Г. — немецкий математик Лейбниц создает первый арифмометр, позволяющий выполнять все четыре арифметических операции

1673 г. — немецкий математик Лейбниц создает первый арифмометр, позволяющий выполнять все четыре арифметических операции.

1881 г. — организация серийного производства арифмометров.

Арифмометры использовались для практических вычислений вплоть до шестидесятых годов XX века.

Английский математик Чарльз Бэббидж (Charles Babbage, 1792—1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. Первая спроектированная Бэббиджем машина, разностная машина, работала на паровом двигателе. Она заполняла таблицы логарифмов методом постоянной дифференциации и заносила результаты на металлическую пластину. Работающая модель, которую он создал в 1822 году, была шестиразрядным калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы. Второй проект Бэббиджа — аналитическая машина, использующая принцип программного управления и предназначавшаяся для вычисления любого алгоритма. Проект не был реализован, но получил широкую известность и высокую оценку ученых.

Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей:

— блок хранения исходных, промежуточных и результирующих данных (склад — память);

— блок обработки данных (мельница — арифметическое устройство);

— блок управления последовательностью вычислений (устройство управления);

— блок ввода исходных данных и печати результатов (устройства ввода/вывода).

Одновременно с английским ученым работала леди Ада Лавлейс (Ada Byron, Countess of Lovelace, 1815— 1852). Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

III. Электромеханический этап развития ВТ является наименее продолжительным и охватывает около 60 лет — от первого табулятора Г.Холлерита до первой ЭВМ ENIAC.

1887 г. — создание Г.Холлеритом в США первого счетно-аналитического комплекса, состоящего из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Одно из наиболее известных его применений — обработка результатов переписи населения в нескольких странах, в том числе и в России. В дальнейшем фирма Холлерита стала одной из четырех фирм, положивших начало известной корпорации IBM.

Начало 30-х годов XX века — разработка счетно-аналитических комплексов. Состоят из четырех основных устройств: перфоратор, контрольник, сортировщик и табулятор. На базе таких комплексов создаются вычислительные центры.

В это же время развиваются аналоговые машины.

1930 г. — В.Буш разрабатывает дифференциальный анализатор, использованный в дальнейшем в военных целях.

1937 г. — Дж. Атанасов, К.Берри создают электронную машину ABC.

1944 г. — Г.Айкен разрабатывает и создает управляемую вычислительную машину MARK-1. В дальнейшем было реализовано еще несколько моделей.

1957 г. — последний крупнейший проект релейной вычислительной техники — в СССР создана PBM-I, которая эксплуатировалась до 1965 г.

IV. Электронный этап, начало которого связывают с созданием в США в конце 1945 г. электронной вычислительной машины ENIAC.

В истории развития ЭВМ принято выделять несколько поколений, каждое из которых имеет свои отличительные признаки и уникальные характеристики. Главное отличие машин разных поколений состоит в элементной базе, логической архитектуре и программном обеспечении, кроме того, они различаются по быстродействию, оперативной памяти, способам ввода и вывода информации и т.д. Эти сведения обобщены ниже в таблице.

ЭВМ пятого поколения должны удовлетворять сле­дующим качественно новым функциональным требованиям:

1) обеспечивать простоту применения ЭВМ путем эффективных систем ввода/вывода информации, диа

логовой обработки информации с использованием естественных языков, возможности обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов (интел­лектуализация ЭВМ);

2) упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках; усовершенствовать инструментальные средства разработчиков;

3) улучшить основные характеристики и эксплуатационные качества ЭВМ, обеспечить их разнообразие и высокую адаптируемость к приложениям.

УСЛОВНО все персональные компьютеры (ПК) можно разделить на две группы:

• ПК группы Brand Name, собранные в широко известных фирмах, часто производителях основных блоков компьютера, гарантирующих высокое качество продукции (фирмах IBM, Compaq, Hewlett Packard и др.);

• прочие компьютеры группы No Name, сборку которых осуществляли не на фирмах, имеющих известное имя.

Компьютеры Brand Name должны иметь товарные знаки, указывающие на изготовителя ПК, производителей его комплектующих, торгующую фирму (товарный знак дилера). Наличие товарного знака, помимо всего прочего, определяет перечень услуг, качество обслуживания и другие сервисные возможности, предоставляемые покупателю. ПК Brand Name стоят дороже, тем более имеющие многочисленные сертификаты. Поэтому часто приходится ограничиться выбором компьютера "прочие".

Очень важно правильно выбрать конфигурацию компьютера [3]:

• тип основного микропроцессора и материнской платы;

• объем основной и внешней памяти;

• номенклатуру устройств внешней памяти;

• виды системного и локального интерфейсов;

• тип видеоадаптера и видеомонитора;

• типы клавиатуры, принтера, манипулятора, моде­ма и др.

Важнейшей характеристикой является производительность компьютера. Основными факторами повышения производительности ПК являются:

• увеличение тактовой частоты;

• увеличение разрядности МП;

• увеличение внутренней частоты МП;

• конвейеризация выполнения операций в МП и наличие кэш-памяти команд;

• увеличение количества регистров МПП;

• наличие и объем кэш-памяти;

• возможность организации виртуальной памяти;

• наличие математического сопроцессора;

• наличие процессора OverDrive;

• пропускная способность системной шины и локальной шины;

• объем ОЗУ и его быстродействие;

• быстродействие НЖМД;

• пропускная способность локального дискового интерфейса;

• организация кэширования дисковой памяти;

• объем памяти видеоадаптера и его пропускная способность;

• пропускная способность мультикарты, содержащей адаптеры дисковых интерфейсов и поддерживающей последовательные и параллельный порты для подключения принтера, мыши и др.

Ссылка на материалы вопроса

1. Апокин И.А., Майстров Л.Е. История вычислительной техники. М.: Наука, 1990.

2. Вершинин О.Е. За страницами учебника информатики. М.: Просвещение, 1992.

3. Информатика: Учебник. 3-е перераб. изд. / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 2001, 768 с.

3. Практическое задание по работе с электронной почтой (в локальной или глобальной компьютерной сети)

Принципы составления задания

Реализация данного вопроса на экзамене существенно зависит от сетевых возможностей вашего компьютерного класса. Способы организации доступа к почте (через WWW, через почтовый сервер, с использовани­ем локальной сети) обсуждались довольно подробно в предыдущей публикации.

Ссылка на программное обеспечение

Как было написано в одной из предыдущих публикаций по данному вопросу билета, при отсутствии доступа в Интернет важную роль в организации данного задания играет программное обеспечение, позволяющее организовать обмен электронной почтой в классе с обычной ло­кальной сетью. В процессе подготовки данного материала было найдено очень хорошее программное решение — Courier Mail Server (почтовый сервер, версия 1.56), кото­рым хотелось бы поделиться с читателями. Это отличная бесплатная программа, написанная Романом Ругаленко и Валерием Пито, обладающая целым рядом достоинств. Во-первых, она необычайно легка в настройке и не требует особых технических знаний (по сути дела, в простейшем случае достаточно создать на сервере учетные записи пользователей). Во-вторых, она работает со стандартными клиентскими программами типа Microsoft Outlook или The Bat, что для учебных целей очень удобно. В-третьих, после настройки и запуска данная программа-сервер больше не требует никакого внимания. Наконец, программа имеет неплохое подробное описание на русском языке. Чего еще остается желать?

На самом деле возможности программы гораздо шире, чем просто имитация работы e-mail в компьютерном классе с локальной сетью, но их обсуждение выходит за рамки нашей сегодняшней прагматической публикации.

Итак, наберите адрес http://eourierms. narod.ru, скачайте программу и разархивируйте ее в нужный каталог на учительской машине. Запустите исполняемый файл и создайте учетные записи ученических компьютеров.

