Персонализированная информация в компьютерах может быть разделена на две категории
Обновлено: 02.07.2024
Джейк Франкенфилд — опытный писатель, освещающий широкий круг тем, связанных с бизнес-новостями. Его работы публиковались, в частности, в Investopedia и The New York Times. Он проделал обширную работу и исследования в области Facebook и сбора данных, Apple и пользовательского опыта, блокчейна и финансовых технологий, а также криптовалюты и будущего денег.
Гордон Скотт более 20 лет является активным инвестором и техническим аналитиком по ценным бумагам, фьючерсам, форекс и грошовым акциям. Он является членом Совета по финансовому обзору Investopedia и соавтором книги «Инвестиции для победы». Гордон является сертифицированным специалистом по рынку (CMT). Он также является членом ассоциации CMT.
Что такое искусственный интеллект (ИИ)?
Под искусственным интеллектом (ИИ) понимается имитация человеческого интеллекта в машинах, запрограммированных на то, чтобы думать как люди и имитировать их действия. Этот термин также может применяться к любой машине, которая демонстрирует черты, связанные с человеческим разумом, такие как обучение и решение проблем.
Идеальной характеристикой искусственного интеллекта является его способность рационализировать и предпринимать действия, которые имеют наилучшие шансы на достижение конкретной цели. Подмножеством искусственного интеллекта является машинное обучение, которое относится к концепции, согласно которой компьютерные программы могут автоматически обучаться и адаптироваться к новым данным без помощи человека. Методы глубокого обучения обеспечивают автоматическое обучение за счет поглощения огромных объемов неструктурированных данных, таких как текст, изображения или видео.
Ключевые выводы
- Под искусственным интеллектом понимается имитация человеческого интеллекта в машинах.
- Цели искусственного интеллекта включают обучение, рассуждение и восприятие.
- ИИ используется в различных отраслях, включая финансы и здравоохранение.
- Слабый ИИ, как правило, прост и ориентирован на выполнение одной задачи, в то время как сильный ИИ выполняет более сложные и похожие на человека задачи.
Понимание искусственного интеллекта (ИИ)
Когда большинство людей слышат термин "искусственный интеллект", первое, о чем они обычно думают, это роботы. Это потому, что в высокобюджетных фильмах и романах рассказывается о человекоподобных машинах, которые сеют хаос на Земле. Но ничто не может быть дальше от истины.
Искусственный интеллект основан на том принципе, что человеческий интеллект может быть определен таким образом, чтобы машина могла легко имитировать его и выполнять задачи, от самых простых до еще более сложных. Цели искусственного интеллекта включают имитацию когнитивной деятельности человека. Исследователи и разработчики в этой области делают удивительно быстрые успехи в имитации таких действий, как обучение, рассуждение и восприятие, до такой степени, что их можно конкретно определить. Некоторые считают, что вскоре новаторы смогут разработать системы, которые превзойдут возможности людей в изучении или осмыслении любого предмета. Но другие остаются скептичными, потому что вся когнитивная деятельность пронизана оценочными суждениями, которые зависят от человеческого опыта.
По мере развития технологий предыдущие контрольные показатели, которые определяли искусственный интеллект, устаревают. Например, машины, которые вычисляют базовые функции или распознают текст с помощью оптического распознавания символов, больше не считаются воплощением искусственного интеллекта, поскольку теперь эта функция воспринимается как неотъемлемая функция компьютера.
Искусственный интеллект постоянно развивается, чтобы приносить пользу многим отраслям. Машины подключаются с использованием междисциплинарного подхода, основанного на математике, информатике, лингвистике, психологии и т. д.
Алгоритмы часто играют очень важную роль в структуре искусственного интеллекта, где простые алгоритмы используются в простых приложениях, а более сложные помогают создать сильный искусственный интеллект.
Применение искусственного интеллекта
Сферы применения искусственного интеллекта безграничны. Технология может применяться во многих различных секторах и отраслях. ИИ тестируется и используется в сфере здравоохранения для дозирования лекарств и различного лечения пациентов, а также для хирургических процедур в операционной.
Другие примеры машин с искусственным интеллектом — компьютеры, играющие в шахматы, и беспилотные автомобили. Каждая из этих машин должна взвешивать последствия любого действия, которое они предпринимают, поскольку каждое действие влияет на конечный результат. В шахматах конечным результатом является победа. Для беспилотных автомобилей компьютерная система должна учитывать все внешние данные и вычислять их, чтобы действовать таким образом, чтобы предотвратить столкновение.
Искусственный интеллект также находит применение в финансовой сфере, где он используется для обнаружения и пометки действий в банковской сфере и финансах, таких как необычное использование дебетовых карт и крупные депозиты на счетах, — все это помогает отделу мошенничества банка.Приложения для искусственного интеллекта также используются для оптимизации и упрощения торговли. Это делается путем упрощения оценки предложения, спроса и цен на ценные бумаги.
Категории искусственного интеллекта
Искусственный интеллект можно разделить на две категории: слабый и сильный. Слабый искусственный интеллект представляет собой систему, предназначенную для выполнения одной конкретной работы. Слабые системы ИИ включают в себя видеоигры, такие как пример с шахматами выше, и личных помощников, таких как Alexa от Amazon и Siri от Apple. Вы задаете помощнику вопрос, он отвечает на него за вас.
Сильные системы искусственного интеллекта — это системы, которые выполняют задачи, которые считаются человеческими. Это, как правило, более сложные и запутанные системы. Они запрограммированы на то, чтобы справляться с ситуациями, в которых от них может потребоваться решение проблемы без вмешательства человека. Такие системы можно найти в таких приложениях, как беспилотные автомобили или в операционных больницах.
Особые соображения
С момента своего появления искусственный интеллект подвергался пристальному вниманию как ученых, так и общественности. Одной из распространенных тем является идея о том, что машины станут настолько развитыми, что люди не смогут за ними угнаться, и они будут развиваться сами по себе, переделывая себя с экспоненциальной скоростью.
Другая причина заключается в том, что машины могут взламывать частную жизнь людей и даже использоваться в качестве оружия. Другие аргументы касаются этики искусственного интеллекта и того, должны ли интеллектуальные системы, такие как роботы, пользоваться теми же правами, что и люди.
Автономные автомобили вызывают споры, поскольку их машины, как правило, спроектированы с учетом минимально возможного риска и наименьших потерь. Если представить сценарий столкновения с тем или иным человеком одновременно, эти автомобили вычислят вариант, который нанесет наименьший ущерб.
Другой спорный вопрос, связанный с искусственным интеллектом, который возникает у многих людей, заключается в том, как он может повлиять на занятость людей. Поскольку многие отрасли стремятся автоматизировать определенные рабочие места с помощью интеллектуального оборудования, есть опасения, что люди будут вытеснены с рынка труда. Беспилотные автомобили могут устранить необходимость в такси и программах совместного использования автомобилей, а производители могут легко заменить человеческий труд машинами, что сделает человеческие навыки более устаревшими.
Я, компьютер: определение
Поэтому компьютеры могут выполнять сложные и повторяющиеся процедуры быстро, точно и надежно. Современные компьютеры электронные и цифровые. Фактическое оборудование (провода, транзисторы и схемы) называется аппаратным обеспечением; инструкции и данные называются программным обеспечением. Для всех компьютеров общего назначения требуются следующие аппаратные компоненты:
В дополнение к этим компонентам многие другие компоненты обеспечивают эффективную совместную работу основных компонентов. Например, каждому компьютеру требуется шина, по которой данные передаются из одной части компьютера в другую.
II, Размеры и мощность компьютеров
Компьютеры обычно можно классифицировать по размеру и мощности следующим образом, хотя существует значительное совпадение:
Суперкомпьютер и мейнфрейм
Суперкомпьютер – это широкое название одного из самых быстрых компьютеров, доступных в настоящее время. Суперкомпьютеры очень дороги и используются для специализированных приложений, требующих огромного количества математических вычислений (обработка чисел). Например, для прогнозирования погоды требуется суперкомпьютер. Другое использование суперкомпьютеров для научного моделирования, (анимационной) графики, гидродинамических расчетов, исследований в области ядерной энергии, электронного проектирования и анализа геологических данных (например, при нефтехимической разведке). Возможно, самым известным производителем суперкомпьютеров является Cray Research.
Мейнфрейм – это термин, первоначально обозначавший шкаф, содержащий центральный процессор или "основной корпус" заполняющей комнату машины пакетной обработки каменного века. После появления в начале 1970-х меньших по размеру «мини-компьютеров» традиционные большие железные машины стали называть «мэйнфрейм-компьютерами», а затем и просто мейнфреймами. В настоящее время мейнфрейм — это очень большой и дорогой компьютер, способный одновременно поддерживать сотни или даже тысячи пользователей. Основное различие между суперкомпьютером и мейнфреймом заключается в том, что суперкомпьютер направляет всю свою мощность на выполнение нескольких программ как можно быстрее, тогда как мэйнфрейм использует свою мощность для одновременного выполнения многих программ. В некотором смысле мейнфреймы более мощные, чем суперкомпьютеры, потому что они поддерживают больше одновременных программ. Но суперкомпьютеры могут выполнять одну программу быстрее, чем мэйнфреймы. Различие между небольшими мейнфреймами и миникомпьютерами расплывчато, и на самом деле оно зависит от того, как производитель хочет продавать свои машины.
Это компьютер среднего размера.Однако за последнее десятилетие различие между большими мини-компьютерами и небольшими мэйнфреймами стало размытым, равно как и различие между небольшими мини-компьютерами и рабочими станциями. Но в целом миникомпьютер — это многопроцессорная система, способная одновременно поддерживать до 200 пользователей.
Это тип компьютера, используемый для инженерных приложений (CAD/CAM), настольных издательских систем, разработки программного обеспечения и других типов приложений, требующих умеренной вычислительной мощности и относительно высокого качества графических возможностей. Рабочие станции обычно оснащены большим графическим экраном с высоким разрешением, большим объемом оперативной памяти, встроенной поддержкой сети и графическим пользовательским интерфейсом. Большинство рабочих станций также имеют запоминающее устройство, такое как дисковод, но особый тип рабочей станции, называемой бездисковой рабочей станцией, поставляется без дисковода. Наиболее распространенными операционными системами для рабочих станций являются UNIX и Windows NT. Как и персональные компьютеры, большинство рабочих станций являются однопользовательскими компьютерами. Однако рабочие станции обычно объединяются в локальную сеть, хотя их также можно использовать как автономные системы.
Примечание: в сети под рабочей станцией понимается любой компьютер, подключенный к локальной сети. Это может быть рабочая станция или персональный компьютер.
Его можно определить как небольшой относительно недорогой компьютер, предназначенный для отдельного пользователя. Цена на персональные компьютеры колеблется от нескольких сотен фунтов до более чем пяти тысяч фунтов. Все они основаны на микропроцессорной технологии, которая позволяет производителям размещать весь ЦП на одном кристалле. Предприятия используют персональные компьютеры для обработки текстов, бухгалтерского учета, настольных издательских систем, а также для работы с электронными таблицами и приложениями для управления базами данных. Персональные компьютеры дома чаще всего используются для игр, а в последнее время и для серфинга в Интернете.
