Важнейшим видом обработки информации являются вычисления. Появление и развитие счетных инструментов стимулировали развитие земледелия, торговли, мореплавания, астрономии и многих других областей практической и научной деятельности людей.

От абака до современного компьютера.

Основными этапами развития вычислительной техники являются:
I. Ручной - с 50-го тысячелетия до н. э.;
II. Механический - с середины XVII века;
III. Электромеханический - с девяностых годов XIX века;
IV. Электронный - с сороковых годов XX века.

Аналитическая машина Бэббиджа – универсальное средство, объединяющее в себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и результатами с человеком.
Архитектура новой машины Бэббиджа практически соответствует архитектуре современных ЭВМ:
"склад" для хранения чисел (память);
"фабрика" для их обработки (арифметическое устройство);
"контора" для управления обработкой (процессор).

4 поколения ЭВМ:

Первое поколение ЭВМ (1946 - середина 50-х годов). Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов: навесной монтаж проводами. Быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду. ЭВМ выполнялись в виде громадных шкафов и занимали специальные машинные залы.

В 1946 году в журнале "Nature" вышла статья Дж. Фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса "Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства". В этой статье фон Нейман с соавторами обосновал следующие необходимые для построения любой ЭВМ принципы, лежащие в основе функционирования современных вычислительных машин:
- логика работы вычислительного устройства достаточно однозначно определяет его основные компоненты (компьютер должен иметь следующие устройства: арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; устройство управления, которое организует процесс выполнения программ; запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных; внешние устройства для ввода-вывода информации);
- принцип двоичного кодирования всей информации (любая информация (числовая, графическая, текстовая, звуковая) представляется в двоичной системе счисления);
- принцип хранимой программы (команды программы и данные по форме представления одинаковы, следовательно, могут храниться в единой памяти);
- принцип программного управления (суть этого принципа сводится к трем положениям: 1) любая работа выполняется компьютером по программе; 2) исполняемая программа находится в оперативной памяти; 3) программа выполняется автоматически);
- принцип адресации памяти (считывание из памяти и запись в память производится только ячейками ("порциями") из определенного количества бит, все ячейки памяти пронумерованы, номер ячейки принято называть адресом);
- принцип иерархической организации различных видов памяти (поскольку требования к объему и скорости считывания из памяти находятся в обратной зависимости, создать единую память, которая была бы достаточной и по объему и по быстродействию, невозможно – необходима иерархия нескольких разновидностей памяти, такая, что чем быстрее она работает, тем меньше ее объем);
- принципы реализации машинной арифметики (заложены основы двоичной арифметики для ЭВМ; в качестве базовой операции используется сложение, остальные операции так или иначе сводятся к нему; описано, как реализовывать разветвляющиеся и циклические программы с помощью инструкций перехода и др.).

Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили название "архитектура ЭВМ Дж. Фон Неймана".

Второе поколение (период от конца 50-х до конца 60-х годов). Элементная база - полупроводниковые элементы. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж проводов. Габариты значительно уменьшились. Производительность от сотен тысяч до 1 млн. операций в секунду. Упростилась эксплуатация. Существенно изменилось программирование, так как появились алгоритмические языки высокого уровня.

Третье поколение (период от конца 60-х до конца 70-х годов). Элементная база: интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате. Увеличилась производительность от сотен тысяч до миллионов операций в секунду. Более оперативно производится ремонт обычных неисправностей. Увеличились объемы памяти.

Четвертое поколение (от конца 70-х годов по настоящее время). С появлением микропроцессоров связано одно из важнейших событий в истории вычислительной техники - создание и применение персональных ЭВМ. Начало широкой продажи персональных ЭВМ связано с именами С. Джобса и В. Возняка, основателей фирмы "Эппл компьютер" (Apple Computer), которая с 1977 года наладила выпуск персональных компьютеров "Apple". С 1982 года фирма IBM приступила к выпуску модели персонального компьютера, ставшего эталоном на долгие времена. Фирма придерживалась принципа открытой архитектуры и магистрально модульного построения компьютера (любой изготовитель может установить свои комплектующие к компьютеру).

Основные технические характеристики современного персонального компьютера: процессор (быстродействие - тактовая частота, разрядность), оперативная и внешняя память (объем памяти, скорость доступа к памяти и др.), видеопамять, средства ввода-вывода, средства коммуникации и др.

Полная статья в объеме 10 страниц в файле.