Зміст
Програмування ------------------------------------------------- ----------------- 3
Історія розвитку програмування ------------------------------------------- 4
Що можуть ЕОМ ----------------------------------------------- ---------------------- 11
Історія розвиток ЕОМ ----------------------------------------------- ------------ 12
Досягнення комп'ютерної техніки ------------------------------------------ 15
Програмування
Програмування можна розглядати як мистецтво, науку, ремесло. Програмування - це мистецтво отримання відповідей від машини. Для цього у вузькому сенсі треба скласти спеціальний код для технічного пристрою, а в широкому - розробити програми на мовах програмування, тобто не просто скласти код, а виконати інтелектуальну роботу зі складання високоразумних програм для вирішення різноманітних завдань у всіх сферах людської діяльності.
Програмування - процес опису послідовності дій розв'язання задачі засобами конкретної мови програмування та оформлення результатів опису у вигляді програми. Ця робота вимагає точності, акуратності і терпіння. Команди машині повинні формулюватися абсолютно чітко і повно, не повинні містити ніякої двозначності.
На початковому етапі складанням програм для ЕОМ займалися самі виробники обчислювальних машин. Поступово, з розвитком техніки, цей процес з рутинної роботи перетворився на інтелектуальну діяльність, порівнянну з мистецтвом, тому що трудомістке, ручне складання програм було подібно рішенням складних комбінаційних завдань, яке вимагало наукових знань і майстерності. Виникла потреба в людях із спеціальною підготовкою та особливим складом розуму, яких називають програмістами. Оволодівши необхідними знаннями, навчившись грамотно і творчо застосовувати їх у повсякденній роботі, програміст може стати незамінним фахівцем у своїй галузі діяльності. Відзначається, що «програміст повинен володіти здатністю першокласного математика до абстрактного і логічного мислення в поєднанні з едісоновськой талантом споруджувати все що завгодно з О і 1. Він повинен поєднувати акуратність бухгалтера з проникливістю розвідника, фантазію автора детективів з тверезою практичністю економіста ».
Програміст - одна з самих затребуваних спеціальностей в сучасному суспільстві.
З 1970-1980-х рр.. програмування як нова наукова дисципліна займається методами розробки програмних продуктів. Воно включає комплекс питань, пов'язаних з написанням специфікацій, проектуванням, кодуванням, тестуванням і функціонуванням програм для ЕОМ. Для розробки програмного забезпечення застосовуються такі методи: математичні, інженерних розрахунків і управління.
Рівень програмування визначається чотирма взаємопов'язаними факторами розвитку: можливостями комп'ютерів, теорією і мовами, мистецтвом і технологією програмування.
Професійне програмування - цілком прагматична діяльність, спрямована на отримання реального програмного продукту, яке вимагає високої теоретичної підготовленості не тільки в галузі знання мов програмування та принципів створення програм, але і в області математики, системного аналізу, дослідження операцій, системотехніки й ін Програміст повинен добре орієнтуватися у вже наявному програмному забезпеченні обчислювальної техніки і автоматизованих систем, програмної захисту інформації, стандартизації та ліцензування програмних продуктів.
Системним програмуванням, тобто розробкою засобів системного програмного забезпечення (ПЗ) та системи програмування, займаються системні програмісти. Прикладним програмуванням, тобто розробкою прикладних програм, займаються прикладні програмісти. Уміння добре програмувати - основна умова успішної професійної діяльності програміста. Навчитися цьому можна, лише багаторазово програмуючи різні завдання, проходячи шлях від її постановки до працюючої програми.
Для безпосереднього вирішення завдань програміст повинен:
• усвідомити завдання;
• скласти план загального рішення;
• виконати план, тобто перетворити його в певну послідовність дій;
• перевірити результат рішення, переконатися в його правильності. Щоб все це виконати, фахівець повинен багато знати і
вміти.
Історія розвитку програмування
З глибокої давнини відомі спроби створити пристрої, що прискорюють і полегшують процес обчислень. Ще древні греки та римляни застосовували пристосування, подібне рахунками, - абак. Такі пристрої були відомі і в країнах Стародавнього Сходу. У XVM ст. німецькі вчені В. Шиккард (1623), Г. Лейбніц (1673) і французький вчений Б. Паскаль (1642) створили механічні обчислювальні пристрої - попередники всім відомого арифмометра. Обчислювальні машини удосконалювалися протягом кількох століть. Але при цьому не застосовувалося поняття «програма та програмування».
Тільки на початку XIX ст. (1830) англійський учений, професор математики Кембриджського університету Чарльз Беббідж, аналізуючи результати обробки перепису населення у Франції, теоретично дослідив процес виконання обчислень і обгрунтував основи архітектури обчислювальної машини. Працюючи над проектом аналітичної машини - «Машини для обчислення різниць», Ч. Беббідж передбачив багато ідей і принципи організації і роботи сучасних ЕОМ, зокрема принцип програмного управління і запам'ятовувати програми. Загальна захопленість наукою дала вченому і Аді Лавлейс (1815-1852) довгі роки плідної співпраці. У 1843 р. вона перевела статтю Менабреа по лекціях Ч. Беббіджа, де у вигляді докладних коментарів (за обсягом вони перевершували основний текст) сформулювала головні принципи програмування аналітичної машини. Вона розробила першу програму (1843) для машини Беббіджа, переконала його в необхідності використання у винаході двійкової системи числення замість десяткової, розробила принципи програмування, що передбачають повторення однієї і тієї ж послідовності команд при певних умовах. Саме вона запропонувала терміни «робоча осередок» і «цикл». А. Лавлейс склала перші програми для вирішення системи двох рівнянь і обчислення чисел Бернуллі за досить складного алгоритму і припустила, що з часом аналітична машина буде складати музичні твори, малювати картини і використовуватися в практичній і науковій діяльності. Час підтвердив її правоту і точність прогнозів. Своїми роботами А. Лавлейс заклала теоретичні основи програмування і по праву вважається першим в світі програмістом і основоположником наукового програмування.
У 1854 р. англійський математик Джордж Буль опублікував книгу «Закони мислення», в якій розвинув алгебру висловлювань-Булеву алгебру. На її основі на початку 80-х рр.. XIX ст. побудована теорія релейно-контактних схем і конструювання складних дискретних автоматів. Алгебра логіки справила багатогранний вплив на розвиток обчислювальної техніки, будучи інструментом розробки та аналізу складних схем, інструментом оптимізації великого числа логічних елементів, з багатьох тисяч яких складається сучасна ЕОМ.
Ідеї Ч. Беббіджа реалізував американський вчений Г. Холлеріт, який за допомогою побудованої лічильно-аналітичної машини і перфокарт за три роки обробив результати перепису населення в США станом на 1890 р. У машині вперше було використано електрику. У 1896 р. Холлеритом була заснована фірма з випуску обчислювальних перфораційних машин і перфокарт.
У 1936 р. англійський математик А. Тьюрінг ввів поняття машини Тьюрінга, як формального уточнення інтуїтивного поняття алгоритму. Учений показав, що будь-який алгоритм в деякому сенсі може бути реалізований на машині Тьюрінга, а отже, доводив можливість побудови універсальної ЕОМ. І та, і інша машини аналогічно можуть бути забезпечені вихідними даними розв'язуваної задачі і програмою її рішення. Машину Тьюринга можна вважати як би ідеалізованою моделлю універсальної ЕОМ.
У 40-х рр.. XX ст. механічна елементна база обчислювальних машин стала замінюватися електричними й електронними пристроями. Перші електромеханічні машини були створені в Німеччині К. Цузе (Ц-3, 1941 р.) і в США під керівництвом професора Гарвардського університету Г. Айкена (МАРК-1, 1944 р.). Перша електронна машина створена в США групою інженерів під керівництвом доктора Пенсільванського університету Дж. Мочлі та аспіранта Дж. Екксрта (ЕНІАК - електронний числовий інтегратор і калькулятор, 1946 р.). У 1949 р. в Англії була побудована EDSAC - перша машина, що володіє автоматичним програмним управлінням, внутрішнім запам'ятовуючим пристроєм і іншими необхідними компонентами сучасних ЕОМ.
Логічні схеми обчислювальних машин були розроблені в кінці 1940-х рр.. Дж. фон Нейманом, Г. Гольдстайном і А. В. Беркс. Особливий внесок в цю роботу вніс американський математик Джон фон Нейман, що брав участь у створенні ЕНІАК. Він запропонував ідею зберігання команд управління і даних в машинній пам'яті і сформулював основні принципи побудови сучасних ЕОМ. ЕОМ з збереженої програмою виявилися більш швидкодіючими і гнучкими, ніж раніше створені.
У 1951 р. в США було налагоджено перше серійне виробництво електронних машин "УНIВАК (універсальна автоматична обчислювальна машина). В цей же час фірма IBM почала серійний випуск машини IBM/701.
У СРСР першими авторами ЕОМ, винайденої в грудні 1948 р., є І. С. Брук і Б. І. Рамеев. А перша радянська ЕОМ з зберігається програмою створена в 1951 р. під керівництвом С. А Лебедєва (МЕСМ - мала електронна рахункова машина). У 1953 р. в Радянському Союзі почався серійний випуск машин, першими з яких були БЕСМ-1, «Стріла».
З появою цифрових програмно-керованих машин народилася нова галузь прикладної математики - програмування. Як галузь науки і професія вона виникла в 1950-х рр.. Спочатку програми складалися вручну на машинних мовах (в машинних кодах). Програми були громіздкі, їх налагодження - дуже трудомістка. Для спрощення прийомів і методів складання та налагодження програм були створені мнемокод, за структурою близькі до машинного мови і використовують символьну адресацію. Асемблери переводили програму, записану в мнемокод, на машинну мову і, розширені макрокомандами, використовуються і в даний час. Далі були створені автокоди, які можна застосовувати на різних машинах, і дозволили обмінюватися програмами. Автокод - набір псевдокоманди для вирішення спеціалізованих завдань, наприклад наукових або інженерних. Для таких завдань є розвинена бібліотека стандартних програм.
До кінця 1950-х рр.. ЕОМ основним елементом конструкції були електронні лампи (1-е покоління). У цей період розвиток ідеології і техніки програмування йшло за рахунок досягнень американських вчених Дж. фон Неймана, який сформулював основні принципи побудови ЕОМ, і Дж. Бекуса, під керівництвом якого в 1954 р. був створений Fortran (Formula Translation) - перша мова програмування високого рівня , використовуваний до теперішнього часу в різних модифікаціях. Так, в 1965 р. в Дартмутського коледжу Д. Кемені і Т. Куртц була розроблена спрощена версія Фортрану - Basic. У 1966 р. комісія при Американській асоціації стандартів (ASA) розробила два стандарти мови: Фортран та Базисний Фортран. Використовуються також подальші модифікації мови (наприклад 1970, 1990 рр..).
Досягнення в галузі електроніки та мікроелектроніки по зволіт замінити елементну базу ЕОМ на більш досконалу. В кінці 1950-х рр.. громіздкі електронні лампи замінюють напівпровідниками (мініатюрними транзисторами). З'являються ЕОМ II покоління; потім приблизно через 10 років - ЕОМ III покоління на інтегральних схемах; ще через 10 років - ЕОМ IV покоління на великих інтегральних схемах (ВІС). У Японії в 1990-х рр.. реалізовані проекти ЕОМ V покоління, в яких використані досягнення в області штучного інтелекту і біоелектроніці. Якщо обсяг оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗП) однієї з кращих вітчизняних машин 1960-х рр.. М-20, створеної під керівництвом С. А. Лебедєва в 1958 р., мав 4096 слів (8 Кбайт) і швидкодія 20 тис. операцій в секунду, то сучасні персональні комп'ютери характеризуються ОЗУ в десятки Мбайт і швидкодією в сотні мільйонів операцій в секунду , що дозволяє вирішувати найскладніші завдання.
У 1953 р. А. А. Ляпуновим був запропонований операторний метод програмування, який полягав у автоматизації програмування, а алгоритм вирішення задачі представлявся у вигляді сукупності операторів, що утворюють логічну схему завдання. Схеми дозволяли розчленувати громіздкий процес складання програми, частини якої складалися за формальними правилами, а потім об'єднувалися в ціле. Для перевірки ідей операторного методу в СРСР у 1954 р. була розроблена перша програма Программирующая ПП-1, а в 1955 р. більш досконала - ПП-2. У 1956 р. розроблено ПП БЕСМ, в 1957 р. - ППСВ, в 1958 р. - для машини «Стріла».
У США в 1954 р. став застосовуватися алгебраїчний підхід, що співпадає, по суті, з операторних методом. У 1956 р. корпорацією IBM розроблено універсальну ПП Фортран для автоматичного програмування на ЕОМ IBM/704.