Первые персональные компьютеры появились в конце 1970-х годов. Одним из первых и самых популярных персональных компьютеров был Apple II, представленный в 1977 году компанией Apple Computer. В конце 1970-х и начале 1980-х новые модели и конкурирующие операционные системы, казалось, появлялись ежедневно. Затем, в 1981 году, IBM вступила в бой со своим первым персональным компьютером, известным как IBM PC. IBM PC быстро стал предпочтительным персональным компьютером, и большинство других производителей персональных компьютеров отошли на второй план. ПК. сокращение от персонального компьютера или IBM PC. Одной из немногих компаний, переживших натиск IBM, была Apple Computer, которая остается крупным игроком на рынке персональных компьютеров. Другие компании приспособились к доминированию IBM, создав клоны IBM, компьютеры, которые были внутренне почти такими же, как IBM PC, но стоили дешевле. Поскольку клоны IBM использовали те же микропроцессоры, что и IBM PC, они могли запускать то же программное обеспечение. С годами IBM утратила большую часть своего влияния в направлении эволюции ПК. Поэтому после выпуска первого ПК IBM термин ПК все чаще стал обозначать IBM или IBM-совместимые персональные компьютеры, за исключением других типов персональных компьютеров, таких как Macintosh. В последние годы термин «ПК» становится все труднее определить. Однако в целом это применимо к любому персональному компьютеру на базе микропроцессора Intel или микропроцессору, совместимому с Intel. Почти для каждого другого компонента, включая операционную систему, есть несколько вариантов, каждый из которых относится к категории ПК.
Сегодня мир персональных компьютеров в основном разделен между Apple Macintosh и ПК. Основными характеристиками персональных компьютеров являются то, что они являются однопользовательскими системами и основаны на микропроцессорах. Однако, хотя персональные компьютеры спроектированы как однопользовательские системы, обычно их объединяют в сеть. С точки зрения мощности, есть большое разнообразие. На высоком уровне различие между персональными компьютерами и рабочими станциями стирается. Высокопроизводительные модели Macintosh и ПК обладают такой же вычислительной мощностью и графическими возможностями, что и недорогие рабочие станции Sun Microsystems, Hewlett-Packard и DEC.
III, Типы персональных компьютеров
Настоящие персональные компьютеры обычно можно классифицировать по размеру и шасси/корпусу. Шасси или корпус — это металлический каркас, который служит структурной опорой для электронных компонентов. Для каждой компьютерной системы требуется по крайней мере одно шасси для размещения печатных плат и проводки. В корпусе также есть слоты для плат расширения. Если вы хотите вставить больше плат, чем имеется слотов, вам понадобится шасси расширения, в котором есть дополнительные слоты. Существует два основных варианта конструкции шасси — настольные модели и модели в корпусе Tower, но существует множество вариаций этих двух основных типов. Затем появились портативные компьютеры, достаточно маленькие, чтобы их можно было носить с собой. К портативным компьютерам относятся ноутбуки и субноутбуки, карманные компьютеры, карманные компьютеры и карманные компьютеры.
Этот термин относится к компьютеру, в котором блок питания, материнская плата и запоминающие устройства установлены друг над другом в корпусе. Это отличается от настольных моделей, в которых эти компоненты размещены в более компактном корпусе. Основное преимущество башенных моделей заключается в том, что здесь меньше ограничений по площади, что упрощает установку дополнительных устройств хранения.
Компьютер, предназначенный для удобного размещения на столе, обычно с монитором, расположенным сверху компьютера. Компьютеры настольной модели широкие и низкие, тогда как компьютеры модели Tower узкие и высокие. Из-за своей формы компьютеры настольных моделей обычно ограничены тремя внутренними запоминающими устройствами. Настольные модели, которые должны быть очень маленькими, иногда называют тонкими моделями .
Чрезвычайно легкий персональный компьютер. Ноутбуки обычно весят менее 6 фунтов и достаточно малы, чтобы легко поместиться в портфеле. Помимо размера, основным отличием ноутбука от персонального компьютера является экран дисплея. Ноутбуки используют различные методы, известные как технологии плоских панелей, для создания легкого и не громоздкого экрана дисплея. Качество экранов ноутбуков значительно различается. С точки зрения вычислительной мощности современные ноутбуки почти эквивалентны персональным компьютерам. У них одинаковые процессоры, объем памяти и дисковые накопители. Однако вся эта мощь в маленьком корпусе стоит дорого. Ноутбуки стоят примерно в два раза дороже, чем эквивалентные компьютеры обычного размера. Ноутбуки поставляются с аккумуляторными батареями, которые позволяют работать с ними, не подключая их к сети. Однако батареи необходимо заряжать каждые несколько часов.