Остается настроить обычным образом клиентское почтовое программное обеспечение, и e-mail-сообщение в классе налажено!

Примеры заданий

Задание можно сформулировать, например, так: получить отправленное учителем нака­нуне экзамена письмо и ответить на него.

Для сильного класса можно дополнить задание присоединением к письму вложения, усложнить работу введением менее распространенной кодировки текста, потребовать пересылки копии исходного письма или ответа по заданному адресу.

Домен

И! Учетные «алией V IP фильтр *Й SMTP сервер •У РОРЗ сервер <а SMTP клиент •^ РОРЗ клиент jgP Планировщик ^ Удаленный доступ ^} Сортировщик

Учетных записей: 3 'г SMTP сервер: запущен

Порт: 25 7 РОРЗ сервер: запущен

Порт: 110

Се.

i8.03.2004 18:3"?:34 SMTPSERV

SHTP сервер запущен (порт 2£> запущен (порт 110)

I parshin | postmaster

М.М.Паршин MailVMailbox^pafshin\ Администратор М аДМ ailbox\postmaster\

Ссылка на материалы по билету

Полный текст материалов билета опубликован в "Информатике" № 20, 2002, с. 3 — 8.

БИЛЕТ № 21

1. Технология хранения, поиска и сортировки данных (базы данных, информационные системы). Табличные, иерархические и сетевые базы данных.

2. Различные типы компьютерных вирусов: методы распространения, профилактика заражения.

3. Практическое задание. Работа с папками и файлами (переименование, копирование, удаление, поиск, сохранение на различных носителях).

1. Технология хранения, поиска и сортировки данных (базы данных, информационные системы). Табличные, иерархические и сетевые базы данных

Базовые понятия

База данных — это совокупность систематизированных сведений об объектах окружающего нас мира по какой-либо области знаний.

Системы управления базами данных — универсальное программное обеспечение для работы с базами данных.

Информационная система — комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для хранения, изменения и обработки информации, а также обеспечивающих взаимодействие с пользователем.

Структура и данные — две составные части БД.

Запись и ее поля — составные части данных.

Реляционные (табличные), иерархические и сете­вые базы данных.

Обязательно изложить

Большое место в применении ЭВМ занимает работа с программным обеспечением для хранения и об­работки больших массивов информации — системами управления базами данных и всевозможными информационными системами. Современные компьюте­ры способны накапливать гигантские объемы информации в любых сферах человеческой деятельности, сортировать и анализировать их, а затем выдавать по запросу человека.

Совокупность систематизированных сведений об объектах окружающего нас мира по какой-либо области знаний принято кратко называть базой данных. В широком смысле слова можно сказать, что база дан­ных есть своеобразная информационная модель предметной области, например, БД о работниках предприятия, БД в системе продажи билетов, БД документов в той или иной сфере и многие другие.

Обязательно обратите внимание на то, что в определении отсутствует упоминание о компьютере. И это не ошибка — хранение систематизированных данных в виде различных картотек использовалось до появле­ния самых первых вычислительных машин. Вспомните, например, каталог в библиотеке — традиционные небольшие ящички, заполненные карточками со све­дениями о книгах и месте их хранения.

Помимо собственно данных, требуется специальное программное обеспечение, которое с ними работает. Такое универсальное ПО принято называть системами управления базами данных, или сокращенно СУБД. Именно наличие СУБД и разработанных на ее базе программ для конкретной предметной области превращает огромный объем хранимых в компьютерной памяти сведений в мощную справочную систему, способную производить поиск и отбор необходимой нам информации. Подобные системы принято называть информационными.

Переход к компьютерному хранению информации дает много преимуществ. Они отчетливо видны, если сформулировать те функции, которые выполняет современная компьютерная система обработки данных.

• Ввод информации в БД и обеспечение его логического контроля. Под логическим контролем здесь понимается проверка на допустимость вводимых данных: нельзя, например, вводить дату рождения 31 июня 1057 года.