У цей період в міру накопичення досвіду і теоретичного осмислення удосконалювалися мови програмування. У 1958-1960 рр.. в Європі був створений ALGOL, який породив цілу серію алголоподобних мов: Algol W, (1967), Algol 68, Pascal (Н. Вірт, 1970 р.), С (Д. Рітчі і Б. Керніган, 1972 р.), Ada (під керівництвом Ж. Ишбиа, 1979 р.), C + + (1983). У 1961-1962 рр.. Дж. Маккарті в Массачусетс кому технологічному інституті була створена мова функціонального програмування Lisp, який відкрив у програмуванні одне з альтернативних напрямків, запропонованих Дж. фон Нейманом.
На початок 1970-х рр.. існувало понад 700 мов високого рівня і близько 300 трансляторів для автоматизації програмування.
Ускладнення структури ЕОМ призвело (в 1953 р. для машин І-го покоління) до створення операційних систем (ОС) - спеціальних керуючих програм для організації і рішення задач на ЕОМ. Наприклад, моніторна система МТІ, створена в Массачусетському технологічному інституті, забезпечувала пакетну обробку, тобто безперервне, послідовне проходження через ЕОМ багатьох груп (пакетів) завдань і користування бібліотекою службових програм, що зберігається в машині. Це дозволило поєднати операції із запуску з виконанням програм.
Для ПЕОМ до теперішнього часу розроблені ОС: MS DOS, Windows, ОС / 2, МасОС, Unix, Linux і ін Широке поширення отримали ОС MS DOS і Windows, що мають розвинений інтерфейс і широкий набір додатків, що дозволяють послідовне виконання завдань з пакету, обробку різної інформації в багатьох сферах людської діяльності.
У 1965 р. італійці Бом і Джакопіні запропонували використовувати в якості базових алгоритмічних елементів проходження, розгалуження та циклу. Майже в той же час до аналогічних висновків прийшов голландський вчений Е. Дійкстра, що заклав основи структурного програмування. У 1970-х рр.. ця методологія оформилася, і корпорація IBM повідомила про застосування в розробці програмного забезпечення «удосконалених методів програмування», одним з компонентів яких була технологія низхідного структурного програмування (структурного програмування), основу якого становить наступне:
• складне завдання розбивається на прості, функціонально керовані завдання, кожна задача має один вхід і один вихід; керуючий потік програми складається із сукупності елементарних функціональних підзадач;
• керуючі структури прості, тобто логічна задача повинна складатися з мінімальної, функціонально повної сукупності досить простих керуючих структур;
• програма розробляється поетапно, на кожному етапі вирішується обмежене число точно поставлених завдань.
Чітко сформульовані основи низхідній розробки, структурного кодування і наскрізного контролю дозволяли перейти до промислових методів розробки програмного забезпечення.
Розвиток отримало модульне програмування, основа якого полягає в наступному:
• функціональна декомпозиція (розбиття) завдання на самостійні підзадачі - модулі, пов'язані тільки вхідними і вихідними даними;
• модуль являє собою «чорний ящик», що дозволяє розробляти частини програм одного проекту на різних мовах програмування, а потім за допомогою компонувальних коштів об'єднувати їх у єдиний завантажувальний модуль;
• повинне бути чітке розуміння призначення всіх модулів завдання та їх оптимального поєднання;
• за допомогою коментарів має описуватися призначення всіх змінних модуля. Програмування ------------------------------------------------- ----------------- 3
Історія розвитку програмування ------------------------------------------- 4
Що можуть ЕОМ ----------------------------------------------- ---------------------- 11
Історія розвиток ЕОМ ----------------------------------------------- ------------ 12
Досягнення комп'ютерної техніки ------------------------------------------ 15
Програмування
Програмування можна розглядати як мистецтво, науку, ремесло. Програмування - це мистецтво отримання відповідей від машини. Для цього у вузькому сенсі треба скласти спеціальний код для технічного пристрою, а в широкому - розробити програми на мовах програмування, тобто не просто скласти код, а виконати інтелектуальну роботу зі складання високоразумних програм для вирішення різноманітних завдань у всіх сферах людської діяльності.
Програмування - процес опису послідовності дій розв'язання задачі засобами конкретної мови програмування та оформлення результатів опису у вигляді програми. Ця робота вимагає точності, акуратності і терпіння. Команди машині повинні формулюватися абсолютно чітко і повно, не повинні містити ніякої двозначності.
На початковому етапі складанням програм для ЕОМ займалися самі виробники обчислювальних машин. Поступово, з розвитком техніки, цей процес з рутинної роботи перетворився на інтелектуальну діяльність, порівнянну з мистецтвом, тому що трудомістке, ручне складання програм було подібно рішенням складних комбінаційних завдань, яке вимагало наукових знань і майстерності. Виникла потреба в людях із спеціальною підготовкою та особливим складом розуму, яких називають програмістами. Оволодівши необхідними знаннями, навчившись грамотно і творчо застосовувати їх у повсякденній роботі, програміст може стати незамінним фахівцем у своїй галузі діяльності. Відзначається, що «програміст повинен володіти здатністю першокласного математика до абстрактного і логічного мислення в поєднанні з едісоновськой талантом споруджувати все що завгодно з О і 1. Він повинен поєднувати акуратність бухгалтера з проникливістю розвідника, фантазію автора детективів з тверезою практичністю економіста ».
Програміст - одна з самих затребуваних спеціальностей в сучасному суспільстві.
З 1970-1980-х рр.. програмування як нова наукова дисципліна займається методами розробки програмних продуктів. Воно включає комплекс питань, пов'язаних з написанням специфікацій, проектуванням, кодуванням, тестуванням і функціонуванням програм для ЕОМ. Для розробки програмного забезпечення застосовуються такі методи: математичні, інженерних розрахунків і управління.
Рівень програмування визначається чотирма взаємопов'язаними факторами розвитку: можливостями комп'ютерів, теорією і мовами, мистецтвом і технологією програмування.
Професійне програмування - цілком прагматична діяльність, спрямована на отримання реального програмного продукту, яке вимагає високої теоретичної підготовленості не тільки в галузі знання мов програмування та принципів створення програм, але і в області математики, системного аналізу, дослідження операцій, системотехніки й ін Програміст повинен добре орієнтуватися у вже наявному програмному забезпеченні обчислювальної техніки і автоматизованих систем, програмної захисту інформації, стандартизації та ліцензування програмних продуктів.
Системним програмуванням, тобто розробкою засобів системного програмного забезпечення (ПЗ) та системи програмування, займаються системні програмісти. Прикладним програмуванням, тобто розробкою прикладних програм, займаються прикладні програмісти. Уміння добре програмувати - основна умова успішної професійної діяльності програміста. Навчитися цьому можна, лише багаторазово програмуючи різні завдання, проходячи шлях від її постановки до працюючої програми.
Для безпосереднього вирішення завдань програміст повинен:
• усвідомити завдання;
• скласти план загального рішення;
• виконати план, тобто перетворити його в певну послідовність дій;
• перевірити результат рішення, переконатися в його правильності. Щоб все це виконати, фахівець повинен багато знати і
вміти.
Історія розвитку програмування
З глибокої давнини відомі спроби створити пристрої, що прискорюють і полегшують процес обчислень. Ще древні греки та римляни застосовували пристосування, подібне рахунками, - абак. Такі пристрої були відомі і в країнах Стародавнього Сходу. У XVM ст. німецькі вчені В. Шиккард (1623), Г. Лейбніц (1673) і французький вчений Б. Паскаль (1642) створили механічні обчислювальні пристрої - попередники всім відомого арифмометра. Обчислювальні машини удосконалювалися протягом кількох століть. Але при цьому не застосовувалося поняття «програма та програмування».
Тільки на початку XIX ст. (1830) англійський учений, професор математики Кембриджського університету Чарльз Беббідж, аналізуючи результати обробки перепису населення у Франції, теоретично дослідив процес виконання обчислень і обгрунтував основи архітектури обчислювальної машини. Працюючи над проектом аналітичної машини - «Машини для обчислення різниць», Ч. Беббідж передбачив багато ідей і принципи організації і роботи сучасних ЕОМ, зокрема принцип програмного управління і запам'ятовувати програми. Загальна захопленість наукою дала вченому і Аді Лавлейс (1815-1852) довгі роки плідної співпраці. У 1843 р. вона перевела статтю Менабреа по лекціях Ч. Беббіджа, де у вигляді докладних коментарів (за обсягом вони перевершували основний текст) сформулювала головні принципи програмування аналітичної машини. Вона розробила першу програму (1843) для машини Беббіджа, переконала його в необхідності використання у винаході двійкової системи числення замість десяткової, розробила принципи програмування, що передбачають повторення однієї і тієї ж послідовності команд при певних умовах. Саме вона запропонувала терміни «робоча осередок» і «цикл». А. Лавлейс склала перші програми для вирішення системи двох рівнянь і обчислення чисел Бернуллі за досить складного алгоритму і припустила, що з часом аналітична машина буде складати музичні твори, малювати картини і використовуватися в практичній і науковій діяльності. Час підтвердив її правоту і точність прогнозів. Своїми роботами А. Лавлейс заклала теоретичні основи програмування і по праву вважається першим в світі програмістом і основоположником наукового програмування.
У 1854 р. англійський математик Джордж Буль опублікував книгу «Закони мислення», в якій розвинув алгебру висловлювань-Булеву алгебру. На її основі на початку 80-х рр.. XIX ст. побудована теорія релейно-контактних схем і конструювання складних дискретних автоматів. Алгебра логіки справила багатогранний вплив на розвиток обчислювальної техніки, будучи інструментом розробки та аналізу складних схем, інструментом оптимізації великого числа логічних елементів, з багатьох тисяч яких складається сучасна ЕОМ.
Ідеї Ч. Беббіджа реалізував американський вчений Г. Холлеріт, який за допомогою побудованої лічильно-аналітичної машини і перфокарт за три роки обробив результати перепису населення в США станом на 1890 р. У машині вперше було використано електрику. У 1896 р. Холлеритом була заснована фірма з випуску обчислювальних перфораційних машин і перфокарт.
У 1936 р. англійський математик А. Тьюрінг ввів поняття машини Тьюрінга, як формального уточнення інтуїтивного поняття алгоритму. Учений показав, що будь-який алгоритм в деякому сенсі може бути реалізований на машині Тьюрінга, а отже, доводив можливість побудови універсальної ЕОМ. І та, і інша машини аналогічно можуть бути забезпечені вихідними даними розв'язуваної задачі і програмою її рішення. Машину Тьюринга можна вважати як би ідеалізованою моделлю універсальної ЕОМ.
У 40-х рр.. XX ст. механічна елементна база обчислювальних машин стала замінюватися електричними й електронними пристроями. Перші електромеханічні машини були створені в Німеччині К. Цузе (Ц-3, 1941 р.) і в США під керівництвом професора Гарвардського університету Г. Айкена (МАРК-1, 1944 р.). Перша електронна машина створена в США групою інженерів під керівництвом доктора Пенсільванського університету Дж. Мочлі та аспіранта Дж. Екксрта (ЕНІАК - електронний числовий інтегратор і калькулятор, 1946 р.). У 1949 р. в Англії була побудована EDSAC - перша машина, що володіє автоматичним програмним управлінням, внутрішнім запам'ятовуючим пристроєм і іншими необхідними компонентами сучасних ЕОМ.
Логічні схеми обчислювальних машин були розроблені в кінці 1940-х рр.. Дж. фон Нейманом, Г. Гольдстайном і А. В. Беркс. Особливий внесок в цю роботу вніс американський математик Джон фон Нейман, що брав участь у створенні ЕНІАК. Він запропонував ідею зберігання команд управління і даних в машинній пам'яті і сформулював основні принципи побудови сучасних ЕОМ. ЕОМ з збереженої програмою виявилися більш швидкодіючими і гнучкими, ніж раніше створені.
У 1951 р. в США було налагоджено перше серійне виробництво електронних машин "УНIВАК (універсальна автоматична обчислювальна машина). В цей же час фірма IBM почала серійний випуск машини IBM/701.
У СРСР першими авторами ЕОМ, винайденої в грудні 1948 р., є І. С. Брук і Б. І. Рамеев. А перша радянська ЕОМ з зберігається програмою створена в 1951 р. під керівництвом С. А Лебедєва (МЕСМ - мала електронна рахункова машина). У 1953 р. в Радянському Союзі почався серійний випуск машин, першими з яких були БЕСМ-1, «Стріла».
З появою цифрових програмно-керованих машин народилася нова галузь прикладної математики - програмування. Як галузь науки і професія вона виникла в 1950-х рр.. Спочатку програми складалися вручну на машинних мовах (в машинних кодах). Програми були громіздкі, їх налагодження - дуже трудомістка. Для спрощення прийомів і методів складання та налагодження програм були створені мнемокод, за структурою близькі до машинного мови і використовують символьну адресацію. Асемблери переводили програму, записану в мнемокод, на машинну мову і, розширені макрокомандами, використовуються і в даний час. Далі були створені автокоди, які можна застосовувати на різних машинах, і дозволили обмінюватися програмами. Автокод - набір псевдокоманди для вирішення спеціалізованих завдань, наприклад наукових або інженерних. Для таких завдань є розвинена бібліотека стандартних програм.
До кінця 1950-х рр.. ЕОМ основним елементом конструкції були електронні лампи (1-е покоління). У цей період розвиток ідеології і техніки програмування йшло за рахунок досягнень американських вчених Дж. фон Неймана, який сформулював основні принципи побудови ЕОМ, і Дж. Бекуса, під керівництвом якого в 1954 р. був створений Fortran (Formula Translation) - перша мова програмування високого рівня , використовуваний до теперішнього часу в різних модифікаціях. Так, в 1965 р. в Дартмутського коледжу Д. Кемені і Т. Куртц була розроблена спрощена версія Фортрану - Basic. У 1966 р. комісія при Американській асоціації стандартів (ASA) розробила два стандарти мови: Фортран та Базисний Фортран. Використовуються також подальші модифікації мови (наприклад 1970, 1990 рр..).
Досягнення в галузі електроніки та мікроелектроніки по зволіт замінити елементну базу ЕОМ на більш досконалу. В кінці 1950-х рр.. громіздкі електронні лампи замінюють напівпровідниками (мініатюрними транзисторами). З'являються ЕОМ II покоління; потім приблизно через 10 років - ЕОМ III покоління на інтегральних схемах; ще через 10 років - ЕОМ IV покоління на великих інтегральних схемах (ВІС). У Японії в 1990-х рр.. реалізовані проекти ЕОМ V покоління, в яких використані досягнення в області штучного інтелекту і біоелектроніці. Якщо обсяг оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗП) однієї з кращих вітчизняних машин 1960-х рр.. М-20, створеної під керівництвом С. А. Лебедєва в 1958 р., мав 4096 слів (8 Кбайт) і швидкодія 20 тис. операцій в секунду, то сучасні персональні комп'ютери характеризуються ОЗУ в десятки Мбайт і швидкодією в сотні мільйонів операцій в секунду , що дозволяє вирішувати найскладніші завдання.
У 1953 р. А. А. Ляпуновим був запропонований операторний метод програмування, який полягав у автоматизації програмування, а алгоритм вирішення задачі представлявся у вигляді сукупності операторів, що утворюють логічну схему завдання. Схеми дозволяли розчленувати громіздкий процес складання програми, частини якої складалися за формальними правилами, а потім об'єднувалися в ціле. Для перевірки ідей операторного методу в СРСР у 1954 р. була розроблена перша програма Программирующая ПП-1, а в 1955 р. більш досконала - ПП-2. У 1956 р. розроблено ПП БЕСМ, в 1957 р. - ППСВ, в 1958 р. - для машини «Стріла».
У США в 1954 р. став застосовуватися алгебраїчний підхід, що співпадає, по суті, з операторних методом. У 1956 р. корпорацією IBM розроблено універсальну ПП Фортран для автоматичного програмування на ЕОМ IBM/704.
У цей період в міру накопичення досвіду і теоретичного осмислення удосконалювалися мови програмування. У 1958-1960 рр.. в Європі був створений ALGOL, який породив цілу серію алголоподобних мов: Algol W, (1967), Algol 68, Pascal (Н. Вірт, 1970 р.), С (Д. Рітчі і Б. Керніган, 1972 р.), Ada (під керівництвом Ж. Ишбиа, 1979 р.), C + + (1983). У 1961-1962 рр.. Дж. Маккарті в Массачусетс кому технологічному інституті була створена мова функціонального програмування Lisp, який відкрив у програмуванні одне з альтернативних напрямків, запропонованих Дж. фон Нейманом.
На початок 1970-х рр.. існувало понад 700 мов високого рівня і близько 300 трансляторів для автоматизації програмування.
Ускладнення структури ЕОМ призвело (в 1953 р. для машин І-го покоління) до створення операційних систем (ОС) - спеціальних керуючих програм для організації і рішення задач на ЕОМ. Наприклад, моніторна система МТІ, створена в Массачусетському технологічному інституті, забезпечувала пакетну обробку, тобто безперервне, послідовне проходження через ЕОМ багатьох груп (пакетів) завдань і користування бібліотекою службових програм, що зберігається в машині. Це дозволило поєднати операції із запуску з виконанням програм.
Для ПЕОМ до теперішнього часу розроблені ОС: MS DOS, Windows, ОС / 2, МасОС, Unix, Linux і ін Широке поширення отримали ОС MS DOS і Windows, що мають розвинений інтерфейс і широкий набір додатків, що дозволяють послідовне виконання завдань з пакету, обробку різної інформації в багатьох сферах людської діяльності.
У 1965 р. італійці Бом і Джакопіні запропонували використовувати в якості базових алгоритмічних елементів проходження, розгалуження та циклу. Майже в той же час до аналогічних висновків прийшов голландський вчений Е. Дійкстра, що заклав основи структурного програмування. У 1970-х рр.. ця методологія оформилася, і корпорація IBM повідомила про застосування в розробці програмного забезпечення «удосконалених методів програмування», одним з компонентів яких була технологія низхідного структурного програмування (структурного програмування), основу якого становить наступне:
• складне завдання розбивається на прості, функціонально керовані завдання, кожна задача має один вхід і один вихід; керуючий потік програми складається із сукупності елементарних функціональних підзадач;
• керуючі структури прості, тобто логічна задача повинна складатися з мінімальної, функціонально повної сукупності досить простих керуючих структур;
• програма розробляється поетапно, на кожному етапі вирішується обмежене число точно поставлених завдань.
Чітко сформульовані основи низхідній розробки, структурного кодування і наскрізного контролю дозволяли перейти до промислових методів розробки програмного забезпечення.
Розвиток отримало модульне програмування, основа якого полягає в наступному:
• функціональна декомпозиція (розбиття) завдання на самостійні підзадачі - модулі, пов'язані тільки вхідними і вихідними даними;
• модуль являє собою «чорний ящик», що дозволяє розробляти частини програм одного проекту на різних мовах програмування, а потім за допомогою компонувальних коштів об'єднувати їх у єдиний завантажувальний модуль;
• повинне бути чітке розуміння призначення всіх модулів завдання та їх оптимального поєднання;
У період 1970-1980-х рр.. розвиток теоретичних досліджень оформило програмування як самостійну наукову дисципліну, що займається методами розробки програмного забезпечення (ПЗ).
В історії розвитку промислового програмування велику роль зіграв програміст і бізнесмен Білл Гейтс (Gates William Henry, p. в 1955 р.). Його історія дуже повчальна для початківців програмістів. У 1972 р. Білл Гейтс і його шкільний товариш Пол Аллен заснували компанію з аналізу вуличного руху «Треф-О-Дейта» і використовували для обробки даних комп'ютери з мікропроцесором 8008 - першим із знаменитого ряду мікропроцесорів компанії «Intel». Будучи студентом Гарвардського університету, в 1975 р. він спільно з Алленом написав для комп'ютера Altair (фірми M1TS) Інтерпретатор - програму-перекладач з мови програмування на мову машинних кодів. Вони уклали з власником фірми угоду, за якою їх програми розповсюджувалися разом з комп'ютерами. Товариші заснували компанію «Microsoft», в якій Б. Гейтсу належало 60% акцій, П. Аллену - 40%. У 1976 р. Гейтс ввів у практику продаж ліцензій на свої програмні продукти безпосередньо виробникам комп'ютерів, що дозволило «вбудовувати» їх (ОС і транслятори з мов програмування) в комп'ютери. Це було велике досягнення в області маркетингу, який приніс фірмі величезні доходи. Фірма приваблювала таких нових замовників, як фірми «Apple», «Commodor», «Tendi». У 1980 р. фірма IBM запропонувала «Microsoft», в якій тоді працювало близько двох десятків людей, створити мови програмування для її нового персонального комп'ютера, надалі відомим як IBM PC. У 1981 р. «Microsoft» придбала у розробника Т. Патерсона дискову ОС (DOS), і в серпні цього року IBM PC поставлялася разом з ОС MS DOS. Успіх був настільки великий, що, крім значних доходів, привів до того, що й архітектура Intel, і комп'ютери IBM, та програми «Microsoft» фактично стали галузевими стандартами. У 1988 р. «Microsoft» створила свою ОС Windows з потужним графічним інтерфейсом. До 1995 р. ОС, що випускаються фірмою, використовували 85% персональних комп'ютерів. ОС Windows вдосконалюється рік від року, маючи вже засобами доступу в глобальну мережу Internet. Разом з фірмою NBC був створений цілодобовий кабельний інформаційний канал новин. Спільно з фірмою «Ен-карта» створена мультимедіа-енциклопедія на CD-ROM «Книжкова полиця», що містить електронні версії семи великих довідників, електронну енциклопедію кіно - «Сінеманія». У 1995 р. у фірмі «Microsoft» працювало 18 тис. чоловік, річний випуск досяг 200 програмних продуктів, а доходи склали мільярди доларів. У 1998 р. Б. Гейтс став найбагатшою людиною у світі, а в кінці 1999 р. - оголосив про своє рішення піти з поста глави компанії і зайнятися програмуванням. Сьогодні Білл Гейтс - одна з найпопулярніших фігур комп'ютерного світу. Журнал «People» писав: «Гейтс у сфері програмування означає стільки ж, скільки Едісон у ставленні до електричної лампочки: почасти інноватор, почасти підприємець, почасти торговець, але незмінно геній».
Професійне програмування вийшло на рівень технології. Методи розробки ПЗ синтезують:
• методи інженерних розрахунків для оцінки витрат і вибору рішень;
• математичні методи для складання алгоритмів;
• методи управління для визначення вимог до системи, обліку ситуацій, організації робіт і прогнозування.
На зміну структурному програмуванню на початку 1990-х рр.. прийшло об'єктно-орієнтоване програмування - ООП. Його можна розглядати як модульне програмування нового рівня, коли замість багато в чому випадкового, механічного об'єднання процедур і даних головним стає їх смислова зв'язок. Об'єкт розглядається як логічна одиниця, яка містить дані і правила (методи) їх обробки. Об'єктно-орієнтована мова створює «програмне оточення» у вигляді безлічі незалежних об'єктів, кожен з яких відрізняється своїми властивостями і способами взаємодії з іншими об'єктами. Програміст задає сукупність операцій, описуючи структуру обміну повідомленнями між об'єктами. Як правило, він «не заглядає» всередину об'єктів, але при необхідності може змінювати елементи всередині об'єктів або формувати нові.
ООП базується на трьох найважливіших принципах (інкапсуляція, успадкування, поліморфізм), які надають об'єктам нові властивості. Інкапсуляція - об'єднання в єдине ціле даних і алгоритмів їх обробки. Дані тут - поля об'єкта, а алгоритми - об'єктні методи. Спадкування - властивість об'єктів породжувати своїх нащадків. Об'єкт-нащадок автоматично успадковує всі поля та методи, може доповнювати об'єкти новими полями, замінювати і доповнювати методи. Поліморфізм - властивість споріднених об'єктів вирішувати схожі за змістом проблеми різними способами.
Ідея використання програмних об'єктів досліджувалася протягом ряду років різними вченими. Одним з перших мов цього типу вважають Simula-67. А в 1972 р. з'явилася мова Smoltalk, розроблений Аланом Кеєм, який затвердив статус ООП.
На сучасному етапі розвиваються інструментальні середовища і системи візуального програмування для створення програм на мовах високого рівня: (Turbo Pascal, Delphi, Visual Basic, C + + Builder та ін.)
Розвиток основних принципів об'єктно-орієнтованого програмування отримало з появою компонентного програмування (КП). КП - динамічний процес без жорстких правил, що виконується в основному для розподіленої розробки (програмування) розподілених систем. Суть КП у тому, що незалежні проектувальники, програмісти розробляють незалежні компоненти (окремі частини) єдиної системи, розподілені по безлічі вузлів великої мережі. Ці частини можуть належати різним власникам і управлятися організаційно незалежними адміністраторами.
У КП компонент розглядається як сховище (у вигляді DLL-або ЕХЕ файлів) для одного або декількох класів. Класи поширюються в бінарному вигляді, а не у вигляді вихідного коду. Надання доступу до методів класу здійснюється через строго певні інтерфейси за протоколом. Це знімає проблему несумісності компіляторів, забезпечуючи без перекомпіляції зміну версій класів у різних додатках. Інтерфейси задають зміст сервісу і є посередником між клієнтом і сервером.
Фірма Microsoft створила технології для розподіленої розробки розподілених систем, такі як COM (Component Object Model), COM +,. NET. Розроблені й інші технології: CORBA (консорціуму OMG), JAVA (компанії Sun Microsystem) і ін
Ідея перекласти на ЕОМ функції укладачів алгоритмів і програмістів дала нові можливості розвитку сфери штучного інтелекту, яка повинна була створювати методи автоматичного вирішення інтелектуальних завдань. Формалізація знань, які є у професіоналів в різних областях, накопичення їх у базах знань, реалізованих на ЕОМ, стали підставою для створення експертних систем. На основі баз знань працюють і ЕОМ V покоління, і інтелектуальні роботи, і експертні системи. Ці системи можуть не тільки знайти рішення того чи іншого завдання, але і пояснити, як її було отримано. З'явилася можливість маніпулювати знаннями, мати знання про знання - метазнанія. Знання, збе-няшіеся в системі, стали об'єктом її власних досліджень.
Незалежність мов високого рівня від ЕОМ залучила до сфери алгоритмізації завдань фахівців різних галузей знань, дозволила використовувати численні стандартні типові програми, а програмістам - усувати дублювання в написанні програм для різних типів ЕОМ і значно підвищити продуктивність праці.
В кінці 1980-х рр.. в Японії і США з'явилися проекти ЕОМ V покоління, реалізовані в кінці 1990-х рр.. Прогрес у програмуванні пов'язаний з прогресом в архітектурі обчислювальних систем, відходом від фон-неймановскої концепції, з досягненнями в галузі штучного інтелекту. Революційні зміни в елементній базі ЕОМ зв'язуються з дослідженнями з біоелектроніці.
На сучасному етапі програмування включає комплекс питань, пов'язаних з написанням специфікацій (умов завдань), проектуванням, кодуванням, тестуванням і функціонуванням програм для ЕОМ. Сучасне ПЗ для ЕОМ має складну структуру і включає, як правило, ОС, транслятори з різних мов, текстові програми контролю та діагностики, набір обслуговуючих програм. Наприклад, японські вчені для проектування систем ПО розробляють ідею «кільцевої структури» шести рівнів: 1-й (внутрішній) - програми для апаратури; 2-й - ядро ОС, 3-й - програми сполучення; 4-й - частина ОС, орієнтована на користувача; 5-й - системи програмування; 6-й (зовнішній) - програми користувача.
Згідно з цими проектами наукових досліджень планується спростити процес створення програмних засобів шляхом автоматизації синтезу по специфікаціям вихідних вимог на природних мовах. Останнім часом у Японії вдалося створити робота-перекладача, що перекладає англійську мову на японську мову і навпаки, здійснюючи це голосом людини. У всіх розвинених країнах працюють над комплексами програм для створення роботів. Для багатьох сфер людської діяльності.
Широке застосування структурних та об'єктно-орієнтованих методів програмування з використанням графічних моделей об'єднувалося відсутністю інструментальних засобів. Це породило потребу в програмно-технологічних кошти спеціального класу - CASE (Computer Aided Software Engineering), що реалізують технологію створення і супроводу ПЗ різних систем. Передумови для появи CASE-технологій виникли до кінця 1980-х рр.. Спочатку термін «CASE» застосовувався тільки до питань автоматизації розробки ПЗ, тепер програмна інженерія має більш широке значення для розробки систем в цілому. У CASE-технології входить розробка і впровадження мов високого рівня, методів структурного і модульного програмування, мов проектування і засобів їх підтримки, формальних і неформальних мов опису системних вимог.
На початку ХХ ст. зі створенням друкарській механічної машинки з'явилася можливість загальнодоступного створення друкованого тексту, хоча внесення змін до такого текст (виправлення помилок) було досить трудомісткою роботою. Потім з'явилися електричні друкарські машинки. З появою персональних комп'ютерів підготовка друкованого тексту стала набагато досконаліше. В останні два десятиліття минулого століття вже розробляється безліч комплексів програм для обробки текстів, які спочатку отримали назву текстових редакторів, а в міру розширення їх функціональних можливостей - текстових процесорів.
На початку цього століття текстові процесори стали більш досконалими. Поряд з більш простими (наприклад Professional Write та ін) з'явилися такі потужні, як MS WinWord (див. рис. 21), WordPerfect WordStar 2000 і ін З вітчизняних широке поширення отримав текстовий процесор Лексикон.
З початку 1980-х рр.. для підготовки і обробки числової інформації стали використовуватися табличні процесори. У 1979 р. Д. Брікклін запропонував першу програму для роботи з електронними таблицями VisiCalc. У 1981 р. була розроблена система SuperCalc фірми «Computer Associates», в 1982 р. - Multiplan фірми «Microsoft», далі - пакет для IBM PC Lotusl-2-3 фірми «Lotus Development», русифіковані пакети АБАК, Дракон і ін У 1985 р. з'явився табличний процесор Excel фірми «Microsoft» спочатку для персонального комп'ютера Macintosh, а потім для сумісних з IBM PC. Цей процесор розроблявся парал р лельно з ОС Windows, його версії увібрали в себе всі риси графічного інтерфейсу, аж до версій Excel 5.0 як додатки Windows 3.1, Excel 7.0 як додатки Windows 95 і т. д. В останні роки створено досить багато систем підготовки табличних документів, тобто електронних таблиць, табличних процесорів (наприклад, Corel Quattro 6.0 фірми «Corel Co», Lotus 5.0 фірми «Lotus Development Co», Office Proftessional for Windows фірми «Microsoft» і ДР-) - Але найбільш широко використовують електронні таблиці Excel.
Розроблена велика кількість стандартних реляційних систем управління базами даних - СУБД (наприклад, MS Access, paradox та ін), на основі яких будують реляційні бази даних у різних предметних областях.
Для багатьох організацій (особливо управлінських) розроблені так звані офісні пакети, в яких на основі єдиної ОС функціонують програми, які включають в себе системи для роботи з різними видами інформації. Наприклад, створено пакети додатків до ОС Windows (MS Office, WordPerfect Office фірми «Corel», StarOffice фірми «SunMicrosystems» тощо), які включають програмні засоби для виконання функцій обробки всіх видів інфрмації. Наприклад, MS Office включає удосконалюються рік від року (в залежності від останньої версії ОС Windows) засоби обробки тексту (MS Word), графіки (Photo Draw) і презентацій (PowerPoint), таблиць (Excel), баз даних (Access), електронної пошти (Outlook), роботи у Всесвітній павутині (FrontPage), створення звукових кліпів (MS Sound Recorder).
Потужним поштовхом у розвитку нових напрямків у програмуванні послужило об'єднання комп'ютерних і телекомунікаційних технологій.
За кордоном у 1960-х рр.. з'явилися перші обчислювальні мережі, з яких почалася технічна і технологічна революція, тому що була зроблена спроба об'єднати технологію збору, зберігання, передачі та обробки інформації на ЕОМ з технікою зв'язку. У Європі в ті роки були створені міжнародні мережі EIN і Євро-ні, потім з'явилися національні мережі. У 1972 р. у Відні була створена мережа МІПС, до якої приєдналися в 1979 р. 17 країн Європи, СРСР, США, Канада і Японія. У 1980-х рр.. в нашій країні була створена система телеобробки статистичної інформації, яка обслуговує державні і республіканські органи статистики. З 1980-х рр.. розвивається програмування для локальних обчислювальних мереж (ЛВС).
ЛОМ - це комунікаційна система, яка підтримує в межах одного будинку або деякої обмеженої території один або кілька високошвидкісних каналів передачі інформації, що надаються абонентським системам для короткочасного користування. До 1990 p. експлуатувалося понад 0,5 млн серверів і 5 млн робочих станцій, що працюють під управлінням мережевих ОС (наприклад NetWare компанії «Novell»).
Глобальні обчислювальні мережі - це мережі, що використовують інформаційні ресурси локальної мережі, розташованих на великій відстані один від одного (передача здійснюється за допомогою телефонної мережі через модеми або по виділених каналах). Найбільш популярною є мережа Інтернет, що представляє собою загальносвітову совкупность мереж, що зв'язує між собою мільйони комп'ютерів.
Мережі дозволили ефективно використовувати апаратні засоби, програмні засоби і такі багатокористувацькі системи, як електронна пошта, інформаційні системи на основі баз даних, телеконференції та ін Особливою популярністю користується система WWW (World Wide Web) - Всесвітня павутина, тобто всесвітня розподілена база гіпертекстових документів. Користувачі, використовуючи для програмування мова гіпертекстової розмітки HTML, створюють свої сайти будь-якої тематики і легко можуть отримувати різноманітну інформацію, спілкуватися з мільйонами користувачів комп'ютерів. У майбутньому планується масове використання так званих інформаційних роботів (Knowbot) - нових систем пошуку та обробки інформації в мережі, в основі яких є вже елементи експертних систем, що дозволяють аналізувати потрібну інформацію і готувати її для видачі у формі презентацій.
З Інтернетом тісно пов'язані поняття «кіберпростір» і «віртуальна реальність». Кіберпростраіством називають сукупність всіх систем комп'ютерних комунікацій і потоків інформації, що циркулюють у світових мережах. Віртуальна реальність - фантастичний світ, створюваний на екрані комп'ютера, образи реального світу і процесів, в ньому відбуваються. З цими об'єктами і процесами можна працювати як з реальними, проводити різні дослідження, імітувати всілякі ситуації, створювати прекрасні тренажери для застосування отриманих навичок у реальності. Поле діяльності для програмістів величезне, тому суспільство зацікавлене у висококваліфікованих фахівцях цього профілю.
Що можуть ЕОМ
Головна здатність ЕОМ - здатність до імітації об'єктів, явищ, механізмів, навіть таких, які не існують в природі. Ця здатність у поєднанні з швидкодією - до мільярдів операцій в секунду - основа ефективності ЕОМ.
Життєві завдання зазвичай не є чітко сформульованими. Тому, перш ніж звернутися до ЕОМ для вирішення завдання, завдання потрібно чітко сформулювати. Чітке формулювання задачі завжди заснована на деяких спрощують припущеннях, які дозволяють побудувати модель задачі, тобто визначити, що буде служити вихідними даними, а що - результатом, і який зв'язок між вихідними даними і результатом.
Для однієї і тієї ж задачі можуть бути створені різні моделі, в залежності від того, які кошти використовуються для її створення, і які припущення покладені в її основу.
Вибір вихідних даних, опис результатів і співвідношень в моделі завдання залежать також від можливостей того, хто буде її вирішувати. Якщо завдання буде вирішувати ЕОМ, «вміє», наприклад, тільки обчислювати, то вихідні дані та результати повинні бути представлені числами, а зв'язки між ними - математичними співвідношеннями. Інакше кажучи, потрібно побудувати математичну модель задачі. Це означає - виділити припущення, на яких буде заснована математична модель; визначити, що вважати вихідними даними і результатами; записати математичні співвідношення (формули, рівняння, нерівності і так далі), що зв'язують результати з вихідними даними.
Якщо завдання замінена її моделлю, то і відповідь відноситься до моделі і лише опосередковано - до вихідної завданню.
Створенням математичної моделі завершується перший етап вирішення завдання за допомогою комп'ютера. Другий етап - складання алгоритму (чіткої інструкції, суворо вказує необхідну послідовність дій).
ЕОМ можуть виконувати алгоритми без участі людини, автоматично. Але для цього потрібно скласти програму, тобто записати алгоритм на одній з мов програмування.
Модель завжди заснована на тих чи інших спрощення. Тому, провівши обчислення на ЕОМ, необхідно зіставити результати з експериментальними фактами, теоретичними поглядами та Інший інформацією про досліджуваному об'єкті. При цьому може виникнути необхідність уточнити математичну модель, повніше враховуючи особливості досліджуваного об'єкта. Уточнивши модель, знову складають алгоритм, проводять розрахунки на ЕОМ і аналізують результати, і так до тих пір, поки аналіз результатів не покаже їх прийнятне відповідність знань про досліджуваному об'єкті. Проведення розрахунків на ЕОМ та аналіз результатів називається обчислювальним експериментом. Таким чином, у третій етап рішення задачі за допомогою комп'ютера крім написання програми, входить обчислювальний експеримент.
Переклад завдань на мову математики дозволяє підключити для їх вирішення потужні математичні методи. Так, дуже часто виникає завдання вивчення деякої функції. Один з методів вивчення функції за допомогою ЕОМ - розбиття її області визначення на маленькі проміжки. При цьому припускають, що на кожному з відрізків функція постійна і змінюється «миттєво» наприкінці кожного проміжку. Як правило, при подрібненні відрізків розбиття потрібна інформація про функції може бути отримана з будь-якою точністю. Перевага цього методу - в тому, що замість функції розглядається кінцеве безліч чисел.
Історія розвиток ЕОМ
У розвитку обчислювальної техніки можна виділити передісторію і чотири покоління електронних обчислювальних машин. Попереду створення ЕОМ п'ятого покоління. Розвиток ЕОМ, мабуть, найяскравіше відображає динаміку науково-технічного прогресу другої половини XX ст.
Передісторія розвитку обчислювальної техніки починається з глибокої давнини. Одним з перших засобів рахунки були китайські рахівниці (Суан-пан), римські рахунки (абак) і російські рахунки, які до цих пір намагаються конкурувати з сучасною обчислювальною технікою.
Минуло багато років, перш ніж з'явилася перша лічильна машина, яку в 1642 р. винайшов французький математик Вліз Паскаль. Ця машина була побудована на основі зубчастих коліс і могла підсумовувати десяткові числа. Враження про «здібності» цієї машини висловив сам Паскаль, який сказав, що «арифметична машина робить дію, що наближається до думки більше, ніж все, що роблять тварини».
Першу арифметичну машину, що виконує всі чотири арифметичних дії, створив у 1673 р. німецький математик Лейбніц. Ця арифметична машина послужила прототипом арифмометрів, які почали вироблятися серійно з 1820 р. і використовувалися аж до 60-х років XX ст.
Одночасно з широким розповсюдженням арифмометрів з'явилася ідея створення універсальної програмованої лічильної машини, висунута в 1823 р. англійським математиком Чарльзом Беббiдж. Задуманий ним проект машини містив всі основні пристрої обчислювальних машин: пам'ять, арифметичний пристрій і пристрій управління, пристрій введення та пристрій друку. Проект цієї машини реалізовувався 70 років, але його втілення так і не було - завершено. Однак обчислювальні програми для цієї машини були створені! Їх склала дочка Джона Байрона герцогиня Ада Лавлейс, яка по праву вважається першою жінкою-програмістом. На її честь названа мова програмування Ада.
Через складність і механічного зносу деталей проект Беббідж, випереджав технічні можливості свого часу, так і залишився нереалізованим. І тільки через 100 років, в 40-х роках XX ст., Вдалося створити програмовану лічильну машину на основі електромеханічних реле. Реле - це елемент, що має два робочих стану: «включено» і «виключено». Важливо відзначити, що при проектуванні цих електромеханічних рахункових машин використовувався апарат математичної логіки.
Саме в 40-і роки почався бурхливий прогрес наукових і технічних нововведень в промисловості та обчислювальної техніки. Не встигли почати серійно випускати електромеханічні рахункові машини, як з'явилися перші ЕОМ, в яких логічні елементи були реалізовані на основі радіоламп.
Перша електронна обчислювальна машина «ЕНІАК» була створена в США після другої світової війни, в 1946 р. До групи творців чинної ЕВ М входив один з найвидатніших учених XX ст .- Джон фон Нейман, який і запропонував основні принципи побудови і функціонування універсальних програмованих обчислювальних машин. Саме відповідно до його ідеями сучасні ЕОМ складаються з процесора, арифметичного пристрою, пристроїв введення-виведення і пам'яті для зберігання даних і програм.
Одночасно над проектами електронних обчислювальних машин працювали в Англії, де перша універсальна ЕОМ з'явилася в 1949 р., і в СРСР, де перша електронно-обчислювальна машина, що отримала назву МЕСМ (мала електронно-обчислювальна машина), була розроблена в 1950 р., а перша радянська велика ЕОМ - БДСМ з'явилася в 1952 р.
ЕОМ першого покоління виготовлялися на основі вакуумних електронних ламп. Ці ЕОМ розміщувалися в декількох великих металевих шафах, які займали цілі зали і вимагали складної системи охолодження. Робота на ЕОМ здійснювалася за пультом, де можна було бачити стан кожної комірки пам'яті і будь-якого регістра. Програми для ЕОМ першого покоління складалися в машинних кодах - у вигляді довгих послідовностей двійкових чисел. Займалися цим виключно математики, що виконували на ЕОМ складні розрахунки.
Наступне, друге покоління ЕОМ з'явилося через 10 років--в 60-х роках. У цих ЕОМ логічні елементи реалізовувалися вже не на радіолампах, а на базі напівпровідникових приладів-транзисторів. Це дозволило значно збільшити надійність машин, скоротити їх розміри і споживання електроенергії. Тим самим відкрився шлях для серійного виробництва ЕОМ.
У складі ЕОМ другого покоління з'явилися друкуючі пристрої для висновку, телетайпи для введення і магнітні накопичувачі для зберігання інформації. Діалог людини з ЕОМ став більш природним завдяки появі мов програмування високого рівня, таких, як Фортран, Алгол, Бейсік та ін Почали створюватися перші автоматизовані системи, а базі ЕОМ.
Для появи третього покоління ЕОМ знову знадобилося всього лише близько 10 років. Їх основу становили інтегральні мікросхеми, що містили на одній напівпровідниковій платівці сотні або тисячі транзисторів. Завдяки цьому зменшилися розміри ЕОМ, споживання ними електроенергії та вартість комп'ютерів.
До складу ЕОМ третього покоління були включені зручні пристрої введення-виведення та накопичення, інформації (дисплеї) на основі електронно-променевих трубок, накопичувачі на магнітних стрічках і дисках, графобудівники і т. п. Кількість комп'ютерів до цього часу досягло вже десятків і сотень тисяч . До роботи з цими ЕОМ став підключатися широке коло фахівців: інженери, техніки. Обчислювальні машини з'явилися в університетах та інститутах. Почали створюватися операційні системи, бази даних, мови структурного програмування, перші системи «штучного інтелекту», стали впроваджуватися системи автоматизованого проектування і управління і т. п.
Для появи ЕОМ четвертого покоління знову треба було 10 років. Вони були створені та випущені в масове виробництво на рубежі 80-х років. Елементною базою цих ЕОМ стали великі інтегральні схеми (ВІС), в яких на одному кристалі кремнію розміщуються вже десятки і сотні тисяч логічних елементів. Такі інтегральні схеми дозволяють створювати на одному-єдиному кристалі програмовані блоки управління різними пристроями. Малі габарити і слабкі струми, необхідні для їх роботи, дозволяють встановлювати ці процесори в будь-який технічний виріб: у телевізори, пральні машини, автомобілі і т. д. Тим самим відкривається можливість створення принципово нових, програмно керованих технічних пристроїв.
Найбільш яскравими представниками ЕОМ четвертого покоління служать персональні ЕОМ, габарити яких дозволяють встановлювати їх на будь-якому робочому місці. До складу цих ЕОМ включаються зручні засоби накопичення, введення та надання інформації: накопичувачі на гнучких магнітних дисках, кольорові графічні дисплеї, графічні планшети, компактні друкуючі пристрої.
Масове поширення персональних ЕОМ змінило вимоги до програм. Головними з цих вимог стали: простота. правил роботи, естетичність, надійність програм, універсальність їх функцій, простота навчання роботі на ЕОМ. Десятки мільйонів персональних ЕОМ, встановлюваних у службах сервісу та управління, на виробництві і в освіті, вимагають оволодіння комп'ютерною грамотністю від усього дорослого населення, а також підготовки фахівців зі створення, розвитку та застосування ЕОМ.
Наступне, п'яте покоління ЕОМ повинно прийти на зміну ЕОМ четвертого покоління ще до кінця цього століття. Елементною базою цих ЕОМ Булут служити надвеликі інтегральні схеми (НВІС), які будуть відрізнятися колосальної щільністю розміщення логічних елементів на кристалі. Робота цих схем буде заснована на принципах логічного висновку, подібних принципам роботи програм мовою Пролог. Головним же буде суттєве збільшення електронної пам'яті в цих схемах, яка послужить базою для їх «інтелекту». Передбачається, що широко пошириться введення інформації в ЕОМ з голосу, спілкування з машиною природною мовою, машинне зір, машинне дотик, створення «інтелектуальних» роботів і робототехнічних пристроїв.
Однією з головних проблем розвитку ЕОМ (як четвертого, так і перспективного п'ятого покоління) є проблема розробки програмного забезпечення. Масове використання ЕОМ по-новому ставить питання про розробку та експлуатації програмних засобів. При сформованому нині кустарному виробництві програм і майбутній насиченні комп'ютерами суспільного виробництва і життя суспільства ледве чи не все населення Землі має стати програмістами, для того, щоб забезпечити себе необхідними програмами.
Виходом з цього положення буде створення потужної індустрії інформатики, яка візьме на себе не тільки створення засобів розробки програм, але й розробку пакетів прикладних програм. Ці розробки повинні забезпечувати високу якість і вестися приблизно так само, як і випуск промислової продукції.
Досягнення комп'ютерної техніки
1. Універсальні настільні ПК
Що таке настільний комп'ютер, пояснювати нікому не треба - це улюблене молоддю пристрій, щоб красиво набирати тексти рефератів, а також будь-які інші тексти, бланки і договори; вести бухгалтерський облік; управляти фінансами організації та працювати з клієнтською базою даних, а також робити різні розрахунки , малювати, слухати музику і дивитися cyпep DVD-фільми, обмінюватися посланнями по електронній пошті або прогулюватися по всесвітній мережі Інтернет.
Звичайний настільний персональний комп'ютер, або, як його називають на американсько - комп'ютерному сленгу, десктоп, складається з системного блоку, монітора, клавіатури і миші.
Найважливіша частина комп'ютера - системний блок, що містить процесор і оперативну пам'ять (memory), - серце і мозок ПК, жорсткий диск, або вінчестер (HDD - hard disk drive), дисковод (FDD - floppy disk drive), CD-ROM і кілька так званих портів (COM, LTP, USB - port) - плат, забезпечених роз'ємами для приєднання до комп'ютера додаткових пристроїв: для друку - принтера, для зв'язку з іншими комп'ютерами - модему, для введення зображень у комп'ютер - сканера і деяких інших пристроїв.
Обмовимося, що в цілому ми будемо говорити про IBM-сумісних комп'ютерах, які у світовому масштабі використовують більшість людей в практичній діяльності. Їх виробляють не лише в США, але і в Європі, Азії фірми-виробники ПК, що прийняли стандарт фірми IBM. Саме для цих комп'ютерів використовується операційна система Windows знаменитої фірми Microsoft.
Проте існує й інший стандарт «Еппл» (Apple) - яблуко, на базі якого випускаються комп'ютери серії «Макінтош» (Macintosh). Для комп'ютерів цієї групи існує своє «яблучне» програмне забезпечення, зокрема власна операційна система Mac OS X.
У чому принципова різниця між IBM і Apple? Перша з них вибрала тактику відкритої архітектури (з продажем патентів). Будь-яка фірма, придбавши патент, може налагодити виробництво комп'ютерів за технологією IBM. Саме це і забезпечило широке поширення комп'ютерів IBM.
Фірма Apple не продає свої патенти, тому комп'ютери цієї фірми дорожче і менш поширені, хоча найбільш відомі комп'ютери серії Macintosh набагато зручніше, могутніше і надійніше, ніж їх аналоги IBM.
Наш навчальний посібник присвячений більшою мірою IBM PC, тобто скрізь, де зустрінеться слово «комп'ютер», ми будемо мати на увазі IBM-сумісний ПК, що працює з операційною системою Windows.
У практичній діяльності важливим моментом роботи з комп'ютером є збереження інформації. Для цього крім традиційних дискет і CD-дисків застосовують не так давно з'явилися записувані диски CD-R і CD-RW. Такі пристрої зберігають набагато більше інформації, ніж дискети. Одного разу записаний диск CD-R перезаписати вже не можна. Зняти це обмеження покликані диски та накопичувачі стандарту CD-RW (перезаписувані диски) - пристрій не дуже дешеве, але корисне. Ці пристрої для тих, хто збирається працювати з великими обсягами даних, такими, як графіка і музика.
Якщо ж зберігається інформація обчислюється в гігабайтах (тривимірна графіка, відео), то 700 Мбайт CD-диска буде недостатньо. Нещодавно з'явився новий стандарт DVD, що дозволяє записати повнометражний фільм. Такі пристрої вміщають від 3 до 18 Гбайт (з двостороннім записом). Існують пишучі DVD-дисководи (DVD-R) і перезаписуючий - DVD-RW. Поки ці пристрої досить дорогі, але загальна тенденція зниження цін на комп'ютерні новинки дозволяє сподіватися, що скоро вони стануть по кишені і звичайному користувачеві.
Особливістю комп'ютерів останніх моделей є наявність особливих інфрачервоних портів (IR - infra red), що дозволяють підключати різні пристрої без проводів. Такий порт спілкується з пристроєм, як телевізор зі своїм пультом дистанційного керування. Порт на основі радіопередавача - інший різновид такого дистанційного підключення.
Наявність ІЧ - порту призвело до появи бездротових пристроїв: клавіатур, мишей. Поширені два типи таких пристроїв: «інфрачервоний» і «радіопристрій». Недоліком першого можна вважати необхідність постійно бачити ІЧ - порт. Якщо випадково закрити порт підручником, то інфрачервона мишка «вмирає» - перестає ворушитися. Цього недоліку позбавлена радіо миша, що спілкується з комп'ютером за допомогою маленького радіопередавача.
2. Блокнотние комп'ютери
Всі, кому потрібен розумний і мобільний помічник на кожен день на роботі і вдома, безсумнівно, виберуть блокнотний (планшетний) ПК (notebook). Ноутбук - це повноцінний переносний комп'ютер невеликих габаритних розмірів і малої маси (рис. 1.2).
Дисплеї з активною матрицею були до недавнього часу досить дорогими - в середньому на тисячу доларів дорожче, ніж моделі з подвійним скануванням.
Ноутбуки останніх моделей оснащуються SVGA-або XGA-моніторами на тонкоплівкових транзисторах (TFT). Згідно зі специфікацією корпорації Intel-Mobile Powеr Guidelines -99 стандартом стає 13,3-дюймовий екран з глибиною кольору 24 біт і роздільною здатністю 1024 Х 768 пікселів.
Останні моделі ноутбуків укомплектовані процесорами Intel Pentium, Celeron, Athlon-Palomino; розмір оперативної пам'яті коливається в інтервалі 32 ... 512 Мбайт; жорсткий диск має ємність від 4 Гбайт; встановлені накопичувачі флоппі: CD-ROM, CD-RW, DVD; зразкові габаритні розміри 300x250x40 мм; маса 2,5 ... 4 кг; розмір екрану - 15дюймов.
У залежності від мультимедійних можливостей можна виділити мультимедійні і офісні ноутбуки. У блокнотних комп'ютерах можлива установка таких же операційних систем, як і в настільних ПК, - Windows-98, -2000,-Me,-XP.
Більшість ноутбуків використовують іонно-літієві (Li-Ion) або нікель - метал - гидридні (NiMH) батареї. Час безперервної роботи батарей у цих комп'ютерів зазвичай два-три години, але постійне використання CD-ROM значно скорочує цей термін.
Ніщо так сильно не впливає на враження від ноутбука, як тип його покажчика. Це може бути вказівний важіль («указка» або «ластик»), розташований між клавішами G і Н. Інші комп'ютери забезпечені сенсорною панеллю. Маніпуляторів типу «ластик» стає все більше, так як його розробник фірма IBM зараз більш вільно продає ліцензію на цю технологію. Трекболи (мишка, перевернута кулькою під палець) - це вже динозаври серед подібних пристроїв.
Багато хто вважає, що «ластик» набагато простіше у використанні, ніж сенсорна панель, особливо для динамічних ігор. А ті, хто не повністю задоволений і «гумкою», зазвичай носять із собою стандартну мишу і користуються нею, коли можуть знайти достатньо вільного місця. Те ж саме відбувається і з повнорозмірною клавіатурою: по можливості багато хто використовує її замість вбудованої. Популярні такі моделі ноутбуків: Hewlett-Packard (модель Omnibook), IBM-TransNote (модель ThinkPad), K-Systems (модель SkyBook) і ін
3. Кишенькові ПК
Спроба стиснути настільний комп'ютер до розмірів плитки шоколаду дала народження новому класу комп'ютерів - кишенькових персональних комп'ютерів (КПК)
КПК має розміри електронної записної книжки і масу близько 300г, операційну систему, яка підходить для роботи повноцінного програмного забезпечення - текстового редактора, табличного процесора, ігор, баз даних, ділової графіки. Комп'ютери забезпечені монохромним чи кольоровим рідкокристалічним екраном.
Є можливість підключення різноманітних зовнішніх пристроїв, як традиційних (модем, принтер), так і спеціальних (сканер штрих-коду, стільниковий телефон).
Через стандартний роз'єм або інфрачервоний порт можна підключити КПК до настільного комп'ютера для обміну даними в обох напрямках. Дані з кишенькового комп'ютера можна перенести на настільний персональний комп'ютер у звичних форматах (Excel і Word).
Кишеньковий комп'ютер здатний працювати від внутрішніх джерел живлення від 20 до 60 год, його в будь-який момент можна витягти з кишені, привести в готовність натисканням клавіші і зробити запис, відправити факс, прийняти E-mail.
Основними виробниками КПК є такі відомі фірми, як HP, Sony, Philips, Casio, LG, Compaq.
У постачання програмного забезпечення до КПК входять програми:
• синхронізації, що забезпечують перенесення даних з настільного ПК на кишеньковий і назад через USB-порт, послідовний або ІЧ - порт, а також через карти розширення пам'яті;
• офісні, конвертують документи MS Word, Excel рідше, у формат, придатний для перегляду на КПК;
• поштові, що дозволяють переглядати пошту, отриману безпосередньо на кишеньковий комп'ютер або перенесену з настільного (зазвичай сумісні з MS Outlook);
• особисті для обміну зі стаціонарним персональним комп'ютером завданнями, списком контактів і розкладом.
Основних операційних систем (ОС) для кишенькових комп'ютерів три - Palm OS, Microsoft Windows - CE і EPOC. Вони мають набагато більше відмінностей у вимогах до системних ресурсів, ніж Windows, Linux і Mac OS, так що не можна прямо порівнювати обсяг пам'яті різних ручних комп'ютерів: іноді 8 Мбайт однієї ОС дозволяють запустити більше програм, ніж 16 Мбайт інший. Процесори КПК мають різну архітектуру, тому тактова частота не повністю відображає співвідношення їх продуктивності.
З тієї ж причини (відмінність архітектур) неможливо прирівняти продуктивність КПК і настільних систем, однак застосування голосового введення в кишенькових комп'ютерах говорить про те, що їхні центральні процесори досягли продуктивності як мінімум процесора Pentium.
ОС Palm OS. Найпоширеніші кишенькові комп'ютери на сьогоднішній день сімейства Palm. Компанія Palm сама робить операційну систему Palm OS жорстко прив'язаною до процесора. Такий підхід дозволяє оптимізувати операційну систему та скоротити вимоги до системних ресурсів.
Palm OS вважається більш стійкою операційною системою, ніж Windows РЄ, завдяки споконвічній націленості на вирішення вузького кола завдань з організації дня (календар, замітки, будильник) і більш ретельної налагодження коду. Ліцензії на використання своєї ОС Palm продає стороннім компаніям, таким як Sony і TRG.
Творці кишенькових комп'ютерів цих фірм одні з перших відмовилися від клавіатури, замінивши її на пір'яний введення. Навчитися швидко писати спеціальним пером на екрані не так просто, але при належній вправності це позбавляє роботу з кишеньковим комп'ютером від головного недоліку - тикання в крихітні кнопочки.
Відсутність клавіатури може злякати людини, ніколи не вводив інформацію клинописом. Введення даних на КПК без клавіатури здійснюється за допомогою стило (пера), яке зазвичай має форму циліндра з гумовим наконечником. На сенсорному екрані вводяться знаки Graffiti - стилізовані, сильно спрощені букви.
Для порівняння зазначимо, що у КПК під управлінням Windows РЄ можливе введення пером символів, набагато більше схожих за формою на звичні нам друковані літери, проте в результаті швидкість введення нижче і частіше виникають помилки в розпізнаванні.
У секторі недорогих КПК Palm займають одне з перших місць.
ОС Microsoft Windows CE. Компанія Microsoft не стала створювати власні пристрої, як Palm, але запропонувала стороннім виробникам КПК ліцензувати у неї ОС, спеціально розроблену з урахуванням особливостей архітектури та вимог КПК. Тим не менш, операційна система вийшла не такою «скромною», як Palm OS або EPOC 32, тому кишенькові комп'ютери під її управлінням відрізняється потужними процесорами і великими обсягами внутрішньої пам'яті, а також чималими габаритними розмірами і масою.
Microsoft підтримує два різновиди ОС: для машин з клавіатурним і з рукописним введенням. У перших дозвіл екрану 640 Х 240 пікселів, у других - 240 Х 320.
Як гідності КПК під управлінням Windows РЄ можна назвати знайомий інтерфейс, проте у версіях ОС для беськлавіатурних комп'ютерів це вірно лише частково.
Windows РЄ володіє великими мультимедійними можливостями. Крім продуктивного процесора цьому сприяє можливість роботи в багатозадачному режимі: можна одночасно редагувати текст і слухати музику.
ОС EPOC. Раніше під управлінням EPOC компанія Psion випускала кишенькові комп'ютери. Тепер вона перейшла на спеціалізовані офісні рішення, а операційна система стала називатися Symbian. Кишенькові комп'ютери Psion 5mx і більш старші моделі Revo і Revo Plus відрізняються націленістю на офісні додатки.
Операційна система Symbian набуває поширення в КПК, стільникових телефонах і їх гібридах - комунікаторах.
За даними незалежної європейської аналітичної компанії Canalys фірма Palm утримує своє лідерство з продажу КПК (34%), незважаючи на жорстоку конкуренцію з боку Compaq (14%). Активно нарощують свою частку ринку фірми Nokia і Hewlett-Packard (по 9%).
Що стосується операційних систем для КПК, то Palm OS тримає в Західній Європі 43% ринку, Windows РЄ - 28%, a Symbian - 14%. Зараз КПК все більше стають не просто «розумними» електронними записниками, але і пристроями для зв'язку із зовнішнім світом, в першу чергу через Інтернет.
Модифікації КПК з модемом дозволяють підключитися до Інтернету з будь-якого місця, де є телефон. Виходити в Інтернет з КПК через стільниковий телефон можна майже на будь-яких моделях всіх виробників, і звичайно для цього використовується ІЧ - порт.
У 2000р., Наприклад, було продано 10 млн. кишенькових комп'ютерів, причому половина припадає на Америку. Хоча в Росії їх поширення йде не такими масштабами, вони вже досить популярні.
4. Комп'ютери-телефони
2001р. ознаменований появою пристрою, що суміщає в собі функції телефону і КПК. Першим комбінованим пристроєм був PdQ Smartphone компанії Qualcomm (нині Куосега), але це був занадто громіздкий і дорогий апарат. Новий Smartphone компанії Куосега виглядає як масивний стільниковий телефон, вивернутий навиворіт. Цей телефон цілком повноцінне Palm-пристрій, що працює на ОС сімейства Palm OS, з пером і стикувальним модулем HotSync.
Smartphone відкрив нову еру пристроїв, покликаних звільнити користувачів від необхідності носити із собою відразу два апарати: стільниковий телефон і КПК. Деякі з них будуть зроблені за схемою «два в одному», інші перетворяться зі звичайних КПК у комбіновані пристрої за допомогою додаткового модуля.
Ці пристрої досить зручні. Можна дзвонити за телефонами, занесеним в записну книжку, а також використовувати всі можливості кишенькових комп'ютерів. Якщо дозволяє тарифний план, то можна працювати з Інтернетом. Телефон підтримує протокол CDMA.
Власники кишенькових комп'ютерів Palm можуть скористатися додатковими модулями, щоб отримати функції телефону.
Компанія Microsoft продемонструвала прототипи мобільних телефонів (кодова назва Stinger) під керуванням одного з варіантів ОС Windows РЄ. Вони не будуть оснащуватися настільки ж могутніми процесорами, як кишенькові комп'ютери під управлінням Windows РЄ, але екран будуть мати досить великий. Компанія Samsung готує апарати для двох протоколів - CDMAhGSM.
CDMA-апарати Neo Point-2000 і Neo Point - 2600 представляють собою телефони з функціями КПК. Вони мають досить просторий 11-рядковий екран і, незважаючи на свою мініатюрність, забезпечують роботу з електронною поштою.
У середині 2001р. з'явилися перші екземпляри Nokia-9210, що поєднує в собі функції КПК і стільникового телефону. Пристрій функціонує під управлінням операційної системи Symbian. Відкривши апарат, можна виявити джойстик і клавіатуру з 60 клавішами. Незважаючи на маленькі розміри, клавіатура досить зручна. Повного заряду літій - іонного акумулятора вистачає на 10 год роботи з КПК або такий же час розмови.
Життєві завдання зазвичай не є чітко сформульованими. Тому, перш ніж звернутися до ЕОМ для вирішення завдання, завдання потрібно чітко сформулювати. Чітке формулювання задачі завжди заснована на деяких спрощують припущеннях, які дозволяють побудувати модель задачі, тобто визначити, що буде служити вихідними даними, а що - результатом, і який зв'язок між вихідними даними і результатом.
Для однієї і тієї ж задачі можуть бути створені різні моделі, в залежності від того, які кошти використовуються для її створення, і які припущення покладені в її основу.
Вибір вихідних даних, опис результатів і співвідношень в моделі завдання залежать також від можливостей того, хто буде її вирішувати. Якщо завдання буде вирішувати ЕОМ, «вміє», наприклад, тільки обчислювати, то вихідні дані та результати повинні бути представлені числами, а зв'язки між ними - математичними співвідношеннями. Інакше кажучи, потрібно побудувати математичну модель задачі. Це означає - виділити припущення, на яких буде заснована математична модель; визначити, що вважати вихідними даними і результатами; записати математичні співвідношення (формули, рівняння, нерівності і так далі), що зв'язують результати з вихідними даними.
Якщо завдання замінена її моделлю, то і відповідь відноситься до моделі і лише опосередковано - до вихідної завданню.
Створенням математичної моделі завершується перший етап вирішення завдання за допомогою комп'ютера. Другий етап - складання алгоритму (чіткої інструкції, суворо вказує необхідну послідовність дій).
ЕОМ можуть виконувати алгоритми без участі людини, автоматично. Але для цього потрібно скласти програму, тобто записати алгоритм на одній з мов програмування.
Модель завжди заснована на тих чи інших спрощення. Тому, провівши обчислення на ЕОМ, необхідно зіставити результати з експериментальними фактами, теоретичними поглядами та Інший інформацією про досліджуваному об'єкті. При цьому може виникнути необхідність уточнити математичну модель, повніше враховуючи особливості досліджуваного об'єкта. Уточнивши модель, знову складають алгоритм, проводять розрахунки на ЕОМ і аналізують результати, і так до тих пір, поки аналіз результатів не покаже їх прийнятне відповідність знань про досліджуваному об'єкті. Проведення розрахунків на ЕОМ та аналіз результатів називається обчислювальним експериментом. Таким чином, у третій етап рішення задачі за допомогою комп'ютера крім написання програми, входить обчислювальний експеримент.
Переклад завдань на мову математики дозволяє підключити для їх вирішення потужні математичні методи. Так, дуже часто виникає завдання вивчення деякої функції. Один з методів вивчення функції за допомогою ЕОМ - розбиття її області визначення на маленькі проміжки. При цьому припускають, що на кожному з відрізків функція постійна і змінюється «миттєво» наприкінці кожного проміжку. Як правило, при подрібненні відрізків розбиття потрібна інформація про функції може бути отримана з будь-якою точністю. Перевага цього методу - в тому, що замість функції розглядається кінцеве безліч чисел.
Історія розвиток ЕОМ
У розвитку обчислювальної техніки можна виділити передісторію і чотири покоління електронних обчислювальних машин. Попереду створення ЕОМ п'ятого покоління. Розвиток ЕОМ, мабуть, найяскравіше відображає динаміку науково-технічного прогресу другої половини XX ст.
Передісторія розвитку обчислювальної техніки починається з глибокої давнини. Одним з перших засобів рахунки були китайські рахівниці (Суан-пан), римські рахунки (абак) і російські рахунки, які до цих пір намагаються конкурувати з сучасною обчислювальною технікою.
Минуло багато років, перш ніж з'явилася перша лічильна машина, яку в 1642 р. винайшов французький математик Вліз Паскаль. Ця машина була побудована на основі зубчастих коліс і могла підсумовувати десяткові числа. Враження про «здібності» цієї машини висловив сам Паскаль, який сказав, що «арифметична машина робить дію, що наближається до думки більше, ніж все, що роблять тварини».
Першу арифметичну машину, що виконує всі чотири арифметичних дії, створив у 1673 р. німецький математик Лейбніц. Ця арифметична машина послужила прототипом арифмометрів, які почали вироблятися серійно з 1820 р. і використовувалися аж до 60-х років XX ст.
Одночасно з широким розповсюдженням арифмометрів з'явилася ідея створення універсальної програмованої лічильної машини, висунута в 1823 р. англійським математиком Чарльзом Беббiдж. Задуманий ним проект машини містив всі основні пристрої обчислювальних машин: пам'ять, арифметичний пристрій і пристрій управління, пристрій введення та пристрій друку. Проект цієї машини реалізовувався 70 років, але його втілення так і не було - завершено. Однак обчислювальні програми для цієї машини були створені! Їх склала дочка Джона Байрона герцогиня Ада Лавлейс, яка по праву вважається першою жінкою-програмістом. На її честь названа мова програмування Ада.
Через складність і механічного зносу деталей проект Беббідж, випереджав технічні можливості свого часу, так і залишився нереалізованим. І тільки через 100 років, в 40-х роках XX ст., Вдалося створити програмовану лічильну машину на основі електромеханічних реле. Реле - це елемент, що має два робочих стану: «включено» і «виключено». Важливо відзначити, що при проектуванні цих електромеханічних рахункових машин використовувався апарат математичної логіки.
Саме в 40-і роки почався бурхливий прогрес наукових і технічних нововведень в промисловості та обчислювальної техніки. Не встигли почати серійно випускати електромеханічні рахункові машини, як з'явилися перші ЕОМ, в яких логічні елементи були реалізовані на основі радіоламп.
Перша електронна обчислювальна машина «ЕНІАК» була створена в США після другої світової війни, в 1946 р. До групи творців чинної ЕВ М входив один з найвидатніших учених XX ст .- Джон фон Нейман, який і запропонував основні принципи побудови і функціонування універсальних програмованих обчислювальних машин. Саме відповідно до його ідеями сучасні ЕОМ складаються з процесора, арифметичного пристрою, пристроїв введення-виведення і пам'яті для зберігання даних і програм.
Одночасно над проектами електронних обчислювальних машин працювали в Англії, де перша універсальна ЕОМ з'явилася в 1949 р., і в СРСР, де перша електронно-обчислювальна машина, що отримала назву МЕСМ (мала електронно-обчислювальна машина), була розроблена в 1950 р., а перша радянська велика ЕОМ - БДСМ з'явилася в 1952 р.
ЕОМ першого покоління виготовлялися на основі вакуумних електронних ламп. Ці ЕОМ розміщувалися в декількох великих металевих шафах, які займали цілі зали і вимагали складної системи охолодження. Робота на ЕОМ здійснювалася за пультом, де можна було бачити стан кожної комірки пам'яті і будь-якого регістра. Програми для ЕОМ першого покоління складалися в машинних кодах - у вигляді довгих послідовностей двійкових чисел. Займалися цим виключно математики, що виконували на ЕОМ складні розрахунки.
Наступне, друге покоління ЕОМ з'явилося через 10 років--в 60-х роках. У цих ЕОМ логічні елементи реалізовувалися вже не на радіолампах, а на базі напівпровідникових приладів-транзисторів. Це дозволило значно збільшити надійність машин, скоротити їх розміри і споживання електроенергії. Тим самим відкрився шлях для серійного виробництва ЕОМ.
У складі ЕОМ другого покоління з'явилися друкуючі пристрої для висновку, телетайпи для введення і магнітні накопичувачі для зберігання інформації. Діалог людини з ЕОМ став більш природним завдяки появі мов програмування високого рівня, таких, як Фортран, Алгол, Бейсік та ін Почали створюватися перші автоматизовані системи, а базі ЕОМ.
Для появи третього покоління ЕОМ знову знадобилося всього лише близько 10 років. Їх основу становили інтегральні мікросхеми, що містили на одній напівпровідниковій платівці сотні або тисячі транзисторів. Завдяки цьому зменшилися розміри ЕОМ, споживання ними електроенергії та вартість комп'ютерів.
До складу ЕОМ третього покоління були включені зручні пристрої введення-виведення та накопичення, інформації (дисплеї) на основі електронно-променевих трубок, накопичувачі на магнітних стрічках і дисках, графобудівники і т. п. Кількість комп'ютерів до цього часу досягло вже десятків і сотень тисяч . До роботи з цими ЕОМ став підключатися широке коло фахівців: інженери, техніки. Обчислювальні машини з'явилися в університетах та інститутах. Почали створюватися операційні системи, бази даних, мови структурного програмування, перші системи «штучного інтелекту», стали впроваджуватися системи автоматизованого проектування і управління і т. п.
Для появи ЕОМ четвертого покоління знову треба було 10 років. Вони були створені та випущені в масове виробництво на рубежі 80-х років. Елементною базою цих ЕОМ стали великі інтегральні схеми (ВІС), в яких на одному кристалі кремнію розміщуються вже десятки і сотні тисяч логічних елементів. Такі інтегральні схеми дозволяють створювати на одному-єдиному кристалі програмовані блоки управління різними пристроями. Малі габарити і слабкі струми, необхідні для їх роботи, дозволяють встановлювати ці процесори в будь-який технічний виріб: у телевізори, пральні машини, автомобілі і т. д. Тим самим відкривається можливість створення принципово нових, програмно керованих технічних пристроїв.
Найбільш яскравими представниками ЕОМ четвертого покоління служать персональні ЕОМ, габарити яких дозволяють встановлювати їх на будь-якому робочому місці. До складу цих ЕОМ включаються зручні засоби накопичення, введення та надання інформації: накопичувачі на гнучких магнітних дисках, кольорові графічні дисплеї, графічні планшети, компактні друкуючі пристрої.
Масове поширення персональних ЕОМ змінило вимоги до програм. Головними з цих вимог стали: простота. правил роботи, естетичність, надійність програм, універсальність їх функцій, простота навчання роботі на ЕОМ. Десятки мільйонів персональних ЕОМ, встановлюваних у службах сервісу та управління, на виробництві і в освіті, вимагають оволодіння комп'ютерною грамотністю від усього дорослого населення, а також підготовки фахівців зі створення, розвитку та застосування ЕОМ.
Наступне, п'яте покоління ЕОМ повинно прийти на зміну ЕОМ четвертого покоління ще до кінця цього століття. Елементною базою цих ЕОМ Булут служити надвеликі інтегральні схеми (НВІС), які будуть відрізнятися колосальної щільністю розміщення логічних елементів на кристалі. Робота цих схем буде заснована на принципах логічного висновку, подібних принципам роботи програм мовою Пролог. Головним же буде суттєве збільшення електронної пам'яті в цих схемах, яка послужить базою для їх «інтелекту». Передбачається, що широко пошириться введення інформації в ЕОМ з голосу, спілкування з машиною природною мовою, машинне зір, машинне дотик, створення «інтелектуальних» роботів і робототехнічних пристроїв.
Однією з головних проблем розвитку ЕОМ (як четвертого, так і перспективного п'ятого покоління) є проблема розробки програмного забезпечення. Масове використання ЕОМ по-новому ставить питання про розробку та експлуатації програмних засобів. При сформованому нині кустарному виробництві програм і майбутній насиченні комп'ютерами суспільного виробництва і життя суспільства ледве чи не все населення Землі має стати програмістами, для того, щоб забезпечити себе необхідними програмами.
Виходом з цього положення буде створення потужної індустрії інформатики, яка візьме на себе не тільки створення засобів розробки програм, але й розробку пакетів прикладних програм. Ці розробки повинні забезпечувати високу якість і вестися приблизно так само, як і випуск промислової продукції.
Досягнення комп'ютерної техніки
1. Універсальні настільні ПК
Що таке настільний комп'ютер, пояснювати нікому не треба - це улюблене молоддю пристрій, щоб красиво набирати тексти рефератів, а також будь-які інші тексти, бланки і договори; вести бухгалтерський облік; управляти фінансами організації та працювати з клієнтською базою даних, а також робити різні розрахунки , малювати, слухати музику і дивитися cyпep DVD-фільми, обмінюватися посланнями по електронній пошті або прогулюватися по всесвітній мережі Інтернет.
Звичайний настільний персональний комп'ютер, або, як його називають на американсько - комп'ютерному сленгу, десктоп, складається з системного блоку, монітора, клавіатури і миші.
Найважливіша частина комп'ютера - системний блок, що містить процесор і оперативну пам'ять (memory), - серце і мозок ПК, жорсткий диск, або вінчестер (HDD - hard disk drive), дисковод (FDD - floppy disk drive), CD-ROM і кілька так званих портів (COM, LTP, USB - port) - плат, забезпечених роз'ємами для приєднання до комп'ютера додаткових пристроїв: для друку - принтера, для зв'язку з іншими комп'ютерами - модему, для введення зображень у комп'ютер - сканера і деяких інших пристроїв.
Обмовимося, що в цілому ми будемо говорити про IBM-сумісних комп'ютерах, які у світовому масштабі використовують більшість людей в практичній діяльності. Їх виробляють не лише в США, але і в Європі, Азії фірми-виробники ПК, що прийняли стандарт фірми IBM. Саме для цих комп'ютерів використовується операційна система Windows знаменитої фірми Microsoft.
Проте існує й інший стандарт «Еппл» (Apple) - яблуко, на базі якого випускаються комп'ютери серії «Макінтош» (Macintosh). Для комп'ютерів цієї групи існує своє «яблучне» програмне забезпечення, зокрема власна операційна система Mac OS X.
У чому принципова різниця між IBM і Apple? Перша з них вибрала тактику відкритої архітектури (з продажем патентів). Будь-яка фірма, придбавши патент, може налагодити виробництво комп'ютерів за технологією IBM. Саме це і забезпечило широке поширення комп'ютерів IBM.
Фірма Apple не продає свої патенти, тому комп'ютери цієї фірми дорожче і менш поширені, хоча найбільш відомі комп'ютери серії Macintosh набагато зручніше, могутніше і надійніше, ніж їх аналоги IBM.
Наш навчальний посібник присвячений більшою мірою IBM PC, тобто скрізь, де зустрінеться слово «комп'ютер», ми будемо мати на увазі IBM-сумісний ПК, що працює з операційною системою Windows.
У практичній діяльності важливим моментом роботи з комп'ютером є збереження інформації. Для цього крім традиційних дискет і CD-дисків застосовують не так давно з'явилися записувані диски CD-R і CD-RW. Такі пристрої зберігають набагато більше інформації, ніж дискети. Одного разу записаний диск CD-R перезаписати вже не можна. Зняти це обмеження покликані диски та накопичувачі стандарту CD-RW (перезаписувані диски) - пристрій не дуже дешеве, але корисне. Ці пристрої для тих, хто збирається працювати з великими обсягами даних, такими, як графіка і музика.
Якщо ж зберігається інформація обчислюється в гігабайтах (тривимірна графіка, відео), то 700 Мбайт CD-диска буде недостатньо. Нещодавно з'явився новий стандарт DVD, що дозволяє записати повнометражний фільм. Такі пристрої вміщають від 3 до 18 Гбайт (з двостороннім записом). Існують пишучі DVD-дисководи (DVD-R) і перезаписуючий - DVD-RW. Поки ці пристрої досить дорогі, але загальна тенденція зниження цін на комп'ютерні новинки дозволяє сподіватися, що скоро вони стануть по кишені і звичайному користувачеві.
Особливістю комп'ютерів останніх моделей є наявність особливих інфрачервоних портів (IR - infra red), що дозволяють підключати різні пристрої без проводів. Такий порт спілкується з пристроєм, як телевізор зі своїм пультом дистанційного керування. Порт на основі радіопередавача - інший різновид такого дистанційного підключення.
Наявність ІЧ - порту призвело до появи бездротових пристроїв: клавіатур, мишей. Поширені два типи таких пристроїв: «інфрачервоний» і «радіопристрій». Недоліком першого можна вважати необхідність постійно бачити ІЧ - порт. Якщо випадково закрити порт підручником, то інфрачервона мишка «вмирає» - перестає ворушитися. Цього недоліку позбавлена радіо миша, що спілкується з комп'ютером за допомогою маленького радіопередавача.
2. Блокнотние комп'ютери
Всі, кому потрібен розумний і мобільний помічник на кожен день на роботі і вдома, безсумнівно, виберуть блокнотний (планшетний) ПК (notebook). Ноутбук - це повноцінний переносний комп'ютер невеликих габаритних розмірів і малої маси (рис. 1.2).
Дисплеї з активною матрицею були до недавнього часу досить дорогими - в середньому на тисячу доларів дорожче, ніж моделі з подвійним скануванням.
Ноутбуки останніх моделей оснащуються SVGA-або XGA-моніторами на тонкоплівкових транзисторах (TFT). Згідно зі специфікацією корпорації Intel-Mobile Powеr Guidelines -99 стандартом стає 13,3-дюймовий екран з глибиною кольору 24 біт і роздільною здатністю 1024 Х 768 пікселів.
Останні моделі ноутбуків укомплектовані процесорами Intel Pentium, Celeron, Athlon-Palomino; розмір оперативної пам'яті коливається в інтервалі 32 ... 512 Мбайт; жорсткий диск має ємність від 4 Гбайт; встановлені накопичувачі флоппі: CD-ROM, CD-RW, DVD; зразкові габаритні розміри 300x250x40 мм; маса 2,5 ... 4 кг; розмір екрану - 15дюймов.
У залежності від мультимедійних можливостей можна виділити мультимедійні і офісні ноутбуки. У блокнотних комп'ютерах можлива установка таких же операційних систем, як і в настільних ПК, - Windows-98, -2000,-Me,-XP.
Більшість ноутбуків використовують іонно-літієві (Li-Ion) або нікель - метал - гидридні (NiMH) батареї. Час безперервної роботи батарей у цих комп'ютерів зазвичай два-три години, але постійне використання CD-ROM значно скорочує цей термін.
Ніщо так сильно не впливає на враження від ноутбука, як тип його покажчика. Це може бути вказівний важіль («указка» або «ластик»), розташований між клавішами G і Н. Інші комп'ютери забезпечені сенсорною панеллю. Маніпуляторів типу «ластик» стає все більше, так як його розробник фірма IBM зараз більш вільно продає ліцензію на цю технологію. Трекболи (мишка, перевернута кулькою під палець) - це вже динозаври серед подібних пристроїв.
Багато хто вважає, що «ластик» набагато простіше у використанні, ніж сенсорна панель, особливо для динамічних ігор. А ті, хто не повністю задоволений і «гумкою», зазвичай носять із собою стандартну мишу і користуються нею, коли можуть знайти достатньо вільного місця. Те ж саме відбувається і з повнорозмірною клавіатурою: по можливості багато хто використовує її замість вбудованої. Популярні такі моделі ноутбуків: Hewlett-Packard (модель Omnibook), IBM-TransNote (модель ThinkPad), K-Systems (модель SkyBook) і ін
3. Кишенькові ПК
Спроба стиснути настільний комп'ютер до розмірів плитки шоколаду дала народження новому класу комп'ютерів - кишенькових персональних комп'ютерів (КПК)
КПК має розміри електронної записної книжки і масу близько 300г, операційну систему, яка підходить для роботи повноцінного програмного забезпечення - текстового редактора, табличного процесора, ігор, баз даних, ділової графіки. Комп'ютери забезпечені монохромним чи кольоровим рідкокристалічним екраном.
Є можливість підключення різноманітних зовнішніх пристроїв, як традиційних (модем, принтер), так і спеціальних (сканер штрих-коду, стільниковий телефон).
Через стандартний роз'єм або інфрачервоний порт можна підключити КПК до настільного комп'ютера для обміну даними в обох напрямках. Дані з кишенькового комп'ютера можна перенести на настільний персональний комп'ютер у звичних форматах (Excel і Word).
Кишеньковий комп'ютер здатний працювати від внутрішніх джерел живлення від 20 до 60 год, його в будь-який момент можна витягти з кишені, привести в готовність натисканням клавіші і зробити запис, відправити факс, прийняти E-mail.
Основними виробниками КПК є такі відомі фірми, як HP, Sony, Philips, Casio, LG, Compaq.
У постачання програмного забезпечення до КПК входять програми:
• синхронізації, що забезпечують перенесення даних з настільного ПК на кишеньковий і назад через USB-порт, послідовний або ІЧ - порт, а також через карти розширення пам'яті;
• офісні, конвертують документи MS Word, Excel рідше, у формат, придатний для перегляду на КПК;
• поштові, що дозволяють переглядати пошту, отриману безпосередньо на кишеньковий комп'ютер або перенесену з настільного (зазвичай сумісні з MS Outlook);
• особисті для обміну зі стаціонарним персональним комп'ютером завданнями, списком контактів і розкладом.
Основних операційних систем (ОС) для кишенькових комп'ютерів три - Palm OS, Microsoft Windows - CE і EPOC. Вони мають набагато більше відмінностей у вимогах до системних ресурсів, ніж Windows, Linux і Mac OS, так що не можна прямо порівнювати обсяг пам'яті різних ручних комп'ютерів: іноді 8 Мбайт однієї ОС дозволяють запустити більше програм, ніж 16 Мбайт інший. Процесори КПК мають різну архітектуру, тому тактова частота не повністю відображає співвідношення їх продуктивності.
З тієї ж причини (відмінність архітектур) неможливо прирівняти продуктивність КПК і настільних систем, однак застосування голосового введення в кишенькових комп'ютерах говорить про те, що їхні центральні процесори досягли продуктивності як мінімум процесора Pentium.
ОС Palm OS. Найпоширеніші кишенькові комп'ютери на сьогоднішній день сімейства Palm. Компанія Palm сама робить операційну систему Palm OS жорстко прив'язаною до процесора. Такий підхід дозволяє оптимізувати операційну систему та скоротити вимоги до системних ресурсів.
Palm OS вважається більш стійкою операційною системою, ніж Windows РЄ, завдяки споконвічній націленості на вирішення вузького кола завдань з організації дня (календар, замітки, будильник) і більш ретельної налагодження коду. Ліцензії на використання своєї ОС Palm продає стороннім компаніям, таким як Sony і TRG.
Творці кишенькових комп'ютерів цих фірм одні з перших відмовилися від клавіатури, замінивши її на пір'яний введення. Навчитися швидко писати спеціальним пером на екрані не так просто, але при належній вправності це позбавляє роботу з кишеньковим комп'ютером від головного недоліку - тикання в крихітні кнопочки.
Відсутність клавіатури може злякати людини, ніколи не вводив інформацію клинописом. Введення даних на КПК без клавіатури здійснюється за допомогою стило (пера), яке зазвичай має форму циліндра з гумовим наконечником. На сенсорному екрані вводяться знаки Graffiti - стилізовані, сильно спрощені букви.
Для порівняння зазначимо, що у КПК під управлінням Windows РЄ можливе введення пером символів, набагато більше схожих за формою на звичні нам друковані літери, проте в результаті швидкість введення нижче і частіше виникають помилки в розпізнаванні.
У секторі недорогих КПК Palm займають одне з перших місць.
ОС Microsoft Windows CE. Компанія Microsoft не стала створювати власні пристрої, як Palm, але запропонувала стороннім виробникам КПК ліцензувати у неї ОС, спеціально розроблену з урахуванням особливостей архітектури та вимог КПК. Тим не менш, операційна система вийшла не такою «скромною», як Palm OS або EPOC 32, тому кишенькові комп'ютери під її управлінням відрізняється потужними процесорами і великими обсягами внутрішньої пам'яті, а також чималими габаритними розмірами і масою.
Microsoft підтримує два різновиди ОС: для машин з клавіатурним і з рукописним введенням. У перших дозвіл екрану 640 Х 240 пікселів, у других - 240 Х 320.
Як гідності КПК під управлінням Windows РЄ можна назвати знайомий інтерфейс, проте у версіях ОС для беськлавіатурних комп'ютерів це вірно лише частково.
Windows РЄ володіє великими мультимедійними можливостями. Крім продуктивного процесора цьому сприяє можливість роботи в багатозадачному режимі: можна одночасно редагувати текст і слухати музику.
ОС EPOC. Раніше під управлінням EPOC компанія Psion випускала кишенькові комп'ютери. Тепер вона перейшла на спеціалізовані офісні рішення, а операційна система стала називатися Symbian. Кишенькові комп'ютери Psion 5mx і більш старші моделі Revo і Revo Plus відрізняються націленістю на офісні додатки.
Операційна система Symbian набуває поширення в КПК, стільникових телефонах і їх гібридах - комунікаторах.
За даними незалежної європейської аналітичної компанії Canalys фірма Palm утримує своє лідерство з продажу КПК (34%), незважаючи на жорстоку конкуренцію з боку Compaq (14%). Активно нарощують свою частку ринку фірми Nokia і Hewlett-Packard (по 9%).
Що стосується операційних систем для КПК, то Palm OS тримає в Західній Європі 43% ринку, Windows РЄ - 28%, a Symbian - 14%. Зараз КПК все більше стають не просто «розумними» електронними записниками, але і пристроями для зв'язку із зовнішнім світом, в першу чергу через Інтернет.
Модифікації КПК з модемом дозволяють підключитися до Інтернету з будь-якого місця, де є телефон. Виходити в Інтернет з КПК через стільниковий телефон можна майже на будь-яких моделях всіх виробників, і звичайно для цього використовується ІЧ - порт.
У 2000р., Наприклад, було продано 10 млн. кишенькових комп'ютерів, причому половина припадає на Америку. Хоча в Росії їх поширення йде не такими масштабами, вони вже досить популярні.
4. Комп'ютери-телефони
2001р. ознаменований появою пристрою, що суміщає в собі функції телефону і КПК. Першим комбінованим пристроєм був PdQ Smartphone компанії Qualcomm (нині Куосега), але це був занадто громіздкий і дорогий апарат. Новий Smartphone компанії Куосега виглядає як масивний стільниковий телефон, вивернутий навиворіт. Цей телефон цілком повноцінне Palm-пристрій, що працює на ОС сімейства Palm OS, з пером і стикувальним модулем HotSync.
Smartphone відкрив нову еру пристроїв, покликаних звільнити користувачів від необхідності носити із собою відразу два апарати: стільниковий телефон і КПК. Деякі з них будуть зроблені за схемою «два в одному», інші перетворяться зі звичайних КПК у комбіновані пристрої за допомогою додаткового модуля.
Ці пристрої досить зручні. Можна дзвонити за телефонами, занесеним в записну книжку, а також використовувати всі можливості кишенькових комп'ютерів. Якщо дозволяє тарифний план, то можна працювати з Інтернетом. Телефон підтримує протокол CDMA.
Власники кишенькових комп'ютерів Palm можуть скористатися додатковими модулями, щоб отримати функції телефону.
Компанія Microsoft продемонструвала прототипи мобільних телефонів (кодова назва Stinger) під керуванням одного з варіантів ОС Windows РЄ. Вони не будуть оснащуватися настільки ж могутніми процесорами, як кишенькові комп'ютери під управлінням Windows РЄ, але екран будуть мати досить великий. Компанія Samsung готує апарати для двох протоколів - CDMAhGSM.
CDMA-апарати Neo Point-2000 і Neo Point - 2600 представляють собою телефони з функціями КПК. Вони мають досить просторий 11-рядковий екран і, незважаючи на свою мініатюрність, забезпечують роботу з електронною поштою.
У середині 2001р. з'явилися перші екземпляри Nokia-9210, що поєднує в собі функції КПК і стільникового телефону. Пристрій функціонує під управлінням операційної системи Symbian. Відкривши апарат, можна виявити джойстик і клавіатуру з 60 клавішами. Незважаючи на маленькі розміри, клавіатура досить зручна. Повного заряду літій - іонного акумулятора вистачає на 10 год роботи з КПК або такий же час розмови.