Область применения вычислительной техники кратко

Обновлено: 07.07.2024

Трудно назвать область применения вычислительной техники , в которой Юрий Николаевич в до конфигурационную эпоху не имел бы собственных программных разработок, будь то численные и статистические методы, методы идентификации, моделирования или оптимизации. Компетентность во всех аспектах автоматизации в сочетании с фундаментальной подготовкой позволяет автору свободно обращаться с огромным объемом научно-технического и экспериментального материала. А неформальное знание оборудования и программного обеспечения всех ведущих фирм-производителей средств автоматизации, многолетнее сотрудничество со многими отечественными и зарубежными специалистами позволяет давать точные и глубокие оценки текущего состояния и путей развития автоматизированных систем. [2]

Еще одной областью применения вычислительной техники в спектральном анализе является автоматическая обработка спектрограмм. За рубежом эта техника очень сильно развита, тогда как в нашей стране имеются только отдельные публикации. [3]

Однако существуют такие области применения вычислительной техники , где специфические условия работы ЭВМ или специфические требования к ее характеристикам, особенности подлежащего реализации фиксированного набора алгоритмов делают невозможным или неэффективным применение универсальных серийно выпускаемых ЭВМ. [4]

Поиски и исследования в области применения вычислительной техники в экономической работе ведутся уже давно, но основные усилия в этом направлении сосредоточены главным образом на оперативном планировании и решении задач распределения. Поэтому каждая попытка использовать электронные машины в технико-экономическом планировании вызывает большой интерес. [5]

Одним из перспективных направлений дальнейших работ в области применения вычислительной техники в метрологических работах является создание системы программ для автоматизированного расчета точных средств измерений. [6]

Мик-ро - ЭВМ рассмотренных семейств позволяют значительно расширять области применения вычислительной техники в низовых звеньях автоматизированных систем управления. Микро-ЭВМ работают обычно в реальном масштабе времени и используются в устройствах управления промышленным оборудованием, в частности, станками с числовым программным управлением, технологическими процессами, в системах передачи данных, сбора и обработки информации, в контроллерах и терминалах, а также для решения сложных инженерно-технических задач. [7]

Кафедра Организации производства Куйбышевского авиационного института на протяжении ряда лет ведет целеустремленные научные исследования в области применения вычислительной техники ( ЭВМ) в планировании и управлении производством. [8]

Дисциплина Информатика и вычислительная техника занимает важное место в системе подготовки специалистов и является начальным этапом непрерывной подготовки студентов в области применения вычислительной техники . [9]

В основу этой книги положен курс лекций, читаемый авто - Фом для студентов специального факультета МФТИ, проходящих переподготовку в области применения вычислительной техники , а также материалы лекционно-лабораторных занятий для студентов I-III курсов факультета управления и прикладной математики МФТИ. [10]

По мнению авторов, работу с практикумом в первом режиме целесообразно организовать при наличии небольших студенческих потоков и особенно на ранних этапах обучения программированию студентов, специализирующихся в области применения вычислительной техники . Работа с системой СБОР особенно эффективна при наличии больших потоков студентов и сжатых сроках обучения студентов программированию. [11]

Область применения вычислительной техники обширна, и невозможно охватить все аспекты ее применения. Основное внимание обращаем на деятельность, являющуюся центральной в программировании - на проектирование программ, помогающих создавать другие программы. Существуют программы, которые мы Используем регулярно, большую часть из них - каждый день; при написании этой книги мы прибегали почти ко всем их вариантам. [12]

Специализируется в области применения вычислительной техники , математического моделирования и математических методов при решении задач разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, капремонта скважин. [13]

Кроме аббревиатур в вычислительной технике распространены жаргонные словечки. Если Вы технический специалист или работали с техническими специалистами, Вы знаете, что биты, байты, файлы, записи и другие профессиональные термины вошли в повседневную речь людей, работающих в вычислительном центре. Но даже несмотря на то, что область применения вычислительной техники все время расширяется и все большее число людей близко сталкивается с ней, в повседневную речь пользователей эти слова могли еще и не войти. Обычно эти слова лучше всего подходят для обозначения того или иного понятия. Для описания новых понятий необходимы и новые слова. В таких случаях употребляйте термин из вычислительной техники: он стоит того, чтобы затратить усилия на его объяснение. Вообще объясняйте значение каждого термина, который Вам необходимо применить. [14]

Снижение порога компетенции конечного пользователя может основываться на идеологии прямого доступа пользователя через языки с целевой ориентацией. В этом случае пользователь может самостоятельно решать свои задачи, привлекая специалистов-программистов только в особо сложных или аварийных ситуациях. Эффективность такого подхода обусловливается не только растущим дефицитом специалистов и расширением области применения вычислительной техники , но и растущими требованиями к качеству решаемых задач, необходимостью реализации человеко-машинного взаимодействия с разделением функций по критерию эффективности и учетом особенностей обоих партнеров. [15]

1) совокупность технических и математических средств, методов и приёмов, используемых для механизации и автоматизации процессов вычислений и обработки информации. Основу технических средств современной вычислительной техники составляют электронные вычислительные машины (ЭВМ, компьютеры), устройства ввода, вывода, представления и передачи данных (сканеры, принтеры, модемы, мониторы, плоттеры, клавиатуры, накопители на магнитных лентах и дисках и т. д.), ноутбуки, микрокалькуляторы, электронные записные книжки и пр. К математическим средствам относятся разнообразные программы (в т. ч. операционные системы, программы технического обслуживания ЭВМ), языки программирования, инструкции, протоколы и т. д.

Новый, поистине революционный этап в развитии вычислительной техники ознаменовался созданием в 1970-х гг. персональных компьютеров. С появлением персональных компьютеров, работающих в режиме дружественного диалога с пользователем, вычислительная техника стала доступна широкому кругу пользователей – от школьников до специалистов в области математики и программирования, от кассира в магазине до конструктора космических систем, от лаборанта до учёного-атомщика. К кон. 2000 г. вычислительная техника из инструмента для математических расчётов превратилась в универсальное средство обработки информации, располагающее совершенным программным обеспечением, способное решать самые сложные задачи практически во всех сферах человеческой деятельности – экономике, энергетике, промышленности, научных исследованиях и др.

2) Отрасль техники, занимающаяся разработкой, изготовлением и эксплуатацией вычислительных машин, устройств и приборов.

Эта статья — о понятии вычислительной техники в целом. О её истории и видах см. История вычислительной техники.

Вычислительная техника — техника, используемая для вычислений [ источник не указан 228 дней ] . Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Включает в себя аппаратное и программное обеспечение, также используется для управления и обработки информации [ источник не указан 228 дней ] .

Чаще всего вычислительная техника — это термин, который либо совместно относится к устройствам, предназначенным для выполнения вычислений, либо относится к группе конкретных элементов такого оборудования, либо устройствам, чьи предшественники в разработке являются именно такими устройствами. С момента массового спроса на персональные компьютеры в конце XX века этот термин используется в основном в последнем упомянутом значении.

Основные этапы

Процесс эволюции счетных устройств начался в древние времена и продолжается сегодня. За это время люди создали различные приспособления для счета. Краткая история их развития может быть описана с помощью основных этапов:

Ручной. Это самый длительный этап. Он начался в глубокой древности, а завершился в середине XVII столетия. За это время были созданы различные ручные средства для подсчета, например, финикийские фигурки, логарифмическая линейка и т. д.
Механический этап развития. Длился более двух столетий (вторая половина XVII — конец XIX века). Это время характеризуется быстрым развитием науки, что привело к появлению механических счетных машин. Они могли выполнять простые арифметические операции.
Электромеханический. Среди всех этапов эволюции вычислительных устройств он оказался самым коротким. Его длительность составила лишь 60 лет. Начало электромеханическому этапу положило создание первого табулятора (1887), а завершился период в 1946 году. Созданные на этом временном отрезке устройства использовали электрический привод и реле. С их помощью скорость и точность вычислений существенно увеличились.
Электронный этап начался в середине XX столетия и продолжается сегодня. Первые компьютеры имели большие размеры и существенно отличались от современных ПК.

Классификация истории развития вычислительной техники на хронологические этапы является условной. При использовании одного счетного устройства активно появлялись предпосылки для разработки следующего поколения девайсов.

Простейшие устройства

Сначала люди использовали для счета 10 пальцев на своих руках, а результаты вычислений фиксировались на камне, дереве и т. д. Когда появилась письменность, человек разработал различные способы записи цифр и системы счисления:

в Индии использовалась десятичная;
вавилоняне применяли шестидесятеричную систему.

На рубеже IV столетии до н. э. появился абак. Это приспособление представляло собой глиняную дощечку, на которую заостренным предметом наносились полоски. Вычисления осуществлялись посредством размещения на этих полосах различных предметов небольшого размера.

В XVII веке математик Непер из Шотландии открыл логарифмы, основываясь на работе шотландского ученого, Гантер (Англия) смог создать логарифмическую линейку. Это устройство используется и сегодня, хотя его первоначальная конструкция претерпела серьезные изменения.

Изобретение Гантера позволяла выполнять следующие операции:

находить логарифмы;
операции деления и умножения;
находить тригонометрические функции;
возводить в степень.

Это устройство стало последним приспособлением домеханической эры развития вычислительной техники.

Механические машины

В 1673 году известный ученый Лейбниц изобрел устройство, которое, помимо простейших операций с числами, позволяло извлекать квадратный корень. Чтобы этот ступенчатый вычислитель мог функционировать, ученому пришлось разработать двоичную систему счисления.

Через 2 столетия французский математик Ксавье Тома де Кальмар, основываясь на работах Лейбница, изготовил арифмометр. Эта машина уже могла делить и перемножать числа. Английский ученый Бэббидж через 2 года начал создавать устройство, способное выполнять вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Однако этот проект так и не был завершен.

Впрочем, имя Бэббиджа навсегда вошло в историю развития счетных устройств. Именно этот человек разработал машину, управлять которой можно было программно. В качестве носителя информации использовались перфокарты. С этим же устройством связано и имя первого программиста на планете — Ада Лавлейс. Именно этой женщине удалось создать первые программы для машины Бэббиджа.

Компьютерная техника

Первый аналог компьютера был создан еще в 1887 году американцем Голлеритом. Он разработал табулятор, который представлял собой электромеханическую вычислительную машину. В конструкции устройства присутствовали реле, счетчики и специальный сортировочный ящик. Машина могла сортировать статистические данные, записанные на перфокартах. Компания, созданная Голлеритом, затем превратилась в известную корпорацию IBM.

Также стоит отметить основные изобретения и теории, давшие в будущем толчок к развитию компьютерной техники:

1930 — дифференциальный анализатор (Ванновар Буш из США);
1936 — создана концепция вычислительной машины (Алан Тьюринг из Англии);
1937 — разработана электромеханическая машина для двоичного сложения (Джордж Стибиц из США);
1938 год — сформулированы принципы работы логического устройства вычислительной машины (Клод Шеннон из США).

Начало эры

Во многом активное развитие ЭВМ связано со Второй мировой войной. Правительства некоторых стран-участниц этого конфликта стремились получить стратегическое преимущество перед противником и начали финансировать работы по разработке вычислительных машин. Пионером компьютеростроения стал инженер из Германии Цузе. Им была сконструирована машина Z3, которая могла оперировать числами с плавающей запятой, работая при этом в двоичной системе. В качестве носителя информации в ней использовалась перфолента.

Однако первым функционирующим компьютером следует считать новую машину немецкого инженера — Z4. Он же разработал и первый язык программирования под названием Планкалкюль. В 1942 году 2 американских исследователя (Джон Атанасов и Клиффорд Берри) создали машину, работающую на вакуумных трубках. Она использовала двоичный код и выполняла ряд логических операций.

При поддержке правительства Англии в 1943 году была построена первая ЭВМ — Колосс. Работы над этим устройством велись в условиях максимальной секретности.

В состав машины входило около 2000 электронных ламп. Колосс использовался для взлома немецких кодов, создаваемых с помощью шифровального устройства Энигма. После завершения войны ЭВМ была уничтожена в соответствии с личным приказом Черчилля.

Работа над архитектурой

Прообраз архитектуры современного ПК был создан в 1945 году американским ученым фон Нейманом. Он первым предложил записывать программу в форме кода непосредственно в память вычислительного устройства. В те времена в США активно работали над созданием первого компьютера, способного решать различные задачи — ENIAC. Эта машина весила порядка 30 тонн, а для ее размещения требовалось около 170 м² площади.

В состав конструкции машины входило 18000 ламп. В течение 1 секунды она выполняла 5000 операций сложения либо 300 умножения. На европейском континенте первый универсальный компьютер был создан в СССР. Команда под руководством Сергея Лебедева в 1950 году сконструировала МЭСМ (малая электронная счетная машина). Для ее работы требовалось порядка 6000 ламп, а быстродействие компьютера составляло 50 операций в секунду. Эта же группа ученых через 2 года создала большую электронную счетную машину. Ее быстродействие составляло 10000 операций в секунду.

Создание полупроводниковых приборов

Главным недостатком электронных ламп был невысокий срок службы. Так как эти устройства быстро выходили из строя, обслуживание вычислительной машины существенно усложнялось. Проблема была решена в 1947 году, когда был изобретен транзистор. Полупроводниковые устройства выполняли аналогичные функции, что и лампы, но при этом имели ряд преимуществ:

занимали мало места;
низкое энергопотребление;
более продолжительный срок службы.

Именно появление полупроводниковых приборов позволило компьютерам приобрести вид, напоминающий современные ПК. Благодаря работе американских инженеров Кибли и Нойса мир узнал о микросхемах. Основу этих устройств составлял германиевый либо кремниевый кристалл, на котором монтировались миниатюрные полупроводниковые приборы. Их количество достигало десятки и даже сотни тысяч.

Появление микросхем дало новый толчок к развитию ЭВМ. В 1964 году корпорация IBM представила первую машину семейства SYSTEM 360. В СССР первый компьютер на микросхемах был разработан в 1972 году, а назывался он ЕС. В его основе лежали разработки американской компании IBM. Одновременно с развитием компьютеров начинает активно совершенствоваться и программное обеспечение (софт). В 1964 году был разработан язык Бейсик, предназначенный для начинающих программистов. В 1969 году появился Паскаль, с помощью которого можно было решать различные прикладные задачи.

Персональные компьютеры

В начале 70-х годов стартовал выпуск четвертого поколения компьютеров. Это время для индустрии характеризуется началом использования в производстве вычислительной техники БИС (большая интегральная схема). Благодаря этому производительность ЭВМ достигла отметки в тысячи миллионов операций в секунду. Кроме этого, существенно снизилась и себестоимость производства ПК, что сделало их более доступными для обычного потребителя.

Одним из первых массовых компьютеров стала машина, созданная компанией Apple. Произошло это в 1976 году. В разработке ПК принимали участие Стив Возняк и Стив Джобс. Его стоимость составляла лишь 500 долларов. В 1977 году вышла вторая модель этого компьютера — Apple II. Роль этих личностей в развитии компьютерной техники сложно переоценить.

Быстрое распространение недорогих компьютеров привело к значительному падению прибыли компании IBM. Это факт вызвал беспокойство у ее руководства, и в 1979 году на рынке появился первый ПК от американского концерна. В нем был установлен процессор от Интел 8088, ОЗУ в объеме 64 Кбайт и дисковод для дискет. Специально для него компания Микрософт разработала новую операционную систему, в которой все было понятно даже новичку.

В дальнейшем наблюдалось стремительное развитие компьютерной техники. Новые процессоры начинают создаваться ежегодно и каждое новое поколение превосходит в производительности прошлое. Вся история развития ПК может быть представлена в таблице:

Поколение	Элементная база	Быстродействие, операций в секунду	ПО	Применение	Примеры
I (1946−1959)	Электронные лампы	Не более 20000	Машинные языки	Расчетные задачи	ЭНИАК и МЭСМ
II (1960−1969)	Полупроводниковые приборы	От 100 до 500 тысяч	Алгоритмические языки	Экономические, инженерные и научные задачи	БЭСМ-4, IBM 701
III (1970−1979)	ИМС (интегральные микросхемы)	Около 1 миллиона	Операционные системы	САПР, научные и технические задачи, АСУ	ЕС 1060, IBM 360
IV (с 1980 и до настоящего времени)	Микропроцессоры и БИС	Минимум десятки миллионов	Базы данных (БД)	АРМ, работа с графикой и текстами	Серверы и ПЭВМ
V (с 1990 до настоящего времени)	СБИС	Более миллиарда	Мощные вычислительные системы, искусственный интеллект	Все области	Ноутбуки, рабочие станции

Сейчас компьютер можно найти практически в каждом доме, а жизнь современного человека сложно представить без ПК.

Перечислить все сферы использования вычислительной техники сложно, так как ЭВМ проникли практически во все области деятельности людей.

Первые примеры использования ЭВМ были связаны с выполнением сложных математических расчетов. В шутку машины тех времен называли цифрогрызами. В настоящее время область использования компьютеров значительно расширилась.

ЭВМ используются при разработке систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), автоматизированных рабочих мест (АРМ). ЭВМ хорошо зарекомендовали себя при расчете заработной платы, разработке печатных плат для радиоэлектронных устройств, оплате услуг за использование междугородной телефонной связи, продаже билетов на транспорте, учете больных в поликлиниках.

Сбор, хранение и переработка информации — благодатная область использования вычислительной техники (ВТ). Автоматизированные справочные, библиотеки, картотеки, базы данных по различным предметным областям невозможно реализовать без ЭВМ.

Однокристальные ЭВМ широко используются в измерительных приборах для управления процессом измерений, математической обработки результатов измерений, проверки работоспособности и настройки прибора. Цифровые сигнальные процессоры применяются в сотовых телефонах, модемах, графических ускорителях (акселераторах), звуковых картах.

В ближайшее время в каждом учреждении, предприятии, даже небольшом ресторане можно будет сделать заказы билетов на транспорт или забронировать места в гостинице, посетить с помощью компьютера виртуальный магазин и выбрать, например, подходящую мебель.

С помощью глобальной сети можно получить консультацию квалифицированного юриста, перевести фразу с одного естественного языка на другой. Глобальная сеть предоставляет возможность побеседовать на любую тему с незнакомыми людьми, почитать газеты, журналы, послушать радио (причем можно выбрать тематику передач, тип музыки). Интернет предоставляет доступ к сокровищам мировой культуры и науки.

ЭВМ стала постоянным инструментом для многих писателей, композиторов, художников благодаря существованию удобных текстовых, музыкальных и графических редакторов.

В США ЭВМ используют для моделирования лица перед пластической операцией. Вычислительная техника широко используется при заказах фасона, цвета одежды и обуви, причем клиент активно участвует в формировании заказа. Медикам ЭВМ помогает распознать болезнь, назначить курс лечения и сохранить на магнитном носителе историю болезни.

В современных автомобилях ЭВМ выполняет автоматическое переключение скоростей, оптимальное дозирование топливной смеси, регулировку положения сиденья и зеркал. Бортовой компьютер, поддерживающий связь со спутником, позволяет определить географическое местоположение автомобиля и выбрать оптимальный маршрут движения.

ЭВМ играет ключевую роль в развитии и процветании индустрии компьютерных игр.

В скором времени важную роль в жизни людей будут играть роботы, управляемые ЭВМ. Например, робот Minerva использовался в качестве экскурсовода в Смитсоновском музее американской истории. Подобные роботы могут использоваться не только в выставочных залах, но и на уборке мусора (автоматические пылесосы), в качестве помощников пожилых людей или инвалидов.

Дистанционно управляемый робот-снайпер Telepresent Rapid Aiming Platform предназначен для борьбы с преступниками. Глазами робота являются видеокамеры, одна из которых служит для увеличения изображения опасной цели в девять раз. Управление стрельбой ведется с помощью джойстика, контролирующего движение механизмов перемещения дула пистолета.

Смарт-карты размером 85,653,9 мм и толщиной 0,76 мм могут быть использованы вместо монет для оплаты телефонных разговоров, в качестве электронных денег в магазинах, больничной карточки, водительского удостоверения, пропуска в здание, для оплаты проезда в метро и т. д. Смарт-карта представляет собой небольшой компьютер, способный выполнять расчеты подобно ПЭВМ. Наиболее совершенные смарт-карты имеют мощность, сопоставимую с мощностью ПЭВМ начала 80-х годов ХХ столетия.

Усилилась роль компьютеров в образовании. Обучающие программы по различным отраслям знаний позволяют студентам и ученикам самостоятельно изучать иностранные языки, математику, физику, химию, астрономию и другие дисциплины. В глобальной сети размещают конспекты лекций лучших преподавателей, планы занятий, задания на лабораторные работы и т. д.

Не следует думать, что ЭВМ всемогуща. ЭВМ не знает, являются ли команды, которые она выполняет, действительно необходимыми для решения данной задачи. Она может выполнять одну и ту же группу команд бесконечно, не понимая, что это бессмысленно.

Просчеты проектировщиков привели к возникновению проблемы 2000 г. В результате сбоев ЭВМ не работали банкоматы, останавливались поезда, сбивались с курса танкеры, отказывали устройства связи.

Читайте также: