединительная ткань.
Его размер около 2,5 см. При
этом печать заняла больше трех
часов. Печать полноценного
человеческого сердца, по
предположению ученых, займет
около суток.

28.

Сгибаемые смартфоны
• Пока такие гиганты как Samsung,
Lenovo и LG только обещают
выпуск сгибающихся смартфонов,
малоизвестная компания Royole
уже представила новинку. CES
2019 посетители увидели FlexPai,
первый полностью
функционирующий гибкий
смартфон.
• Он использует Android 9 версии и
имеет отличные характеристики.
Купить его можно уже сейчас,
однако эксперты сомневаются, что
он полностью доработан для
удобства пользователей.

29.

Телевизоры с гибким экраном
• Компания LG презентовала
новинку, телевизор LG
Signature OLED TV R с
рулонным механизмом.
• Он выглядит как небольшая
тумбочка, из которой, с
помощью нажатия кнопки,
выезжает дисплей.
Получается, что экран
сворачивается как рулон,
что значительно экономит
пространство.

30.

Очки дополненной реальности
• Microsoft и Apple обещают создать
очки дополненной реальности,
которые можно было бы носить
каждый день. На выставке CES
2019 были представлены очки
Nreal весом всего 85 граммов.
• Они имеют вид обычных
солнцезащитных очков и
подключаются к внешнему модулю
с весом 170 граммов. Однако, это
уже прогресс, ведь все остальные
очки более громоздкие!

31.

Квантовый компьютер
• на выставке CES был
представлен квантовый
компьютер, предназначенный
для продажи. Компания IBM
показала рабочую модель Q
System One, которую создавала
несколько лет.
• Правда, такие компьютеры
интересны не для домашнего
использования, а для ученых и
крупных компаний. С их
помощью можно создавать
искусственный интеллект!

32.

5G-смартфоны
новинка от Samsung, смартфон с 5G
технологией
5G, по прогнозам, подарит нам
скорость до 20 Гбит/с

33.

Аэротакси
• Компания Bell на техновыставке представила
рабочий макет
беспилотного аэротакси.
Эта модель —
претендент на роль
воздушного такси в
международной
компании Uber

34.

Шагающий автомобиль
• компания Hundai разрабатывает
Elevate — гибрид робота и
автомобиля. Этот небольшой
автомобиль с четырьмя
конечностями, на первый взгляд,
просто интересная, но
бесполезная задумка.
• Однако он предназначен для
работы в условиях стихийных
бедствий. Цунами, землетрясения,
наводнения — «ноги»
Elevate предназначены, чтобы
карабкаться по камням и
разбирать завалы.

35.

Беспилотный автомобиль и роботыразвозчики товаров
• Решить проблему рабочих рук в
этом направлении предлагает
Continental с помощью
беспилотного автомобиля и
роботов-разносчиков.
• Пока роботы похожи на роботов,
но создатели предполагают, что
они будут выглядеть как собаки.
Концепт уже разработан, осталось
доработать этот гаджет, и
возможно, он скоро выйдет в
продажу.

36.

Hyperloop как решение транспортной
проблемы
Ричард Брэнсон, инвестирующий в
технологию вакуумных поездов
миллионы долларов, сказал, что
скоро они смогут решить все
транспортные проблемы.
Благодаря сверхзвуковой скорости
движения даже самая длинная
дорога будет занимать несколько
десятков минут, а значит, у людей
появится возможность работать за
сотни километров от дома.