O informatyce i jej historii - il.pw.edu.plil.pw.edu.pl/~edu/Tib/Pdf/T_01.pdf · Informatyka jest...

O informatyce i jej historii

R. Robert Gajewskiomklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewskiwww.il.pw.edu.pl/[email protected]

2�01 © 2004, R. Robert Gajewski

Informatyka (1)Informatyka to gałąź wiedzy związana z procesami: ! projektowania, konstrukcji, oceny, ! wykorzystania i konserwacji

w zakresie:! przetwarzania danych, ! systemów zapamiętywania i przesyłania

danychobejmująca:! sprzęt i oprogramowanie, ! aspekty ludzkie i organizacyjne ! oraz całą sferę wpływów związanych z

działalnością: przemysłowa, komercyjną, społeczną i polityczną.


Informatyka (2)Informatyka to:

cały zespół dyscyplin naukowych i technologii związanych z systematycznym podejściem, zwłaszcza komputerowym, do: danych i informacji widzianych jako nośnik wiedzy, z uwzględnieniem ich przechowywania w czasie i rozpowszechniania w przestrzeni.

Informatyka to:nauka o przetwarzaniu informacji ze szczególnym uwzględnieniem urządzeńelektronicznych.


Komunikat i informacjaKomunikat to:

odpowiednio zakodowana wiadomość, zawierająca pewną ilość informacji. [W.M. Turski]

Informacją nazywamywielkość abstrakcyjną, która może byćprzechowywana w pewnych obiektach, przesyłana między pewnymi obiektami, przetwarzana w pewnych obiektach i stosowana do sterowania pewnymi obiektami, przy czym przez obiekty rozumie się organizmy żywe, urządzenia techniczne oraz systemy takich obiektów.


Teoria informacjiTeoria informacji to badanie problemów ilości informacji, sposobów kodowania i przesyłania informacji. Informatyka jest dziedziną wiedzy zajmującą sięalgorytmami.

informacja informacja "" algorytm algorytm "" program program "" komputer komputer ""

informacjainformacja


Polskie definicje (1)Informatyka teoretyczna (theoreticalinformatics)zajmuje się matematycznymi i logicznymi podstawami informatyki. Nauki komputerowe (computer sciences) to praktyczna i techniczna strona informacji obejmująca projektowanie sprzętu komputerowego, oprogramowania systemowego, języków programowania i baz danych w realizacji potrzeb szeroko rozumianych systemów informatycznych.


Polskie definicje (2)Informatyka stosowana (applied informatics) obejmuje budowę, wdrażanie, wykorzystanie i łączenie systemów informatycznych.Stosowane nauki komputerowe (appliedcomputer sciences) zajmują się wykorzystaniem sprzętu komputerowego i oprogramowania systemowego oraz narzędziowego.System rzeczywisty jest częściąrzeczywistości, która ma być kontrolowana przez system informatyczny.


O systemach...System informatyczny składa się z następujących elementów.! sprzętu, to jest komputerów i sieci! zestawów gromadzonych i przetwarzanych! ludzi,! działań realizowanych przez tych ludzi,! modeli matematycznych o różnym stopniu złożoności.

Przykładami systemów informatycznych są:! systemy automatyzacji prowadzenia prac biurowych,! biblioteczne systemy wyszukiwania informacji,! systemy wspomagające zarządzanie i planowanie,! zastosowania inżynierskie, techniczne i naukowe.


Czasy prehistoryczneW X wieku p.n.e. do obliczania wyników stosowano układy kamieni. Później nawlekanie kamieni na pręty doprowadziło do stworzenia pierwszego liczydła zwanego abakusem. W wiekach średnich ukształtowało się japońskie liczydło soroban. Euklides w IV w. p.n.e. określił metodęwyznaczania największego wspólnego dzielnika dwóch liczb - znaną jako tzw. algorytm Euklidesa.


Wieki średnieMuhammad al-Chorezmi w IX w. opisałpozycyjny system kodowania dziesiętnego i sztukę liczenia w tym systemie, uprzednio Indiach. Stanowiło to początek sztuki wykonywania obliczeń �pisanych�. Działali wtedy...Algorytmiści - zwolennicy obliczeń pisanych, ! kalkulatorzy - wykonujący obliczenia na kamykach,! abacysci - posługujący się liczydłami.

Rajmundus Lullus, misjonarz kaledoński, podjąłw 1275 roku próbę skonstruowania maszyny, która miała przeprowadzać rozumowanie.


Wiek XVIIWiliam Oughtred stworzył w roku 1622 koncepcję i prototyp, suwaka logarytmicznego, służącego po dziś dzień do wykonywania wielu obliczeń.Gottfried Wilhelm von Leibnitz (1646-1716), jeden z twórców rachunku różniczkowego, stosował system dwójkowy - binarny do zapisu liczb. Był również twórcą maszyny liczącej.Blaise Pascal (1623-1662) i Wilhelm Schickard(1592-1635) to również konstruktorzy maszyn liczących: Pascal dwudziałaniowej, Schickardczterodziałaniowej. Nie były to jeszcze jednak urządzenia w pełni automatyczne.


Wiek XVIIICharles Babbage (1791-1871) byłnajwybitniejszym twórcą mechanicznych maszyn liczących przed erą elektroniczną. Jego produkt po ustawieniu początkowych parametrów nie wymagał żadnych ingerencji użytkownika poza kręceniem korbą. Marzeniem Babbage'a było stworzenie maszyny analitycznej. Tworząc jej projekt naszkicowałwiele pomysłów zrealizowanych dopiero we współczesnych komputerach, takich jak rozdzielenie pamięci od arytmometru. Obie części były sterowane za pomocą kart perforowanych, wynalezionych przez Jacquarda i stosowanych do kodowania tkanego wzoru.


Nadchodzi wiek XXAda Augusta, hrabina Loevace, córka Byrona, zafascynowana niezrealizowanym projektem maszyny analitycznej zajęła się sporządzaniem opisów jej działania w konkretnych zadaniach, czyli pisaniem programów. Alan Turing (1912-1954) w 1936 opisał tok myślenia prowadzący od obliczeń wykonywanych ręcznie do obliczeń wykonywanych przez prostąmaszynę.


Alan TuringTeza Turinga:

na tak zdefiniowanej maszynie można zrealizować każdy algorytm.

Obliczenia ręcznePokratkowana dwuwymiarowa kartka wypełniona skończoną liczbąsymboli działań i cyfr. Obliczenia zależą od: � danych na kartce, � "stanu naszego umysłu".

Obliczenia maszynoweZapis na jednowymiarowej taśmie podzielonej na komórki (kratki).Wykonanie instrukcji zależy od stanu fizycznego urządzenia, tzw. �głowicy porusza się ona po taśmie, rozpoznaje symbole i zmienia wartości.


John von NeumannJohn von Neumann (1912-1957), postać numer jeden w historii współczesnej informatyki, zaproponował architekturę komputera wykorzystywaną do dziś, znaną jako von neumannowska. Jej podstawowe elementy to:! pamięć złożona z elementów przyjmujących stany 0 1! arytmometr zdolny wykonywać działania

arytmetyczne i logiczne,! blok odpowiedzialny za sterowanie,! urządzenia wprowadzania danych i wyprowadzania

wyników.


Architektura neumannowskaProgram będący zbiorem reguł (poleceń, przepisów), według których mają się odbywaćobliczenia przechowywany jest w pamięci. Kolejne rozkazy pobierane są sekwencyjnie przez jednostkę sterującą,rozpoznawane a następnie wykonywane. Program podczas swego działania może zmienićzawartość dowolnego obszaru pamięci.


Komputer von NeumannaCelem działania komputera von Neumanna

jest przejście w takt zegara od początkowego stanu pamięci do stanu

końcowego zawierającego wynik.Od tego momentu rozpoczyna się historia urządzenia nazywanego komputer, którego angielska nazwa computer pochodzi od czasownika to compute - obliczać. Polski(?) termin to EMC. Po rosyjsku było to: ЭВМ � ЭлектроническаяВычесличесличейная Машина czyli Elektroniczna Maszyna Cyfrowa


O komputerze...Najprostsza definicja komputera to:

Komputer to urządzenie, które przetwarza dane pod kontrolą programu

DANEDANE ""

KOMPUTER KOMPUTER "" WYNIKIWYNIKIPROGRAM PROGRAM ""


Komputery I generacji - NiemcyKomputery 1 generacji zbudowane na lampach elektronowych! Współczesną ewolucję maszyn cyfrowych

sterowanych programem zapoczątkował niemiecki matematyk Konrad Zuse.

! W 1932 skonstruował on maszynę o nazwie Z-1, pierwszą maszynę sterowaną programem, będącąrozwiązaniem czysto mechanicznym.

! Kolejny model Z-2 był na przekaźnikach, lecz z powodu mechanicznego przenoszenia sygnału działałzbyt wolno.

! Kolejny model Z-3, wykonany na zlecenie niemieckiego lotnictwa był pierwszą na świecie funkcjonalną maszyną cyfrowa sterowanąprogramem, zbudowaną na 2600 przekaźnikach.


I generacja w USARównolegle, w czasie II Wojny światowej trwały prace w USA. Prowadziły je niezależnie dwa ośrodki: ! Bell Telephone, gdzie wybudowano model V oparty

na 9000 przekaźnikach, ! INM gdzie skonstruowano model Mark-I

Rozstrzygający krok naprzód stanowiło przejście od zespołów elektromechanicznych do elektronicznych. Zastosowanie zamiast przekaźników lamp elektronowych spowodowało 1000-krotne zwiększenie prędkości działania.


Komputery II i III generacjiKomputery 2 generacji zbudowane są na tranzystorach! Tranzystor wynaleziony w 1947 został zastosowany w

komputerach dopiero 11 lat później, w 1958 roku. Jużrok później firma Texas Instruments rozpoczęła prace nad stworzeniem układu scalonego, który miał swojąświatową premierę w1960 roku.

Komputery 3 generacji - na układach scalonych! Pierwszy komputer na układach scalonych powstał w

1968 roku a już w roku 1969 firma Intel wykonała prototyp mikroprocesora, co było zwrotnym momentem w historii komputerów.


Komputery IV generacjiKomputery 4 generacji - na mikroprocesorach! W 1976 roku Steve Woźniak i Steve Jobbs założyli

firmę Apple Computers i rozpoczęli produkcjęmikrokomputera Apple I.

! Od roku 1977 datuje się fantastyczny, żywiołowy rozwój mikrokomputerów.

Rewolucja komputerowa ostatnich lat to przede wszystkim: ! miniaturyzacja sprzętu (mikrokomputery), zwiększanie

możliwości obliczeniowych sprzętu (superkomputery), ! przetwarzanie równoległe.

O informatyce i jej historii - il.pw.edu.plil.pw.edu.pl/~edu/Tib/Pdf/T_01.pdf · Informatyka jest...

Documents

Transcript of O informatyce i jej historii - il.pw.edu.plil.pw.edu.pl/~edu/Tib/Pdf/T_01.pdf · Informatyka jest...