Небольшой портативный компьютер — достаточно маленький, чтобы его можно было поместить на коленях. В настоящее время портативные компьютеры чаще называют ноутбуками.
Портативный компьютер, который немного легче и меньше, чем полноразмерный ноутбук. Как правило, субноутбуки имеют меньшую клавиатуру и экран, но в остальном эквивалентны ноутбукам.
Портативный компьютер, который достаточно мал, чтобы его можно было держать в руке. Несмотря на то, что портативные компьютеры чрезвычайно удобны для переноски, они не заменили ноутбуки из-за их маленьких клавиатур и экранов. Наиболее популярными карманными компьютерами являются те, которые специально разработаны для предоставления функций PIM (менеджера личной информации), таких как календарь и адресная книга. Некоторые производители пытаются решить проблему маленькой клавиатуры, заменив клавиатуру электронной ручкой. Однако эти перьевые устройства основаны на технологиях распознавания рукописного ввода, которые все еще находятся в зачаточном состоянии. Карманные компьютеры также называются КПК, карманными компьютерами и карманными компьютерами.
Небольшой компьютер, который буквально умещается на ладони. По сравнению с полноразмерными компьютерами карманные компьютеры сильно ограничены, но они практичны для некоторых функций, таких как телефонные книги и календари. Карманные компьютеры, в которых для ввода данных используется перо, а не клавиатура, часто называют карманными компьютерами или КПК. Из-за небольшого размера большинство карманных компьютеров не имеют дисководов. Однако многие из них содержат разъемы PCMCIA, в которые можно вставлять дисководы, модемы, память и другие устройства. Карманные компьютеры также называют КПК, портативными компьютерами и карманными компьютерами.
Сокращение от персонального цифрового помощника — портативного устройства, сочетающего в себе вычислительные, телефонные/факсимильные функции и сетевые функции. Типичный КПК может функционировать как сотовый телефон, отправитель факса и персональный органайзер. В отличие от портативных компьютеров, большинство КПК основаны на перьевом вводе и используют для ввода перо, а не клавиатуру. Это означает, что они также включают функции распознавания рукописного ввода. Некоторые КПК также могут реагировать на голосовой ввод с помощью технологий распознавания голоса. Пионером в области КПК стала компания Apple Computer, которая представила Newton MessagePad в 1993 году. Вскоре после этого несколько других производителей предложили аналогичные продукты. На сегодняшний день КПК имели лишь скромный успех на рынке из-за их высокой цены и ограниченного применения. Однако многие эксперты считают, что со временем КПК станут обычными гаджетами.
Компьютер — это устройство для работы с информацией. Информация может быть числами, словами, изображениями, фильмами или звуками. Компьютерная информация также называется данными. Компьютеры могут очень быстро обрабатывать огромные объемы данных. Они также хранят и отображают данные.
Люди используют компьютеры каждый день на работе, в школе и дома. Компьютеры используются на фабриках для контроля производства и в офисах для ведения записей. Люди также используют компьютеры для отправки электронной почты, написания отчетов, покупок, банковских операций, прослушивания музыки и игр.Интернет, представляющий собой огромную сеть связанных компьютеров, предоставляет информацию со всего мира.
Типы компьютеров
Компьютеры бывают разных форм. Суперкомпьютеры — это очень мощные и дорогие компьютеры, которые используются для сложной работы, например для прогнозирования погоды. Настольные персональные компьютеры или ПК используются для выполнения задач в офисе, в школе и дома. Ноутбуки, ноутбуки и планшетные компьютеры выполняют те же функции, что и ПК, но они меньше по размеру и их легко носить с собой. Персональные цифровые помощники, или КПК, представляют собой карманные компьютеры. Некоторые очень маленькие компьютеры используются для управления машинами. Они встроены в такие вещи, как самолеты, заводские роботы, автомобили и даже бытовую технику.
Компьютерное оборудование и программное обеспечение
Компьютерная система требует как аппаратного, так и программного обеспечения. Аппаратное обеспечение — это физические части компьютера. Программное обеспечение — это программы или инструкции, которые сообщают оборудованию, что делать.
