<<
>>

Предпосылки создания современных компьютеров


Настоящим прорывом в области компьютеров (в современном понимании этого слова) стали разработки английского математика Джорджа Буля, который в 1848 г. описал правила двоичной логики, оперирующей алгебраическими элементами только с двумя возможными состояния- 23

ми — «истина» и «ложь», I и 0.
Вторым ускорителем стало создание быстрых электронных компонентов в середине XX в.
Электронные лампы позволили совершить качественный скачок в компьютерных технологиях по сравнению с механическими аналогами, так как они работали гораздо быстрее и надежнее любого механического устройства, занимали меньше места. А ведь именно скорость переключения из одного состояния в другое — основа производительности любой компьютерной системы.
Ламповые устройства смогли на практике реализовать двоичную логику. Ноль — нет напряжения, единица — есть. Все очень просто. Элементная база была не готова к более сложной логике.
Идея работы компьютеров очень элегантна — любое число или команда выражается с помощью некоторой последовательности единиц и нулей. Таким образом, для кодирования чисел используется двоичная система исчисления, в отличие от обыкновенной десятичной системы в ней всего две цифры — 0 и I. Если в привычной нам системе каждый разряд числа представляет собой степени 10, и число «101» есть 1x1 + 10x0+100x1, то в двоичной системе разряды — это степени 2, а число «101» есть IxI+0x2+1x4=5. При этом правила арифметики, например сложения, такие же, как везде, т. е. 0+0=0, 1+0=1, а 1+1=10. Хотя такое представление чисел кажется громоздким, у него есть одно очень важное преимущество — это тривиальные правила работы с двоичными цифрами, легко реализуемые с помощью электроники.
Удивительное свойство систем, построенных на двоичной логике, в том, что с помощью всего двух состояний можно реализовывать самые сложнейшие алгоритмы и системы. Как и ткацкие станки XVIII в., компьютеры работают по определенной программе, т. е. согласно набору инструкций или команд. Например, сложить два числа, вывести точку на экране, перейти к другой команде Ho наиболее интересными инструкциями являются так называемые «условные операторы». Такой командой может быть «сравнить два числа, и если первое больше второго, то перейти к другой части программы». Именно эти тривиальные на первый взгляд инструкции и обеспечивают компьютерный интеллект.
Для хранения чисел и комавд в компьютерах используются двоичные элементы памяти. Один двоичный разряд называется бит, а элемент памяти, состоящий из 8 бит, называется байт. Производными от этих терминов является килобайт (1024 байт — 210), мегабайт (I 048 576 байт — 220), гигабайт и т.д. Старая компьютерная шутка: чем отличается программист от инженера — у первого в километре 1024 метра, а у второго — в килобайте 1000 байт.
И любая буква также может кодироваться каким-то числом. Так, 24 например, для представления английских символов был разработан

7-битный формат ASCII. В нем, например, буква А имеет код 65, а восклицательный знак — код 33. Также были разработаны несколько стандартов для представления русских букв (кодировок), таких как КОИ-8, ISO, Windows, DOS. В зависимости от типа кодировки разные буквы получили разные коды. Именно поэтому иногда при открывании Интер- нет-страницы или почты может появиться абракадабра, которая превращается в нормальный текст при смене кодировки.
Как каждой букве соответствует определенный код, и для цветов и звуков каждая точка на экране или на принтере, или кусочек звукового сигнала представляется некоторым количеством бит, определяющим его цвет или частоту и амплитуду. Поэтому любая красивая картинка и мелодия могут быть представлены как некоторый набор чисел, которые с помощью специальных устройств передаются нам в ощущениях. Когда в 7-м классе, занимаясь программированием, один из авторов книги понял этот простой принцип компьютерного мироустройства, он произвел на него огромное впечатление — сравнимое с ощущением физика, открывшего строение материи.
<< | >>
Источник: Ермошкин Н. H., Тарасов А. А.. Стратегия информационных технологий предприятия: Как Cisco Systems и ведущие компании мира используют Интернет Решения для Бизнеса. — М.: Изд-во Московского гуманитарного университета. — 360 с.. 2003

Еще по теме Предпосылки создания современных компьютеров:

  1. СОВРЕМЕННАЯ МЕТАФОРА МОЗГА - КОМПЬЮТЕР
  2. Математические предпосылки создания новой модели движения
  3. 1.2. Задачи и предпосылки создания системы ранней помощи
  4. Основные подходы к созданию современных программных систем
  5. Персональные компьютеры.
  6. «Компьютеры, способные мыслить.
  7. Видео и компьютеры детям.
  8. Глава 2. «ЭПОХА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ»
  9. 1. Компьютер как орудие деятельности человека
  10. 3.6. ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР ПРИ ТОТОВКЕТЕКСТА
  11. Глава 24. Обеспечение безопасности при работе с компьютером
  12. Компьютер и формирование нового типа мышления и познавательной деятельности