praca magisterska

BABBAGE
CHARLES
(1792–1871), bryt. matematyk i wynalazca; 1828–39 prof. uniw. w Cambridge; czł. Tow. Król.
w Londynie i Petersburskiej Akad. Nauk; autor projektów maszyn liczących: 1822 — maszyny
do liczenia metodą różnic skończonych („różnicowej”), częściowo skonstruowanej; 1833 —
„maszyny analitycznej”, będącej właściwie prototypem współcz. komputerów.
R. LIGONNIÈRE Prehistoria i historia komputerów, Wrocław 1992.
KOMPUTER [ang.], elektroniczna maszyna cyfrowa, urządzenie elektron. służące do
automatycznego przetwarzania informacji (danych) przedstawionych cyfrowo (tzn. za pomocą
odpowiednio zakodowanych liczb). Istotną cechą odróżniającą komputer od innych urządzeń jest
jego „programowalność”, tzn. wykonywanie konkretnych zadań (np. obliczeń) jest związane
z wykonywaniem zapisanych w
. Pojęcie komputer obejmuje
obecnie zarówno komputery zaprogramowane na stałe, używane jako automaty sterujące, np.
w urządzeniach gospodarstwa domowego, jak i komputery uniwersalne, dające się dowolnie
zaprogramować. Tradycyjnie przyjął się podział komputerów na: superkomputery, duże
komputery (ang. mainframe), minikomputery i mikrokomputery; podział ten opiera się
przede wszystkim na odmiennych sposobach konstruowania komputerów i biorących się stąd
różnicach w ich wydajności (mocy obliczeniowej) i sposobie użytkowania: superkomputery są
stosowane do szybkich obliczeń nauk., produkcji grafiki film. itp. (np. CRAY), duże komputery
są gł. przeznaczone do zastosowań bankowych, finansowych i adm. na szczeblu dużego
przedsiębiorstwa (np. IBM 9000/ES), minikomputery obsługują małe instytucje lub grupy
użytkowników (np. VAX), mikrokomputery są zwykle przeznaczone do obsługi pojedynczego
użytkownika (np. IBM PS/2, MacIntosh).
Budowa. Główne części sk
postaci układu
(zewnętrzne). Zadaniem procesora, zw. też czasem jednostką centr., jest wykonywanie rozkazów
i sterowanie pracą pozostałych bloków funkcjonalnych komputera; na procesor składają się gł.:
układ sterowania, jednostka arytm.-log., zw. arytmometrem, oraz zespół rejestrów: rejestr
rozkazów, licznik rozkazów, akumulatory i in.; procesor wykonuje kolejne cykle rozkazowe
pobierając rozkazy i dane bezpośrednio z pamięci operacyjnej, składającej się
z
peryferyjne, dołączone do komputera najczęściej za pośrednictwem układów wejścia–wyjścia,
służą do komunikacji komputera ze światem zewn. (z użytkownikiem), np. klawiatura, monitor
ekranowy, drukarka, mysz, joystick, pióro świetlne, skaner, ploter; do urządzeń peryferyjnych
zalicza się też pamięci zewn., np. dyski magnet. i optyczne. Urządzenia peryferyjne w obecnie
używanych komputerach pracują z reguły jako autonomiczne jednostki współbieżnie
z procesorem.
Zasada działania. Informacja w komputerze jest przedstawiona w postaci ciągu elementów ze
itami i oznaczane symbolami 0 i 1;
fizycznie są reprezentowane przez 2 różne stany elektr. lub magnet. układów komputera. Ciągi
bitów o
w komórkach pamięci bądź rejestrach komputera; ciąg taki jest zw. słowem maszynowym, a jego
interpretację w danej chwili określa rodzaj wykonywanego na nim działania, np. gdy jest to
działanie arytmetyczne, słowo jest traktowane jako zapis liczby (w określony dla danego
yka komputera); gdy jest to działanie log. — słowo jest zapisem
wartości log. itd. Każdy komputer ma ustalony zestaw działań, zw. listą rozkazów, z których są
budowane programy. Rozkaz ma postać słowa maszynowego, składającego się z części
operacyjnej (będącej zakodowanym działaniem) i części adresowej (informacja, na której to
działanie ma być wykonane, lub jej adres, tzn. numer komórki pamięci zawierającej tę
informację). W chwili gdy słowo znajduje się w rejestrze rozkazów, jest interpretowane jako
rozkaz. Na wykonanie rozkazu składa się wiele operacji wykonywanych przez różne podzespoły
komputera Operacje te tworzą tzw. cykl rozkazu — jedną z nich jest wskazanie słowa, które
w następnym cyklu będzie wprowadzone do rejestru rozkazów jako następny wykonywany
rozkaz. Przejście do następnego cyklu następuje zaraz po zakończeniu aktualnie realizowanego
— w ten sposób przebiega samoczynne wykonanie sekwencji rozkazów, wymagające tylko
zapoczątkowania (wprowadzenia do rejestru rozkazów pierwszego rozkazu). Program w języku
wewnętrznym komputera to zatem zbiór słów, z którego wybiera on i wykonuje sekwencję
rozkazów w
Opisana powyżej zasada wewn. sterowania pochodzi od J. von Neumanna (1950).
Oprogramowanie stanowi zespół programów wykonywanych przez komputer; określane często
terminem ang. software, w połączeniu ze sprzętem komputerowym (elektron. i mech. części
komputera), zw. dla przeciwieństwa hardware, tworzy system komputerowy. Do
oprogramowania podstawowego zalicza się programy niezbędne do efektywnej eksploatacji
operacyjnymi. Programy uruchamiane na danym komputerze pod danym systemem operacyjnym
na
kompilatory, tłumaczące algorytmy zapisane w
wykonywane przez komputer (ciągi bitów); są to programy używane gł. przez programistów. Do
także różne rodzaje gier komputerowych. Do bardziej
także
wspomagające inżynierów i
najróżniejsze rodzaje działalności ludzkiej stale rośnie, przy czym ich cena (zwł.
oprogramowania tworzonego na specjalne zamówienie użytkownika) często znacznie przewyższa
cenę samego sprzętu komputerowego.
Rys historyczny. Do XVII w. jedynymi przyrządami ułatwiającymi liczenie były różnego
rodzaju liczydła. Znaczny postęp nastąpił po odkryciu logarytmów (pałeczki Nepera, suwak
logarytmiczny). W tym okresie powstały też pierwsze maszyny liczące (W. Schickard, B. Pascal,
S. Morland, G.W. Leibniz), wykonujące mechanicznie operacje dodawania i odejmowania,
a niektóre także mnożenia i dzielenia. Prawdziwych początków informatyki można się jednak
doszukiwać dopiero w XIX w., gdy Ch. Babbage stworzył koncepcję automatycznej
i uniwersalnej maszyny liczącej (projekt maszyny „analitycznej”, po częściowo skonstruowanej
maszynie „różnicowej”), odpowiadającej w swej strukturze współczesnemu komputerowi:
z pamięcią (magazynem) i jednostką liczącą (młynem), sterowaną programem zapisanym na
kartach dziurkowanych; ok. 1800 takie karty zostały użyte przez J.M. Jacquarda do sterowania
krosnem tkackim, a ok. 1890 przez H. Holleritha do automatyzacji prac przy spisie powszechnym
w Stanach Zjednoczonych. Idee Babbage'a zostały zrealizowane dopiero przez matematyka amer.
H. Aikena, który 1944 zbudował z przekaźników elektromech. maszynę liczącą, znaną pod
nazwą ASCC (ang. Automatic Sequence Controlled Calculator) lub MARK I i którą można
uznać za pierwszy komputer. Era współczesnych komputerów rozpoczęła się w momencie
zastosowania w nich elementów elektron. umożliwiających znaczne przyspieszenie
wykonywanych działań; pierwszą całkowicie elektron. (zawierała 18 tys. lamp elektronowych)
maszyną cyfrową był ENIAC (ang. Electronic Numerical Integrator And Calculator), zbud. 1946
przez amer. uczonych J. Mauchly'ego i J.P. Eckerta; ENIAC był ponad 1000 razy szybszy od
MARKA I. W dalszym rozwoju komputerów rozróżnia się kilka etapów, zw. generacjami
komputera: I. 1946–59, kiedy podstawowymi elementami komputera były lampy elektronowe, II.
1959–65 — tranzystory, III. 1965–75 — układy scalone, IV. od 1975 — układy scalone wielkiej
skali integracji (VLSI). Pierwszym uruchomionym w Polsce komputer był XYZ, wykonany
techniką lampową, pod kierunkiem L. Łukaszewicza (1958).
R. LIGOMNIÉRE Prehistoria i historia komputerów, Wrocław 1992.
GATES BILL (WILLIAM) HENRY III (ur. 1955), amer. przemysłowiec, programista
komputerowy; założyciel i prezes Microsoft Corporation; współtwórca systemu operacyjnego
MS-DOS; autor książki o Internecie i nowych możliwościach przekazu informacji Droga ku
przyszłości (1996, wyd. pol. 1998).
KOMPUTEROWA SIEĆ, zespół oddalonych od siebie komputerów i urządzeń peryferyjnych,
połączonych liniami transmisji danych; w przypadku sieci specjalizowanych — również
urządzeń o specjalnych funkcjach (np. uliczne automaty wydające gotówkę w sieci bankowej,
punkty ogniowe w sieciach militarnych i in.). Zależnie od wielkości, rodzaju i stopnia złożoności
sieci komputerowej, liniami transmisji danych mogą być zwykłe kable lub linie
telekomunikacyjne. Sieć komputerowa może ograniczać się do jednego lub kilku budynków
(sieci LAN — ang. Local Area Networks), do miasta, ale może też pokrywać wielkie obszary —
kraje, a nawet kontynenty. Ważniejsze cele tworzenia sieci komputerowych 1) umożliwienie
użytkownikom korzystania z odległych zasobów informacyjnych i urządzeń; 2) zwiększenie
niezawodności działań, dzięki możliwości użycia kilku komputerów do wykonywania tego
samego programu; 3) bardziej równomierne wykorzystanie mocy obliczeniowej sprzętu
informatycznego (gdy dany komputer jest przeciążony zadaniami, można wykorzystać inny,
w danej chwili nieobciążony); 4) usprawnienie zbierania, przetwarzania, rozprowadzania
i wykorzystania na rozległych obszarach informacji o specjalnym przeznaczeniu, np. militarnym,
informacji z różnych dziedzin, np. nauki; 7) usprawnienie pracy biur podróży, rezerwacji lotn.,
operacji bankowych, handlu, bibliotekarstwa, systemu ubezpieczeń i in.
Sieci mniejsze bywają często podłączane do większych. Taki zhierarchizowany system
teleinformatyczny znacznie zwiększa dostępność informacji, zwł. że rozpowszechniło się
w prywatnych mieszkaniach. Szczególnie istotnym elementem przy tworzeniu sieci
komputerowych jest ochrona informacji — ułatwiony dostęp do baz danych wiąże się bowiem
z niebezpieczeństwem użycia (lub zmiany) pewnych informacji (dotyczących obronności, kont
bankowych, sytuacji ekon. przedsiębiorstw i in.) przez osoby nieuprawnione („włamywaczy”
komputerowych — ang. hacker).
Pierwszą siecią komputerową, uruchomioną jeszcze w latach 50., była amer. sieć SAGE (ang.
Semi Automatic Ground Environment), służąca do sterowania obroną kontynentu Ameryki
Północnej. Obecnie w krajach rozwiniętych istnieje wiele sieci komputerowych, zarówno
o charakterze ogólnodostępnym (sieci publ., abonenckie), jak i o charakterze zamkniętym (sieci
wykorzystywane przez konkretne instytucje).