Kısaca diziler. Çok boyutlu bir dizinin elemanlarının belirlenmesi. Dizi Değişkenlerini Bildirme

Bir kişi "nicelik" kavramını keşfettiğinde, hemen sayımı optimize eden ve kolaylaştıran araçları seçmeye başladı. Bugün, matematiksel hesaplamalar, işleme, depolama ve iletme ilkelerine dayanan süper güçlü bilgisayarlar, insan gelişiminin en önemli kaynağı ve motorudur. Bu sürecin ana aşamalarını kısaca inceleyerek bilgisayar teknolojisinin gelişiminin nasıl gerçekleştiği hakkında bir fikir edinmek zor değil.

Bilgisayar teknolojisinin gelişiminin ana aşamaları

En popüler sınıflandırma, bilgisayar teknolojisinin gelişimindeki ana aşamaların kronolojik olarak tanımlanmasını önerir:

• Manuel aşama. İnsanlık çağının şafağında başladı ve 17. yüzyılın ortalarına kadar sürdü. Bu dönemde hesabın temelleri ortaya çıktı. Daha sonra, konumsal sayı sistemlerinin oluşumuyla, rakamlarla hesaplamayı mümkün kılan cihazlar (abakus, abaküs, daha sonra - sürgülü cetvel) ortaya çıktı.
• Mekanik aşama. 17. yüzyılın ortalarında başladı ve neredeyse 19. yüzyılın sonuna kadar sürdü. Bu dönemde bilimin gelişme düzeyi, temel aritmetik işlemleri gerçekleştiren ve yüksek dereceli rakamları otomatik olarak ezberleyen mekanik cihazlar oluşturmayı mümkün kıldı.
• Elektromekanik aşama, bilgisayar teknolojisinin gelişim tarihi ile birleştirilenlerin en kısasıdır. Sadece yaklaşık 60 yıl sürdü. Bu, ilk elektronik bilgisayarın (ENIAC) ortaya çıktığı 1887'de 1946'ya kadar ilk tablonun icadı arasındaki aralıktır. Elektrikli tahrik ve elektrik rölesine dayanan yeni makineler, hesaplamaları önemli ölçüde daha yüksek hız ve doğrulukla yapmayı mümkün kıldı, ancak sayma işleminin yine de bir kişi tarafından kontrol edilmesi gerekiyordu.
• Elektronik sahne geçen yüzyılın ikinci yarısında başladı ve bugün de devam ediyor. Bu, altı nesil elektronik bilgisayarın tarihidir - vakum tüplerine dayanan ilk devasa birimlerden, aynı anda birçok talimatı yürütebilen çok sayıda paralel işlemciye sahip ultra güçlü modern süper bilgisayarlara.

Bilgisayar teknolojisinin gelişim aşamaları, koşullu olarak kronolojik ilkeye göre bölünmüştür. Bazı bilgisayar türlerinin kullanıldığı bir dönemde, aşağıdakilerin ortaya çıkması için ön koşullar aktif olarak oluşturulmuştur.

Saymak için ilk cihazlar

Bilgisayar teknolojisinin gelişim tarihini bilen en eski sayma aracı, insan elindeki on parmaktır. Sayım sonuçları ilk olarak parmaklar, tahta ve taş üzerindeki çentikler, özel çubuklar, düğümler yardımıyla kaydedildi.

Yazının ortaya çıkmasıyla, sayıları yazmanın çeşitli yolları ortaya çıktı ve gelişti, konumsal sayı sistemleri icat edildi (ondalık - Hindistan'da, altmışlar - Babil'de).

MÖ 4. yüzyıldan itibaren eski Yunanlılar abaküsle saymaya başladılar. Başlangıçta, üzerine keskin bir nesne ile uygulanan çizgili düz bir kil tabletti. Bu şeritler üzerine küçük taşlar veya diğer küçük nesneler belli bir sıra ile yerleştirilerek sayım yapılırdı.

Çin'de, MS 4. yüzyılda, yedi noktalı hesaplar ortaya çıktı - Xuanpan (Xuanpan). Dikdörtgen bir ahşap çerçeve üzerinde, teller veya ipler gerildi - dokuz veya daha fazla. Diğerlerine dik olarak gerilmiş başka bir tel (ip) suanpanı iki eşit olmayan parçaya böldü. "Toprak" adı verilen daha büyük bölmede, tellere beş kemik gerildi, daha küçük - "cennet" - iki tane vardı. Tellerin her biri bir ondalık basamağa karşılık geldi.

Geleneksel soroban abaküs, Çin'den 16. yüzyıldan beri Japonya'da popüler hale geldi. Aynı zamanda, Rusya'da hesaplar ortaya çıktı.

17. yüzyılda, İskoç matematikçi John Napier tarafından keşfedilen logaritmaları temel alan İngiliz Edmond Gunter, sürgülü hesap cetvelini icat etti. Bu cihaz sürekli olarak geliştirildi ve bu güne kadar hayatta kaldı. Sayıları çarpmanıza ve bölmenize, güçlere yükseltmenize, logaritma ve trigonometrik işlevleri tanımlamanıza olanak tanır.

Hesap cetveli, bilgisayar teknolojisinin gelişimini manuel (mekanik öncesi) aşamada tamamlayan bir cihaz haline gelmiştir.

İlk mekanik hesaplama cihazları

1623'te ilk mekanik "hesap makinesi", sayma saati adını verdiği Alman bilim adamı Wilhelm Schickard tarafından yaratıldı. Bu cihazın mekanizması, dişliler ve yıldızlardan oluşan sıradan bir saati andırıyordu. Ancak, bu buluş ancak geçen yüzyılın ortalarında tanındı.

Bilgisayar teknolojisinde bir kuantum sıçraması, 1642'de Pascaline toplama makinesinin icadıydı. Yaratıcısı Fransız matematikçi Blaise Pascal, daha 20 yaşındayken bu cihaz üzerinde çalışmaya başladı. "Pascalina", çok sayıda birbirine bağlı dişli içeren bir kutu şeklinde mekanik bir cihazdı. Eklenmesi gereken sayılar özel tekerlekler döndürülerek arabaya girildi.

1673'te Sakson matematikçi ve filozof Gottfried von Leibniz, dört temel matematiksel işlemi gerçekleştiren ve karekökün nasıl çıkarılacağını bilen bir makine icat etti. Çalışma prensibi, bir bilim adamı tarafından özel olarak icat edilen ikili sayı sistemine dayanıyordu.

1818'de Fransız Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar, Leibniz'in fikirlerini temel alarak, çarpma ve bölme yapabilen bir toplama makinesi icat etti. Ve iki yıl sonra İngiliz Charles Babbage, 20 ondalık basamak doğruluğu ile hesaplamalar yapabilen bir makine tasarlamaya başladı. Bu proje yarım kaldı, ancak 1830'da yazarı başka bir tane geliştirdi - doğru bilimsel ve teknik hesaplamalar yapmak için analitik bir makine. Makinenin yazılım tarafından kontrol edilmesi gerekiyordu ve bilgi girişi ve çıkışı için farklı delik konumlarına sahip delikli kartlar kullanılacaktı. Babbage'ın projesi, elektronik hesaplama teknolojisinin gelişimini ve onun yardımıyla çözülebilecek görevleri öngördü.

Dünyanın ilk programcısının görkeminin bir kadına ait olması dikkat çekicidir - Lady Ada Lovelace (nee Byron). Babbage'ın bilgisayarı için ilk programları yaratan oydu. Bilgisayar dillerinden birine daha sonra onun adı verildi.

Bir bilgisayarın ilk analoglarının geliştirilmesi

1887'de bilgisayar teknolojisinin gelişim tarihi yeni bir aşamaya girdi. Amerikalı mühendis Herman Hollerith (Hollerith), ilk elektromekanik bilgi işlem makinesini - tabloyu - yapmayı başardı. Mekanizmasında bir röle, sayaçlar ve özel bir sıralama kutusu vardı. Cihaz, delikli kartlar üzerinde yapılan istatistiksel kayıtları okur ve sıralar. Daha sonra Gollerit'in kurduğu şirket, dünyaca ünlü bilgisayar devi IBM'in bel kemiği oldu.

1930'da Amerikan Vannovar Bush, bir diferansiyel analiz cihazı yarattı. Elektrikle çalışıyordu ve verileri depolamak için elektronik tüpler kullanıldı. Bu makine, karmaşık matematik problemlerine hızla çözümler bulabildi.

Altı yıl sonra, İngiliz bilim adamı Alan Turing, günümüz bilgisayarlarının teorik temeli haline gelen bir makine kavramını geliştirdi. Modern bir bilgisayar teknolojisinin tüm temel özelliklerine sahipti: dahili bellekte programlanmış işlemleri adım adım gerçekleştirebiliyordu.

Bir yıl sonra, ABD'li bir bilim adamı olan George Stbitz, ülkenin ikili toplama yapabilen ilk elektromekanik cihazını icat etti. Eylemleri, 19. yüzyılın ortalarında George Boole tarafından yaratılan matematiksel bir mantık olan Boole cebrine dayanıyordu: AND, OR ve NOT mantıksal operatörlerini kullanarak. Daha sonra ikili toplayıcı, dijital bilgisayarın ayrılmaz bir parçası olacaktır.

1938'de Massachusetts Üniversitesi'nden Claude Shannon, Boole cebirindeki problemleri çözmek için elektrik devrelerini kullanan bir bilgisayarın mantıksal yapısının ilkelerini ortaya koydu.

Bilgisayar çağının başlangıcı

II. Dünya Savaşı'na katılan ülkelerin hükümetleri, bilgisayarların düşmanlıkların yürütülmesindeki stratejik rolünü kabul ettiler. Bu, bu ülkelerdeki ilk nesil bilgisayarların gelişimi ve paralel görünümü için itici güçtü.

Bilgisayar mühendisliği alanındaki öncü, Alman mühendis Konrad Zuse idi. 1941'de bir program tarafından kontrol edilen ilk bilgisayarı yarattı. Z3 adı verilen makine, telefon röleleri etrafında inşa edildi ve bunun için programlar delikli bant üzerine kodlandı. Bu cihaz, ikili bir sistemde nasıl çalışacağını ve ayrıca kayan nokta sayılarıyla nasıl çalışacağını biliyordu.

İlk gerçekten çalışan programlanabilir bilgisayar, resmi olarak Zuse makinesinin bir sonraki modeli olan Z4 olarak kabul edildi. Ayrıca Planckalkühl adlı ilk üst düzey programlama dilinin yaratıcısı olarak tarihe geçti.

1942'de Amerikalı araştırmacılar John Atanasoff (Atanasoff) ve Clifford Berry, vakum tüpleri üzerinde çalışan bir bilgisayar cihazı yarattılar. Makine ayrıca ikili kod kullanıyordu ve bir dizi mantıksal işlem gerçekleştirebiliyordu.

1943'te, bir İngiliz devlet laboratuvarında, bir gizlilik atmosferinde, "Colossus" adlı ilk bilgisayar yapıldı. Bilgileri depolamak ve işlemek için elektromekanik röleler yerine 2 bin elektronik tüp kullandı. Wehrmacht tarafından yaygın olarak kullanılan Alman şifreleme makinesi "Enigma" tarafından iletilen gizli mesajların kodunu kırmak ve şifresini çözmek için tasarlandı. Bu aygıtın varlığı, uzun bir süre en katı gizlilik içinde tutuldu. Savaşın sona ermesinden sonra, imha emri kişisel olarak Winston Churchill tarafından imzalandı.

Mimari geliştirme

1945'te, Macar-Alman kökenli Amerikalı bir matematikçi olan John (Janos Lajos) von Neumann, modern bilgisayar mimarisinin prototipini yarattı. Programların ve verilerin bilgisayarın belleğinde ortak depolanmasını ima ederek, doğrudan makinenin belleğine bir kod biçiminde bir program yazmayı önerdi.

Von Neumann'ın mimarisi, o sırada Amerika Birleşik Devletleri'nde yaratılan ilk evrensel elektronik bilgisayar olan ENIAC'ın temelini oluşturdu. Bu dev, yaklaşık 30 ton ağırlığında ve 170 metrekarelik bir alanda bulunuyordu. Makine 18 bin lamba kullandı. Bu bilgisayar bir saniyede 300 çarpma veya 5 bin toplama yapabiliyordu.

Avrupa'daki ilk evrensel programlanabilir bilgisayar 1950'de Sovyetler Birliği'nde (Ukrayna) yaratıldı. Sergei Alekseevich Lebedev başkanlığındaki bir grup Kievli bilim insanı, küçük bir elektronik hesap makinesi (MESM) tasarladı. Hızı saniyede 50 işlemdi, yaklaşık 6 bin vakum tüpü içeriyordu.

1952'de yerli bilgisayar teknolojisi, yine Lebedev'in önderliğinde geliştirilen büyük bir elektronik hesaplama makinesi olan BESM tarafından desteklendi. Saniyede 10 bine kadar işlem gerçekleştiren bu bilgisayar, o dönemde Avrupa'nın en hızlısıydı. Bilgiler zımbalı bant kullanılarak makinenin hafızasına girilmiş ve fotoğraf baskısı ile verilerin çıktısı alınmıştır.

Aynı dönemde SSCB'de, "Strela" genel adı altında bir dizi büyük bilgisayar üretildi (geliştirmenin yazarı Yuri Yakovlevich Bazilevsky idi). 1954'ten beri, Ural evrensel bilgisayarının seri üretimi, Beşir Rameev önderliğinde Penza'da başladı. En son modeller birbiriyle uyumlu donanım ve yazılımdı, çeşitli konfigürasyonlardaki makinelerin birleştirilmesini mümkün kılan çok çeşitli çevresel aygıtlar vardı.

Transistörler. İlk seri bilgisayarların piyasaya sürülmesi

Ancak, lambalar çok hızlı bir şekilde arızalandı ve makine ile çalışmayı çok zorlaştırdı. 1947'de icat edilen transistör bu sorunu çözdü. Yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerini kullanarak, vakum tüpleriyle aynı görevleri yerine getirdi, ancak önemli ölçüde daha az hacim kapladı ve fazla enerji tüketmedi. Bilgisayar belleğini düzenlemek için ferrit çekirdeklerin ortaya çıkmasıyla birlikte, transistörlerin kullanımı, makinelerin boyutunu önemli ölçüde azaltmayı, onları daha güvenilir ve daha hızlı hale getirmeyi mümkün kıldı.

1954'te Amerikan firması Texas Instruments, transistörlerin seri üretimine başladı ve iki yıl sonra, transistörler üzerine kurulu ilk ikinci nesil bilgisayar olan TX-O, Massachusetts'te ortaya çıktı.

Geçen yüzyılın ortalarında, devlet kurumlarının ve büyük şirketlerin önemli bir kısmı, bilgisayarları bilimsel, finansal, mühendislik hesaplamaları için kullandı ve büyük miktarda veriyle çalıştı. Yavaş yavaş, bilgisayarlar bugün bize tanıdık gelen özellikleri kazandı. Bu süre zarfında çiziciler, yazıcılar ve manyetik diskler ve bant üzerindeki depolama ortamları ortaya çıktı.

Bilgisayar teknolojisinin aktif kullanımı, uygulama alanlarının genişlemesine yol açmış ve yeni yazılım teknolojilerinin yaratılmasını gerektirmiştir. Programları bir makineden diğerine aktarmanıza ve kod yazma sürecini basitleştirmenize izin veren üst düzey programlama dilleri ortaya çıktı (Fortran, Cobol ve diğerleri). Bu dillerden gelen kodu doğrudan makine tarafından algılanan komutlara dönüştüren özel çevirmen programları ortaya çıktı.

Entegre devrelerin ortaya çıkışı

1958-1960 yıllarında Amerika Birleşik Devletleri'nden mühendisler Robert Noyce ve Jack Kilby sayesinde dünya entegre devrelerin varlığını öğrendi. Bir silikon veya germanyum kristali temelinde, minyatür transistörler ve bazen yüzlerce ve binlerce olan diğer bileşenler monte edildi. Bir santimetreden biraz daha büyük olan mikro devreler, transistörlerden çok daha hızlı çalışıyor ve çok daha az güç tüketiyordu. Görünüşleriyle, bilgisayar teknolojisinin gelişim tarihi, üçüncü nesil bilgisayarların ortaya çıkışını birbirine bağlar.

1964 yılında IBM, SYSTEM 360 ailesinin tümleşik devrelere dayalı ilk bilgisayarını piyasaya sürdü. O zamandan beri, bilgisayarların seri üretimi sayılabilir. Toplamda, bu bilgisayarın 20 binden fazla kopyası üretildi.

1972'de SSCB'de bir EC (tek seri) bilgisayar geliştirildi. Bunlar, ortak bir komuta sistemine sahip bilgi işlem merkezlerinin çalışması için standartlaştırılmış komplekslerdi. Amerikan sistemi IBM 360 temel alınmıştır.

Ertesi yıl DEC, bu alandaki ilk ticari proje olan PDP-8 mini bilgisayarını piyasaya sürdü. Mini bilgisayarların nispeten düşük maliyeti, onları küçük kuruluşlar için kullanmayı mümkün kıldı.

Aynı dönemde, yazılım sürekli olarak geliştiriliyordu. İşletim sistemleri maksimum sayıda harici cihazı destekleyecek şekilde geliştirildi, yeni programlar ortaya çıktı. 1964 yılında, özellikle acemi programcıların eğitimi için tasarlanmış bir dil olan BASIC geliştirildi. Bundan beş yıl sonra, çeşitli uygulamalı problemleri çözmek için çok uygun olduğu ortaya çıkan Pascal ortaya çıktı.

Kişisel bilgisayarlar

1970'den sonra dördüncü nesil bilgisayarların üretimi başladı. Şu anda bilgisayar teknolojisinin gelişimi, büyük ölçekli entegre devrelerin bilgisayar üretimine dahil edilmesiyle karakterizedir. Bu tür makineler artık bir saniyede binlerce milyonlarca hesaplama işlemi gerçekleştirebilir ve RAM'lerinin kapasitesi 500 milyon ikili bit'e yükseldi. Mikrobilgisayarların maliyetinde önemli bir düşüş, onları satın alma fırsatının yavaş yavaş sıradan bir insan için ortaya çıkmasına neden oldu.

İlk kişisel bilgisayar üreticilerinden biri Apple'dı. Onu yaratan Steve Jobs ve Steve Wozniak, 1976'da ilk PC modelini tasarlayarak ona Apple I adını verdiler. Sadece 500 dolara mal oldu. Bir yıl sonra, bu şirketin bir sonraki modeli sunuldu - Apple II.

Bu zamanın bilgisayarı ilk kez bir ev aleti haline geldi: kompakt boyutuna ek olarak şık bir tasarıma ve kullanıcı dostu bir arayüze sahipti. 1970'lerin sonlarında kişisel bilgisayarların çoğalması, anabilgisayarlara olan talebin belirgin şekilde düşmesine neden oldu. Bu gerçek, üreticilerini - IBM şirketini ciddi şekilde endişelendirdi ve 1979'da ilk PC'sini piyasaya sürdü.

İki yıl sonra, firmanın Intel 8088 16-bit mikroişlemciye dayalı ilk açık mimari mikrobilgisayarı ortaya çıktı. Bilgisayar tek renkli bir ekran, beş inçlik disketler için iki sürücü ve 64 kilobayt RAM ile donatılmıştı. Oluşturan şirket adına Microsoft, bu makine için işletim sistemini özel olarak tasarlamıştır. IBM PC'nin çok sayıda klonu piyasaya çıktı ve bu da kişisel bilgisayarların endüstriyel üretiminin büyümesini zorladı.

1984'te Apple yeni bir bilgisayar geliştirdi ve piyasaya sürdü - Macintosh. İşletim sistemi son derece kullanıcı dostuydu: komutları grafik görüntüler biçiminde temsil ediyordu ve bir manipülatör - bir fare kullanılarak girilmelerine izin veriyordu. Bu, bilgisayarı daha da erişilebilir hale getirdi, çünkü artık kullanıcıdan hiçbir özel beceri gerekli değildi.

Beşinci nesil bilgi işlem teknolojisinin bilgisayarları, bazı kaynaklar 1992-2013 yıllarına kadar uzanmaktadır. Kısacası, temel kavramları şu şekilde formüle edilmiştir: bunlar, programa gömülü düzinelerce sıralı komutu aynı anda yürütmeyi mümkün kılan, paralel vektör yapısına sahip, ultra karmaşık mikroişlemciler temelinde oluşturulan bilgisayarlardır. Paralel olarak çalışan birkaç yüz işlemciye sahip makineler, verilerin daha da doğru ve hızlı işlenmesini sağlarken, verimli ağlar oluşturur.

Modern bilgi işlem teknolojisinin gelişimi, altıncı neslin bilgisayarları hakkında konuşmayı zaten mümkün kılıyor. Bunlar, on binlerce mikroişlemci üzerinde çalışan, büyük paralellik ile karakterize edilen ve nöral biyolojik sistemlerin mimarisini simüle eden ve karmaşık görüntüleri başarıyla tanımalarını sağlayan elektronik ve optoelektronik bilgisayarlardır.

Bilgisayar teknolojisinin gelişiminin tüm aşamalarını tutarlı bir şekilde inceledikten sonra, ilginç bir gerçeğe dikkat edilmelidir: her birinde kendini kanıtlamış icatlar bugüne kadar hayatta kaldı ve başarıyla kullanılmaya devam ediyor.

bilgisayar sınıfları

Bilgisayarları sınıflandırmak için çeşitli seçenekler vardır.

Böylece, amaçlarına göre bilgisayarlar ayrılır:

• evrensel olanlar için - çeşitli matematiksel, ekonomik, mühendislik, bilimsel ve diğer problemleri çözebilenler;
• problem odaklı - kural olarak, belirli süreçlerin yönetimi ile ilişkili daha dar bir yöndeki problemlerin çözülmesi (veri kaydı, küçük miktarda bilginin toplanması ve işlenmesi, basit algoritmalara göre hesaplamaların yapılması). Birinci grup bilgisayarlara göre daha sınırlı yazılım ve donanım kaynaklarına sahiptirler;
• uzmanlaşmış bilgisayarlar, kural olarak, kesin olarak tanımlanmış görevleri çözer. Oldukça uzmanlaşmış bir yapıya sahiptirler ve nispeten düşük cihaz ve kontrol karmaşıklığı ile kendi alanlarında oldukça güvenilir ve üretkendirler. Bunlar, örneğin, programlanabilir mikroişlemcilerin yanı sıra bir dizi aygıtı kontrol eden denetleyiciler veya adaptörlerdir.

Modern elektronik bilgi işlem teknolojisi, büyüklük ve üretkenlik kapasitesi açısından aşağıdakilere ayrılır:

• ekstra büyük (süper bilgisayarlar);
• büyük bilgisayarlar;
• küçük bilgisayarlar;
• ultra küçük (mikro bilgisayarlar).

Böylece, önce insan tarafından kaynakları ve değerleri hesaplamak, ardından karmaşık hesaplamaları ve hesaplama işlemlerini hızlı ve doğru bir şekilde yapmak için icat edilen cihazların sürekli geliştiğini ve geliştiğini gördük.

Bilgisayarın gelişim tarihi

Bilgisayar teknolojisinin gelişimi şu şekilde ayrılabilir: aşağıdaki dönemler:

Ø Manuel(MÖ VI yüzyıl - MS XVII yüzyıl)

Ø Mekanik(XVII yüzyıl - XX yüzyılın ortaları)

Ø Elektronik(XX ortası yüzyıl - şimdiki)

Aeschylus trajedisinde Prometheus, "Ölümlülere ne yaptığımı bir düşünün: onlar için sayıyı icat ettim ve onlara harfleri birleştirmeyi öğrettim" demesine rağmen, sayı kavramı yazının ortaya çıkmasından çok önce ortaya çıktı. İnsanlar, deneyimlerini nesilden nesile aktararak ve zenginleştirerek yüzyıllar boyunca saymayı öğrendiler.

Sayma veya daha genel olarak hesaplamalar çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir: var sözlü, yazılı ve enstrümantal sayma ... Farklı zamanlarda enstrümantal hesap fonları farklı yeteneklere sahipti ve farklı çağrıldı.

manuel aşama (MÖ VI yüzyıl - MS XVII yüzyıl)

Antik çağda saymanın ortaya çıkışı - "Bu, başlangıçların başlangıcıydı ..."

İnsanlığın son neslinin tahmini yaşı 3-4 milyon yıldır. Tam olarak yıllar önce bir adam ayağa kalktı ve kendi yaptığı bir enstrümanı eline aldı. Bununla birlikte, sayma yeteneği (yani, "daha fazla" ve "daha az" kavramlarını belirli sayıda birime ayırma yeteneği) insanlarda çok daha sonra, yani 40-50 bin yıl önce (geç Paleolitik) oluşmuştur. . Bu aşama modern insanın (Cro-Magnon) ortaya çıkışına tekabül etmektedir. Bu nedenle, Cro-Magnon insanını insanın daha eski aşamasından ayıran ana (temel değilse de) özelliklerden biri sayma yeteneğidir.

İlk olduğunu tahmin etmek zor değil. kişinin sayma cihazı parmaklarıydı.

parmakların çok güzel oldubilgisayar makinesi. Onların yardımıyla 5'e kadar saymak mümkün oldu ve iki el alırsanız 10'a kadar. Ve insanların çıplak ayakla yürüdüğü ülkelerde parmaklarda 20'ye kadar saymak kolaydı. O zaman bu çoğu kişi için pratik olarak yeterliydi. insanların ihtiyaçları. Parmaklar çok yakından bağlı hale geldi Eski Yunanca'da "saymak" kavramının"beş". Ve Rusça'da "beş" kelimesi "metacarp" a benziyor - bölüm eller ("metacarpus" kelimesi artık nadiren anılıyor, ancak türevi "bilek" - şimdi sıklıkla kullanılır). El, metacarpus, eşanlamlıdır ve aslında birçok insan için "BEŞ" rakamının temelidir. Örneğin, Malayca “LIMA” hem “el” hem de “beş” anlamına gelir. Bununla birlikte, hesap birimlerinin hangi halklar olduğu bilinmektedir. parmakları değil, eklemleri vardı.

Parmaklarıma saymayı öğrenmekon, insanlar bir sonraki adımı attı ve onlarca saymaya başladı. Ve bazı Papua kabileleri sadece altıya kadar sayabildiyse, diğerleri sayımda birkaç düzineye ulaştı. Sadece bunun için gerekliydi aynı anda birçok sayacı davet edin.

Birçok dilde "iki" ve "on" kelimeleri ünsüzdür. Belki bunun nedeni bir zamanlar "on" kelimesi "iki el" anlamına geliyordu. Ve şimdi söyleyen kabileler var"On" yerine "iki kol" ve "yirmi" yerine "kollar ve bacaklar". ve İngiltere'de ilk on numara ortak bir adla çağrılır - "parmaklar". Bu, İngilizlerin bir zamanlar parmaklarına güvendiği anlamına gelir.

Parmak sayımı bugüne kadar bazı yerlerde hayatta kaldı, örneğin matematik tarihçisi L. Karpinsky "Aritmetik Tarihi" adlı kitabında, Chicago'daki dünyanın en büyük tahıl borsasında tekliflerin ve taleplerin yanı sıra fiyatların da açıklandığını bildirdi. komisyoncular tarafından tek kelime etmeden parmaklarının ucunda.

Sonra taşların yer değiştirmesiyle sayma geldi, bir tespih yardımıyla sayma ... Bir kişinin sayma yeteneğinde önemli bir atılımdı - sayıların soyutlanmasının başlangıcı.

