المعلومات، ولا سيما المعلومات الرقمية، جزئيا أو الأتمتة الكاملةعملية الحوسبة فرع من التكنولوجيا المشاركة في التطوير والإنتاج والتشغيل أجهزة الكمبيوتر .

تعود المشكلات المتعلقة بحساب الوقت وتحديد مساحة الأرض وحسابات التجارة وما إلى ذلك إلى أقدم فترات الثقافة الإنسانية. الأجهزة البدائية الأولى لميكنة العمليات الحسابية طبلية تاج ، المعداد الصيني و القواعد الرياضيةظهرت حلول أبسط المسائل الحسابية منذ مئات السنين قبل الميلاد. ه. أجهزة الحوسبةمثل مقياس نابير، مسطرة لوغاريتمية الآلة الحسابية للعالم الفرنسي ب. باسكال - سلفه آلة الإضافة ، كانت معروفة بالفعل في القرن السابع عشر. أعطت الثورة الصناعية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، والتي تميزت بالنمو السريع لوسائل الإنتاج وميكنتها في ذلك الوقت، زخما للتنمية هندسة الكمبيوترويرجع ذلك في المقام الأول إلى الحاجة إلى إجراء حسابات معقدة أثناء تصميم وبناء السفن، وبناء الجسور، والأعمال الطبوغرافية، والتعقيد المتزايد. المعاملات الماليةوما إلى ذلك وهلم جرا. في الوقت نفسه، زاد تعقيد وعدد المشكلات كثيرًا لدرجة أن حلها في الإطار الزمني المطلوب ودون مكننة عملية الحوسبة نفسها غالبًا ما أصبح مستحيلًا. ثم استبدل البدائية أجهزة العدأتى مقاييس التخطيط J. Herman وJ. Amsler، إضافة آلة V. T. Odner وآخرون.

في عام 1833، طور العالم الإنجليزي سي. باباج مشروعًا لـ "محرك تحليلي" - آلة إضافة عملاقة ذات التحكم بالبرنامجوالأجهزة الحسابية والتخزين. ومع ذلك، فشل في تنفيذ مشروعه بالكامل، ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم كفاية تطوير التكنولوجيا في ذلك الوقت؛ تم نشر المواد المتعلقة بهذا الجهاز فقط في عام 1888، بعد وفاة المؤلف. جذبت أبحاث باباج انتباه المهندسين بعد 100 عام فقط، لكن علماء الرياضيات لاحظوها على الفور. في عام 1842، نشر عالم الرياضيات الإيطالي مينابريا نصوصًا لمحاضرات باباج التي ألقاها في تورينو حول المحرك التحليلي.

التطوير العملي هندسة الكمبيوترفي القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. تتعلق بشكل رئيسي بالبناء الآلات التناظرية(سم. الكمبيوتر التناظري )، وخاصة أول آلة للحل المعادلات التفاضليةالأكاديمي أ.ن.كريلوف (1904). في عام 1944، تم بناء حاسوب رقمي ببرنامج التحكم "MARK-1" المعتمد على المرحلات الكهرومغناطيسية في الولايات المتحدة الأمريكية؛ أصبح إنتاجها ممكنًا بفضل الخبرة المتراكمة في تشغيل أجهزة الهاتف وآلات العد والتحليل والعد والتثقيب.

قفزة حادة في التنمية هندسة الكمبيوتر- الخلق في منتصف الأربعينيات. القرن ال 20 إلكتروني أجهزة الكمبيوتر الرقمية (EDC) مع التحكم في البرنامج. أدى استخدام أجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية إلى توسيع نطاق المهام بشكل كبير؛ أصبحت الحسابات ممكنة، والتي كانت مستحيلة في السابق، لأن الوقت اللازم لذلك تجاوز المدة الحياة البشرية. نما إنتاج أجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية بسرعة كبيرة: تم إنشاء أول جهاز ENIAC (والوحيد) في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1946، وبحلول عام 1965 بلغ عدد الأسطول العالمي أكثر من 50 ألف جهاز كمبيوتر رقمي لأغراض مختلفة. لقد تحسنوا بنفس السرعة المواصفات الفنيةأجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية؛ لقد زادت سرعتها وقدرة ذاكرتها مئات وآلاف المرات.

أول كمبيوتر رقمي إلكتروني سوفيتي "MESM" (إلكتروني صغير آلة حاسبة) تم بناؤه في أكاديمية العلوم في جمهورية أوكرانيا الاشتراكية السوفياتية في عام 1950 تحت قيادة الأكاديمي S. A. Lebedev. في عام 1953 في معهد الميكانيكا الدقيقة و تكنولوجيا الكمبيوترتم إنشاؤه أيضًا تحت قيادة ليبيديف بيسم ، والتي أصبحت سلف سلسلة من أجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية المحلية ( "مينسك" , "الأورال" ، "دنيبر"، "مير"، وما إلى ذلك).

التحسن السريع هندسة الكمبيوترترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتنمية المكثفة التكنولوجيا الالكترونية: كانت أجهزة الكمبيوتر الأولى تعتمد على الأنابيب، ولكن في غضون سنوات قليلة، أتاح التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات التحول الكامل إلى تصميم أشباه الموصلات، ومنذ بداية الستينيات. القرن ال 20 البدء في التصغير الدقيق لدوائر الكمبيوتر وعناصره، مما يزيد بشكل كبير من أدائها وموثوقيتها، ويقلل من الأبعاد واستهلاك الطاقة، ويقلل من تكلفة الإنتاج.

الاستخدام الأكثر أهمية للأموال هندسة الكمبيوترفي الأنظمة تحكم تلقائىعند جمع المعلومات ومعالجتها واستخدامها لغرض المحاسبة والتخطيط والتنبؤ والتقييم الاقتصادي لاتخاذ قرارات مبنية على أساس علمي. أنظمة مماثلةالضوابط يمكن أن تكون مثل أنظمة كبيرة ، تغطي البلد بأكمله أو المنطقة أو أي صناعة ككل أو مجموعة من المؤسسات المتخصصة والمحلية التي تعمل ضمن مصنع أو ورشة عمل واحدة.

هندسة الكمبيوترتستخدم على نطاق واسع في الأنظمة الحديثةمعالجة المعلومات لتحديد سريع ودقيق لإحداثيات السفن والغواصات والطائرات والأجسام الفضائية وما إلى ذلك. مجال خاص للتطبيق هندسة الكمبيوترمعلوماتية محركات البحثوضمان ميكنة العمل المكتبي والببليوغرافي وتسهيل التخلص من الملفات المرجعية الضخمة. توسيع النطاق بسرعة هندسة الكمبيوترهو أيضًا عمل البنوك وبنوك الادخار والمؤسسات المالية الأخرى، حيث يتيح استخدام أجهزة الكمبيوتر الرقمية إجراء جميع عمليات التسوية مركزيًا.

زيادة القيمة هندسة الكمبيوترلتلبية احتياجات الاقتصاد الوطني وتقريبه من المستهلكين غير المتخصصين في هذا المجال هندسة الكمبيوتر، يفرضون متطلبات عالية بشكل متزايد على برامج الكمبيوتر. تطوير البرنامج و برمجة يصبح عاملا هاما في تحديد إمكانيات مواصلة توسيع نطاق التطبيق هندسة الكمبيوتربالفعل في نهاية الستينيات. سعر برمجة لقد تجاوز الكمبيوتر الرقمي تكلفة الجزء المادي وهناك ميل إلى زيادته أكثر. ولإجراء عمليات حسابية بسيطة، يستخدم جهاز كمبيوتر رقمي برنامج صارم(على سبيل المثال، آلات الإضافة الإلكترونية التي تقوم بعمليات حسابية وحساب وظائف بسيطة) ووسائل الميكنة على نطاق صغير لأعمال العد (سجلات النقد، الآلات الحسابية والتحليلية، وما إلى ذلك).

لقد أظهرت أجهزة الكمبيوتر الرقمية الإلكترونية الأولى بالفعل الإمكانية الأساسية لإجراء العمليات الحسابية بسرعة تتجاوز السرعة المادية المحسوبة. عملية. وهذا لا يسمح فقط بالتنبؤ بالانحرافات المحتملة في العملية، ولكن أيضًا بتصحيحها في الوقت المناسب، والتدخل في سياق العملية، أي إدارتها (انظر. أتمتة الإنتاج ).

يتميز التقدم العلمي والتكنولوجي الحديث في المقام الأول ليس فقط أداء عاليو منظمة علميةالعمل، ولكن أيضًا الميكنة والأتمتة على نطاق واسع للنشاط العقلي البشري. تتطلب خوارزمية النشاط العقلي البشري تطويرًا مكثفًا لفروع جديدة من الرياضيات، وخاصة الرياضيات النمذجة ، المنطق واللغويات وعلم النفس، خلق خاص الأساليب الرياضيةالتحليل الفيزيائي والبيولوجي و العمليات الاجتماعيةوالتي كانت دراستها الرياضية مستحيلة في السابق.

أجهزة الكمبيوتر هي الأكثر أداة قوية هندسة الكمبيوتر، والتي ظهرت نتيجة للحاجة الاجتماعية الواعية المتزايدة لزيادة كفاءة العمل البشري، أصبحت القاعدة التقنية الرئيسية والأكثر أهمية علم التحكم الذاتي . آلات الحوسبة والتحكم الإلكترونية مفتوحة أوسع الفرصفي مجال معالجة كميات هائلة من المعلومات في أسرع وقت ممكن.

أشعل.: Lebedev S. A.، أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية، M.، 1956؛ كشك E. وكشك K.، أوتوماتيكي الآلات الرقميةالعابرة. من الإنجليزية، م.، 1959؛ Kitov A.I. وKrinitsky N.A.، أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية، الطبعة الثانية، م.، 1965؛ ليدلي آر إس، البرمجة واستخدام الرقمية أجهزة الكمبيوترالعابرة. من الإنجليزية، م.، 1966؛ معلومة. [قعد. فن.]، عبر. من الإنجليزية، أد. إيه في شيليكو، م.، 1968؛ Korn G.، Korn T.، أجهزة الكمبيوتر التناظرية والرقمية الإلكترونية، العابرة. من اللغة الإنجليزية، الأجزاء 1-2، م، 1967-68؛ موريسون دكتوراه. و موريسون إي، تشارلز باباج ومحركاته الحسابية، . ., ; ساكمان إن، أجهزة الكمبيوتر وعلوم النظام والمجتمع المتطور، . ., .

د. يو.

مقال عن كلمة " هندسة الكمبيوتر"في الكبير الموسوعة السوفيتيةتمت قراءته 14795 مرة

يفتح تطور تكنولوجيا الحوسبة الحديثة إمكانيات غير محدودة لأجهزة الرسوم الرقمية فيما يتعلق بالمواد الرسومية المعاد إنتاجها على الشاشة.

الاتجاه الرئيسي في تطوير تكنولوجيا الحوسبة الحديثة هو الانتقال إلى الاستخدام الانظمة الموزعة، والتي تتكون من عناصر المنطقمع بنية داخلية بسيطة إلى حد ما. يتم تعليق آمال كبيرة هنا على الإلكترونيات الدقيقة الجزيئية. ويجري تطوير طرق التوليف الكيميائي الشامل لهذه العناصر الجزيئية وطرق ربطها في شبكات تعتمد على آليات التجميع الذاتي.

من المحتمل جدًا أنه مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة، سيتم فهم أنه في كثير من الحالات يكون من المعقول دراسة الظواهر الحقيقية، وتجنب المرحلة المتوسطة من أسلوبها بروح أفكار الرياضيات اللانهائية والمستمرة، مباشرة ل نماذج منفصلة. هذا صحيح بشكل خاص عند الدراسة المعقدة الأنظمة المنظمةقادرة على معالجة المعلومات. في هذه الأنظمة الأكثر تطورًا، يكون الميل نحو التشغيل المنفصل ناتجًا عن أسباب تم شرحها بشكل كافٍ الآن. إنها مفارقة تتطلب تفسير ذلك العقل البشريتعمل الرياضيات بشكل أساسي على مبدأ منفصل، ومع ذلك فإن عالم الرياضيات أكثر سهولة في الوصول إلى الفهم البديهي، على سبيل المثال، لخصائص الجيوديسيا على الأسطح الملساء من خصائص المخططات التوافقية التي يمكن أن تحل محلها تقريبًا.

في العقود الاخيرةفيما يتعلق بتطور تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة، ظهرت إمكانيات استخدام حساب التفاضل والتكامل المصفوفي في مناطق مختلفةالعلوم الطبيعية والتكنولوجيا والاقتصاد. ولذلك فمن الضروري أن أكثر من ذلك دائرة واسعةكان القراء على دراية بقضايا حساب التفاضل والتكامل المصفوفة. وبناءً على ذلك، تم تجميع الكتاب المقترح بطريقة تمكن القارئ من تطوير فهم أولي لحساب التفاضل والتكامل المصفوفي بشكل مستقل. إنه مخصص في المقام الأول لأولئك الذين يتعين عليهم التعامل مع حساب التفاضل والتكامل المصفوفي كجزء من أنشطتهم المهنية.

وبالتالي، يصبح التكيف عاملا حاسما في التغيير الجذري لاتجاه تطوير تكنولوجيا الحوسبة الحديثة. بدونها، من المستحيل ببساطة حل المشكلات التي تطرحها الممارسة الاقتصادية الوطنية.

بدأ تطوير تكنولوجيا الحوسبة الحديثة بعد إدخال مبدأ جديد- مبدأ فصل هيكل البرامج عن هيكل القائمين على تنفيذ أنشطتها الأجهزة المادية. تم إنشاء أجهزة كمبيوتر عالمية توفر القدرة على تنفيذ وتشغيل أنواع مختلفة من البرامج.

بفضل تطور تكنولوجيا الحوسبة الحديثة، وخاصة الحواسيب الصغيرة والمتناهية الصغر، فضلا عن ظهور خوارزميات معالجة الإشارات اللازمة، وخاصة تحويل فورييه السريع، أصبحت طرق القياس أكثر انتشارا خصائص الترددعندما تتعرض لحركة دافعة على جسم ميكانيكي. تخضع القوة الدافعة ونبضات الاستجابة لتحويل فورييه، ويتم تحديد الخاصية المطلوبة من النسبة التوافقية.

إنها الأداة الرئيسية لإجراء البحوث الفيزيائية الأساسية والتطبيقية، والأساس لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة، والإلكترونيات الراديوية، والاتصالات، والأتمتة، وعلم التحكم الآلي التقني، وتستخدم على نطاق واسع في العديد من قطاعات الاقتصاد الوطني.

تنشأ مسألة المراسلات بين أساليب البحث وأفكارنا عند النمذجة المباشرة لعمليات العلوم الأخرى: الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا، والآن العلوم الاجتماعية. الجميع الآن منخرطون في هذه المجموعة من القضايا انتباه اكتروخاصة فيما يتعلق بتطور تكنولوجيا الحوسبة الحديثة والفرص التي توفرها. في الواقع، أصبحت النمذجة الآن مجالًا واسعًا لتطبيق الرياضيات وتخصصًا في الرياضيات التطبيقية. علاوة على ذلك، فإن بعض علماء الرياضيات، مثل جون فون نيومان، يتخذون موقفًا عمليًا للغاية وربما متطرفًا بشأن هذه القضية: فالعلوم الدقيقة لا تفسر. نادرًا ما يناقشون الظواهر ويقدمون نماذج في الغالب. النموذج هو بناء رياضي يصف الظواهر المرصودة.

ولعل الخاصية الأكثر لفتًا للانتباه في الذكاء البشري هي القدرة على التقبل القرارات الصحيحةفي بيئة من المعلومات غير الكاملة وغير الواضحة. بناء نماذج الاستدلال الإنساني التقريبي واستخداماتها في الفكر الفكري أنظمة الكمبيوتريمثل اليوم واحدة من أكثر اتجاهات واعدةتطور تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة.

يعتمد تطوير تكنولوجيا الحوسبة الحديثة على الإنجازات تكنولوجيا الحالة الصلبة. وترتبط هذه التطورات بدورها ارتباطًا وثيقًا بقدرتنا على تحديد مستويات ضئيلة من الشوائب في السيليكون، المادة الرئيسية المستخدمة في التصنيع. الدوائر الدقيقة الحديثة. والآن، تتيح أجهزة التحليل المجهرية، التي تستخدم تقنيات التصوير المقطعي المحوسب، حل هذه المشكلة الرئيسية.

هذا الانضباط في هذا كتاب مدرسيينظر إليها من وجهة نظر التطبيق الدوائر الإلكترونيةفي تكنولوجيا الكمبيوتر مما أثر على محتوى وتسلسل المواد المقدمة. عند تقديم هذا المقرر، فإن اتجاه تطور تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة نحو الاستخدام السائد أجهزة أشباه الموصلاتوأن الإلكترونيات الحديثة [21 تعتبر النظرية دوائر الترانزستوركيف الحالة العامةونظرية الدوائر الأنبوبية – كحالة خاصة.

في كيمياء الكم، يتم النظر إلى جميع أنواع التفاعلات داخل الجزيئات من منظور موحد. تعتبر طبيعة أي قوى تفاعل كهروستاتيكية. مع الأخذ بعين الاعتبار قوانين ميكانيكا الكم، يتم إجراء عملية حسابية لتحديد بنية الجزيئات واستقرارها وطاقتها وغيرها من المعالم. في الوقت الحاضر، يتم إجراء مثل هذه الحسابات فقط على أبسط الجزيئات. ومع ذلك، فإن إمكانيات الحسابات الكيميائية الكمومية تتزايد باستمرار مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة.

الصفحات:      1