• Исправление информации (также с контролем правильности ввода).

• Удаление устаревшей информации.

• Контроль целостности и непротиворечивости данных. Здесь имеется в виду, что данные, хранящиеся в разных частях базы данных, не противоречат друг другу, например, дата поступления в школу явно не может быть позже даты ее окончания.

• Защита данных от разрушения. Помимо контроля за целостностью, который только что обсуждался, СУБД должна иметь средства защиты данных от выключения электропитания, сбоев оборудования и других аварийных ситуаций, а также возможности последующего восстановления информации.

• Поиск информации с необходимыми свойствами. Одна из наиболее важных в практическом отношении задач, ради которой ставятся все остальные.

• Автоматическое упорядочивание информации в соответствии с требованиями человека. Сюда относится сортировка данных, распределение их между несколькими базами и другие подобные процедуры.

• Обеспечение коллективного доступа к данным. В современных информационных системах возможен параллельный доступ к одним и тем же дан­ным нескольких пользователей, поэтому СУБД должны поддерживать такой режим.

• Защита от несанкционированного доступа. Не только ввод новой информации, но даже ее просмотр должны быть разрешены только тем пользователям, у которых есть на это права.

• Удобный и интуитивно понятный пользователю интерфейс.

Организация БД: иерархическая

Характер связи между записями в БД определяет три основных типа организации баз данных: иерархический, сетевой и реляционный.

В иерархической базе данных записи образуют особую структуру, называемую деревом (см. рисунок). При таком способе организации каждая запись может принадлежать только одному "родителю" (более правильный термин — "владелец отношения"). В качестве примеров такого рода отношений можно привести следующие: организация — [основная работа] — работник, банк — [вклад] — сберкнижка, футболь­ная команда — [хозяин поля] — матч и т.п. Отметим, что типичными примерами иерархического спо­соба организации является хорошо известная система вложенных каталогов в операционной системе, или так называемое "генеалогическое дерево", представляющее собой графическое представление родословной.

В сетевой базе данных связи разрешено устанавливать произвольным образом, без всяких ограничений, поэтому запись может быть найдена значительно быстрее (по наиболее короткому пути). Такая модель лучше всего соответствует реальной жизни: один и тот же человек является одновременно и работником, и клиентом банка, и покупателем, т.е. запись с информацией о нем образует довольно густую сеть сложных связей. Трудность состоит в том, что указанную организацию БД, к сожалению, сложно реализовать на компьютере.

Хотя описанные выше способы являются более универсальными, на практике распространен самый простой тип организации данных — реляционный. Слово реляционный происходит от английского relation, что значит отношение. Строгое определение отношения достаточно математизировано, поэтому на практике обычно пользуются следствием из него: поскольку отношения удобно представлять в виде таблиц, то говорят, что реляционные базы — это базы с табличной формой организации. Их примеры имеются в любом учебнике, поэтому предлагаем читателям подобрать их самостоятельно.

Желательно изложить

Говоря о БД, нельзя обойти стороной вопрос, связанный с организацией в них данных. Помимо собственно данных, в любой базе имеется информация о ее строении, которую чаще всего называют структурой. В простейшем случае структура просто указывает тип информации и объем требуемой для нее памяти. Сведения о структуре позволяют СУБД легко рассчитывать местоположение требуемых данных на внешнем носителе и, следовательно, быстро получить к ним доступ.

Сетевая реляционная

Связанные между собой данные, например об одном человеке или объекте, объединяются в БД в единую конструкцию, которая называется "запись". При этом части, образующие запись, принято называть полями или реже — элементами данных. Примерами полей могут служить фамилия, номер паспорта, семейное положение, наличие или отсутствие детей и т.д.

С появлением компьютерных сетей отпала необходимость хранения данных в одной машине и даже в одной стране, возникли так называемые "распределенные БД".

Собственно СУБД, управляющая доступом к данным в базе, является универсальным программным обеспечением. Поэтому для адаптации к конкретной области и учета конкретных особенностей последней необходима возможность "подстройки" программного обеспечения. С этой целью большинство СУБД обладают встроенными средствами подобного рода, т.е. фактически собственным языком программирования. Заметим, что в более ранних разновидностях СУБД, например dBASE и родственных ей (FoxPro, Clipper), это было заметно наиболее отчетливо. В современном программном обеспечении, таком, как MS Access, Paradox, Clarion, создание различных форм и отчетов во многом автоматизировано, но, тем не менее, встроенные языковые средства по-прежнему сохраняются.

Примечания для учителей

Если не считать последней части вопроса, то подбор материала для ответа традиционен. Мы надеемся, что приведенных здесь и в предыдущей публикации мате­риалов по типам БД читателям будет достаточно.

По нашему мнению, требовать от учеников четкие определения баз данных и информационных систем совсем не обязательно — достаточно, если они правильно объяснят данные термины своими словами. Приведенные в разделе базовых понятий определе­ния даны для облегчения ориентировки в материале вопроса.

Примечания для учеников

Советуем в своем ответе обязательно отметить тот факт, что информационные системы могут быть реализованы и без компьютера. После этого вполне естественно рассказать о тех преимуществах, которые добавляет применение компьютера.

Приведенный в обязательном разделе перечень функций может показаться на первый взгляд устрашающим. Тем не менее, он довольно легко поддается осмысленному запоминанию. Вспомните, как вы работали с БД на уроке: сначала вводили данные, потом исправляли ошибки ввода, после чего занимались сортировкой и составлением тех или иных запросов. Дополните это размышлениями о коллективном доступе к данным (на уроках такого, возможно, не было), и вы легко восстановите весь список.

Советуем также четко уяснить для себя, что характерно для каждого из перечисленных в билете типов БД. Это даст вам возможность легко составить последнюю часть ответа на вопрос: на самом деле от вас требуется лишь краткая их (2—3 предложения) ха­рактеристика.

Ссылка на материалы по вопросу

Подробные материалы опубликованы в "Информа­тике" № 15, 2002, с. 12—14.

Похожие работы

Свойства информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

225314

2

0

... раза. В силу специфичности информации схемы определения количества информа­ции, связанные с ее содержательной стороной, оказы­ваются не универсальными. Универсальным оказывается алфавитный подход к измерению количества информации. В этом подходе сообщение, представленное в какой-либо знаковой системе, рассматривается как совокупность сообще­ний о том, что заданная позиция в последовательнос­ти ...

Формирование содержания предмета информатика и ИКТ для информационно - технологического профиля

Скачать

15486

3

1

... , коллективной реализации информационных проектов, информационной деятельности в различных сферах, востребованных на рынке труда. В соответствии с целями и задачами обучения в классе информационно-технологического профиля на профильном (повышенном) уровне изучаются предметы: информатика, математика, физика. Ведущим предметом является информатика. Информатика - современная, динамично развивающаяся ...

Изучение технологии нейронных сетей в профильном курсе информатики

Скачать

89261

12

5

... одном из элективных курсов. Выбор естественно-математического профиля, во-первых, определяется целью введения данного курса в школе (расширение научного мировоззрения) и, во-вторых, сложностью темы в математическом аспекте. Глава 2. Содержание обучения технологии нейронных сетей Авторы данной работы предлагают следующее содержание обучения технологии нейронных сетей. Содержание образования ...

Методика и технология разработки web-сайта образовательного учреждения (на примере сайта социально-гуманитарного факультета БГПУ им. М. Акмуллы)

Скачать

68616

3

0

... сайта на английском языке, а может быть другой версией, возможно, состоящей на первых порах из одной страницы. Глава 2. Проектирование web-сайта образовательного учреждения и размещение его в сети Интернет   2.1 Разработка web-сайта   Разработка сайта включает в себя целый комплекс процессов, от которых зависит эффективный конечный результат. Формирование целей и задач сайта. Это первый ...