الصفحة الأولى في تاريخ الخلق أجهزة الكمبيوترارتبط اسم الفيلسوف والكاتب وعالم الرياضيات والفيزياء الفرنسي بليز باسكال. وفي 1641-1642، صمم آلة حاسبة ميكانيكية مكنت من جمع وطرح الأرقام.
في عام 1673، قام العالم الألماني جوتفريد لايبنتز ببناء أول آلة حاسبة قادرة على أداء جميع العمليات الحسابية الأربع. كان بمثابة نموذج أولي لإضافة الآلات. خلال القرن التاسع عشر، تم إنشاء العديد من تصميمات أجهزة قياس الحساب، وزادت موثوقيتها ودقة حساباتها. لقد حصلوا جدا استخدام واسع.
تم تقديم مساهمة كبيرة في تحسين الآلات الحاسبة من قبل العلماء والمصممين الروس: ياكوبسون، سلوبودسكي، ستوفيل، كومر، تشيبيشيف. في عام 1878، اقترح العالم الروسي ب. تشيبيشيف آلة حاسبة تقوم بعمليات الجمع والطرح للأعداد المكونة من أرقام متعددة.
اخترع مهندس سانت بطرسبرغ أودنر آلة إضافة ذات تروس رقم متغيرأسنان تبين أن تصميمه كان مثاليًا جدًا (أتاح الجهاز إجراء جميع العمليات الحسابية الأربع بسرعة كبيرة) لدرجة أنه تم إنتاج آلات إضافية من هذا النوع منذ عام 1873 لما يقرب من مائة عام. وفقط في الثلاثينيات من القرن العشرين، تم تطوير آلة إضافة أكثر تقدمًا "فيليكس" في بلدنا. هؤلاء أجهزة العدتم استخدامها لعدة عقود.
في بداية القرن التاسع عشر (1823 – 1834)، صاغ عالم الرياضيات الإنجليزي تشارلز باباج المبادئ الأساسية التي ينبغي أن يقوم عليها تصميم نوع جديد تمامًا من أجهزة الكمبيوتر. يحتوي التصميم المتصور للآلة على جميع الأجهزة الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر: الذاكرة، الجهاز الحسابي، جهاز التحكم، أجهزة الإدخال والإخراج. لم يكن من الممكن تنفيذ مشروع هذه الآلة بسبب مستوى منخفضتطوير الهندسة الميكانيكية. لكن برامج الحوسبةتم إنشاء هذه الآلة من قبل ابنة جورج بايرون، أدا لوفليس، التي تعتبر بحق المبرمج الأول.
بعد 100 عام فقط، في الأربعينيات من القرن العشرين، كان من الممكن إنشاء آلة حسابية قابلة للبرمجة تعتمد على التتابع الكهروميكانيكي. لم يكن لدى هذه الآلات الوقت الكافي لبدء الإنتاج الضخم عندما ظهرت أجهزة الكمبيوتر الأولى المعتمدة على أنابيب الراديو.
تم إنشاء أول كمبيوتر إنياك في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1946. وتضمنت مجموعة المبدعين العالم البارز في القرن العشرين جون فون نيومان، الذي اقترح المبادئ الأساسية لبناء جهاز كمبيوتر: الانتقال إلى النظام الثنائيأرقام لتمثيل المعلومات ومبدأ البرنامج المخزن. تم اقتراح وضع برنامج الحساب في جهاز تخزين الكمبيوتر، والذي من شأنه أن يوفر نظام آليتنفيذ الأوامر، ونتيجة لذلك، زيادة في سرعة الكمبيوتر.
وفي الوقت نفسه، كانوا يعملون في مشاريع كمبيوتر في إنجلترا وروسيا، حيث ظهر أول كمبيوتر، يسمى MESM (جهاز إلكتروني صغير) آلة حاسبة) تم تطويره في عام 1950، والأول حاسب مركزي- بسم عام 1952 منذ هذه اللحظة بدأ التطور السريع تكنولوجيا الكمبيوتر. هناك خمس مراحل في تطوير أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية.

· الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين - أول أجهزة كمبيوتر في الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي؛

· 50-60 سنة من القرن العشرين - لغات البرمجة الأولى؛

· 60-70 سنة من القرن العشرين - أول أنظمة التحكم الآلي وأجهزة الكمبيوتر CAD وES؛

· 70-80 سنة من القرن العشرين – الأول حواسيب شخصية;

· 80-90 سنة من القرن العشرين – الاستخدام المكثف لأجهزة الكمبيوتر الشخصية.

أجيال الكمبيوتر

يتم تقسيم جميع مراحل تطوير الكمبيوتر بشكل تقليدي إلى أجيال.

تم إنشاء الجيل الأول على أساس المصابيح الكهربائية المفرغة، وتم التحكم في الآلة من خلال جهاز التحكم عن بعد والبطاقات المثقوبة باستخدام رموز الآلة. تم وضع أجهزة الكمبيوتر هذه في عدة خزانات معدنية كبيرة تشغل غرفًا بأكملها.

ظهر الجيل الثالث في الستينيات من القرن العشرين. تم تصنيع عناصر الكمبيوتر على أساس ترانزستورات أشباه الموصلات. تقوم هذه الآلات بمعالجة المعلومات تحت سيطرة البرامج بلغة التجميع. تم إدخال البيانات والبرامج من خلال البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقوبة.

تم تنفيذ الجيل الثالث على دوائر دقيقة تحتوي على مئات أو آلاف الترانزستورات على لوحة واحدة. مثال على جهاز الجيل الثالث هو كمبيوتر ES. تم التحكم في تشغيل هذه الآلات من خلال المحطات الأبجدية الرقمية. تم استخدام لغات عالية المستوى والتجميع للتحكم. تم إدخال البيانات والبرامج من الجهاز ومن البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقبة.

تم إنشاء الجيل الرابع على أساس كبير دوائر متكاملة(مكررا). معظم ممثلين مشرقين الجيل الرابعالكمبيوتر - أجهزة الكمبيوتر الشخصية (PC). يسمى الكمبيوتر الصغير العالمي ذو المستخدم الواحد بالكمبيوتر الشخصي. تم التواصل مع المستخدم عن طريق اللون عرض الرسوم البيانيةباستخدام لغات عالية المستوى.

يعتمد الجيل الخامس على الدوائر المتكاملة فائقة الحجم (VLSI)، والتي تتميز بكثافة موضعية هائلة عناصر المنطقعلى الكريستال.
ومن المفترض أنه في المستقبل، سيتم إدخال المعلومات إلى جهاز الكمبيوتر من خلال الصوت، والتواصل مع الجهاز لغة طبيعية، رؤية الآلة، لمسة الآلة، الخلق الروبوتات الذكيةوالأجهزة الروبوتية.

3. كمية ونوعية المعلومات. تدابير المعلومات.

في ظروف معينة وواسعة جدًا، من الممكن إهمال السمات النوعية للمعلومات والتعبير عن كميتها بعدد المعلمات (الحقائق).

في الوقت الحالي، أصبحت أساليب تحديد "كمية المعلومات" منتشرة على نطاق واسع، استنادًا إلى حقيقة أن المعلومات الواردة في الرسالة يمكن تفسيرها بشكل فضفاض بمعنى حداثتها، أو بعبارة أخرى، تقليل عدم اليقين بشأن معرفتنا بشأنها. شيء.

جودة المعلومات:

1. التمثيل– الاختيار الصحيح للمعلومات بحيث تعكس مصدر المعلومات بشكل مناسب. على سبيل المثال، من أجل جعل البيانات الخاصة بهم أكثر تمثيلاً، يسعى المتقدمون جاهدين إلى تقديم أكبر عدد ممكن من الشهادات والدبلومات والشهادات وغيرها من المعلومات إلى لجنة القبول التي تؤكد مؤهلاتهم. مستوى عالالتحضير الذي يؤخذ بعين الاعتبار عند التسجيل في الجامعة؛

2. المعنى- القدرة الدلالية للمعلومات. تحسب كنسبة من المبلغ المعلومات الدلاليةإلى كميتها في القياس الهندسي. وهذه صفة إشارة يقولون عنها إن «الأفكار مكتظة فيها ولكن الكلمات واسعة». ومن أجل زيادة محتوى الإشارة، على سبيل المثال، لا يستخدمونها القائمة الكاملةدرجاته التقديرية، ومتوسط ​​درجاته في الشهادة؛

3. قدرة(الاكتمال) - الحد الأدنى ولكن الكافي من تكوين البيانات لتحقيق الأهداف التي يسعى إليها مستهلك المعلومات. وهذه الخاصية تشبه التمثيل، ولكن الفرق هو أنه في في هذه الحالةمأخوذ فى الإعتبار الحد الأدنى من التكوينالمعلومات التي لا تتداخل مع اتخاذ القرار. على سبيل المثال، لا يجوز لمقدم الطلب الحاصل على الميدالية الذهبية تقديم شهادته إلى لجنة القبول: يشير الدبلوم الذي يؤكد استلام الميدالية الذهبية طقم كاملدرجات ممتازة في الشهادة؛

4. التوفر– بساطة (أو إمكانية) تنفيذ إجراءات الحصول على المعلومات وتحويلها. ولا تنطبق هذه الخاصية على جميع المعلومات، بل فقط على ما لم يتم تصنيفه. لضمان إمكانية الوصول إلى المستندات الورقية، نستخدم وسائل مختلفةالمعدات المكتبية لتخزينها، وتسهيل معالجتها، يتم استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر؛

5. ملاءمة– يعتمد على ديناميكية التغيرات في خصائص المعلومات ويتحدد من خلال الحفاظ على قيمة المعلومات بالنسبة للمستخدم وقت استخدامها. من الواضح، فيما يتعلق بالمعلومات المستخدمة أثناء التسجيل، فهي ذات صلة، لأن التدريب نفسه قد انتهى بالفعل، ولا يمكن تغيير نتائجه، وبالتالي، تظل ذات صلة؛

6. توقيت– الاستلام في موعد لا يتجاوز الموعد النهائي المحدد مسبقًا. هذه المعلمة واضحة أيضًا للمتقدمين الجدد: التأخر في تقديم معلومات إيجابية عن نفسك عند القبول قد يؤدي إلى عدم التسجيل؛

7. دقة- درجة قرب المعلومات من الحالة الحقيقية لمصدر المعلومات. على سبيل المثال، معلومة غير دقيقةهي شهادة طبية لا تحتوي على بيانات عن الأمراض التي يعاني منها مقدم الطلب؛

8. مصداقية- خاصية المعلومات لتعكس مصدر المعلومات بالدقة المطلوبة. هذه الخاصية ثانوية بالنسبة للدقة. في المثال السابق، المعلومات الواردة غير موثوقة؛

9. الاستدامة– قدرة المعلومات على الاستجابة للتغيرات في البيانات المصدر دون الإخلال بالدقة المطلوبة.

القدرة على الاستجابة للتغيرات في البيانات المصدر دون المساس بالدقة المطلوبة

وحدات المعلومات

يتم أخذ البت كوحدة معلومات (من البت الإنجليزي - الرقم الثنائي - رقم ثنائي)

"القليل" في نظرية المعلومات هو مقدار المعلومات اللازمة للتمييز بين رسالتين متساويتين في الاحتمال.

البت في الحوسبة هو أصغر "جزء" من الذاكرة مطلوب لتخزين أحد الحرفين "0" أو "1" المستخدمين لتمثيل البيانات والأوامر داخل الجهاز.

لتخزين معلومات أكبر، يتم استخدام بايت (ثمانية بتات) أو وحدات أكبر مشتقة من المعلومات (كيلوبايت، ميجابايت، جيجابايت، وما إلى ذلك)، وهي تساوي دائمًا قوى اثنين (بتات).

المعلومات والانتروبيا.

لاحظ أنه مع كل اشتقاقات صيغة بولتزمان، يُفترض صراحةً أو ضمنًا أن الحالة العيانية للنظام، التي تشير إليها دالة الإنتروبيا، تتحقق على المستوى المجهري كمجموعة من الحالات الميكانيكية للغاية. عدد كبيرالجسيمات التي تشكل النظام.

إن مشاكل تشفير المعلومات ونقلها، والتي طور هارتلي وشانون لحلها مقياسًا احتماليًا للمعلومات، كانت تعني فهمًا تقنيًا ضيقًا للغاية للمعلومات، لا علاقة له تقريبًا بالنطاق الكامل لهذا المفهوم. وبالتالي، فإن معظم الاستدلال باستخدام الخصائص الديناميكية الحرارية للإنتروبيا فيما يتعلق بمعلومات واقعنا هو تخميني.

على وجه الخصوص، استخدام مفهوم "الإنتروبيا" للأنظمة ذات عدد محدود وصغير من الحالات، وكذلك محاولات التفسير المنهجي لنتائج النظرية على نطاق واسع بما يتجاوز البدائية إلى حد ما. النماذج الميكانيكيةالتي تم الحصول عليها من أجلها.

الانتروبيا - الخصائص المتكاملة للتدفق العمليات العشوائية- لا تكون إلا موازية للمعلومات وتتحول إليها في حالة معينة.

ونتيجة لذلك، يمكننا القول أن إنتروبيا النظام تعبر عن درجة اضطرابه، والمعلومات تميز درجة تنظيمه

الرسائل والإشارات.

من أجل نقل رسالة من مصدر إلى المستهلك، يجب أن تكون "ثابتة" بطريقة ما. ولذلك فإن الرسالة تعني المعلومات التي يتم التعبير عنها بشكل معين وقابلة للإرسال.

الرسالة هي شكل من أشكال تقديم المعلومات

يجب أولاً تحويل الرسالة إلى إشارة لإرسالها إلى العنوان المناسب. بالإشارة نعني التغيير الكمية المادية، عرض رسالة.

الإشارة هي الناقل المادي للرسالة

ترميز وكمية الإشارات.

الإشارات الجسديةنكون وظائف مستمرةوقت. لتحويل واحد مستمر، على وجه الخصوص، الإشارات التناظريةتستخدم في شكل رقمي المحولات التناظرية إلى الرقمية(أدك). إجراء التحويل التناظري إلى الرقميعادة ما يتم تمثيل الإشارة كسلسلة من ثلاث عمليات: أخذ العينات، والتكميم، والتشفير.

عملية أخذ العينات هي مجموعة مختارة من لحظات قياس الإشارة.

عملية التكميم هي قراءة قيم إحداثيات الإشارة في لحظات قياس مختارة بمستوى محدد من الدقة. (هناك تكميم المستوى وتكميم الوقت)

عملية التشفير هي تحويل قياسات الإشارة المستقبلة إلى القيم المقابلة للبعض الكود الرقميأو مجموعة التعليمات البرمجية التي يتم إرسالها عبر قنوات الاتصال.

في الرموز التقنية، يتم دائمًا تشفير الحروف والأرقام والأحرف الأخرى في تسلسلات ثنائية تسمى كلمات التشفير الثنائية.

الصفحة الأولى في تاريخ إنشاء أجهزة الكمبيوتر ترتبط باسم الفيلسوف والكاتب وعالم الرياضيات والفيزياء الفرنسي بليز باسكال. في 1641-42 في العام قام بتصميم آلة حاسبة ميكانيكية مكنت من جمع وطرح الأرقام.

في 1673 عالم ألماني جوتفريد لايبنتزقام ببناء أول آلة حاسبة قادرة على إجراء جميع العمليات الحسابية الأربع. كانت بمثابة نموذج أولي إضافة آلات. خلال القرن التاسع عشر، تم إنشاء العديد من تصميمات أجهزة قياس الحساب، وزادت موثوقيتها ودقة حساباتها. لقد أصبحت منتشرة على نطاق واسع.

قدم العلماء والمصممون الروس مساهمة كبيرة في تحسين الآلات الحاسبة: جاكوبسون، سلوبودسكي، ستوفيل، كومر، تشيبيشيف. في 1878 في العام الماضي، اقترح العالم الروسي ب. تشيبيشيف آلة حاسبة تقوم بعمليات الجمع والطرح للأعداد المكونة من أرقام متعددة.

مهندس بطرسبورغ أودنراخترع آلة إضافة ذات تروس ذات عدد متغير من الأسنان. تبين أن تصميمه كان مثاليًا جدًا (جعل الجهاز من الممكن إجراء جميع العمليات الحسابية الأربع بسرعة كبيرة) لدرجة أنه تم إنتاج آلات إضافية من هذا النوع باستخدام 1873 سنة منذ ما يقرب من مائة سنة. وفقط في الثلاثينيات من القرن العشرين، تم تطوير آلة إضافة أكثر تقدمًا "فيليكس" في بلدنا. لقد تم استخدام أجهزة العد هذه لعدة عقود.

أوائل القرن التاسع عشر (1823 – 1834) عالم رياضيات إنجليزي تشارلز باباجصاغ المبادئ الأساسية التي ينبغي أن يقوم عليها تصميم نوع جديد تمامًا من أجهزة الكمبيوتر. يحتوي التصميم المتصور للآلة على جميع الأجهزة الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر: الذاكرة، الجهاز الحسابي، جهاز التحكم، أجهزة الإدخال والإخراج. لم يكن من الممكن تنفيذ مشروع هذه الآلة بسبب انخفاض مستوى تطور الهندسة الميكانيكية. ومع ذلك، تم إنشاء برامج الكمبيوتر لهذا الجهاز من قبل ابنة جورج بايرون أدوي لوفليسالذي يعتبر بحق المبرمج الأول.

إلا بعد 100 عام الأربعينيات من القرن العشريننجح في إنشاء آلة حاسبة قابلة للبرمجة تعتمد على مرحل كهروميكانيكي . لم يكن لدى هذه الآلات الوقت الكافي لبدء الإنتاج الضخم عندما ظهرت أجهزة الكمبيوتر الأولى المعتمدة على أنابيب الراديو.

أول كمبيوتر إنياكتم إنشاؤه في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1946. ضمت مجموعة المبدعين عالماً بارزاً في القرن العشرين جون فون نيومان، الذي اقترح المبادئ الأساسية لبناء الكمبيوتر: الانتقال إلى نظام الأرقام الثنائية لتمثيل المعلومات ومبدأ البرنامج المخزن. تم اقتراح وضع برنامج حسابي في جهاز تخزين الكمبيوتر، مما يضمن التنفيذ التلقائي للأوامر، وبالتالي زيادة سرعة الكمبيوتر.

وفي الوقت نفسه، كانوا يعملون في مشاريع الكمبيوتر في إنجلترا وروسيا، حيث تم تطوير أول جهاز كمبيوتر، يسمى MESM (آلة حاسبة إلكترونية صغيرة) في عام 1950،وكان أول كمبيوتر كبير هو BESM في عام 1952. ومنذ تلك اللحظة بدأ التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر. هناك خمس مراحل في تطوير أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية.

• 40-50 سنة من القرن العشرين - أول أجهزة كمبيوتر في الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفياتي؛
• 50-60 سنة من القرن العشرين - لغات البرمجة الأولى؛
• 60-70 سنة من القرن العشرين - أول أنظمة التحكم الآلي، وأجهزة الكمبيوتر CAD، ES؛
• 70-80 سنة من القرن العشرين - أول أجهزة الكمبيوتر الشخصية؛
• 80-90 سنة من القرن العشرين - الاستخدام المكثف لأجهزة الكمبيوتر الشخصية.