PC TEMELLERİ

İnsanlar her zaman sayma ihtiyacı hissetmiştir. Bunu yapmak için, üst üste yığılmış veya düzenlenmiş parmaklar, çakıl taşları kullandılar. Nesnelerin sayısı, yere çizilen kısa çizgiler yardımıyla, bir ipe bağlanmış çubuklar ve düğümler üzerindeki çentikler yardımıyla sabitlendi.

Sayılacak madde sayısının artması, bilim ve zanaatların gelişmesiyle birlikte en basit hesapların yapılması zorunlu hale geldi. Çeşitli ülkelerde bilinen en eski enstrüman abaküs'tür (eski Roma'da onlara kalkuli denirdi). Büyük sayılar üzerinde en basit hesaplamaları yapmanızı sağlarlar. Abaküs o kadar başarılı bir alet oldu ki, antik çağlardan neredeyse günümüze kadar varlığını korudu.

Hiç kimse faturaların tam zamanını ve yerini söyleyemez. Tarihçiler, yaşlarının birkaç bin yıl olduğu ve eski Çin, eski Mısır ve antik Yunanistan'ın anavatanları olabileceği konusunda hemfikir.

1.1. KISA HİKAYE

BİLGİSAYAR EKİPMANLARININ GELİŞTİRİLMESİ

Kesin bilimlerin gelişmesiyle birlikte, çok sayıda doğru hesaplamaya acil bir ihtiyaç vardı. 1642'de Fransız matematikçi Blaise Pascal, Pascal'ın toplama makinesi olarak bilinen ilk mekanik hesaplama makinesini yaptı (Şekil 1.1). Bu makine, birbirine kenetlenen tekerleklerin ve tahriklerin bir kombinasyonuydu. Tekerlekler 0'dan 9'a kadar sayılarla işaretlenmiştir. İlk tekerlek (birimler) tam bir dönüş yaptığında, ikinci tekerlek (onlar) otomatik olarak etkinleştirildi; o da 9 sayısına ulaştığında üçüncü tekerlek dönmeye başladı vs. Pascal'ın makinesi sadece toplama ve çıkarma yapabiliyordu.

1694'te Alman matematikçi Gottfried Wilhelm von Leibniz daha mükemmel bir hesaplama makinesi yaptı (Şekil 1.2). Buluşunun sadece bilimde değil, günlük yaşamda da geniş uygulama bulacağına inanıyordu. Pascal'ın makinesinden farklı olarak Leibniz, tekerlekler ve tahrikler yerine silindirleri kullandı. Silindirlere numaralar uygulandı. Her silindirde dokuz sıra çıkıntı veya diş vardı. Bu durumda, ilk sıra 1 çıkıntı, ikinci - 2 ve 9 çıkıntı içeren dokuzuncu sıraya kadar devam eder. Silindirler hareketliydi ve operatör tarafından belirli bir konuma getirildi. Leibniz'in makinesinin tasarımı daha mükemmeldi: sadece toplama ve çıkarmayı değil, aynı zamanda çarpma, bölme ve hatta karekök işlemlerini de gerçekleştirebiliyordu.

Bu tasarımın torunlarının XX yüzyılın 70'lerine kadar hayatta kalması ilginçtir. mekanik hesap makineleri (Felix tipi toplama makinesi) şeklindedir ve çeşitli hesaplamalar için yaygın olarak kullanılmıştır (Şekil 1.3). Ancak, zaten XIX yüzyılın sonunda. elektromanyetik rölenin icadı ile ilk elektromekanik hesaplama cihazları ortaya çıktı. 1887'de Herman Gollerit (ABD), delikli kartlar kullanarak sayıları girmek için elektromekanik bir çizelge icat etti. Delikli kartları kullanma fikri, demiryolu biletlerinin bir delgeçle delinmesiyle ortaya çıktı. Geliştirdiği 80 sütunlu delikli kart önemli değişiklikler geçirmedi ve ilk üç nesil bilgisayarlarda bilgi taşıyıcı olarak kullanıldı. Gollerit'in çizelgeleri, 1897'de Rusya'daki 1. nüfus sayımı sırasında kullanıldı. Mucit daha sonra özel olarak St. Petersburg'a geldi. O zamandan beri, elektromekanik çizelgeler ve diğer benzer cihazlar muhasebede yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

XIX yüzyılın başında. Charles Babbage, temelde yeni tip bir bilgisayarın tasarımının altında yatan temel hükümleri formüle etti.

Böyle bir makinede, onun görüşüne göre, dijital bilgileri depolamak için bir "depo", "depodan" alınan numaralar üzerinde işlem yapan özel bir cihaz olmalıdır. Babbage böyle bir cihaza "değirmen" adını verdi. İşlemlerin sırasını, sayıların "depodan" "değirmene" aktarılmasını ve bunun tersini kontrol etmek için başka bir cihaz kullanılır, son olarak, makinenin ilk verileri girmek ve hesaplama sonuçlarını çıkarmak için bir cihazı olmalıdır. Bu makine hiçbir zaman inşa edilmedi - sadece modelleri mevcuttu (Şekil 1.4), ancak bunun altında yatan ilkeler daha sonra dijital bilgisayarlarda uygulandı.

Babbage'nin bilimsel fikirleri, ünlü İngiliz şair Lord Byron'ın kızı Kontes Ada Augusta Lovelace'ı büyüledi. Bir bilgisayarın çeşitli bloklarının etkileşimi ve üzerinde problem çözme sırası hakkında ilk temel fikirleri ortaya koydu. Bu nedenle, Ada Lovelace haklı olarak dünyanın ilk programcısı olarak kabul edilir. Ada Lovelace tarafından dünyanın ilk programlarının açıklamalarında tanıtılan kavramların çoğu, modern programcılar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pirinç. 1.1. Pascal'ın toplama makinesi

Pirinç. 1.2. Leibniz sayma makinesi

Pirinç. 1.3. "Felix" makinesi ekleme

Pirinç. 1.4. Babbage'ın arabası

Elektromekanik rölelere dayalı bilgi işlem teknolojisinin geliştirilmesinde yeni bir çağın başlangıcı 1934 idi. Amerikan şirketi IBM (International Buisness Machins), çarpma işlemlerini gerçekleştirebilen alfasayısal tablolar üretmeye başladı. XX yüzyılın 30'lu yılların ortalarında. tablolar temelinde, ilk yerel alan ağının bir prototipi oluşturulur. ABD, Pittsburgh'da bir mağaza, müşterilerle yerleşim için 20 tablo ve 15 daktilo ile telefon hatlarıyla birbirine bağlanan 250 terminalden oluşan bir sistem kurdu. 1934 - 1936'da. Alman mühendis Konrad Zuse, programlanmış kontrol ve bir hafıza cihazında bilgi depolama ile evrensel bir bilgisayar yaratma fikrini ortaya attı. "Z-3" makinesini tasarladı - ilk yazılım kontrollü bilgisayar makinesiydi - modern bilgisayarların prototipi (Şekil 1.5).

Pirinç. 1.5. Zuse Hesaplama Makinesi

64 kayan noktalı sayı içeren ikili bir röle makinesiydi. Aritmetik biriminde paralel aritmetik kullanılmıştır. Ekip, operasyonel ve adres bölümlerini içeriyordu. Veri girişi bir ondalık klavye kullanılarak yapıldı, dijital çıktı sağlandı ve ondalık sayıların ikili sayılara otomatik olarak dönüştürülmesi sağlandı. Toplama işleminin hızı saniyede üç işlemdir.

XX yüzyılın 40'lı yıllarının başında. IBM laboratuvarlarında Harvard Üniversitesi'nden bilim adamları ile birlikte en güçlü elektromekanik bilgisayarlardan birinin geliştirilmesine başlandı. MARK-1 olarak adlandırıldı, 760 bin bileşen içeriyor ve 5 ton ağırlığındaydı (Şekil 1.6).

Pirinç. 1.6. Hesaplama makinesi İŞARET -1

Röle hesaplama teknolojisi (BT) alanındaki son en büyük proje, 1957'de SSCB'de inşa edilen ve bir dizi görevde o zamanki bilgisayarlarla oldukça rekabetçi olan RVM-1 olarak kabul edilmelidir. Bununla birlikte, vakum tüpünün ortaya çıkmasıyla, elektromekanik cihazların günleri sayılı oldu. Elektronik bileşenler, elektromekanik bilgisayarların kaderini belirleyen hız ve güvenilirlikte büyük bir üstünlüğe sahipti. Elektronik bilgisayarların çağı geldi.

Bilgisayar teknolojisi ve programlama teknolojisinin gelişiminde bir sonraki aşamaya geçiş, bilgi iletimi ve işleme alanında temel bilimsel araştırmalar olmadan mümkün olmazdı. Bilgi teorisinin gelişimi öncelikle Claude Shannon adıyla ilişkilidir. Norbert Wiener haklı olarak sibernetiğin babası olarak kabul edilir ve Heinrich von Neumann otomat teorisinin yaratıcısıdır.

Sibernetik kavramı, birçok bilimsel yönün sentezinden doğdu: ilk olarak, canlı organizmaların ve bilgisayarların veya diğer otomatların eylemlerinin tanımlanmasına ve analizine genel bir yaklaşım olarak; ikinci olarak, canlı organizma topluluklarının davranışları ile insan toplumu arasındaki analojilerden ve bunları genel kontrol teorisini kullanarak tanımlama olasılığından; ve son olarak, bir sistemdeki bilgi miktarını ve negatif entropiyi birbirine bağlayan en önemli keşfe yol açan bilgi transferi ve istatistiksel fizik teorisinin sentezinden. "Sibernetik" teriminin kendisi Yunanca "dümenci" anlamına gelen kelimeden gelmektedir, modern anlamda ilk kez 1947 yılında N. Wiener tarafından kullanılmıştır. N. Wiener'in sibernetiğin temel ilkelerini formüle ettiği kitabına "Sibernetik" adı verilmektedir. veya hayvan ve arabada kontrol ve iletişim ”.

Claude Shannon, modern bilgi teorilerinin babası olarak adlandırılan Amerikalı bir mühendis ve matematikçidir. Elektrik devrelerindeki anahtarların ve rölelerin çalışmasının, 19. yüzyılın ortalarında icat edilen cebir ile temsil edilebileceğini kanıtladı. İngiliz matematikçi George Boole. O zamandan beri, Boole cebri, herhangi bir karmaşıklıktaki sistemlerin mantıksal yapısını analiz etmenin temeli haline geldi.

Shannon, herhangi bir gürültülü iletişim kanalının, Shannon limiti adı verilen maksimum bilgi aktarım hızı ile karakterize edildiğini kanıtladı. Bu sınırın üzerindeki iletim hızlarında, iletilen bilgilerdeki hatalar kaçınılmazdır. Bununla birlikte, uygun bilgi kodlama yöntemlerinin yardımıyla, herhangi bir gürültülü kanal için keyfi olarak küçük bir hata olasılığı elde etmek mümkündür. Araştırmaları, iletişim hatları üzerinden bilgi iletim sistemlerinin geliştirilmesinin temeli oldu.

1946'da parlak Macar-Amerikalı matematikçi Heinrich von Neumann, elektronik bilgi işlem teknolojisinin gelişimine büyük bir ivme kazandıran bilgisayar talimatlarını kendi dahili belleğinde saklama temel kavramını formüle etti.

Dünya Savaşı sırasında, bir nükleer bombanın patlayıcı patlamasını hesapladığı ve hidrojen bombasının geliştirilmesine katıldığı Los Alamos atom merkezinde danışman olarak görev yaptı.

Neumann, bilgisayarların mantıksal organizasyonu, makine belleğinin işleyişi sorunları, kendi kendini yeniden üreten sistemler vb. İle ilgili çalışmalara sahiptir. İlk elektronik bilgi işlem makinesi ENIAC'ın yaratılmasında yer aldı, onun tarafından önerilen bilgisayar mimarisi, onun için temel oluşturdu. sonraki tüm modeller ve hala buna denir - "Von Neumann".

I nesil bilgisayarlar... 1946'da ABD'de elektronik bileşenlere dayalı ilk bilgisayar olan ENIAC'ın yaratılmasıyla ilgili çalışmalar tamamlandı (Şekil 1.7).

Pirinç. 1.7. ilk bilgisayar ENIAC

Yeni makine etkileyici parametrelere sahipti: 18 bin elektronik tüp kullanıyordu, 300 m 2'lik bir alanı kaplıyordu, 30 ton ağırlığındaydı ve 150 kW güç tüketiyordu. Makine 100 kHz saat frekansında çalıştı ve toplama işlemini 0,2 ms'de ve çarpma işlemini 2,8 ms'de gerçekleştirdi; bu, röle makinelerinin yapabileceğinden üç kat daha hızlıydı. Yeni arabanın eksiklikleri hızla ortaya çıktı. ENIAC bilgisayarları, yapısında mekanik bilgisayarlara benziyordu: ondalık bir sistem kullanıldı; program 40 dizgi alanına manuel olarak yazılmıştır; komütasyon alanlarının yeniden yapılandırılması haftalar aldı. Deneme çalışması sırasında, bu makinenin güvenilirliğinin çok düşük olduğu ortaya çıktı: sorun giderme birkaç gün sürdü. Veri girişi ve çıkışı için delikli bantlar ve delikli kartlar, manyetik bantlar ve baskı cihazları kullanılmıştır. 1. nesil bilgisayarlarda, depolanmış bir program kavramı uygulandı. 1. nesil bilgisayarlar hava tahmini, enerji sorunlarının çözümü, askeri görevler ve diğer önemli alanlarda kullanıldı.

II nesil bilgisayarlar. Bilgisayar tasarımında devrime ve nihayetinde kişisel bilgisayarların yaratılmasına yol açan en önemli gelişmelerden biri 1948 yılında transistörün icadı olmuştur. Katı hal elektronik anahtarlama elemanı (valf) olan transistör, çok daha az yer kaplar ve önemli ölçüde daha az enerji tüketir. lamba ile aynı işi yapar. Transistörlere dayalı hesaplama sistemleri, vakum tüplerinden çok daha kompakt, daha ekonomik ve çok daha verimliydi. Transistörlere geçiş, modern kişisel bilgisayarların (diğer radyo mühendisliği cihazlarının yanı sıra radyolar, teypler, televizyonlar vb.) ortaya çıkmasını mümkün kılan minyatürleşmenin başlangıcını işaret etti. İkinci nesil makineler için, program geliştirme süresi ile gerçek hesaplama süresi arasındaki boşluk arttığından, programlama otomasyonu görevi ortaya çıktı. 50'lerin sonlarında bilgisayar teknolojisinin geliştirilmesinde ikinci aşama - XX yüzyılın 60'larının başında. gelişmiş programlama dillerinin (Algol, Fortran, Cobol) oluşturulması ve bilgisayarın kendisini kullanarak görev akışının kontrolünü otomatikleştirme sürecinin geliştirilmesi, yani. işletim sistemlerinin geliştirilmesi.

1959'da IBM, IBM 1401 transistörlerine dayalı ticari bir makine yayınladı ve 10.000'den fazla kopya teslim edildi. Aynı yıl, IBM, saniyede 229.000 işlem hızına sahip tamamen transistör tabanlı bir bilgisayar olan ilk büyük bilgisayarını (ana bilgisayar) IBM 7090'ı yarattı ve 1961'de Los Alamos'taki ABD nükleer laboratuvarı için IBM 7030'u geliştirdi. .

S.A. tarafından geliştirilen büyük elektronik toplama makinesi BESM-6. Lebedev ve meslektaşları (Şekil 1.8). Bu neslin bilgisayarları, yeni neslin bilgisayarlarında geliştirilen üst düzey programlama dillerinin kullanımı ile karakterize edilir. 2. Nesil transistör makineleri, bilgisayar biyografisinde sadece beş yıl aldı.

Pirinç. 1.8. BESM-6

III nesil bilgisayarlar... 1959'da Texas Instruments mühendisleri, birden fazla transistörü ve diğer elemanları tek bir tabana (veya alt tabakaya) yerleştirmek ve bu transistörleri kablo kullanmadan bağlamak için bir yöntem geliştirdiler. Entegre devre (IC veya çip) bu şekilde doğdu. İlk entegre devre sadece altı transistör içeriyordu. Bilgisayarlar artık düşük entegrasyonlu tümleşik devreler etrafında tasarlandı. Belleği, G / Ç cihazlarını ve diğer kaynakları yönetme görevlerini üstlenmeye başlayan işletim sistemleri ortaya çıktı.

Nisan 1964'te IBM, evrensel yazılım uyumlu bilgisayarlar ve çevre birimlerinin ilk ailesi olan System 360'ı duyurdu. System 360 ailesinin eleman tabanı olarak hibrit mikro devreler seçildi, bu sayede yeni modeller nesil III makineler olarak kabul edilmeye başlandı (Şekil 1.9).

Pirinç. 1.9. Üçüncü nesil bilgisayar IBM

IBM, System 360 ailesi ile bilgisayarları öncekilerle uyumsuz hale getirme lüksünü son kez üstlendi. Bu neslin ekonomik, çok yönlü ve küçük boyutlu bilgisayarları uygulama alanlarını hızla genişletti - kontrol, veri aktarımı, bilimsel deneylerin otomasyonu vb. Bu nesil içinde, 1971'de Intel'in çalışmalarının beklenmedik bir sonucu olarak ilk mikroişlemci geliştirildi. mikro hesap makinelerinin oluşturulması hakkında. (Bu arada, mikro hesap makinelerinin günümüzde bile "kan kardeşleri" - kişisel bilgisayarlar ile iyi geçindiğini unutmayın.)

IV nesil bilgisayarlar... Bilgisayar teknolojisinin geliştirilmesindeki bu aşama, büyük ve ultra büyük entegre devrelerin geliştirilmesi ile ilişkilidir. Dördüncü nesil bilgisayarlarda, birkaç megabayt kapasiteli entegre devrelerde yüksek hızlı bellek sistemleri kullanılmaya başlandı.

Dört bitlik Intel 8004 mikroişlemci 1971'de geliştirildi. Ertesi yıl sekiz bitlik işlemci piyasaya sürüldü ve 1973'te Intel, 8008'den 10 kat daha hızlı olan ve 64KB belleğe hitap edebilen 8080'i piyasaya sürdü. Bu, modern kişisel bilgisayarların yaratılmasına yönelik en önemli adımlardan biriydi. IBM, ilk kişisel bilgisayarını 1975'te piyasaya sürdü. Model 5100, 16 KB belleğe, yerleşik bir BASIC yorumlayıcısına ve depolama aygıtı olarak kullanılan yerleşik bir kaset teyp sürücüsüne sahipti. IBM PC'nin ilk çıkışı 1981'de gerçekleşti. O gün yeni standart bilgisayar endüstrisindeki yerini aldı. Bu aile için çok sayıda farklı program yazılmıştır. Yeni modifikasyona "genişletilmiş" (IBM PC-XT) adı verildi (Şekil 1.10).

Pirinç. 1.10. Kişisel bilgisayar IBM bilgisayar - XT

Üreticiler, depolama aygıtı olarak teyp kullanımından vazgeçtiler, ikinci bir disket sürücü eklediler ve veri ve programları depolamak için ana aygıt olarak 20 MB'lık bir sabit sürücü kullanıldı. Model, bir mikroişlemcinin - Intel 8088 - kullanımına dayanıyordu. Mikroişlemci teknolojisinin geliştirilmesi ve üretilmesindeki doğal ilerlemenin bir sonucu olarak, IBM'in sürekli bir ortağı olan Intel, yeni bir işlemci serisinin - Intel 80286'nın piyasaya sürülmesinde ustalaştı. Buna göre, yeni bir IBM PC modeli ortaya çıktı. IBM PC-AT olarak adlandırıldı. Bir sonraki aşama, bugün hala bulunabilen Intel 80386 ve Intel 80486 mikroişlemcilerinin geliştirilmesidir. Ardından günümüzün en popüler işlemcileri olan Pentium işlemciler geliştirildi.

V nesil bilgisayarlar. XX yüzyılın 90'larında. bilgisayarların teknik özelliklerinin "zeka", açık mimari ve ağ oluşturma yeteneklerine göre iyileştirilmesine çok fazla dikkat edilmeye başlandı. Dikkat, bilgi tabanlarının geliştirilmesine, kullanıcıyla dostça bir arayüze, bilgi sunmanın grafiksel araçlarına ve makro programlama araçlarının geliştirilmesine odaklanmıştır. BT araçlarının geliştirilmesinde bu aşamanın net tanımları yoktur, çünkü bu sınıflandırmanın dayandığı eleman tabanı aynı kalmıştır - şu anda üretilmekte olan tüm bilgisayarların V nesline atfedilebileceği açıktır.

1.2. BİLGİSAYARLARIN SINIFLANDIRILMASI

Bilgisayarlar, özellikle çalışma prensibi, amaç, bilgi işlem sürecini organize etme yöntemleri, boyut ve bilgi işlem gücü, işlevsellik vb. Gibi bir dizi özelliğe göre sınıflandırılabilir.

Bilgisayarlar, işlevlerine göre iki geniş kategoriye ayrılabilir: analog ve dijital.

analog bilgisayarlar(analog bilgisayarlar - AVM) - sürekli çalışan bilgisayarlar (Şekil 1.11).

Pirinç. 1.11. Analog bilgi işlem makinesi

Analog biçimde sunulan bilgilerle çalışırlar, yani. herhangi bir fiziksel miktarın sürekli bir dizi değeri şeklinde. Hidrolik ve pnömatik elemanlar kullanılarak hesaplama işlemlerinin yapıldığı cihazlar vardır. Bununla birlikte, en yaygın olanı, elektrik voltajlarının ve akımlarının makine değişkenleri olarak hizmet ettiği elektronik AVM'lerdir.

AVM'nin çalışması, farklı nitelikteki süreçleri tanımlayan yasaların genelliğine dayanmaktadır. Örneğin, bir sarkacın salınımları, bir salınım devresindeki bir elektrik alanının gücündeki değişikliklerle aynı yasalara uyar. Ve gerçek bir sarkaç üzerinde çalışmak yerine, davranışını analog bir bilgisayarda uygulanan bir model üzerinde inceleyebilirsiniz. Ayrıca, bu model aynı yasalara uyan bazı biyolojik ve kimyasal süreçleri incelemek için kullanılabilir.

Bu tür makinelerin ana elemanları, belirli bir görevin koşullarını yansıtan, aralarında bağlantıların kurulabileceği yükselticiler, dirençler, kapasitörler ve indüktörlerdir. Görevlerin programlanması, dizgi alanındaki bir dizi öğe tarafından gerçekleştirilir. AVM, karmaşık mantık gerektirmeyen diferansiyel denklemler içeren matematiksel problemler için en verimli çözümdür. Çözümün sonuçları, osiloskop ekranında zamanın bir fonksiyonu olarak elektrik voltajlarının bağımlılığı şeklinde görüntülenir veya ölçüm aletleri ile kaydedilir.

XX yüzyılın 40'lı - 50'li yıllarında. elektronik analog bilgisayarlar yeni ortaya çıkan bilgisayarlar için ciddi bir rekabet yarattı. Başlıca avantajları, yüksek hızları (devreden geçen elektrik sinyalinin hızına kıyasla), simülasyon sonuçlarının sunumunun netliğiydi.

Eksiklikler arasında, hesaplamaların düşük doğruluğu, çözülecek sınırlı görev aralığı, görev parametrelerinin manuel olarak ayarlanması not edilebilir. Şu anda, AVM'ler yalnızca çok sınırlı alanlarda kullanılmaktadır - eğitim ve gösteri amaçlı, bilimsel araştırma için. Günlük yaşam pratiğinde kullanılmazlar.

dijital bilgisayarlar(elektronik bilgisayarlar - bilgisayarlar) ayrık "evet-hayır", "sıfır-bir" mantığına dayanır. Tüm işlemler, önceden derlenmiş bir programa göre bir bilgisayar tarafından gerçekleştirilir. Hesaplama hızı, sistem saat frekansı tarafından belirlenir.

Oluşturma aşamalarına ve eleman tabanına göre, dijital bilgisayarlar şartlı olarak beş nesile ayrılır:

I nesli (1950'ler) - elektronik vakuma dayalı bilgisayarlar
lambalar;

II. Nesil (1960'lar) - yarı iletken elemanlara (transistörler) dayalı bilgisayarlar;

Nesil III (1970'ler) - düşük ve orta dereceli entegrasyona sahip yarı iletken entegre devrelere dayanan bilgisayarlar (bir pakette onlarca ve yüzlerce transistör);

VI nesli (1980'ler) - büyük ve süper büyük bilgisayarlar
entegre devreler - mikroişlemciler (bir kristalde milyonlarca transistör);

V nesli (1990'lar - günümüze kadar) - paralel olarak çalışan binlerce mikroişlemciye sahip süper bilgisayarlar,
büyük işlemek için verimli sistemler oluşturmaya izin veren
bilgi dizileri; ultra karmaşık mikroişlemcilere ve kullanıcı dostu arayüzlere dayalı kişisel bilgisayarlar,
hemen hemen tüm faaliyet alanlarında uygulamalarını belirler
kişi. Ağ teknolojileri, bilgisayar kullanıcılarını tek bir bilgi toplumunda birleştirmeyi mümkün kılar.

XX yüzyılın 70'lerinde - 80'lerinde bilgi işlem gücü açısından. aşağıdaki bilgisayar sistematiği geliştirildi.

süper bilgisayarlar hız ve hesaplama hacmi açısından maksimum kapasiteye sahip bilgisayarlardır. Ulusal ve insan ölçeğindeki sorunları çözmek için kullanılırlar - ulusal güvenlik, biyoloji ve tıp alanında araştırma, büyük sistemlerin davranışını modelleme, hava tahmini vb. (şekil 1.12).

Pirinç. 1.12. Süper bilgisayar KIRMIZI 2

Büyük bilgisayarlar(ana bilgisayarlar) - büyük bilim merkezlerinde ve üniversitelerde araştırma için kullanılan bilgisayarlar, kurumsal sistemlerde - bankalar, sigorta, ticaret, ulaşım, haber ajansları ve yayınevleri. Ana bilgisayarlar, büyük bilgisayar ağlarına bağlıdır ve kullanıcıların ve müşterilerin doğrudan üzerinde çalıştığı makineler olan yüzlerce ve binlerce terminale hizmet eder.

mini bilgisayarlar- bunlar, nispeten büyük bilgi işlem gücü gerektiren belirli bir tür işi gerçekleştirmek için kullanılan özel bilgisayarlardır: grafikler, mühendislik hesaplamaları, video ile çalışma, basılı yayınların düzeni, vb.

mikrobilgisayarlar- Bu, temelleri kişisel bilgisayarlar olan ve şu anda insan faaliyetinin hemen hemen tüm dallarında kullanılan en çok sayıda ve çok yönlü bilgisayar sınıfıdır. Milyonlarca insan bunları internet etkileşimi, eğlence ve eğlence için profesyonel faaliyetlerinde kullanıyor.

Son yıllarda, doğrudan kullanıcıların üzerinde çalıştığı geniş bir bilgisayar sınıfının çeşitliliğini ve özelliklerini yansıtan bir sınıflandırma geliştirilmiştir. Bu bilgisayarlar işlem gücü, sistem ve uygulama yazılımı, çevresel aygıtlar, kullanıcı arabirimi ve sonuç olarak boyut ve fiyat açısından farklılık gösterir. Bununla birlikte, hepsi ortak ilkeler ve tek bir eleman temeli üzerine kuruludur, yüksek derecede uyumluluğa, ortak arayüzlere ve kendi aralarında ve ağlar arasında veri alışverişi için protokollere sahiptir. Bu makine sınıfının temeli, yukarıdaki sistematikte mikrobilgisayar sınıfına karşılık gelen kişisel bilgisayarlardır.

Böyle bir sınıflandırma, diğerleri gibi oldukça keyfidir; Farklı bilgisayar sınıfları arasında net bir sınır çizmek imkansız olduğundan, sınıflandırılması zor modeller ortaya çıkmaktadır. Yine de bugün var olan bilgi işlem cihazlarının çeşitliliğini geniş ölçüde yansıtıyor.

sunucular(itibaren İngilizce hizmet - "hizmet", "yönet") - bilgisayar ağlarının çalışmasını sağlayan çok kullanıcılı güçlü bilgisayarlar (Şekil 1.13).

Pirinç. 1.13. sunucu S 390

Ağa bağlı tüm iş istasyonlarından gelen istekleri işlemeye hizmet ederler. Sunucu, paylaşılan ağ kaynaklarına - bilgi işlem gücü, veritabanları, program kitaplıkları, yazıcılar, fakslar - erişim sağlar ve bu kaynakları kullanıcılar arasında dağıtır. Herhangi bir kurumda, kişisel bilgisayarlar yerel bir ağda birleştirilir - bu, son kullanıcıların bilgisayarları arasında veri alışverişine ve sistem ve donanım kaynaklarının rasyonel kullanımına izin verir.

Gerçek şu ki, bir belgenin bilgisayarda hazırlanması (ister ürün faturası isterse bilimsel bir rapor olsun) yazdırmaktan çok daha uzun sürer. Birkaç bilgisayar için güçlü bir ağ yazıcısına sahip olmak çok daha karlı ve sunucu, yazdırma kuyruğunun dağıtımıyla ilgilenecek. Bilgisayarlar yerel bir ağa bağlıysa, sunucuda tek bir veritabanı olması uygundur - mağazadaki tüm malların fiyat listesi, bilimsel bir kurumun çalışma planı vb. Ek olarak, sunucu tüm iş istasyonları için genel İnternet erişimi sağlar, çeşitli kullanıcı kategorileri için bilgilere erişimi sınırlar, paylaşılan ağ kaynaklarına erişim için öncelikleri belirler, İnternet kullanımına ilişkin istatistikleri tutar, son kullanıcıların çalışmalarını kontrol eder, vb.

Kişisel bilgisayar(PC - Kişisel bilgisayar) - Bu, finansal raporlamadan mühendislik hesaplamalarına kadar çeşitli seviyelerdeki sorunları çözebilen en yaygın bilgisayar sınıfıdır. Öncelikle bireysel kullanım için tasarlanmıştır (dolayısıyla ait olduğu sınıfın adı). Bir kişisel bilgisayar (PC), yerel ve küresel ağlara dahil edilmesini sağlayan özel araçlara sahiptir. Bu kitabın ana içeriği, bu özel bilgisayar sınıfının donanım ve yazılımının tanımına ayrılacaktır.

Not defteri(itibaren İngilizce notebook - "notebook") - bu köklü terim, bu kişisel bilgisayar sınıfının özelliklerini tamamen yanlış yansıtmaktadır (Şekil 1.14).

Pirinç. 1.14. Not defteri

Boyutları ve ağırlığı, büyük bir kitabın formatı ile daha uyumludur ve işlevsellik ve teknik özellikler, geleneksel bir masaüstü (desktore) PC ile tamamen uyumludur. Başka bir şey de bu cihazların daha kompakt, daha hafif olması ve en önemlisi çok daha az elektrik tüketmesi, bu da pillerle çalışmasına olanak tanıyor. İşletim sisteminden uygulama programlarına kadar bu sınıf PC'lerin yazılımları kesinlikle masaüstü bilgisayarlardan farklı değildir. Yakın geçmişte, bu PC sınıfı Laptop - "dizlik" olarak tanımlanıyordu. Bu isim özelliklerini çok daha doğru bir şekilde yansıttı, ancak nedense bir türlü yakalanmadı.

Bu nedenle, dizüstü bilgisayar sınıfı kişisel bilgisayarların ana özelliği mobilitedir. Küçük toplam boyutları ve ağırlığı, monoblok tasarımı, çalışma alanında herhangi bir yere yerleştirmeyi, özel bir çanta veya evrak çantası tipi valiz içinde bir yerden diğerine taşımayı kolaylaştırır ve pil gücü yolda (araba) bile kullanmanıza izin verir. veya uçak).

Tüm dizüstü bilgisayar modelleri kabaca üç sınıfa ayrılabilir: evrensel, iş ve kompakt (alt not defterleri). Evrensel dizüstü bilgisayarlar bir masaüstü PC için tam teşekküllü bir yedektir, bu nedenle nispeten büyük ve hafiftirler, ancak aynı zamanda büyük bir ekran boyutuna ve bir masaüstü PC'ye benzer rahat bir klavyeye sahiptirler. Her zamanki yerleşik sürücülere sahiptirler: CD-ROM (R, RW, DVD), sabit sürücü ve disket sürücü. Bu tasarım, onu bir "seyahat" bilgisayarı olarak kullanma olasılığını neredeyse ortadan kaldırır. Piller sadece 2-3 saatlik çalışma için şarj edilir.

Birinci sınıf dizüstü bilgisayarlar ofiste, evde, yolda kullanım için tasarlanmıştır. Önemli ölçüde daha küçük toplam boyutlara ve ağırlığa, minimum yerleşik cihaz grubuna, ancak ek cihazları bağlamak için genişletilmiş araçlara sahiptirler. Bu sınıftaki bilgisayarların, onları değiştirmek yerine ofis veya ev masaüstünü tamamlaması daha olasıdır.

Kompakt Dizüstü Bilgisayarlar(subnotebook'lar) bilgisayar teknolojisindeki en ileri gelişmelerin somutlaşmış halidir. Çeşitli cihazların en yüksek derecede entegrasyonuna sahiptirler (ses, video, yerel ağ desteği gibi bileşenler anakartta yerleşiktir). Bu sınıftaki dizüstü bilgisayarlar genellikle giriş aygıtları (ek klavye, fare) için kablosuz arabirimlerle donatılmıştır, İnternet ile iletişim için yerleşik bir radyo modemine sahiptir, bilgi depolama aygıtları olarak kompakt akıllı kartlar kullanılır, vb. Ayrıca, bu tür cihazların kütlesi 1 kg'ı geçmez ve kalınlık yaklaşık 1 inçtir (2,4 cm). Pil şarjı birkaç saat çalışır, ancak bu tür bilgisayarlar normal bilgisayarlardan iki ila üç kat daha pahalıdır.

Cep kişisel bilgisayar(PDA) (PC - Rosket) - bir masaüstü bilgisayarla aynı parçalardan oluşur: işlemci, bellek, ses ve video sistemi, ekran, belleği artırabileceğiniz veya başka cihazlar ekleyebileceğiniz genişletme yuvaları. Pil gücü iki aylık çalışma sağlar. Tüm bu bileşenler çok kompakt ve sıkı bir şekilde entegre edilmiştir, bu nedenle cihaz 100 ... 200 g ağırlığındadır ve avucunuzun içine, bir gömlek veya el çantasının göğüs cebine sığar (Şekil 1.15).

Pirinç. 1.15. Cep kişisel bilgisayar

Bu cihazların "el bilgisayarları" (Palmtop) olarak da adlandırılmasına şaşmamalı.

Ancak, bir PDA'nın işlevselliği, bir masaüstü bilgisayarın veya dizüstü bilgisayarın işlevselliğinden çok farklıdır. Her şeyden önce, nispeten küçük bir ekrana sahiptir, kural olarak, klavye ve fare yoktur, bu nedenle kullanıcı ile etkileşim farklı şekilde düzenlenir: PDA ekranı bunun için kullanılır - kullandıkları basınca duyarlıdır. kalem adı verilen özel bir çubuk. Sözde sanal klavye, PDA'ya yazmak için kullanılır - tuşları doğrudan ekranda görüntülenir ve metin bir ekran kalemi ile yazılır. Bir diğer önemli fark, bir sabit sürücünün olmamasıdır, bu nedenle depolanan bilgi miktarı nispeten küçüktür. Programların ve verilerin ana deposu 64 MB'a kadar yerleşik bellektir ve flash bellek kartları disk rolünü oynar. Bu kartlar, hızlı erişim belleğine yerleştirilmesi gerekmeyen programları ve verileri (fotoğraf albümleri, MP3 formatında müzik, e-kitaplar vb.) saklar. Bu özellikleri nedeniyle, PDA'lar genellikle özel arabirim kablolarının bulunduğu bir masaüstü bilgisayarla birlikte kullanılır.

Bir dizüstü bilgisayar ve bir PDA, tamamen farklı görevler için tasarlanmıştır, farklı ilkeler üzerine kuruludur ve yalnızca birbirini tamamlar, ancak hiçbir şekilde yerini almaz.

Bir dizüstü bilgisayarla masaüstü bilgisayarla aynı şekilde çalışırlar ve PDA günde birkaç kez açılıp kapatılır. Programları yükleme ve kapatma neredeyse anında gerçekleşir.

Teknik özellikler açısından, modern PDA'lar, yalnızca birkaç yıl önce üretilen masaüstü bilgisayarlarla oldukça karşılaştırılabilir. Bu, örneğin e-posta veya bir metin düzenleyiciyle çalışırken, metin bilgilerinin yüksek kalitede çoğaltılması için oldukça yeterlidir. Modern PDA'lar ayrıca yerleşik bir mikrofon, hoparlörler ve kulaklık jakları ile donatılmıştır. Bir masaüstü bilgisayar ve diğer çevresel aygıtlarla iletişim, USB bağlantı noktası, kızılötesi bağlantı noktası (IgDA) veya Bluetooth (modern kablosuz arabirim) aracılığıyla gerçekleştirilir.

Özel bir işletim sistemine ek olarak, PDA'lar genellikle bir metin düzenleyici, elektronik tablo düzenleyici, zamanlayıcı, İnternet tarayıcısı, bir dizi tanılama programı vb. içeren yerleşik uygulamalarla birlikte verilir. Son zamanlarda, Pocket PC sınıfındaki bilgisayarlara İnternet ile yerleşik iletişim araçları sağlanmaya başlandı (sıradan bir cep telefonu harici modem olarak da kullanılabilir).

Cep kişisel bilgisayarları, yetenekleri nedeniyle, yalnızca yetenekleri azaltılmış basitleştirilmiş bir PC olarak değil, en gelişmiş masaüstü bilgisayarlarla karşılaştırıldığında bile yadsınamaz avantajları olan bilgi işlem topluluğunun tamamen eşit bir üyesi olarak görülebilir.

elektronik sekreterler(PDA - Kişisel Dijital Asistan) - bir cep bilgisayarı formatına sahiptir (0,5 kg'dan fazla olmayan), ancak başka amaçlar için kullanılır (Şekil 1.16).

Pirinç. 1.16. elektronik sekreter

Adları, adresleri ve telefon numaralarını, günlük rutinler ve randevularla ilgili bilgileri, yapılacaklar listelerini, harcama kayıtlarını ve daha fazlasını saklayan elektronik dizinleri kullanmaya yöneliktirler. Bir elektronik sekreter, yerleşik metin ve resim düzenleyicilere, elektronik tablolara ve diğer ofis uygulamalarına sahip olabilir.

Çoğu PDA'nın modemleri vardır ve diğer bilgisayarlarla iletişim kurabilirler ve bir bilgisayar ağına bağlandıklarında e-posta ve faks alıp gönderebilirler. Bazı PDA'lar, diğer bilgisayarlarla uzaktan kablosuz iletişim için radyo modemler ve kızılötesi bağlantı noktaları ile donatılmıştır. Elektronik sekreterler, genellikle bilgisayar menteşeli bir kapağa yerleştirilmiş küçük bir sıvı kristal ekrana sahiptir. Minyatür bir klavyeden veya PDA gibi bir dokunmatik ekran kullanılarak manuel bilgi girişi mümkündür. PDA bilgisayarı ancak büyük çekincelerle çağrılabilir: Bazen bu cihazlar ultra taşınabilir bilgisayarlar olarak sınıflandırılır, bazen "akıllı" hesap makineleri olarak sınıflandırılır, bazıları ise daha gelişmiş özelliklere sahip bir organizatör olduğunu düşünür.

Elektronik defterler(itibaren İngilizce organizatör - "organizatör") - taşınabilir bilgisayarların "en hafif kategorisine" aittir (ağırlıkları 200 g'ı geçmez). Organizatörler, gerekli bilgileri yazabileceğiniz ve yerleşik metin düzenleyiciyi kullanarak düzenleyebileceğiniz geniş bir belleğe sahiptir; iş mektuplarını, anlaşma metinlerini, sözleşmeleri, günlük rutini ve iş toplantılarını hafızada saklayabilirsiniz. Organizatör, size önemli olayları hatırlatan dahili bir zamanlayıcıya sahiptir. Bilgiye erişim şifre korumalı olabilir. Organizatörler genellikle birkaç sözlük içeren yerleşik bir çevirmenle donatılmıştır.

Bilgi, küçük bir monokrom sıvı kristal ekranda görüntülenir. Düşük güç tüketimi nedeniyle, pil güç kaynağı, bilgilerin yeniden şarj edilmeden beş yıla kadar saklanmasını sağlar.

akıllı telefon (İngilizce akıllı telefon), cep telefonu, elektronik adres defteri ve dijital fotoğraf kamerasının işlevlerini mobil İnternet erişimiyle birleştiren kompakt bir cihazdır (Şekil 1.17).

Pirinç. 1.17. akıllı telefon

Akıllı telefonun bir mikroişlemci, rasgele erişim belleği, salt okunur belleği vardır; İnternet erişimi hücresel iletişim kanalları aracılığıyla gerçekleştirilir. Fotoğrafların kalitesi yüksek olmamakla birlikte internette kullanım ve e-posta ile göndermek için yeterli. Video kayıt süresi yaklaşık 15 saniyedir. Yerleşik bir akıllı kart deposuna sahiptir. Piller 100 saatlik çalışma için şarj edilmiştir. Ağırlık 150 g Çok kullanışlı ve kullanışlı bir cihaz, ancak maliyeti iyi bir masaüstü bilgisayarın fiyatı ile orantılı.

Ağaç dizileri hakkında bilgi edinmek istiyorsanız, bu makale bununla ilgili değil. Ancak makaleyi kapatmak için acele etmeyin, daha da bilgili olmanıza yardımcı olacaktır, çünkü ağaç dizilerine ek olarak programlamada bir dizinin ne olduğunu öğreneceksiniz. Gerçekten de kelimelerin o kadar çok anlamı var ki aklınız karışabilir...

Programlamada dizi

Anlamak için, bir dizinin en basit tanımıyla başlayalım.

Dizi, belirli bir ad altında gizlenmiş bir dizi değerdir. Yani, şu veya bu değere sahip bir değişkenler kümesi hakkında konuşabiliriz veya bu değişkenlerin bir kümesi (homojen elemanlar) hakkında konuşabiliriz, her değişken kendi indeksi veya sıra numarası (köşeli parantez içinde yazılır) ile ele alınabilir. ).

Netlik için, hayattan bir örnek vereceğiz. Yani günlükteki öğrenci listesi bir dizi olacaktır. Her öğrencinin seri numarası (genellikle alfabetik olarak giderler, yani "A" ile soyadları ilk olacaktır) - bu onun indeksidir.

Dizideki her değer (örnekteki öğrenciler) bir bileşen (veya öğe) olarak adlandırılır.

Diziler, çeşitli programlama problemlerini çözmek için kullanılır.

dizi türleri

İki tür diziden bahsedebiliriz:

1. tek boyutlu;
2. çok boyutlu.

Ancak, tek boyutlu ve iki boyutlu diziler çoğunlukla programlama problemlerinin çözümünde kullanılır.

• Tek boyutlu bir dizinin ne olduğunu daha net bir şekilde hayal etmek için, bir kafeste bir defter kağıdı düşünelim. Yani, dikey veya yatay (veya çapraz) herhangi bir çizgi - işte burada, tek boyutlu bir dizi. Ve hücre sayısı bu tek boyutlu dizinin boyutunu belirleyecektir. Her öğeye (hücre) bir değer (örneğin bir sayı), ancak yalnızca bir (!) yazabilirsiniz. Bu değeri, sıra numarasını (köşeli parantez içinde) belirterek bulabilirsiniz.
• Bir kutudaki bir defter kağıdının aynı örneğini kullanarak iki boyutlu bir dizinin ne olduğunu düşünelim. Birkaç hücre yatay, birkaç dikey - ve dikdörtgen bir plakamız var (aşağıda bir kare hakkında okuyun). İki boyutlu bir dizi olacak. Burada matrisin satırları (dikey hücreler) ve sütunlar (sırasıyla yatay hücreler) hakkında konuşabiliriz. Tek boyutlu bir dizide olduğu gibi, her hücrede bir değer saklanır. Aradaki fark, istenen değeri bulmaktır. Burada, kesişimi bize ihtiyacımız olan öğeyi verecek olan satır numarasını ve sütun numarasını belirtmemiz gerekiyor.

İki boyutlu bir dizinin bir varyantı, sütun ve satır sayısının aynı olduğu bir kare matristir. Bu durumda programlamada satır ve sütun sayısını girmenize gerek yoktur, sadece matrisimizin boyutunu belirtmeniz yeterlidir.

Bir kare matriste iki tür köşegen vardır:

1. ana - sol üst köşeden sağ alt köşeye (yani satır ve sütun numaralarının aynı olduğu yer);
2. yan - sağ üst köşeden sol alt köşeye gider.

Birleştirmek için, bizim için dizileri gösteren hayattan başka bir örnek vereceğiz.

Yani, girişin sakinleri - K adlı bir dizi olsun.

Buradaki indeks daire numarasıdır. Bu eleman (apartman) başka bir dizidir - dairenin kiracıları. Örneğin 1. dairede 4 kişi, 2. - 3 kişi, 3. - 5 kişi yaşıyor.

Yani, tek boyutlu bir dizi, sakinlerin sayısının köşeli parantezler (!) içindeki bir listesidir: 4, 3, 5.

İki boyutlu dizi (köşeli parantezler yerine "*" olacaktır): ** 1, 1, 1, 1 *, * 1,1,1 *, * 1, 1, 1, 1, 1 **

Bu kadar. Ve bir baskın dizisinin ne olduğunu okuyabilirsiniz.