Все компьютеры имеют одинаковое базовое оборудование. Микропроцессор — это «мозг» компьютера. Его также называют процессором или центральным процессором. Микропроцессор обрабатывает всю информацию, поступающую в компьютер и выходящую из него. Память — это аппаратное обеспечение, в котором хранятся программы и данные, пока их использует микропроцессор.
Программы и данные постоянно хранятся на оборудовании, называемом устройствами хранения. Большинство компьютеров имеют запоминающее устройство, называемое жестким диском. Жесткий диск хранит данные на металлическом диске внутри компьютера. Некоторые устройства хранения помещают данные на диски, которые можно легко перемещать с одного компьютера на другой. К таким дискам относятся CD и DVD. Они упрощают обмен данными.
Устройства ввода и вывода — это другие типы оборудования. Устройства ввода позволяют пользователю вводить данные или команды в компьютер. К устройствам ввода относятся клавиатура и мышь. Устройства вывода позволяют пользователю видеть или слышать результаты, полученные компьютером. К устройствам вывода относятся монитор (или экран), принтер и динамики.
Коммуникационные или сетевые устройства соединяют компьютеры друг с другом. Они позволяют людям отправлять данные с одного компьютера на другой и подключаться к Интернету. Модемы — это устройства связи, которые могут передавать данные по телефонным проводам или телевизионным кабелям. Некоторые компьютеры используют устройства беспроводной связи. Они отправляют данные по воздуху с помощью небольшой антенны.
Компьютерное программное обеспечение делится на два основных типа: операционная система и прикладное программное обеспечение. Операционная система контролирует совместную работу различных частей оборудования. Прикладное программное обеспечение дает компьютеру инструкции для выполнения определенных задач, таких как обработка текста или игра в игры.
Как работают компьютеры
Большинство компьютеров являются электронными устройствами. Это означает, что они работают с электричеством. Все компьютерные данные передаются крошечными потоками электричества, называемыми электрическими токами. Микропроцессор содержит тысячи или миллионы крошечных электронных частей, называемых транзисторами. Транзисторы работают как переключатели. Они управляют потоком электрического тока.
Компьютеры используют эти электрические токи для представления чисел 0 и 1. Компьютеры используют только эти два числа, потому что транзисторы, как и выключатели света, имеют только два состояния: они либо включены, либо выключены. Транзистор, который «включен», представляет собой одно из чисел. «Выключенный» транзистор представляет другой. Компьютеры используют строки из 0 и 1 для обозначения букв, звуков и всех других данных, с которыми они работают. Например, компьютер хранит слово «собака» в виде трех чисел: 01100100 (d), 01101111 (o) и 01100111 (g).
Компьютеры могут понимать только эти комбинации нулей и единиц. Все инструкции, которым следует компьютер, должны быть в этой форме. Но людям трудно работать с шаблонами длинных чисел. Так что люди, которые пишут компьютерные программы, называемые программистами, говорят на своих особых языках. К ним относятся языки программирования BASIC, Java и C++. Компьютер превращает языки программирования в числовые шаблоны, которые он может понять.
Программисты используют эти языки для написания инструкций для компьютера. Инструкции сообщают компьютеру, как обрабатывать данные. Инструкции состоят из алгоритмов, представляющих собой серию шагов, используемых для решения проблемы.
История
Английский изобретатель Чарльз Бэббидж сконструировал первый компьютер в 1830 году. Он был механическим, а не электронным, потому что ученые еще не знали, как работает электричество. В конструкции требовалось более 50 000 движущихся частей. Машина была разработана для выполнения инструкций, которые люди вводили с помощью перфокарт. Он был настолько сложным, что Бэббидж так и не построил его. Но он по-прежнему считается первым компьютером.
Первые электронные компьютеры были изобретены в 1940-х годах. Вместо механических частей они использовали электронные переключающие устройства, называемые вакуумными лампами. Эти компьютеры были настолько большими, что один из них занимал целую комнату. Они стоят миллионы долларов.
Компьютеры улучшились после того, как в 1947 году был изобретен транзистор. Транзистор – это электронное переключающее устройство, которое было намного меньше и работало лучше, чем электровакуумная лампа. К 1960 году транзисторы в основном заменили электронные лампы в компьютерах. Новые компьютеры были меньше и доступнее, чем раньше.
Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, в которой используются две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, расчет алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают разных форм и размеров: от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.
Многим людям на протяжении всей истории приписывают разработку ранних прототипов, которые привели к созданию современного компьютера. Во время Второй мировой войны физик Джон Мочли, инженер Дж. Преспер Эккерт-младший и их коллеги из Пенсильванского университета разработали первый программируемый электронный цифровой компьютер общего назначения — электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC).
По состоянию на ноябрь 2021 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный компаниями RIKEN и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.
Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают с несколькими формами парадигм программирования. Функциональное программирование, использующее математические функции для получения выходных данных на основе введенных данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций для компьютера.
Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование изменения климата. Разработка квантовых компьютеров, машин, способных выполнять большое количество вычислений посредством квантового параллелизма (полученного из суперпозиции), позволит выполнять еще более сложные задачи.
Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема. Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами. Прочитайте точку зрения одного исследователя.
компьютер, устройство для обработки, хранения и отображения информации.
Компьютер когда-то означал человека, выполняющего вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию. Первый раздел этой статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам, их конструкции, составным частям и приложениям. Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Подробную информацию об архитектуре компьютера, программном обеспечении и теории см. в см. информатике.
Основы вычислений
Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любая информация может быть закодирована в числовом виде, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды. Их скорость позволяет им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовые приборы и сделать сушилки для белья и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам ставить вопросы и отвечать на них, на которые раньше нельзя было ответить. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей поведения на потребительском рынке или всех случаев употребления слова в текстах, хранящихся в базе данных. Компьютеры все чаще могут обучаться и адаптироваться во время работы.
Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых носят теоретический характер. Например, существуют неразрешимые утверждения, истинность которых не может быть определена в рамках заданного набора правил, таких как логическая структура компьютера.Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких утверждений, компьютер, которому нужно получить истинность такого утверждения, будет (если его принудительно не прервать) продолжать работу бесконечно — состояние, известное как «проблема остановки». (См. Машина Тьюринга.) Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум способен распознавать пространственные структуры — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не схватывать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров связана с взаимодействием на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстуальной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления релевантной информации универсальным программам на естественном языке.
Аналоговые компьютеры
Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с помощью механических компонентов (см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны стали использоваться напряжения; к 1960-м годам цифровые компьютеры в значительной степени заменили их. Тем не менее аналоговые компьютеры и некоторые гибридные цифро-аналоговые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для решения таких задач, как моделирование самолетов и космических полетов.
Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения одной задачи может быть относительно просто. Другое преимущество заключается в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему в «реальном времени»; то есть вычисления выполняются с той же скоростью, что и моделируемая ими система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления имеют ограниченную точность — обычно несколько знаков после запятой, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.
Цифровые компьютеры
В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, как правило, в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, управляемые электромагнитами (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические события см. см. в разделе Изобретение современного компьютера.
Мейнфрейм
В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютера UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и государственными исследовательскими лабораториями, как правило, в качестве единственного компьютера в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 сдавался в аренду за 8000 долларов в месяц (ранние машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S/360 стоил несколько миллионов долларов.
Эти компьютеры стали называть мейнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мэйнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших объемов памяти, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей. Они были очень надежны, и, поскольку они часто обслуживали жизненно важные потребности в организации, они иногда разрабатывались с избыточными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, которые одни имели доступ к компьютеру. Другие пользователи отправили «пакетные задания» для запуска на мейнфрейме по одному.
Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). В настоящее время мейнфреймы обеспечивают хранение данных большой емкости для серверов Интернета или, благодаря методам разделения времени, они позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мейнфреймами.
Читайте также: