الكمبيوتر الإلكتروني عبارة عن مجمع من التقنية و برمجة، مصمم لأتمتة إعداد وحل مهام المستخدم. يُفهم المستخدم على أنه الشخص الذي تتم معالجة البيانات على جهاز الكمبيوتر لمصلحته. يمكن للعملاء التصرف كمستخدمين العمل الحسابي، المبرمجين، المشغلين. وكقاعدة عامة، فإن وقت إعداد المشكلات أطول بعدة مرات من وقت حلها.

حسب مراحل الإنشاء والاستخدام قاعدة العنصرتنقسم أجهزة الكمبيوتر تقليديًا إلى أجيال:

الجيل الأول في الخمسينيات: أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على الأنابيب المفرغة الإلكترونية؛

الجيل الثاني في الستينيات: أجهزة الكمبيوتر المنفصلة أجهزة أشباه الموصلات(الترانزستورات)؛

الجيل الثالث، السبعينيات: أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على دوائر متكاملة من أشباه الموصلات ذات درجة تكامل منخفضة ومتوسطة (مئات وآلاف الترانزستورات في حالة واحدة)؛

الجيل الرابع، الثمانينات: أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على الدوائر المتكاملة واسعة النطاق والمعالجات الدقيقة (عشرات الآلاف - الملايين من الترانزستورات في شريحة واحدة)؛

الجيل الخامس، التسعينيات: جهاز كمبيوتر يحتوي على العشرات من المعالجات الدقيقة المتوازية التي تسمح لك بالبناء أنظمة فعالةمعالجة المعرفة؛ أجهزة كمبيوتر تعتمد على معالجات دقيقة معقدة للغاية ذات بنية متجهة متوازية تؤدي في نفس الوقت العشرات من العمليات أوامر متتاليةالبرامج؛

الجيل السادس والأجيال اللاحقة: أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الضوئية ذات التوازي الهائل و البنية العصبية- مع الشبكة الموزعة عدد كبير(عشرات الآلاف) من المعالجات الدقيقة البسيطة التي تمثل بنية النظم البيولوجية العصبية.

كل جيل لاحق من أجهزة الكمبيوتر لديه، مقارنة بالجيل السابق، بشكل ملحوظ أفضل الخصائص. وبالتالي، فإن أداء الكمبيوتر وقدرة جميع أجهزة التخزين تزيد، كقاعدة عامة، بأكثر من أمر من حيث الحجم.

مجموعة متنوعة من أجهزة الكمبيوتر الحديثة كبيرة جدًا. لكن بنيتها مبنية على أسس مشتركة المبادئ المنطقية، مما يسمح لك بتحديد الأجهزة الرئيسية التالية في أي جهاز كمبيوتر:

الذاكرة (جهاز تخزين، ذاكرة)، تتكون من خلايا مُعاد ترقيمها؛


معالج يتضمن وحدة تحكم (CU) ووحدة حسابية منطقية (ALU)؛


جهاز الإدخال؛


جهاز إخراج.


وترتبط هذه الأجهزة بقنوات اتصال يتم من خلالها نقل المعلومات.


وظائف الذاكرة:


تلقي المعلومات من الأجهزة الأخرى؛


تذكر المعلومات؛


- توفير المعلومات عند الطلب للأجهزة الأخرى بالجهاز.


وظائف المعالج:


معالجة البيانات بواسطة برنامج معينعن طريق إجراء العمليات الحسابية و العمليات المنطقية;


التحكم بالبرمجيات في تشغيل أجهزة الكمبيوتر.






أرز. 1. المخطط العامحاسوب


يُطلق على جزء المعالج الذي ينفذ التعليمات وحدة المنطق الحسابي (ALU)، ويسمى الجزء الآخر الذي يقوم بوظائف التحكم في الجهاز بوحدة التحكم (CU).


عادةً ما يتم التمييز بين هذين الجهازين بشكل مشروط، ولا يتم فصلهما هيكلياً.


يحتوي المعالج على عدد من خلايا الذاكرة الإضافية المتخصصة التي تسمى السجلات. يقوم السجل بوظيفة التخزين قصير المدى لرقم أو أمر.


أول من صاغ المبادئ الأساسية لسير العمل العالمي أجهزة الحوسبة، أي. الكمبيوتر، كان عالم الرياضيات الشهير جون فون نيومان.


أولاً، الكمبيوتر الحديثيجب ان يملك الأجهزة التالية:


جهاز حسابي منطقي يقوم بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية؛


جهاز تحكم ينظم عملية تنفيذ البرنامج؛


• جهاز تخزين، أو ذاكرة لتخزين البرامج والبيانات؛
  

  الأجهزة الخارجية لإدخال وإخراج المعلومات
  

  الإلكترونية الأولى آلات الحوسبة(الكمبيوتر) ظهر قبل 50 عاما فقط. خلال هذا الوقت، أصبحت الإلكترونيات الدقيقة وتكنولوجيا الكمبيوتر وصناعة علوم الكمبيوتر بأكملها أحد المكونات الرئيسية للتقدم العلمي والتكنولوجي العالمي. تأثير تكنولوجيا الكمبيوترفي جميع مجالات النشاط البشري يستمر في التوسع في الاتساع والعمق. حاليًا، تُستخدم أجهزة الكمبيوتر ليس فقط لإجراء العمليات الحسابية المعقدة، ولكن أيضًا في إدارة عمليات الإنتاج، في التعليم والرعاية الصحية والبيئة، وما إلى ذلك. ويفسر ذلك حقيقة أن أجهزة الكمبيوتر قادرة على معالجة أي نوع من المعلومات: رقمية، نصية، جدولية، رسومية، فيديو، صوتية.
  

  الكمبيوتر الإلكتروني عبارة عن مجموعة من الأجهزة والبرامج المصممة لأتمتة إعداد وحل مشكلات المستخدم. يُفهم المستخدم على أنه الشخص الذي تتم معالجة بياناته على جهاز الكمبيوتر لمصلحته. يمكن لعملاء أعمال الحوسبة والمبرمجين والمشغلين العمل كمستخدمين. كقاعدة عامة، يكون وقت إعداد المشكلات أطول بعدة مرات من وقت حلها.
  

  يتم تلبية متطلبات المستخدم لأداء العمل الحسابي من خلال الاختيار والتكوين الخاص للأجهزة والبرامج. عادةً ما تكون هذه الأدوات مترابطة ومدمجة في هيكل واحد.
  

  بناء- مجموعة العناصر وارتباطاتها. هناك هياكل للأدوات التقنية والبرمجيات والأجهزة. عند اختيار جهاز كمبيوتر لحل مشاكله، يهتم المستخدم وظائفالتقنية و وحدات البرمجيات(مدى سرعة حل المشكلة، مدى ملاءمة الكمبيوتر لحل مجموعة معينة من المشكلات، ما هي خدمات البرامج المتوفرة على الكمبيوتر، الإمكانيات الوضع التفاعلي، تكلفة إعداد وحل المشكلات، وما إلى ذلك). في هذه الحالة، لا يهتم المستخدم بتقنيات محددة و تنفيذ البرامجوحدات فردية، ولكن قضايا أكثر عمومية تتعلق بإمكانية تنظيم العمليات الحسابية. يتم تضمين هذا الأخير في مفهوم بنية الكمبيوتر، وهو محتواه واسع النطاق للغاية.
  

  هندسة الكمبيوترهو تسلسل هرمي متعدد المستويات للأجهزة والبرامج التي يتم بناء الكمبيوتر منها. يسمح كل مستوى بالبناء والتطبيق المتعدد. يحدد التنفيذ المحدد للمستويات الميزات البناء الهيكليحاسوب. وتناقش الأقسام اللاحقة من الكتاب المدرسي هذه القضايا بالتفصيل.
  

  يتم تنفيذ تفاصيل البناء المعماري والإنشائي لجهاز الكمبيوتر فئات مختلفةالمتخصصين في تكنولوجيا الكمبيوتر. يقوم مهندسو الدوائر بتصميم فردي الأجهزة التقنيةوتطوير أساليب ربطها ببعضها البعض. يقوم مبرمج النظام بإنشاء برامج التحكم الوسائل التقنية, تفاعل المعلوماتبين المستويات وتنظيم عملية الحوسبة. يقوم مبرمجو التطبيقات بتطوير حزم برمجية لأكثر من مستوى عالوالتي تضمن تفاعل المستخدمين مع أجهزة الكمبيوتر و الخدمة المطلوبةعند حل مشاكلهم
  

  عادة ما يكون المستخدم نفسه أكثر اهتمامًا به القضايا العامةفيما يتعلق بتفاعله مع الكمبيوتر (واجهة الإنسان والآلة)، بدءًا من المجموعات التالية من خصائص الكمبيوتر التي تحدد بنيته:
  

  – الخصائص التقنية والتشغيلية للكمبيوتر (السرعة والأداء، مؤشرات الموثوقية، الموثوقية، الدقة، ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وسعة الذاكرة الخارجية، أبعاد، تكلفة الأجهزة والبرامج، وميزات التشغيل، وما إلى ذلك)؛
  

  - خصائص وتكوين الوحدات الوظيفية للتكوين الأساسي للكمبيوتر؛ إمكانية توسيع تكوين الأجهزة والبرامج؛ إمكانية تغيير الهيكل.
  

  – تكوين برامج الكمبيوتر و خدمات(نظام التشغيل أو البيئة، الحزم برامج التطبيقات، أدوات البرمجة الآلية).
  

  من أهم خصائص الكمبيوتر هي سرعته، والتي تتميز بعدد الأوامر التي ينفذها الكمبيوتر في الثانية الواحدة. نظرًا لأن أوامر الكمبيوتر تتضمن عمليات تختلف في مدة التنفيذ وفي احتمالية استخدامها، فمن المنطقي وصفها إما بمتوسط ​​سرعة الكمبيوتر، أو بالسرعة القصوى (للعمليات "الأقصر" لـ "التسجيل" "للتسجيل" نوع). أجهزة الكمبيوتر الحديثة لديها جدا أداء عاليمن حيث الأداء، ويقاس بعشرات ومئات الملايين من العمليات في الثانية. على سبيل المثال، من المتوقع أن يظهر في المستقبل القريب معالج دقيق تم إنتاجه بشكل مشترك بين شركتي إنتل وهيوليت باكارد (الرمز P7)، والذي من المفترض أن تصل سرعته إلى مليار عملية في الثانية.
  

  الأداء الحقيقي أو الفعال، التي يوفرها الكمبيوتر، تكون أقل بكثير، ويمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على فئة المشكلات التي يتم حلها. مقارنة الأداء أنواع مختلفةأجهزة الكمبيوتر التي تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض في خصائصها لا تقدم تقديرات موثوقة. لذلك، في كثير من الأحيان، بدلا من خاصية الأداء، يتم استخدام خاصية الأداء المرتبطة بها - مقدار العمل الذي يقوم به الكمبيوتر لكل وحدة زمنية. على سبيل المثال، يمكنك تحديد هذه المعلمة من خلال عدد المهام المنجزة لكل وقت محدد. ومع ذلك، فإن المقارنة بين أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر بناءً على هذه الخاصية يمكن أن تسبب صعوبات. لأن تقييم الأداء أجهزة كمبيوتر مختلفةأنه مهم مهمة عملية، على الرغم من أن صياغة السؤال هذه ليست صحيحة تمامًا، فقد تم اقتراح خصائص الأداء النسبية للاستخدام. على سبيل المثال، شركة إنتللتقييم المعالجات، اقترحت اختبارًا يسمى مؤشر iCOMP (أداء Intel المقارن للمعالجات الدقيقة). عند تحديده، يتم أخذ أربعة جوانب رئيسية للأداء في الاعتبار: العمل مع الأعداد الصحيحة والفاصلة العائمة والرسومات والفيديو. تحتوي البيانات على تمثيل 16 و32 بت. تشارك كل من المعلمات الثمانية في الحساب بمعامل الترجيح الخاص بها، والذي يحدده متوسط ​​النسبة بين هذه العمليات في المشكلات الحقيقية.
  

  آخر أهم خاصيةجهاز كمبيوتر سعة التخزين.يتم قياس سعة الذاكرة بعدد الوحدات الهيكلية للمعلومات التي يمكن أن تكون في الذاكرة في نفس الوقت. يتيح لك هذا المؤشر تحديد مجموعة البرامج والبيانات التي يمكن وضعها في الذاكرة في نفس الوقت.
  

  أصغر وحدة هيكلية للمعلومات هي بت - واحد رقم ثنائي. عادة، تقدر سعة الذاكرة بأكثر من وحدات كبيرةالقياسات - بايت (البايت يساوي ثمانية بتات). وحدات القياس التالية هي 1 كيلو بايت = 210 1024 بايت، 1 ميجا بايت = 210 كيلو بايت = 220 بايت، 1 جيجا بايت = 210 ميجا بايت = 2 كيلو بايت = 230 بايت.
  

  عادة ما تتميز القدرة بشكل منفصل ذاكرة الوصول العشوائيوسعة الذاكرة الخارجية. حالياً حواسيب شخصيةقد تكون سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من 4 إلى 32 ميجابايت أو أكثر. هذا المؤشر مهم جدا لتحديد أي باقات البرامج المحوسبةويمكن معالجة تطبيقاتها في وقت واحد في الجهاز.
  

  تعتمد سعة الذاكرة الخارجية على نوع الوسائط. وبالتالي، فإن سعة القرص المرن الواحد تتراوح من 0.3 إلى 3 ميجابايت، اعتمادًا على نوع محرك الأقراص وخصائص الأقراص المرنة. سعة قرص صلبيمكن أن تصل إلى عدة غيغابايت، وتبلغ سعة القرص المضغوط (CD ROM) مئات ميغابايت (640 ميغابايت وما فوق)، وما إلى ذلك. سعة الذاكرة الخارجية تميز حجم البرامج والفرد منتجات البرمجياتوالتي يمكن تثبيتها على جهاز الكمبيوتر. على سبيل المثال، لتثبيت بيئة التشغيليتطلب نظام التشغيل Windows 95 وحدة تخزين الذاكرة الصعبةالقرص أكثر من 100 ميجابايت وما لا يقل عن 8-16 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر.
  

  مصداقية- هي قدرة الكمبيوتر، في ظل ظروف معينة، على أداء الوظائف المطلوبة لفترة زمنية معينة (معيار ISO ( منظمة عالميةالمعايير) 23 82/14-78).
  

  تم تضمين الموثوقية العالية للكمبيوتر في عملية إنتاجه. الانتقال إلى قاعدة عناصر جديدة - كبيرة جدًا دوائر متكاملة(VLSI) يقلل بشكل كبير من عدد الدوائر المتكاملة المستخدمة، وبالتالي عدد اتصالاتها مع بعضها البعض. إن تخطيط الكمبيوتر وتوفير أوضاع التشغيل المطلوبة (التبريد والحماية من الغبار) مدروس جيدًا. يسهل مبدأ التصميم المعياري فحص ومراقبة تشغيل جميع الأجهزة وتشخيص المشكلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
  

  دقة- القدرة على التمييز بين القيم المتساوية تقريباً (معيار ISO - 2382/2-76). يتم تحديد دقة الحصول على نتائج المعالجة بشكل أساسي من خلال سعة البت للكمبيوتر، بالإضافة إلى الوحدات الهيكلية المستخدمة لتمثيل المعلومات (البايت، الكلمة، الكلمة المزدوجة).
  

  في العديد من تطبيقات الكمبيوتر، ليست هناك حاجة إلى دقة كبيرة، على سبيل المثال، عند معالجة النصوص والمستندات، عند الإدارة العمليات التكنولوجية. في هذه الحالة، يكفي استخدام 8، 16 بت الرموز الثنائية.
  

  عند إجراء حسابات معقدة، من الضروري استخدام عمق بت أعلى (32، 64، أو حتى أكثر). ولذلك كل شيء أجهزة الكمبيوتر الحديثةلديهم القدرة على العمل مع الكلمات الآلية 16 و 32 بت. وبمساعدة أدوات البرمجة اللغوية عالية المستوى، يمكن زيادة هذا النطاق عدة مرات، مما يجعل من الممكن تحقيق دقة عالية جدًا.
  

  مصداقية- خاصية المعلومات التي يجب إدراكها بشكل صحيح. تتميز الموثوقية باحتمالية الحصول على نتائج خالية من الأخطاء. يتم ضمان المستوى المحدد من الموثوقية من خلال أدوات التحكم في الأجهزة والبرامج الخاصة بالكمبيوتر نفسه. طرق مراقبة الموثوقية ممكنة عن طريق حل المشكلات المرجعية وتكرار الحسابات. وفي الحالات الحرجة بشكل خاص، يتم تنفيذ قرارات التحكم على أجهزة كمبيوتر أخرى ويتم مقارنة النتائج.
  

  2. محرر الرسومات لنظام التشغيل Windows
  

  يعد برنامج Paint أبسط محرر رسومي مدمج في غرفة العمليات نظام ويندوزوهي مصممة لإنشاء وتحرير الرسومات النقطية بشكل أساسي تنسيق ويندوز(بي إم بي) و صيغ GIF، جى بي إي جي. إنها مناسبة لإنشاء رسوم توضيحية بسيطة: الرسوم البيانية والرسوم البيانية والرسوم البيانية التي يمكن تضمينها، على سبيل المثال، في المستندات النصية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك المحرر إدخال النصوص باستخدام مجموعة خطوط Windows.
  

  يركز محرر الرسومات Paint على عملية "رسم" الصورة والجمع بين الأجزاء الجاهزة، وهو غير مخصص للأعمال الرسومية الجادة، على سبيل المثال، التصميم الفني (قطع الغيار، السيارات، المنازل)، لتحرير الرسوم التوضيحية للصور، إلخ. .
  

  الملامح الرئيسية للمحرر:
  

  العمل المتزامن مع ملف واحد فقط؛
  

  رسم خطوط مستقيمة ومنحنية بمختلف السماكات والألوان؛
  

  استخدام فرش ذات أشكال وعروض وألوان مختلفة؛
  

  بناء أشكال مختلفة - المستطيلات، المضلعات، الأشكال البيضاوية، القطع الناقص - المظللة وغير المظللة؛
  

  وضع النص على الرسم؛
  

  استخدام التحولات - التدوير والانعكاسات والتمدد والانحراف.
  

  لتشغيل محرر الرسومات Paint، يجب عليك تشغيل: يبدأ _
  البرامج ) معيار )محرر الرسومات الرسام. بعد التشغيل، تبدو نافذة محرر الرسومات Paint كما هو موضح في 1.
  

  عناصر نافذة محرر الرسام:
  

  1 - سطر العنوان (اسم ملف الصورة ثم اسم المحرر)؛
  

  2- شريط القوائم (الأوامر ملف, يحرر, منظر, رسم, لوحةو مرجع);
  

  
  
  

  أرز. 1. طلاء نافذة محرر الرسومات
  

  3 - شريط الأدوات؛
  

  4 - لوحة الألوان؛
  

  5 — حقل اختيار عرض الخط؛
  

  6 - أفقي و خطوط عموديةالتمرير؛
  

  7- مجال العمل (منطقة العمل).
  

  إدارة العمل في محرر الرسوم البيانيةيمكن إجراء الرسام من خلال تحديد الأوامر من القوائم وأيقونات شريط الأدوات. هناك أوامر يمكن استدعاؤها فقط من خلال القائمة، أو من خلال شريط الأدوات فقط.
  

  الإجراءات الأساسية مع الرسم
  

  لإنشاء رسم جديد، استخدم التسلسل التالي: ملف _
  يخلق. بعد ذلك في منطقة العملسيظهر مستطيل أبيض في النافذة التي يعملون عليها.
  

  من أجل التغيير مقاس معياريالرسم، ضع المؤشر في الركن الأيمن السفلي من المستطيل الأبيض (في هذه الحالة، سيغير المؤشر مظهره إلى سهمين قطريين) وحرك المؤشر أثناء الضغط باستمرار على زر الماوس الأيسر إلى موقع جديد. هناك طريقة أخرى لتعيين حجم الصورة وهي الاختيار من عنصر القائمة رسمنقطة صفاتوالدخول إلى الحقول عرضو ارتفاعالقيم المطلوبة. من الممكن أيضًا الاختيار الوحداتو يكتب لوحة الألوان (بالألوان أو بالأبيض والأسود). تجدر الإشارة إلى أنه إذا تجاوزت الأبعاد الحالية للصورة الأبعاد الجديدة، فسيتم اقتصاص الصورة إلى اليمين و الحافة السفلية. إذا كانت الأبعاد الجديدة أكبر من الأبعاد الحالية، فإن المساحة المضافة تتلقى لون الخلفية الحالي.
  

  لحفظ الرسم، استخدم التسلسل ملف _
  يحفظ (حفظ باسم). في هذه الحالة، تحتاج إلى تحديد اسم الملف، وتحديد نوع الملف (BMP أو JPG أو GIF) والدليل المراد حفظه. يتم الحفظ عن طريق تحديد الإجراء باستخدام الماوس يحفظ.
  

  إذا لم يتم حفظ الرسم الذي كان موجودًا مسبقًا في منطقة العمل، ولكن تم إعطاء الأمر بإغلاق المحرر، فسيتم طرح السؤال: حفظ التغييرات في الملف...؟مع خيارات الإجابة نعم, لاو يلغي. حدد اختيارا يلغيسيتم إلغاء أمر الخروج والعودة إلى تحرير الرسم.
  

  لإزالة المجموع مأخوذة من منطقة العمل استخدم عناصر القائمة رسم _ واضح.
  

  لتحميل صورة من القرص، استخدم التسلسل ملف _ يفتح. ثم تحتاج إلى تحديد موقع الملف على القرص (الدليل)، ونوع الملف، واسم الملف من القائمة. يتم تأكيد الإجراء بالضغط على الزر يفتح.
  

  شريط الأدوات
  

  للرسم والطلاء وتغيير الألوان والكتابة والمسح وما إلى ذلك. في الرسام تحتاج إلى تحديد الأداة المطلوبة. للقيام بذلك، استخدم شريط الأدوات (الشكل 2). تحتاج إلى الضغط على الزر مع الأداة الصحيحة. بعد ذلك، سيتم الضغط على الزر المحدد لإعلام المستخدم بالإجراء المحدد. سيتغير شكل مؤشر الماوس أيضًا حسب اختيارك. يؤدي تحريك المؤشر حول منطقة العمل أثناء الضغط باستمرار على زر الماوس الأيسر إلى استخدام الأداة وتغيير الرسم. عندما يتم تحرير زر الماوس، يتحرك المؤشر ببساطة (دون تغيير النمط).
  

  
  

  أرز. 2. شريط أدوات الطلاء
  

  (1) و اختيار(2) - اسمح لك بتحديد جزء من الصورة شكل حرأو الرسم بأكمله لنسخه وحذفه وما إلى ذلك لاحقًا.
  

  ممحاة(3) - محو جزء من الرسم . يمكنك تغيير حجم الممحاة. سيكون للمنطقة التي تمت إزالتها من الرسم لون الخلفية.
  

  يملأ(4) - سيسمح لك برسم الجزء الداخلي من منطقة مغلقة عشوائيًا باللون المحدد. وهذا يتطلب النقر في أي مكان داخل المنطقة. إذا لم يتم إغلاق المنطقة، فسيتم رسم منطقة العمل بأكملها.
  

  اختيار لون من اللون الموضح في الصورة(5) – للرسم اللاحق، على سبيل المثال، بقلم رصاص أو فرشاة.
  

  حجم(6) – 1، 2، 6 أو 8 – تكبير جزء من الصورة.
  

  قلم(7) - عند الضغط على زر الفأرة الأيسر، يتم رسم أثر للون المحدد بسمك 1 بكسل خلف مؤشر الفأرة. عندما يتم تحرير الزر الأيسر، لا يتم رسم المسار.
  

  فرشاة(8) - الإجراء مشابه لقلم الرصاص، ولكن يمكنك تغيير شكل الفرشاة - الدائرة والمربع وما إلى ذلك وسمك الفرشاة.
  

  رذاذ(9)- الرسم باستخدام تأثير رش الطلاء .
  

  نقش(10) - يسمح لك بكتابة نص باستخدام أحرف بالحجم والنمط والمحرف المحدد في نافذة مستطيلة ذات خلفية غير شفافة أو شفافة.
  

  خط(11) - مصمم لرسم خط مستقيم (مقطع) باللون والسمك المحدد. نهايات المقطع هي الأماكن التي تم فيها الضغط على زر الماوس الأيسر ثم تحريره.
  

  منحنى(12) - مصمم لرسم خطوط منحنية ناعمة متصلة نقاط معينة، اللون والسمك المحدد. أولاً، يتم رسم خط مستقيم، ثم بالضغط على زر الفأرة الأيسر، يمكن ثني المنحنى مرتين في الاتجاهات المحددة.
  

  مستطيل(13)- يستخدم لرسم المستطيلات والمربعات المملوءة والفارغة. مطلوب للنقر على الزر الأيسرالماوس، حرك المؤشر إلى نقطة أخرى ثم حرر الزر. الأوضاع الممكنة- "إطار فقط"، "إطار وملء"، "ملء فقط".
  

  مضلع(14) - رسم المضلعات . لرسم الجانب الأول، تحتاج إلى سحب المؤشر أثناء الضغط باستمرار على الزر. لإنشاء الجوانب التالية، يمكنك النقر بالماوس على رؤوس المضلع.
  

  الشكل البيضاوي(15)- رسم شكل بيضاوي منقوش في المستطيل المقصود . يمكنك تحديد الوضع (انظر المستطيل).
  

  مستطيل مستدير الزوايا(16)- رسم مستطيل ذو رؤوس مستديرة .
  

  تحرير الرسم
  

  اختيار لوحة
  

  هناك طريقتان لاختيار اللون.
  

  أولاً، هناك لوحة ألوان تحتوي على 28 لونًا مقترحًا (الشكل 3). لتحديد ألوان الخط والخلفية، انقر بزر الماوس الأيسر أعلاه باللون المناسب. انقر لتحديد لون الخلفية انقر على اليمين. الافتراضي الرئيسي و ألوان الخلفيةيتم عرضها في الزاوية اليسرى السفلى طلاء النوافذ.
  

  
  

  أرز. 3. الألوان الافتراضية ولوحة الألوان
  

  ثانيا، يمكنك اختيار أداة اختيار اللونوانقر عليه في مكان منطقة العمل المطلية باللون المطلوب.
  

  لتغيير اللوحة، حدد اللون الذي تريد تغييره. على القائمة لوحةاختر فريق يتغير
  لوحة. انقر فوق الزر تحديد اللون، ثم قم بتغيير قيم مكونات اللون باستخدام نموذج آر جي بي(الأحمر والأخضر والأزرق) أو HLS (درجة اللون والتباين والسطوع). انقر فوق الأزرار أضف للمجموعةو نعم.
  

  تحويل الرسم الملون إلى أبيض وأسود
  

  للتنفيذ الإجراء المحددعلى القائمة رسماختر فريق صفات، ثم حدد خيار لوحة الأسود والأبيض. لا يمكن التراجع عن تحويل الرسم إلى أبيض وأسود. بعد العودة إلى لوحة الألوان، يمكن تلوين الكائنات الجديدة فقط.
  

  عكس جميع ألوان التصميم
  

  يتم إنتاجها عن طريق الاختيار من القائمة رسمفرق عكس الألوان. سيتم استبدال كل لون بعكسه (الأبيض سيصبح أسود، والأصفر سيصبح أزرق، وما إلى ذلك).
  

  إدراج نص في الرسم
  

  لإدراج نص في رسم، استخدم الأداة نقش. للقيام بذلك، انقر فوق الزر الموجود في شريط الأدوات. سيؤدي النقر على الصورة إلى ظهور مستطيل (إطار) حيث يمكنك إدخال النص في موقع النقر. سيظهر مؤشر نص على شكل حرف I في موقع الإدخال. يُظهر الإطار حدود منطقة الرسم حيث سيتم وضع النص.
  

  إذا كان النص طويلاً بما فيه الكفاية، فقد لا يتناسب مع الإطار وسيتغير ارتفاع الإطار. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عند الكتابة النقل التلقائيالكلمات على السطر التاليعند الوصول إلى الحد الأيمن للإطار. ونتيجة لذلك، قد لا يتم وضع النص بشكل صحيح. ولذلك، غالبا ما يكون من الضروري تغيير حجم الإطار على وجه التحديد. للقيام بذلك، تحتاج إلى وضع المؤشر على النقاط الغامقة على حدود الإطار، وبعد ذلك سيغير المؤشر مظهره إلى "سهمين يشيران إلى الداخل" جوانب مختلفة" من خلال الضغط باستمرار على زر الماوس الأيسر، يمكنك تحريك حدود الإطار في اتجاه معين.
  

  يمكن وضع النص على الرسم في وضعين. في الوضع الأول، يتم طلاء النص باللون المحدد، ويتزامن لون خلفيته مع لون الخلفية الرئيسي (النقش غير شفاف، والنص يحجب الرسم، ويضع نفسه فوقه). في الحالة الثانية، يتم أيضًا طلاء النص باللون المحدد، وتكون الخلفية شفافة (يتم وضع النص أعلى الصورة). لتبديل الأوضاع، تظهر لوحة خاصة على الشاشة.
  

  يمكنك استخدام خطوط مختلفة لكتابة النص. الخط عبارة عن مجموعة من الحروف والأرقام والرموز وعلامات الترقيم الخاصة بخط معين مظهر. خصائص الخط: الخط ( تايمز جديد Roman، Arial، Courier، وما إلى ذلك)، الحجم والنمط (عادي، غامق، مائل، تحته خط). لتغيير جميع سمات الخط، يمكنك استخدام "لوحة سمات النص" (الشكل 4).
  

  أرز. 4. لوحة سمات النص
  

  يمكنك تمكين أو تعطيل مظهر اللوحة في القائمة منظرعن طريق اختيار أمر لوحة سمات النص.يتم اختيار محرف الخط وحجمه ونوع التشفير من القوائم المنسدلة. يمكنك تغيير الخط قبل الكتابة وأثناء الكتابة. للتوقف عن الكتابة، يمكنك إما النقر بالماوس على الصورة أو تغيير الأداة. بعد ذلك، لا يمكنك تغيير الخط للنص المكتوب مسبقًا.
  

  تغيير الحجم، وعرض الصورة
  

  أداة حجميعمل على زيادة حجم عرض الرسم الحالي. يمكنك تحديد عامل التكبير "1x" و"2x" و"6x" و"8x" أو يمكنك وضع المستطيل الذي يظهر فوق مساحة الصورة التي تريد عرضها بمقياس مكبر والنقر على زر الفأرة الايسر. على نطاق واسع، يمكنك العمل مع وحدات البكسل الفردية التي تشكل صورة الرسم. لاستعادة مقياس الصورة الأصلي، حدد المعامل "1x".
  

  عند تغيير المقياس، قد يختفي الجزء المطلوب من الرسم من الجزء المرئي من نافذة عمل الطلاء، لأنه حجم جديدالرسم أكبر بعدة مرات من حجم منطقة العمل. يجب عليك تمرير النافذة حتى يظهر الرسم في منطقة العمل. لهذا الغرض، خطوط عمودية و التمرير الأفقيعلى التوالي على الجانبين الأيمن والسفلي من مساحة العمل.
  

  يمكنك أيضًا تغيير حجم الصورة من خلال القائمة منظرباستخدام الأمر مقياس، أخرى. في هذه الحالة، يتم تحديد عامل القياس كنسبة مئوية: 100%، 200%، 400%، 600%، 800%.
  

  عندما تحدد مقياسًا بنسبة 400% أو أكثر، يكون لديك خيار تمكين الشبكة للمزيد عمل مريحمع صورة. ويتم ذلك عن طريق الاختيار من القائمة منظرفرق اظهر الخطوط.
  

  في الرسم محرر الطلاءموجود طريقة ملائمةلعرض الرسم بأكمله بالمقياس الطبيعي. في هذه الحالة، سيختفي إطار النافذة وجميع أشرطة الأدوات ولوحة الألوان وأشرطة التمرير من الشاشة. سيكون الرسم الذي تم تحريره فقط مرئيًا بالمقياس العادي في صورة ملء الشاشة. في هذا الوضع، يمكنك فقط عرض الصورة مع حظر التحرير. للعرض استخدم التسلسل منظر, عرض الرسم. العودة إلى وضع التحرير عن طريق النقر بزر الماوس الأيسر.
  

  العمل مع جزء من الرسم
  

  أداة اختيار منطقة مخصصةيسمح لك بتحديد جزء - منطقة تعسفية من الرسم، محدودة بالخط المبني. للقيام بذلك، تحتاج إلى تنشيط الأداة، وبعد ذلك، أثناء الضغط باستمرار على الزر الأيسر، ارسم منطقة مغلقة ذات شكل تعسفي. إذا تم تحديد المنطقة بشكل غير صحيح، فانقر فوق المؤشر في أي مكان آخر غير المنطقة المحددة.
  

  أداة اختياريسمح لك بتحديد منطقة مستطيلة تعسفية. للقيام بذلك، تحتاج إلى تنشيط الأداة، وتحريك المؤشر إلى المكان الموجود في مساحة العمل حيث سيتم وضع أحد زوايا الجزء المحدد، ثم اضغط على زر الماوس الأيسر وحركه في الاتجاه المطلوب.
  

  هناك وضعان للاختيار: شفاف (يتم استبعاد لون الخلفية من الجزء) ومعتم (يتم الاحتفاظ بلون الخلفية في الجزء). لتحديد الوضع، تظهر لوحة مؤقتة خاصة على الشاشة.
  

  يمكنك نقل الجزء المحدد من الرسم إلى موقع آخر، أو إنشاء نسخ متعددة من الجزء، أو نقله إلى تطبيق آخر.
  

  لنقل جزء إلى مكان آخر، اضغط على الزر الأيسر داخل المنطقة المحددة، ثم، دون تحريره، اسحب الجزء إلى مكان آخر. إذا قمت بالضغط باستمرار على المفتاح كنترول، ثم سيتم نقل نسخة من الجزء.
  

  يمكنك إجراء عمليات أخرى على جزء من الرسم: تغيير الحجم، والتمدد، والتدوير، والإمالة، والوجه باستخدام أوامر القائمة رسم.
  

  استخدام الحافظة
  

  يمكن وضع المنطقة المحددة في المخزن المؤقت من خلال القائمة يحرر. للقيام بذلك، استخدم الأوامر ينسخأو يقطع. يمكنك أيضًا وضع الجزء في ملف باستخدام الأمر نسخ إلى الملف.
  

  لإدراج أجزاء جاهزة من الحافظة أو الملف في الرسم، استخدم القائمة يحرروالفرق إدراجأو لصق من الملفعلى التوالى. في هذه الحالة، يقع الجزء المدرج في البداية في الزاوية اليسرى العليا من الشاشة ويجب سحبه إلى المكان الصحيحبالماوس أثناء الضغط على الزر الأيسر.
  

  إلغاء عملية مكتملة
  

  عند تحرير الرسومات، لا يمكنك تغيير العناصر المكتملة بالفعل صورة بيانية- يمكنك فقط حذفها، أو نقلها، أو الرسم عليها.
  

  ماذا تفعل إذا تضرر الرسم عن طريق الخطأ؟ يمكنك التراجع عن التغييرات الثلاثة الأخيرة التي أجريتها على الرسم. للقيام بذلك، استخدم القائمة يحرروالفريق يلغي.
  

  إذا تم إلغاء العملية عن طريق الخطأ، فيمكن استعادتها باستخدام عناصر القائمة يحررو يعيد.
  

  تحويل الرسم
  

  استخدام أوامر القائمة رسميمكنك قلب أجزاء محددة من الصورة أو تمديدها أو ضغطها أو تكبيرها أو إمالةها.
  

  باستخدام الأمر الوجه/التدويريمكنك قلب الجزء المحدد بالنسبة للمحور الرأسي أو الأفقي. توجد مفاتيح لهذا في مربع الحوار اقلب من اليسار إلى اليمين, اقلب من الأعلى إلى الأسفلو تدوير 90 و 180 و 270 درجة.
  

  باستخدام الأمر تمتد / الميليمكنك تمديد التحديد أو إمالته عموديًا أو أفقيًا. للقيام بذلك، يحتوي مربع الحوار على مفاتيح وحقول الإدخال المقابلة.
  

  معاينة وطباعة الرسم الخاص بك
  

  يمكن طباعة الرسم على الطابعة باستخدام التسلسل ملف _ ختم. بسبب الاختلافات بين دقة الشاشة والطابعة، قد يبدو نفس التصميم مختلفًا على الشاشة وعلى الورق. للتحقق مسبقًا من الشكل الذي سيبدو عليه الرسم عند طباعته، استخدم القائمة ملفوالفريق معاينة. التالي باستخدام الأزرار أكبرو الأصغريمكنك تحديد مقياس الصورة المناسب. لإكمال معاينة، انقر على الزر يغلق.
  

  باستخدام القائمة ملفوالفريق إعدادات الصفحة، يمكنك تغيير حجم الصفحة وأحجام الهوامش واتجاه الصورة والطابعة المستخدمة.
  

  نسخ ("التقاط") صورة من الشاشة
  

  لنسخ محتويات الشاشة بأكملها إلى الحافظة، يجب عليك الضغط على المفتاح شاشة الطباعة . لنسخ المحتوى إلى الحافظة نافذة نشطة- اضغط على المفاتيح في وقت واحد البديل + شاشة الطباعة.
  

  ل مزيد من العملمع استخدام الصورة في القائمة يحررفريق إدراج.
  

  المهمة 2
  

  ملخص التغيرات في الودائع بالعملات الأجنبية بمعدل رصيد 7.0% على مدى 5 سنوات، إيداع أولي قدره 1,400 دولار.
  

  إلى الدائرة المالية
  

  وكالة التحصيل
  

  شركة ذات مسؤولية محدودة "بكر"، كراسنودار
  

  نوسوف ت.
  

  ملخص
  

  حول موضوع: "ملخص التغيرات في الودائع بالعملة الأجنبية بسعر البنك"
  

  سنة

  مبلغ الإيداع الأولي

  2007

  2008

  2009

  2010

  2011

إن تاريخ نشأة وتطور تكنولوجيا الكمبيوتر قصير جدًا. وقد جرت العادة على حسابها منذ عام 1833، عندما تشبع عالم الرياضيات الإنجليزي تشارلز باباج لأول مرة بفكرة إنشاء “مساعد حاسوبي” ميكانيكي يستخدم مبدأ التحكم في البرنامج. لقد استغرقت هذه الفكرة أكثر من 100 عام، والتي أثراها عالم الرياضيات الأمريكي ج. فافون فان نيومان في 1945-1947، لتمثل بداية عصر أجهزة الكمبيوتر المعتمدة على الأنابيب المفرغة التي ظهرت بحلول ذلك الوقت.

أول حاسوب عالي السرعة ENIAC، ابتكره متخصصون أمريكيون في جامعة بنسلفانيا، يتكون من 18 ألف جهاز. المصابيح الإلكترونية، تستهلك أكثر من 100 كيلوواط من الكهرباء، وتزن 30 طناً وتشغل غرفة بطول 30 متراً، وكانت الآلة متخصصة ومصممة للحل المعادلات التفاضليةفي مشاكل حساب المسارات. منذ إنشائها في عام 1947، Vag. أول البرمجيات التي تسيطر عليها حاسوب رقميبدأ التقدم السريع في تكنولوجيا الحوسبة. تم إنشاء جهاز الكمبيوتر التالي حرفيًا في المرآب بواسطة اثنين من الأمريكيين S. Wozniak و S. Jobson في عام 1976. وكان يطلق عليه اسم Apple-I. وفي ربيع عام 1977، أنتجوا أيضًا جهاز كمبيوتر شخصيًا رخيصًا نسبيًا وفي نفس الوقت كاملًا تمامًا، وهو Apple-II. ونتيجة لذلك، أصبحت ورشة العمل المنزلية مزدهرة تفاحةالكمبيوتر الذي منذ وقت طويلاحتلت مكانًا جيدًا في سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

في أوائل الثمانينات. وشملت صفوف الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر عمالقة الكمبيوتر International Business Machine Corp (IBM)، وDEC، وHewlett-Packard.

الجدول 1.1 معلومات حول تغير أجيال الكمبيوتر

جيل	وقت	قاعدة العنصر	صفة مميزة
الأول	أوائل الخمسينيات	الأنابيب الإلكترونية	وكانت أجهزة الكمبيوتر كبيرة الحجم، استهلاك عاليالطاقة، السرعة المنخفضة، الموثوقية المنخفضة، البرمجة بالرموز
الثاني	منذ أواخر الخمسينيات.	عناصر أشباه الموصلات	لقد تحسن الجميع تحديد. تستخدم للبرمجة اللغات الخوارزمية
الثالث	أوائل الستينيات	الدوائر المتكاملة، الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات	انخفاض حاد في أبعاد أجهزة الكمبيوتر، وزيادة موثوقيتها، وزيادة الإنتاجية
الرابع	منذ منتصف السبعينيات.	المعالجات الدقيقة والدوائر المتكاملة الكبيرة (LSI)	تم تحسين الخصائص التقنية. إطلاق جماعي حواسيب شخصية. اتجاه التطوير: معالجات متعددة قوية أنظمة الحوسبةمع الأداء العالي، وإنشاء أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الرخيصة
الخامس	منذ منتصف الثمانينات.	تطوير أجهزة كمبيوتر ذكية	التنفيذ في كافة المجالات شبكات الحاسبوالجمع بينهما، واستخدام معالجة البيانات الموزعة، والاستخدام الواسع النطاق لتكنولوجيا الكمبيوتر

هيكل الكمبيوتر الشخصي. خصائص الجهاز وحدة النظامحاسوب.

بناء الكمبيوتر هو مجمل ذلك العناصر الوظيفيةوالروابط بينهما. يمكن أن تكون العناصر أكثر أجهزة مختلفة- من أهمها العقد المنطقيةالكمبيوتر وصولا إلى أبسط الدوائر. يتم تمثيل هيكل الكمبيوتر بيانيا على النحو التالي المخططات الكتلية، والتي يمكنك من خلالها وصف جهاز كمبيوتر بأي مستوى من التفاصيل.

أجهزة وحدة النظام:

لوحة النظام (اللوحة الأم).

على اللوحة الأمتوجد عادةً الأجهزة التالية:

· المعالج - الشريحة الرئيسية التي تقوم بالعمليات الحسابية والمنطقية.

· ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) - مجموعة من الرقائق المصممة لتخزين البيانات مؤقتًا أثناء تشغيل الكمبيوتر.

ذاكرة القراءة فقط (ROM) - عبارة عن دائرة كهربائية صغيرة مصممة لـ تخزين طويل المدىالبيانات، حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر؛

حافلة - طريق سريع يتم من خلاله تبادل الإشارات بين الأجهزة الداخليةحاسوب؛

· موصلات للاتصال أجهزة إضافية(فتحات)، الخ.

وحدة المعالجة المركزية

شريحة الكمبيوتر الرئيسية التي يتم فيها إجراء كافة العمليات الحسابية.

النائب يشمل:

1. جهاز التحكم (CU) - يقوم بالتوليد والإمداد لجميع كتل الآلة اللحظات المناسبةإشارات التحكم المحددة بالوقت (نبضات التحكم؛

2. الوحدة الحسابية المنطقية (ALU) – مصممة لإجراء جميع العمليات الحسابية والمنطقية على المعلومات الرقمية والرمزية؛

3. تسجيل الذاكرة(MPP) - يعمل على تخزين وتسجيل وإخراج المعلومات على المدى القصير المستخدمة مباشرة في العمليات الحسابية في الدورات التالية لتشغيل الماكينة. تتكون هذه الذاكرة من خلايا تسمى السجلات. السجلات عبارة عن خلايا ذاكرة عالية السرعة بأطوال مختلفة. تتم معالجة المعلومات فقط في سجلات المعالج.

الخصائص الرئيسية للمعالجاتهي: عمق بت، تردد الساعة، نوع النموذج).

توضح سعة المعالج عدد بتات البيانات التي يمكنه تلقيها ومعالجتها في سجلاته في المرة الواحدة (في دورة ساعة واحدة). كلما زاد هذا العدد معلومات اكثرلكل وحدة من الوقت يمكن معالجتها. يعتمد عرض المعالج على عرض سجلات الذاكرة الخاصة به، والتي تحتوي على البيانات المعالجة الواردة من الذاكرة الداخلية (المعلومات بين المعالج و الذاكرة الداخليةتنتقل بكلمات آلية كاملة).

كانت معالجات عائلة x86 الأولى 16 بت. المعالجات الحديثةالعائلات إنتل بنتيومهي 32 و 64 بت.

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)

هذا جهاز مصمم لتخزين البيانات قيد التشغيل. هذه اللحظةوقت البرنامج، وكذلك البيانات المطلوبة لتنفيذها. هذه مجموعة من الشرائح المصممة لتخزين البيانات مؤقتًا عند تشغيل الكمبيوتر. مخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي المعلومات الحالية(أي البرنامج والبيانات) للمشكلة التي يتم حلها، ويمكن قراءتها وكتابتها. اعتمادًا على مصدر الطاقة، تختفي المحتويات عند إيقاف تشغيل مصدر الطاقة. تؤثر كمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على أداء جهاز الكمبيوتر الخاص بك. البرامج الحديثةتتطلب مئات ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي.

ذاكرة القراءة فقط (ROM)

تم تصميم ROM لتخزين المعلومات المطلوبة الوصول السريع، ولكن لا توجد طريقة لتحميله في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) مع كل بداية جديدة. تتم كتابة هذه المعلومات على ذاكرة القراءة فقط (ROM) في المصنع ولا يمكن قراءتها إلا لاحقًا.

الذاكرة المؤقتة

ذاكرة خاصة فائقة السرعة ذات حجم صغير (128-512 كيلو بايت)، والتي تقع "بين" المعالج الدقيق وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وتقوم بتخزين نسخ من الأقسام الأكثر استخدامًا من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). عندما يصل المعالج الدقيق إلى الذاكرة، فإنه يبحث أولاً عن البيانات المطلوبة في ذاكرة التخزين المؤقت. نظرًا لأن وقت الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت أقل بعدة مرات من وقت الوصول الذاكرة العاديةوفي معظم الحالات، تكون البيانات التي يحتاجها المعالج الدقيق موجودة بالفعل في ذاكرة التخزين المؤقت، مما يؤدي إلى تقليل متوسط ​​وقت الوصول إلى الذاكرة.

ذاكرة سيموس

هذه شريحة ذاكرة لتخزين معلمات تكوين الكمبيوتر. يتم إنشاء هذه الذاكرة وفقا ل تكنولوجيا خاصة"CMOS" مع استهلاك منخفض للطاقة. لا تتغير محتويات ذاكرة CMOS عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. يتم تشغيل شريحة ذاكرة CMOS باستمرار بواسطة بطارية صغيرة موجودة على اللوحة الأم.

خيارات المقارنة	أجيال الكمبيوتر
				الرابع
فترة من الزمن
قاعدة العنصر (لوحدة التحكم، ALU)	المصابيح الإلكترونية (أو الكهربائية).	أشباه الموصلات (الترانزستورات)	دوائر متكاملة	الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI)
النوع الرئيسي للكمبيوتر			صغير (ميني)
أجهزة الإدخال الأساسية	جهاز التحكم عن بعد، بطاقة مثقوبة، إدخال الشريط المثقوب		عرض أبجدي رقمي، لوحة المفاتيح	لون عرض الرسوم البيانية، الماسح الضوئي، لوحة المفاتيح
أجهزة الإخراج الرئيسية	جهاز طباعة أبجدية رقمية (ADP)، إخراج شريط مثقوب		الراسمة، الطابعة
ذاكرة خارجية	الأشرطة المغناطيسية، والطبول، والأشرطة المثقوبة، والبطاقات المثقوبة		الأشرطة المثقوبة, قرص مغناطيسي	المغناطيسي و الأقراص الضوئية
القرارات الرئيسيةفي البرمجيات	لغات البرمجة العالمية، مترجمون	حزمة نظام التشغيلتحسين المترجمين	أنظمة التشغيل التفاعلية اللغات المنظمةبرمجة	برامج ودية، وأنظمة تشغيل الشبكة
وضع تشغيل الكمبيوتر	برنامج واحد	حزمة	وقت المشاركة	العمل الشخصيومعالجة بيانات الشبكة
الغرض من استخدام الكمبيوتر	الحسابات العلمية والتقنية	الحسابات الفنية والاقتصادية	الحسابات الإدارية والاقتصادية	الاتصالات السلكية واللاسلكية وخدمات المعلومات

الجدول - الخصائص الرئيسية للكمبيوتر أجيال مختلفة

جيل
الفترة، سنوات				1980 إلى الوقت الحاضر الواقع الافتراضي.
قاعدة العنصر	مكنسة أنابيب مفرغة	الثنائيات والترانزستورات أشباه الموصلات	دوائر متكاملة	دوائر متكاملة واسعة النطاق
بنيان	عمارة فون نيومان	وضع متعدد البرامج	الشبكات المحليةأجهزة الكمبيوتر وأنظمة الحوسبة المشتركة	أنظمة متعددة المعالجات، أجهزة الكمبيوتر الشخصية، الشبكات العالمية
أداء	10 - 20 ألف عملية / ثانية	100-500 ألف عملية/ثانية	حوالي 1 مليون عملية / ثانية	عشرات ومئات الملايين من العمليات
برمجة	لغات الآلة	أنظمة التشغيل، اللغات الخوارزمية	أنظمة التشغيل، أنظمة الحوار، أنظمة الرسومات الحاسوبية	حزم التطبيقات وقواعد البيانات والمعرفة والمتصفحات
الأجهزة الخارجية	أجهزة الإدخال من الأشرطة المثقوبة والبطاقات المثقوبة،	ATsPU، المُبرِقة الكاتبة، NML، NMB	محطات الفيديو، ومحركات الأقراص الصلبة	إن جي إم دي، أجهزة المودم، الماسحات الضوئية، طابعات ليزر
طلب	مشاكل الحساب	المهام الهندسية والعلمية والاقتصادية	ACS، CAD، العلمية - مشاكل تقنية	مهام الإدارة، الاتصالات، إنشاء محطات العمل، معالجة النصوص، الوسائط المتعددة
أمثلة	إنياك، يونيفاك (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ BESM - 1,2، M-1، M-20 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	آي بي إم 701/709 (الولايات المتحدة الأمريكية) BESM-4، M-220، مينسك، BESM-6 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	IBM 360/370، PDP -11/20، Cray -1 (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ الاتحاد الأوروبي 1050، 1066، إلبروس 1.2 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	كراي T3 E، SGI (الولايات المتحدة الأمريكية)، أجهزة الكمبيوتر والخوادم ومحطات العمل من مختلف الشركات المصنعة

على مدى 50 عاما، ظهرت عدة أجيال من أجهزة الكمبيوتر، لتحل محل بعضها البعض. يتم تحديد التطور السريع لـ VT في جميع أنحاء العالم فقط من خلال قاعدة العناصر المتقدمة و الحلول المعمارية.
وبما أن الكمبيوتر عبارة عن نظام يتكون من أجهزة وبرامج، فمن الطبيعي أن نفهم جيلاً كنماذج كمبيوتر تتميز بنفس التكنولوجيا والتقنيات. حلول البرمجيات(قاعدة العنصر، الهندسة المنطقية، برمجة). وفي الوقت نفسه، في عدد من الحالات، من الصعب للغاية تصنيف VT حسب الجيل، لأن الخط بينهما يصبح غير واضح بشكل متزايد من جيل إلى جيل.
الجيل الاول.
عنصري قاعدة - إلكترونيةالمصابيح والمرحلات تم تنفيذ ذاكرة الوصول العشوائي على زحافات، في وقت لاحق على النوى الفريت. الموثوقية منخفضة، وكان هناك حاجة إلى نظام التبريد؛ كان لأجهزة الكمبيوتر أبعاد كبيرة. الأداء - 5 - 30 ألف عملية/عملية حسابية؛ البرمجة - في رموز الكمبيوتر (رمز الآلة)، ظهرت الرموز التلقائية والمجمعات لاحقًا. تم تنفيذ البرمجة من قبل دائرة ضيقة من علماء الرياضيات والفيزياء ومهندسي الإلكترونيات. تم استخدام أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول بشكل أساسي لإجراء الحسابات العلمية والتقنية.

الجيل الثاني.
قاعدة عنصر أشباه الموصلات. تمت زيادة الموثوقية والأداء بشكل كبير، كما تم تقليل الأبعاد واستهلاك الطاقة. تطوير مرافق الإدخال والإخراج والذاكرة الخارجية. عدد من الحلول المعمارية التقدمية و مزيد من التطويرالتقنيات وضع البرمجةمشاركة الوقت ووضع البرمجة المتعددة (الجمع بين العمل المعالج المركزيلمعالجة البيانات وقنوات الإدخال/الإخراج، بالإضافة إلى موازنة العمليات لجلب الأوامر والبيانات من الذاكرة)
وفي الجيل الثاني، بدأ يظهر بوضوح التمييز بين أجهزة الكمبيوتر إلى صغيرة ومتوسطة وكبيرة. لقد توسع نطاق استخدام أجهزة الكمبيوتر لحل المشكلات - التخطيط والاقتصاد وإدارة عمليات الإنتاج وما إلى ذلك - بشكل كبير.
يتم إنشاؤها الأنظمة الآليةإدارة (ACS) للمؤسسات والصناعات والعمليات التكنولوجية بأكملها (APCS). تتميز نهاية الخمسينيات بظهور عدد من لغات البرمجة عالية المستوى (HLPs) الموجهة نحو المشكلات: FORTRAN، ALGOL-60، إلخ. بدأ تطوير البرمجيات في إنشاء المكتبات البرامج القياسيةفي مختلف لغات البرمجة و لأغراض مختلفةوالشاشات والمرسلون للتحكم في أوضاع تشغيل الكمبيوتر، وتخطيط موارده، مما وضع الأساس لمفاهيم أنظمة التشغيل من الجيل التالي.

الجيل الثالث.
قاعدة العنصر على الدوائر المتكاملة (IC). تظهر سلسلة من نماذج الكمبيوتر المتوافقة مع البرامج من الأسفل إلى الأعلى وتتمتع بقدرات متزايدة من نموذج إلى آخر. العمارة المنطقية لأجهزة الكمبيوتر وخصائصها المعدات المحيطية، مما أدى إلى توسيع الوظائف وقدرات الحوسبة بشكل كبير. تصبح أنظمة التشغيل (OS) جزءًا من جهاز الكمبيوتر. بدأ العديد من مهام إدارة الذاكرة وأجهزة الإدخال/الإخراج والموارد الأخرى يتولى نظام التشغيل أو مباشرة أجهزة الكمبيوتر. تصبح البرمجيات قوية: تظهر أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) وأنظمة التشغيل الآلي عمل التصميم(أنظمة CAD) لأغراض مختلفة، ويجري تحسين أنظمة التحكم الآلي وأنظمة التحكم في العمليات. الكثير من الاهتماممكرس لإنشاء حزم البرامج التطبيقية (APP) لأغراض مختلفة.
لغات وأنظمة البرمجة قيد التطوير أمثلة: - سلسلة نماذج IBM/360، الولايات المتحدة الأمريكية. إنتاج متسلسل-منذ عام 1964؛ - أجهزة الكمبيوتر في الاتحاد الأوروبي والاتحاد السوفييتي ودول CMEA منذ عام 1972.
الجيل الرابع.
أصبحت قاعدة العناصر عبارة عن دوائر متكاملة واسعة النطاق (LSI) وواسعة النطاق (VLSI). تم تصميم أجهزة الكمبيوتر بالفعل في الاستخدام الفعالالبرامج (على سبيل المثال، أجهزة الكمبيوتر المشابهة لنظام UNIX، أفضل طريقةمنغمسين في بيئة برمجية UNIX؛ آلات Prolog الموجهة نحو المهام الذكاء الاصطناعي); محطات الطاقة النووية الحديثة. تتطور معالجة معلومات الاتصالات بسرعة من خلال تحسين جودة قنوات الاتصال المستخدمة الاتصالات الفضائية. يتم إنشاء شبكات المعلومات والكمبيوتر الوطنية والعابرة للحدود الوطنية، مما يسمح لنا بالحديث عن بداية الحوسبة مجتمع انسانيعمومًا.
يتم تحديد المزيد من التثقيف الفكري لتكنولوجيا الكمبيوتر من خلال إنشاء واجهات أكثر تطوراً بين الإنسان والحاسوب، وقواعد المعرفة، وأنظمة الخبراء، وأنظمة البرمجة المتوازية، وما إلى ذلك.
لقد أتاحت قاعدة العناصر تحقيق نجاح كبير في التصغير، مما أدى إلى زيادة موثوقية وأداء أجهزة الكمبيوتر. ظهرت أجهزة الكمبيوتر الصغيرة والصغيرة متجاوزة المتوسط ​​و أجهزة الكمبيوتر المركزيةالجيل السابق بتكلفة أقل بكثير. أدت تكنولوجيا إنتاج المعالجات المستندة إلى VLSI إلى تسريع وتيرة إنتاج أجهزة الكمبيوتر وجعلت من الممكن تقديم أجهزة الكمبيوتر إلى الجماهير العريضة من المجتمع. منذ المجيء معالج عالميعلى شريحة واحدة (معالج Intel-4004 الدقيق، 1971) بدأ عصر الكمبيوتر الشخصي.
يمكن اعتبار أول جهاز كمبيوتر هو Altair-8800، الذي تم إنشاؤه على أساس Intel-8080، في عام 1974. إي روبرتس. أنشأ P. Allen وW. Gates مترجمًا باستخدام لغة شعبيةأساسي، مما يزيد بشكل كبير من ذكاء جهاز الكمبيوتر الأول (في وقت لاحق قاموا بتأسيس البرنامج الشهير شركة مايكروسوفتشركة). يتم تحديد وجه الجيل الرابع إلى حد كبير من خلال إنشاء أجهزة كمبيوتر عملاقة تتميز بالأداء العالي (متوسط ​​السرعة 50 - 130 ميجا فلوب. 1 ميجا فلوب = 1 مليون عملية في الثانية بفاصلة عائمة) والهندسة المعمارية غير التقليدية (مبدأ التوازي القائم على معالجة الأوامر عبر الأنابيب). تُستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة في حل مشكلات الفيزياء الرياضية وعلم الكونيات وعلم الفلك والنمذجة أنظمة معقدةوما إلى ذلك. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر القوية تلعب وستستمر في لعب دور تحويل مهم في الشبكات، فغالبًا ما تتم مناقشة مشكلات الشبكة مع أسئلة حول أجهزة الكمبيوتر الفائقة، ومن بين التطورات المحلية لأجهزة الكمبيوتر الفائقة، يمكن للمرء تسمية أجهزة سلسلة Elbrus، PS أنظمة الحوسبة -2000 وPS-3000، التي تحتوي على ما يصل إلى 64 معالجًا يتم التحكم فيها بواسطة تدفق أوامر مشترك، وقد تم تحقيق الأداء في عدد من المهام في حدود 200 ميجا فلوب. وفي الوقت نفسه، نظراً لتعقيد تطوير وتنفيذ مشاريع الكمبيوتر العملاق الحديثة التي تتطلب عمليات مكثفة بحث أساسيفي علوم الكمبيوتر، التقنيات الإلكترونيةومعايير الإنتاج العالية والتكاليف المالية الخطيرة، يبدو من غير المرجح أن يتم إنشاء أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة محلية في المستقبل المنظور، والتي لا تكون خصائصها الرئيسية أدنى من أفضل النماذج الأجنبية.
وتجدر الإشارة إلى أنه مع الانتقال إلى تكنولوجيا الملكية الفكرية لإنتاج الكمبيوتر، فإن التركيز المحدد للأجيال يتحول بشكل متزايد من قاعدة العناصر إلى مؤشرات أخرى: البنية المنطقية، والبرمجيات، وواجهة المستخدم، ومجالات التطبيق، وما إلى ذلك.
الجيل الخامس.
ينشأ في الأعماق الجيل الرابعويتم تحديده إلى حد كبير من خلال نتائج عمل اللجنة اليابانية بحث علميفي مجال الحاسبات، نشر عام 1981. وبحسب هذا المشروع، سيتم إضافة أجهزة كمبيوتر وأنظمة حاسوبية من الجيل الخامس أداء عاليوالموثوقية بتكلفة أقل، مقدمة بالكامل بواسطة VLSI، وما إلى ذلك. أحدث التقنيات، يجب أن تلبي المتطلبات الوظيفية الجديدة نوعيًا التالية:

· ضمان سهولة استخدام أجهزة الكمبيوتر من خلال تنفيذ أنظمة الإدخال والإخراج الصوتي. معالجة المعلومات التفاعلية باستخدام اللغات الطبيعية؛ قدرات التعلم والإنشاءات النقابية و استنتاجات منطقية;

· تبسيط عملية إنشاء البرمجيات عن طريق أتمتة تجميع البرامج حسب مواصفات المتطلبات الأولية اللغات الطبيعية

· تحسين الخصائص الرئيسية وخصائص أداء VT لتلبية مختلف المهام الاجتماعية، تحسين نسبة التكلفة إلى الفائدة، والسرعة، والخفة، والاكتناز لأجهزة الكمبيوتر؛ ضمان تنوعها وقدرتها العالية على التكيف مع التطبيقات والموثوقية في التشغيل.

وبالنظر إلى تعقيد تنفيذ المهام الموكلة إلى الجيل الخامس، فمن الممكن تقسيمها إلى مراحل أكثر وضوحا وشعورا أفضل، تم تنفيذ أولها إلى حد كبير في إطار الجيل الرابع الحالي.

محاضرة 1

الخصائص الرئيسية ومجالات تطبيق أجهزة الكمبيوتر من مختلف الفئات

تعريف الكمبيوتر

تعريف. الكمبيوتر (الكمبيوتر الإلكتروني) عبارة عن مجموعة من الأجهزة والبرامج المصممة لأتمتة إعداد وحل مهام المستخدم.

يُفهم المستخدم على أنه الشخص الذي تتم معالجة بياناته على جهاز الكمبيوتر لمصلحته.

تعريف. هندسة الكمبيوتر هي تسلسل هرمي متعدد المستويات للأجهزة والبرامج التي يتم بناء الكمبيوتر منها. يسمح كل مستوى بالبناء والتطبيق المتعدد.

الهيكل العام للكمبيوتر

في التين. يوضح الشكل 1 رسمًا تخطيطيًا معممًا لجهاز الكمبيوتر.

أرز. 1. رسم تخطيطي معمم لجهاز الكمبيوتر.

خطوات الحساب:

1. تحديد وتحديد ترتيب العمليات الحسابية.

2. ضبط البيانات الأولية.

3. إجراء الحسابات (للحصول على نتائج وسيطة).

4. الحصول على النتيجة النهائية.

يعتمد عمل أي جهاز كمبيوتر على اثنين مفاهيم اساسيةفي الحوسبة:

1. مفهوم الخوارزمية.

2. مبدأ التحكم في البرنامج.

تعريف. الخوارزمية عبارة عن تسلسل فريد معين من الإجراءات، يتكون من عمليات محددة رسميًا على البيانات الأولية، مما يؤدي إلى اتخاذ القرار عدد معينخطوات.

خصائص الخوارزميات:

1. خصوصية الخوارزمية (يتم تنفيذ الإجراءات في خطوات، وتكون المعلومات نفسها منفصلة).

2. الحتمية (بغض النظر عن عدد المرات التي يتم فيها تنفيذ نفس الخوارزمية لنفس البيانات، فإن النتيجة هي نفسها).

3. النطاق الشامل (الخوارزمية "تحل المشكلة" لمختلف البيانات الأولية من مجموعة مقبولة وتعطي دائمًا النتيجة الصحيحة).

برنامج. وصف الخوارزمية بأي لغة.

تمت صياغة مبدأ التحكم في البرنامج لأول مرة من قبل عالم الرياضيات والفيزياء المجري جون فون نيومان في عام 1946.

يتضمن مبدأ التحكم في البرنامج عدة مبادئ معمارية ووظيفية:

1. يتم تمثيل أي خوارزمية على أنها تسلسل معين من كلمات التحكم - الأوامر. يحدد كل أمر فردي خطوة بسيطة (واحدة) لتحويل المعلومات.

2. مبدأ الانتقال المشروط. أثناء عملية الحساب، اعتمادا على النتائج المتوسطة التي تم الحصول عليها، من الممكن الانتقال التلقائي إلى قسم معين من البرنامج.

3. مبدأ الأمر المخزن. يتم تقديم الأوامر في الكمبيوتر بنفس الشكل المشفر كأي بيانات ويتم تخزينها في نفس ذاكرة الوصول العشوائي. وهذا يعني أنه عند النظر إلى محتويات الذاكرة، دون أي نوع من التعليمات، فإنه من المستحيل التمييز بين البيانات والتعليمات. وبالتالي، يمكن، من حيث المبدأ، معالجة أي أوامر كبيانات (المعلومات الموجودة في الكمبيوتر لا تختلف في عرضها، ولكن في طريقة استخدامها).

4. مبدأ الترميز الثنائي.

5. مبدأ التسلسل الهرمي لأجهزة التخزين.

أجيال الكمبيوتر

طوال فترة تطور أنظمة الكمبيوتر، كان هناك ميل نحو زيادة سرعة معالجة المعلومات بواسطة المعالج، وانخفاض الحجم الفعلي للمكونات، وزيادة سعة الذاكرة وزيادة إنتاجية المدخلات -قنوات الإخراج.

وبدون إنكار حقيقة أن أحد أسباب زيادة أداء المعالج هو التقدم في مجال الإلكترونيات الدقيقة، وخاصة تصغير المكونات الإلكترونية، إلا أننا نلاحظ مع ذلك أن الأفكار الجديدة فيما يتعلق بالتنظيم الهيكلي للمعالج، ولا سيما الانتشار الواسع النطاق استخدام مبادئ خطوط الأنابيب والمعالجة المتوازية وإدخال التكنولوجيا للاختيار التفضيلي لاتجاه تفرع البرنامج، أي. تنفيذ التحولات الشرطية بناءً على التقديرات المتوقعة حتى قبل تكوين شروط الانتقال. كل هذه الأفكار لها هدف واحد - تقليل وقت خمول المعالج قدر الإمكان.

إن أهم مشكلة تواجه أي مصمم نظام حاسوبي هي تحقيق التوازن بين خصائص أداء مكونات النظام الفردية، أي: مثل هذا الاختيار من المكونات التي لا يوجد فيها مكون واحد خاملاً، في انتظار الآخرين "لمواكبته". وعلى وجه الخصوص، يزيد أداء المعالج بشكل أسرع من أداء ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). يمتلك المصمم في ترسانته العديد من الأساليب لإبطال التأثير السلبي لمثل هذا التناقض، بما في ذلك استخدام ذاكرة التخزين المؤقت المتوسطة، وتوسيع عرض النطاق الترددي للطريق السريع بين المعالج والذاكرة، واستخدام عناصر الذاكرة مع تنظيم منطقي أكثر تعقيدًا .

نبدأ عرضنا للمادة برحلة قصيرة إلى تاريخ تطور تكنولوجيا الكمبيوتر. بالإضافة إلى الاهتمام التعليمي، هناك أيضًا اهتمام عملي بالتاريخ. سنحاول، بالنظر إلى عملية تطور أنظمة الكمبيوتر، تتبع كيفية تغير وجهات النظر حول التنظيم الهيكلي وهندسة أجهزة الكمبيوتر، مع تحسن القاعدة العنصرية.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر الأولى منذ ما يزيد قليلاً عن 50 عامًا. وفقا للقاعدة الأولية ومستوى تطوير البرمجيات، يتم تمييز أربعة أجيال من أجهزة الكمبيوتر، ويرد وصف موجز لها في الجدول:

خيارات المقارنة	أجيال الكمبيوتر
				الرابع
فترة من الزمن
قاعدة العنصر (لوحدة التحكم، ALU)	المصابيح الإلكترونية (أو الكهربائية).	أشباه الموصلات (الترانزستورات)	دوائر متكاملة	الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI)
النوع الرئيسي للكمبيوتر			صغير (ميني)
أجهزة الإدخال الأساسية	جهاز التحكم عن بعد، بطاقة مثقوبة، إدخال الشريط المثقوب		عرض أبجدي رقمي، لوحة المفاتيح	عرض رسومي ملون، ماسح ضوئي، لوحة مفاتيح
أجهزة الإخراج الرئيسية	جهاز طباعة أبجدية رقمية (ADP)، إخراج شريط مثقوب		الراسمة، الطابعة
ذاكرة خارجية	الأشرطة المغناطيسية، والطبول، والأشرطة المثقوبة، والبطاقات المثقوبة		أشرطة ورقية مثقوبة، قرص مغناطيسي	الأقراص المغناطيسية والضوئية
الحلول البرمجية الرئيسية	لغات البرمجة العالمية، مترجمون	أنظمة التشغيل المجمعة التي تعمل على تحسين المترجمين	أنظمة التشغيل التفاعلية، لغات البرمجة المهيكلة	برامج ودية، وأنظمة تشغيل الشبكة
وضع تشغيل الكمبيوتر	برنامج واحد	حزمة	وقت المشاركة	العمل الشخصي ومعالجة الشبكات
الغرض من استخدام الكمبيوتر	الحسابات العلمية والتقنية	الحسابات الفنية والاقتصادية	الحسابات الإدارية والاقتصادية	الاتصالات السلكية واللاسلكية وخدمات المعلومات

كمبيوتر الجيل الأول

كانت أجهزة كمبيوتر الجيل الأول ذات سرعة منخفضة تصل إلى عشرات الآلاف من العمليات في الثانية. لقد كانت كبيرة الحجم، وتستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة، وكانت موثوقيتها منخفضة وبرامجها ضعيفة.

لم تكن هناك لغات برمجة على هذا النحو حتى الآن، واستخدم المبرمجون تعليمات الآلة أو المجمعات لترميز خوارزمياتهم. أدى هذا إلى تعقيد عملية البرمجة وتأخيرها. بحلول نهاية الخمسينيات، كانت أدوات البرمجة تخضع لتغييرات أساسية: تم الانتقال إلى أتمتة البرمجة باستخدام اللغات العالميةومكتبات البرامج القياسية.

كمبيوتر الجيل الثاني

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر هو الانتقال إلى قاعدة عنصر الترانزستور، وظهور أول أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. الترانزستور الواحد قادر بالفعل على العمل لـ 40 أنبوبًا مفرغًا وفي نفس الوقت يعمل بسرعة أعلى، ويولد حرارة قليلة جدًا ولا يستهلك أي كهرباء تقريبًا. بالتزامن مع عملية استبدال الأنابيب المفرغة بالترانزستورات، تم تحسين طرق تخزين المعلومات. زادت سعة الذاكرة، وبدأ استخدام الشريط المغناطيسي لإدخال المعلومات وإخراجها. في منتصف الستينيات، انتشر تخزين المعلومات على الأقراص على نطاق واسع.

تم تطوير مبدأ الاستقلالية بشكل أكبر - حيث تم تنفيذه بالفعل على مستوى الأجهزة الفردية، والتي يتم التعبير عنها في بنيتها المعيارية. تم تجهيز أجهزة الإدخال/الإخراج بأجهزة التحكم الخاصة بها (CUs) (وتسمى وحدات التحكم)، والتي تحرر وحدة التحكم المركزية من إدارة عمليات الإدخال/الإخراج. تمت إضافة شاشة أبجدية رقمية إلى كمبيوتر الجيل الثاني وظهرت لوحة المفاتيح.

كان التغيير الأساسي في بنية الكمبيوتر هو إضافة وحدة أجهزة لمعالجة الأرقام بتنسيق الفاصلة العائمة.

يبدأ تطوير البرمجيات بالاعتماد على مكتبات البرامج القياسية التي تتمتع بخاصية النقل، أي. العمل على جهاز الكمبيوتر ماركات مختلفة. يتم فصل الأدوات البرمجية الأكثر استخدامًا إلى حزم برامج تطبيقية لحل المشكلات الخاصة بفئة معينة. يتم إنشاء أدوات برمجية خاصة - برامج النظام، المصممة في البداية لتسريع وتبسيط انتقال المعالج من مهمة إلى أخرى.

كمبيوتر الجيل الثالث

وفي السبعينيات، ظهر وتطور أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث. هذه المرحلة- الانتقال إلى قاعدة العناصر المتكاملة. يمكن لدائرة متكاملة واحدة أن تحل محل آلاف الترانزستورات. ونتيجة لذلك، زاد أداء أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث 100 مرة، وانخفضت الأبعاد بشكل ملحوظ.

تم إنشاء أجهزة الكمبيوتر في هذا الجيل على أساس مبدأ التوحيد، مما جعل من الممكن استخدام أنظمة الكمبيوتر في مجالات متنوعةأنشطة.

أدى التوسع في وظائف أجهزة الكمبيوتر إلى زيادة نطاق تطبيقها، مما أدى إلى زيادة حجم المعلومات المعالجة ووضع مهمة تخزين البيانات في قواعد بيانات خاصة وصيانتها. هكذا ظهرت أنظمة إدارة قواعد البيانات الأولى - DBMS.

لقد تغيرت أشكال استخدام الكمبيوتر: المقدمة المحطات البعيدة(شاشات العرض) أتاحت إمكانية تنفيذ وضع مشاركة الوقت على نطاق واسع وفعال وبالتالي تقريب الكمبيوتر من المستخدم وتوسيع نطاق المهام التي يتعين حلها.

ضمان نظام تقاسم الوقت المسموح به النوع الجديدأنظمة التشغيل التي تدعم تعدد المهام - طريقة لتنظيم عملية حوسبة يتم فيها تنفيذ عدة برامج بالتناوب على معالج واحد. أثناء قيام أحد البرامج بإجراء عملية إدخال/إخراج، لا يكون المعالج خاملاً، كما كان الحال عند تنفيذ البرامج بشكل تسلسلي (وضع البرنامج الفردي)، ولكنه ينفذ برنامجًا آخر (وضع البرامج المتعددة).

تحتل آلة BESM-6 مكانًا خاصًا في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر المحلية. دخلت الآلة حيز التشغيل عام 1967. وتبلغ سرعتها حوالي مليون عملية/ثانية. هنا، لأول مرة في الممارسة المحلية وبغض النظر عن التطورات الخارجية، تم تطبيق مبدأ تنفيذ الأوامر عبر الأنابيب. على BESM-6

أرز. 2. الكمبيوتر BESM-6

كمبيوتر الجيل الرابع

في أواخر السبعينيات، أدى تطور الإلكترونيات الدقيقة إلى خلق القدرة على وضع آلاف الدوائر المتكاملة على شريحة واحدة. هكذا ظهرت الدوائر المتكاملة واسعة النطاق والجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر، والذي تميز بإنشاء سلسلة من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة غير المكلفة وتطوير أجهزة الكمبيوتر الفائقة للحوسبة عالية الأداء.

وكان أهمها ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية، مما جعل من الممكن تقريب أجهزة الكمبيوتر من مستخدمها النهائي. وأصبح استخدام أجهزة الكمبيوتر على نطاق واسع من قبل غير المتخصصين، الأمر الذي يتطلب تطوير برامج "سهلة الاستخدام". تظهر أنظمة التشغيل التي تدعم الواجهات الرسومية وحزم برامج التطبيقات الذكية. نظرا للطلب المتزايد على البرمجيات، يتم تحسين تقنيات تطوير البرمجيات - تظهر أنظمة البرمجة المتقدمة وبيئات أدوات المستخدم.

في منتصف الثمانينات، بدأت شبكات أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تعمل ضمن الشبكة أو أنظمة التشغيل الموزعة في التطور بسرعة.

الخصائص الرئيسية للكمبيوتر

يتمتع كل كمبيوتر بخصائصه التقنية والتشغيلية الخاصة به: السرعة والإنتاجية ومؤشرات الموثوقية والموثوقية والدقة وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وسعة الذاكرة الخارجية والأبعاد الإجمالية وتكلفة الأجهزة والبرامج وميزات التشغيل وما إلى ذلك.

أداء- من أهم خصائص الكمبيوتر والتي تتميز بعدد الأوامر التي ينفذها الكمبيوتر في الثانية الواحدة. نظرًا لأن أوامر الكمبيوتر تتضمن عمليات تختلف في مدة التنفيذ وفي احتمالية استخدامها، فمن المنطقي وصفها إما بمتوسط ​​سرعة الكمبيوتر، أو بالسرعة القصوى (للعمليات "الأقصر" لـ "التسجيل" "للتسجيل" نوع). تتمتع أجهزة الكمبيوتر الحديثة بخصائص أداء عالية جدًا، تُقاس بمليارات العمليات في الثانية.

أداء- مقدار العمل الذي يؤديه الكمبيوتر لكل وحدة زمنية. إن السرعة الحقيقية أو الفعالة التي يوفرها الكمبيوتر أقل بكثير، ويمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على فئة المشكلات التي يتم حلها. إن مقارنة أداء أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر، والتي تختلف بشكل حاد عن بعضها البعض في خصائصها، لا توفر تقديرات موثوقة. لذلك، في كثير من الأحيان، بدلاً من خاصية الأداء، يتم استخدام خاصية الأداء المرتبطة. على سبيل المثال، يمكنك تحديد هذه المعلمة من خلال عدد المهام المنجزة في وقت معين. ومع ذلك، فإن المقارنة بين أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر بناءً على هذه الخاصية يمكن أن تسبب صعوبات. نظرًا لأن تقييم أداء أجهزة الكمبيوتر المختلفة يعد مهمة عملية مهمة، فقد تم اقتراح خصائص الأداء النسبية للاستخدام، والتي تم حسابها على أساس الاختبارات: مجموعات من المهام النموذجية للعمل مع الأعداد الصحيحة والفاصلة العائمة والرسومات والفيديو. تظهر نتائج أحد هذه الاختبارات في الشكل. 1.

أرز. 1. مقارنة المعالجات بناء على اختبار SiSoftSandra

سعة التخزين- يتم قياسه بعدد الوحدات الهيكلية للمعلومات التي يمكن أن تكون في الذاكرة في وقت واحد. يتيح لك هذا المؤشر تحديد مجموعة البرامج والبيانات التي يمكن وضعها في الذاكرة في نفس الوقت. أصغر وحدة هيكلية للمعلومات هي رقم ثنائي واحد. عادةً، يتم قياس سعة الذاكرة بوحدات أكبر من البايتات (ثمانية بتات). وحدات القياس التالية هي 1 كيلو بايت = 1024 بايت، 1 ميجا بايت = 1024 كيلو بايت، إلخ. 1 ميجا بايت، 1 جيجا بايت. في هذه الحالة، يتم تمييز سعة الذاكرة الخاصة بالمعالج (ذاكرة التخزين المؤقت) وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وسعة الذاكرة الخارجية بشكل منفصل.

مصداقية- هي قدرة الكمبيوتر، في ظل ظروف معينة، على أداء الوظائف المطلوبة لفترة زمنية معينة. تم تضمين الموثوقية العالية للكمبيوتر في عملية إنتاجه. يؤدي الانتقال إلى قاعدة عناصر جديدة - الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (VLSI) إلى تقليل عدد الدوائر المتكاملة المستخدمة بشكل حاد، وبالتالي عدد اتصالاتها مع بعضها البعض. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، يتم التفكير جيدًا في تخطيط الكمبيوتر وتوفير أوضاع التشغيل المطلوبة (التبريد والحماية من الغبار)؛ ويسهل مبدأ التصميم المعياري فحص ومراقبة تشغيل جميع الأجهزة وتشخيص المشكلات وإصلاحها.

دقة- القدرة على التمييز بين القيم المتساوية تقريبا. يتم تحديد دقة الحصول على نتائج المعالجة بشكل أساسي من خلال سعة البت للكمبيوتر، بالإضافة إلى الوحدات الهيكلية المستخدمة لتمثيل المعلومات (البايت، الكلمة (2 بايت)، الكلمة المزدوجة، وما إلى ذلك). في العديد من تطبيقات الكمبيوتر، لا يتطلب الأمر دقة كبيرة، على سبيل المثال، عند معالجة النصوص والمستندات، أو عند التحكم في العمليات التكنولوجية. في هذه الحالة، يكفي استخدام رموز ثنائية 8، 16 بت. عند إجراء حسابات معقدة، من الضروري استخدام عمق بت أعلى (32، 64، أو حتى أكثر). ولذلك، فإن كافة أجهزة الكمبيوتر الحديثة لديها القدرة على العمل مع الكلمات الآلية 16 و 32 بت. وبمساعدة أدوات البرمجة اللغوية عالية المستوى، يمكن زيادة هذا النطاق عدة مرات، مما يجعل من الممكن تحقيق دقة أكبر.

المجالات الرئيسية لتطبيق أجهزة الكمبيوتر من مختلف الفئات

وفقا لقانون مور، فإن الخصائص الأساسية لأجهزة الكمبيوتر تتحسن مرتين تقريبا كل عامين. في ظل هذه الظروف، فإن أي تصنيف مقترح لأجهزة الكمبيوتر يصبح قديمًا بسرعة كبيرة ويحتاج إلى تعديل. على سبيل المثال، في التصنيفات قبل عشر سنوات، تم استخدام أسماء الحواسيب الصغيرة والمتوسطة والصغيرة على نطاق واسع، والتي اختفت تقريبًا من الاستخدام.

هناك ثلاثة مجالات عالمية للنشاط البشري تتطلب استخدام أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر:

1. استخدام أجهزة الكمبيوتر لأتمتة العمليات الحسابية.إن الثورة العلمية والتكنولوجية في جميع مجالات العلوم والتكنولوجيا تطرح باستمرار مشاكل علمية وهندسية واقتصادية جديدة تتطلب حسابات واسعة النطاق (مهام تصميم أنواع جديدة من المعدات، ونمذجة العمليات المعقدة، والتكنولوجيا النووية والفضائية، وما إلى ذلك). . ومن السمات المميزة لهذا الاتجاه وجود أساس رياضي جيد أرساه تطور العلوم الرياضية وتطبيقاتها. تم إنشاء أجهزة الكمبيوتر الأولى ثم اللاحقة ذات البنية الكلاسيكية في المقام الأول لأتمتة العمليات الحسابية.

بالتزامن مع التغيرات الهيكلية في الكمبيوتر، كان هناك أيضًا تغيير نوعي في طبيعة الحوسبة. تتناقص باستمرار حصة الحسابات الرياضية البحتة، وهي تمثل حاليا حوالي 10٪ من جميع الأعمال الحسابية. بدأ استخدام الآلات بشكل متزايد لأنواع جديدة من المعالجة: النصوص والرسومات والصوت وما إلى ذلك.

2. تطبيقات الحاسب الآلي في أنظمة التحكم.وُلد هذا الاتجاه في الستينيات تقريبًا، عندما بدأ إدخال أجهزة الكمبيوتر بشكل مكثف في حلقات التحكم في الأنظمة الآلية والآلية. يتطلب الاستخدام الجديد لأجهزة الكمبيوتر تعديل هيكلها. كان على أجهزة الكمبيوتر المستخدمة في الإدارة ليس فقط توفير الحسابات، ولكن أيضًا أتمتة جمع البيانات وتوزيع نتائج المعالجة. يتطلب التفاعل مع قنوات الاتصال تعقيد أوضاع تشغيل الكمبيوتر، مما يجعلها متعددة البرامج ومتعددة المستخدمين.

3. تطبيقات الحاسب الآلي في حل مشاكل الذكاء الاصطناعي.دعونا نتذكر أن مهام الذكاء الاصطناعي لا تنطوي على الحصول على نتيجة دقيقة، بل في أغلب الأحيان نتيجة متوسطة بالمعنى الإحصائي والاحتمالي. أمثلة مهام مماثلةالعديد: مسائل الروبوتات، وإثبات النظريات، والترجمة الآلية للنصوص، والتخطيط مع مراعاة المعلومات غير الكاملة، والتنبؤات، ونمذجة العمليات والظواهر المعقدة، وما إلى ذلك. هذا الاتجاه يكتسب قوة بشكل متزايد. في العديد من مجالات العلوم والتكنولوجيا، يتم إنشاء وتحسين قواعد البيانات وقواعد المعرفة، النظم الخبيرة. لدعم هذا الاتجاه تقنيًا، هناك حاجة إلى هياكل كمبيوتر جديدة نوعيًا مع عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر (أجهزة الكمبيوتر أو عناصر المعالج) التي توفر التوازي في العمليات الحسابية. في الأساس، تفسح أجهزة الكمبيوتر المجال لأنظمة حوسبة معقدة للغاية.

بالفعل هذا التعداد الصغير لمجالات تطبيقات الكمبيوتر يوضح أنه من أجل حلها المهام المختلفةوفقا لذلك، هناك حاجة إلى معدات الكمبيوتر المختلفة. ولذلك، فإن سوق الكمبيوتر لديه باستمرار تدرج واسع من فئات ونماذج أجهزة الكمبيوتر.

تصنيف أنظمة الحوسبة

كمبيوتر خارق

مع تطور العلوم والتكنولوجيا، يتم طرح مشكلات جديدة واسعة النطاق باستمرار وتتطلب كميات كبيرة من الحسابات. يعد استخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة فعالاً بشكل خاص في حل مشكلات التصميم التي يتبين فيها أن التجارب واسعة النطاق باهظة الثمن أو لا يمكن الوصول إليها أو غير عملية من الناحية العملية. وفي هذه الحالة يسمح الحاسوب بطرق النمذجة العددية للحصول على نتائج التجارب الحسابية، مما يوفر وقتا ودقة مقبولة للحل، أي. والشرط الحاسم لضرورة تطوير واستخدام مثل هذه الحواسيب هو المؤشر الاقتصادي "الأداء/التكلفة". يرتبط التطوير الإضافي لأجهزة الكمبيوتر العملاقة باستخدام التوازي الهائل، حيث يمكن لمئات بل وآلاف المعالجات العمل في وقت واحد.

حاسب مركزي (حاسب مركزي)

أجهزة الكمبيوتر هذه عبارة عن أجهزة متعددة المستخدمين تتمتع بمعالجة مركزية، وتتمتع بإمكانيات كبيرة للعمل مع قواعد البيانات أشكال مختلفةالوصول عن بعد. يبدو أنه مع ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية سريعة التقدم، أصبحت أجهزة الكمبيوتر المركزية محكوم عليها بالانقراض. ومع ذلك، فإنها تستمر في التطور وبدأ إنتاجها في الزيادة مرة أخرى، على الرغم من أن حصتها في إجمالي الأسطول تتناقص باستمرار. ووفقا لتقديرات شركة آي بي إم، ينبغي تخزين ما يقرب من نصف الحجم الإجمالي للبيانات في أنظمة المعلومات في العالم سيارات كبيرة. جيلهم الجديد مخصص للاستخدام في الشبكات كخوادم كبيرة. تم تجهيز مراكز الكمبيوتر على مستوى الإدارات والإقليمية والإقليمية بأجهزة كمبيوتر كبيرة. في روسيا، المستهلكون الرئيسيون هم المؤسسات الحكومية والشركات الكبيرة على المستوى الفيدرالي، مثل السكك الحديدية الروسية (نظام حجز المقاعد وبيع التذاكر) أو AvtoVAZ. في وقت ما، كانت الحواسيب المركزية هي منصة الحوسبة الوحيدة القادرة على خدمة مؤسسات بهذا الحجم، وقد تم تطوير هذه المنصة بنشاط. في الخارج، يعتبر الحاسوب المركزي حلا كلاسيكيا لمجموعة معينة من المهام، على سبيل المثال، في القطاع المالي.

أجهزة كمبيوتر متوسطة

تُستخدم أجهزة الكمبيوتر متوسطة الحجم للتحكم في عمليات الإنتاج التكنولوجية المعقدة، ويمكن أيضًا استخدام أجهزة الكمبيوتر من هذا النوع للتحكم في معالجة المعلومات الموزعة خوادم الشبكةمحطات العمل للعمل مع الرسومات. توجد أجهزة كمبيوتر خاصة مصممة أساسًا للعمل في المؤسسات المالية. تولي هذه الآلات اهتمامًا خاصًا لسلامة البيانات وأمنها.

حواسيب شخصية

تتيح لك أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمهنية تلبية الاحتياجات الفردية للمستخدمين. على أساس هذه الفئة من أجهزة الكمبيوتر، يتم أيضًا إنشاء محطات العمل الآلية (AWS) للمتخصصين على مختلف المستويات.

المعالجات الدقيقة المدمجة

يمكن دمج هذه الأجهزة، ذات الطبيعة العالمية للتطبيق، في آلات وأشياء وأنظمة فردية. يتم استخدامها بشكل متزايد في الأجهزة المنزلية (الهواتف المحمولة، أجهزة التلفزيون، أنظمة الاستريو، أفران الميكروويف، إلخ)، في الخدمات الحضرية (الطاقة، التدفئة، إمدادات المياه، التحكم في حركة المرور، إلخ)، في الإنتاج (الروبوتات، التحكم في العمليات).