Все компьютерные изображения делятся на два типа

Обновлено: 21.11.2024

По сути, химия — это изучение материи и изменений. То, как химики изучают материю и изменения, и типы изучаемых систем резко различаются. Традиционно химия была разбита на пять основных поддисциплин: органическую, аналитическую, физическую, неорганическую и биохимию. За последние несколько лет начали появляться дополнительные концентрации, включая ядерную химию, химию полимеров, биофизическую химию, бионеорганическую химию, химию окружающей среды и так далее. Все эти области химии рассматриваются на наших занятиях здесь, в UWL, в некоторой степени, а также в рамках исследовательских интересов нашего факультета на химическом факультете. Следующие описания пяти основных субдисциплин были написаны несколькими нашими преподавателями в своей области знаний. Все наши преподаватели будут рады уточнить и/или обсудить другие аспекты химии, которые не описаны ниже! Аккредитованные программы UW-La Crosse по химии и биохимии сочетают технический, практический исследовательский опыт с развитием практических навыков.

Органическая химия – это раздел химии, в котором изучаются молекулы жизни. В основном он касается изучения структуры и поведения этих молекул, которые состоят всего из нескольких различных типов атомов: углерода, водорода, кислорода, азота и некоторых других. Это атомы, используемые для создания молекул, необходимых всем растениям и животным для их выживания. Традиционные химики-органики занимаются синтезом новых молекул и разработкой новых реакций, которые могли бы сделать эти синтезы более эффективными. Типы молекул, синтезируемых химиками-органиками, включают полезные вещи, такие как лекарства, ароматизаторы, консерванты, ароматизаторы, пластмассы (полимеры) и сельскохозяйственные химикаты (удобрения и пестициды), а иногда включают необычные молекулы, встречающиеся в природе, или такие, которые могут просто создать проблему для человека. сделать. Кроме того, понимание органической химии важно для изучения биохимии и молекулярной биологии, потому что биомолекулы, такие как белки, сахара, жиры и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), являются органическими молекулами, хотя и очень большими. Учащиеся, изучающие органическую химию, обычно продолжают работать в фармацевтических, пищевых или полимерных компаниях, проводят исследования или преподают в области органической химии, делают карьеру в медицине или могут найти другую связанную работу.

Аналитическая химия — это наука об идентификации и количественном определении материалов в смеси. Химики-аналитики могут изобретать процедуры анализа, а также использовать или модифицировать существующие. Они также контролируют, выполняют и интерпретируют анализ. Студенты, изучающие аналитическую химию, часто продолжают работать в лабораториях судебной экспертизы, экологических или фармацевтических компаниях, работают над процедурами обеспечения качества, управляют ими и/или разрабатывают их, проводят исследования или преподают в колледжах и университетах.

Физическая химия — это изучение фундаментальных физических принципов, определяющих поведение атомов, молекул и других химических систем. Физические химики изучают широкий спектр тем, таких как скорость реакций (кинетика), способ взаимодействия света и вещества (спектроскопия), расположение электронов в атомах и молекулах (квантовая механика), а также стабильность и реакционная способность различных соединений. и процессы (термодинамика). Во всех этих случаях физико-химики пытаются понять, что происходит на атомном уровне и почему. Студенты, которые специализируются на физической химии, могут продолжить карьеру в промышленности, исследованиях или преподавании. Многие текущие исследования в области физической химии в промышленности и научных кругах сочетают в себе методы и идеи из нескольких областей. Например, некоторые химики применяют методы физической химии для исследования механизмов органических реакций (какие происходят столкновения и перегруппировки связей, как быстро они происходят, сколько стадий и т. д.) — этот тип исследования называется физической органической химией. Другие применяют физические методы для изучения биологических систем (почему белки складываются в формы, которые они имеют, как структура связана с функцией, что заставляет нерв работать и т. д.) - этот тип исследования является биофизической химией. Третьи могут использовать физические методы для характеристики полимеров или изучения экологических систем.

Неорганические вещества Под неорганической химией обычно понимают те области химии, которые не имеют отношения к углероду. Однако углерод очень важен во многих неорганических соединениях, и существует целая область исследований, известная как металлоорганическая химия, которая представляет собой гибрид традиционных дисциплин органической и неорганической химии. Некоторыми областями неорганической химии, которые особенно важны, являются катализ, химия материалов и бионеорганическая химия.Катализаторы — это химические вещества, которые увеличивают скорость реакции, не расходуясь, и обычно основаны на переходных металлах (обычно) металлоорганических комплексах переходных металлов). Это чрезвычайно важная область для промышленности, и многие химики, которых можно было бы назвать как химики-неорганики или металлоорганические химики работают в этой области. Химия материалов — это область, связанная с проектированием и синтезом материалов, которые позволяют продвигать технологии практически во всех сферах жизни общества. Часто химики-неорганики, работающие в этой области, занимаются синтезом и определением характеристик соединений в твердом состоянии или неорганических полимеров, таких как силиконы. Бионеорганические химики изучают функцию металлосодержащих соединений в живых организмах. Учащиеся, изучающие неорганическую химию, часто продолжают работать в промышленности в области науки о полимерах или материалах, проводят исследования или преподают в области неорганической химии или ищут другую связанную работу.

Биохимия Биохимия — это изучение химических принципов, лежащих в основе основных биологических систем. По существу, биохимические исследования направлены на то, чтобы охарактеризовать связь между структурой и функцией биологических макромолекул. В частности, биохимические исследования позволили получить более полное представление о регенеративной медицине, инфекционных заболеваниях, трансплантации органов/тканей, клинической диагностике и генетических заболеваниях. Студенты, которые специализируются на биохимии, делают очень успешную карьеру в медицине, исследованиях и бизнесе. Некоторые студенты могут поступать в профессиональные школы сразу после получения степени бакалавра, в то время как другие могут поступать в академические или государственные исследовательские учреждения. Некоторые студенты также объединяют свои знания в области биохимии со степенью магистра делового администрирования (MBA). Совместное изучение биохимии и бизнеса дает этим студентам уникальную возможность лучше взвешивать затраты и прибыль при производстве биохимических продуктов. Для получения информации о специальности «Биохимия» нажмите здесь.

Графика Легенда:
Органическая химия: Восстановление камфоры боргидридом натрия.
Аналитическая химия: Масс-спектр диэтиламина.
Физическая химия: Иллюстрация момента инерции молекулы, такой как этан.
Неорганическая химия: Рентгеновская кристаллическая структура нового твердого неорганического соединения, синтезированного исследовательской группой доктора Роба Макгаффа.
Биохимия: схематический рисунок, показывающий структурные элементы домена лактатдегидрогеназы I.

Иллюстрация набора настольных компьютеров, включающего все категории компьютерного оборудования.

Компьютерное оборудование — это физические устройства, из которых состоит компьютер. Примеры включают клавиатуру, монитор и дисковод.

Аппаратные устройства можно разделить на четыре категории:

Устройства ввода: для ввода необработанных данных.
Устройства обработки: для преобразования инструкций необработанных данных в информацию.
Устройства вывода: для распространения данных и информации.
Устройства хранения: для хранения данных и информации.

1. Устройства ввода

Компоненты, которые используются для ввода необработанных данных, классифицируются как устройства ввода. Они помогают в подаче данных, таких как текст, изображения и аудиовизуальные записи. Они даже помогают в передаче файлов между компьютерами.

Клавиатура, вероятно, является наиболее часто используемым устройством ввода. Ниже приведены лишь некоторые другие типы устройств ввода.

Микрофон является примером устройства ввода звука.

Мышь, сенсорная панель, сенсорный экран, мультисенсорный экран, перьевой ввод, датчик движения, графический планшет, интерактивная смарт-доска и сканер отпечатков пальцев.

Джойстик, геймпад и рулевое колесо.

Устройство ввода звука

Микрофон и миди-клавиатура.

Клавиатура, мышь, гарнитура, геймпад, принтер.

Визуальное и графическое устройство

Веб-камера, цифровая камера, цифровая видеокамера, карта видеозахвата, биометрический сканер и сканер штрих-кода.

Оборудование Ethernet и Bluetooth/беспроводное оборудование.

2. Устройства обработки

Обработка — это основная функция компьютера. Это этап, на котором необработанные данные преобразуются в информацию. После обработки данных их можно использовать в полезных целях.

Микропроцессор AMD является примером устройства обработки данных.

Компоненты, преобразующие данные в информацию, относятся к категории обработки.

Микропроцессор является основным устройством в этой категории. Он тесно взаимодействует с первичной памятью во время своих операций. Данные временно сохраняются в кэше процессора и основной памяти в течение периода обработки.

Блок управления. Он управляет и контролирует работу процессора и других компонентов, имеющих решающее значение для обработки данных.
Арифметико-логическое устройство. АЛУ отвечает за все арифметические и логические операции, такие как сложение, умножение, вычитание, деление и логические операции сравнения.
Регистрация и кеширование. Это места хранения внутри процессора, которые реагируют на инструкции блока управления, перемещая соответствующие данные во время обработки.

Топ-8 лучших бесплатных приложений для аудиокниг, которыми должен пользоваться каждый

8 лучших альтернатив Adobe Photoshop (бесплатных и платных)

8 лучших альтернатив LastPass, которые стоит попробовать

3. Устройства вывода

Компоненты оборудования, которые распространяют и отображают как данные, так и информацию, относятся к категории вывода.

Вывод — это кульминация цикла, который начинается с ввода необработанных данных и их обработки.

Эти компоненты подразделяются на электронные и бумажные копии.

Вывод в электронном виде включает в себя нематериальный опыт. Пользователь получает визуальное удовлетворение, читая сообщение через компоненты дисплея или слушая аудиофайлы через динамики.

С другой стороны, устройства вывода печатной копии материальны, как распечатки бумаги и 3D-модели.

ЭЛТ-монитор — это устройство вывода.

4. Память/устройства хранения данных

Компоненты, которые сохраняют/хранят данные, относятся к устройствам памяти/хранилища.

Хранилище подразделяется на основную и дополнительную память. Они либо энергозависимы, либо энергонезависимы.

Под основной памятью обычно понимается оперативная память (ОЗУ), но может также обозначаться вся память, которая работает в тандеме с процессором. Оперативная память энергозависима, а это означает, что она сохраняет данные только при включении компьютера.

Центральный процессор (CPU) или ускоренный процессор (APU) считывает инструкции, хранящиеся в этой памяти, и выполняет их по мере необходимости.

Устройства памяти компьютера.

Вторичная память помечена как таковая, поскольку данные, хранящиеся на вторичном носителе данных (обычно на жестких дисках), не взаимодействуют напрямую с микропроцессором. Любые данные, хранящиеся на таком носителе, сначала передаются на устройство ОЗУ для последующей обработки.

Этот тип памяти также является энергонезависимым, поскольку в отличие от энергозависимой памяти он обеспечивает длительное хранение.

Чтобы привести несколько примеров этих устройств, основная память включает:

Вторичная память подразделяется на две категории:

Внутренние устройства предназначены для постоянного размещения внутри компьютера. Примеры включают жесткие диски и твердотельные накопители.
Внешние устройства — это самонастраивающиеся носители, используемые для передачи файлов между компьютерами. Примеры включают оптические диски, флэш-диски и внешние дисководы.

Эта статья является точной и достоверной, насколько известно автору. Контент предназначен только для информационных или развлекательных целей и не заменяет личного совета или профессиональной консультации по деловым, финансовым, юридическим или техническим вопросам.

И действительно, я просто всегда поражаюсь тем замечательным вещам, которые вы обслуживаете. Некоторые четыре факта на этой странице, несомненно, являются самыми эффективными из тех, что я имел.

мохит, 06 июля 2019 г.:

Рудрэнд, 19 июня 2019 г.:

Мне очень помогло

Джимуэль, 12 июня 2019 г.:

Спасибо! Это действительно помогло мне ответить на домашнее задание.

mpho poso, 9 июня 2019 г.:

информация была действительно полезной

Амандип Каур, 4 июня 2019 г.:

Дэвис, 21 мая 2019 г.:

отличная работа, спасибо

Коллинз Мусонга, 20 мая 2019 г.:

благодарю за хорошую работу

Кумари Сумья, 18 мая 2019 г.:

Большое спасибо, братан

Воспоминание 10 мая 2019 г.:

Информация слишком полезна, очень проста для понимания.

MicaiahA4, 18 марта 2019 г.:

Очень информативно, достаточно подробно, чтобы кто-то мог понять, даже не находясь на месте.

Миянда Фири, 25 января 2019 г.:

Вы многому учите и спасибо Вам

Мутумба Брайан, 29 декабря 2018 г.:

Ваши заметки — моб Г.

Вы отличный учитель

Бенар, 16 декабря 2018 г.:

Это потрясающая работа.

Лора, 13 ноября 2018 г.:

я многому научился

Джумайл Ахаммед, 29 октября 2018 г.:

спасибо за вашу помощь

Настоящий Тимоти, 21 октября 2018 г.:

Действительно полезно, но я ничего не понял

Ахмед Абдикарим Хирей, 19 октября 2018 г.:

Так много полезного для меня большое спасибо

Луна Татайя, 8 октября 2018 г.:

вау, спасибо, сэр, я узнал кое-что новое

благословение ике 23 сентября 2018 г.:

Эмидоллинг, 17 сентября 2018 г.:

Спасибо, сэр, это полезно

DanielBellamy03, 16 сентября 2018 г.:

Я так запутался, как я могу связать это с созданием цифровой игры

Кини, 2 сентября 2018 г.:

Это очень приятно. Спасибо

Мелкаму Немеша из Эфиопии, 29 августа 2018 г.:

вау .. удивительно, очень важно знать, насколько это полезно. знание компьютера становится все более и более полезным

Эрих, 15 августа 2018 г.:

Вау! Я очень ценю вашу помощь, и теперь я могу отвечать на мои действия, большое вам спасибо

Мариан Грейс Опима, 21 июля 2018 г.:

Спасибо, автор, благодаря вам я многому научился.

Аариф А. Анаф, 23 июня 2018 г.:

Прежде всего хочу начать с благодарности автору за помощь. Я искал статью в течение некоторого времени. На самом деле, это чтение приносило мне пользу.

ЮСУФ АУВАЛ, 19 апреля 2018 г.:

Калилу Камара, 6 апреля 2018 г.:

Большое спасибо, сэр, я узнал кое-что новое

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 4 апреля 2018 г.:

Рада, что вы чему-то научились, Глэдис

Спасибо. Мне это очень помогло.

АНКИТ КУМАР, 28 марта 2018 г.:

Это очень полезно для студентов

Джамилу ХУссайни Баба Джармай, 22 марта 2018 г.:

Я очень благодарен

Дак Чуол Дхуор, 28 февраля 2018 г.:

Это очень поможет и даст вам больше знаний об аппаратном обеспечении компьютера.

МАРТА, 20 февраля 2018 г.:

ПОМОГИТЕ ПОЛНУЮ И ОЧЕНЬ ХОРОШУЮ ИНФОРМАЦИЮ ЗДЕСЬ БОЛЬШОЕ СПАСИБО

Чудо 11 февраля 2018 г.:

Это вау! Я приветствую тебя, мужик. статья очень полезна. Я действительно ценю. Большое спасибо.

Люк, 9 февраля 2018 г.:

много полезной информации

Мн, 05 февраля 2018 г.:

Я так сильно нажимаю ctrl-c и ctrl-v. ты

Ларри Энтисер, 16 января 2018 г.:

Боже мой, мне это совсем не помогло

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 9 декабря 2017 г.:

Спасибо, что оценили Калеба

Сет Калеб Кипротич, 9 декабря 2017 г.:

Это очень хорошее сочетание базовых навыков работы с компьютером, которые полезны. Спасибо за правдоподобные и фантастические идеи

Скола, 3 декабря 2017 г.:

Хорошая статья и хорошее объяснение.

Криттика Расия, 3 декабря 2017 г.:

City Ephraim, 14 ноября 2017 г.:

Действительно, эта страница полностью содержит все необходимые рекомендации для основных применений этого курса. Спасибо

City Ephraim, 14 ноября 2017 г.:

Абдуселам Суль, 14 ноября 2017 г.:

спасибо, что поделились отличной статьей

Циплак, 30 октября 2017 г.:

отличные статьи..они помогают мне больше узнать о компьютерном оборудовании..спасибо, чувак

Мухаммад Абдулла, 23 октября 2017 г.:

запишите кратко объяснить четыре типа компьютеров?

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 10 октября 2017 г.:

Спасибо, Чад, надеюсь, это действительно полезно для молодых людей.

Чад Крауч из Южной Африки, 9 октября 2017 г.:

Хорошая статья для учащихся. Очень хорошо структурировано. Хорошая работа.

Вирус Праджапати из Ахмедабада, 28 августа 2017 г.:

Отличный способ объяснить здесь..Вся основная и важная информация покрыта видео и изображениями, это действительно хорошо..

Грейс Каонга, 17 августа 2017 г.:

хорошо объяснили, безусловно, понравилось

Люсия, 11 августа 2017 г.:

Отличная заметка. Это то, что мне было нужно для решения проблемы

Мона Сабалонес Гонсалес из Филиппин, 17 июля 2017 г.:

Вау, ты знаешь свою техничность). Я преклоняюсь перед вами.

Рониелин, 25 июня 2017 г.:

Большое спасибо за полезную информацию... очень помогли! ты

Кингсли Агедо, 21 июня 2017 г.:

Очень красивая презентация. Я сам компьютерный гуру. Ваши фотографии компьютера действительно убедительны.

Пинки Махадео, 21 мая 2017 г.:

Я так много узнал, а также знаю больше об оборудовании и его категориях. Я так благодарен

Ашир Мубин, 6 мая 2017 г.:

Эта информация просто потрясающая. Это мне очень помогло. Следую за вами.

Харинди, 16 апреля 2017 г.:

Это очень помогло мне выполнить задание в университете. Большое спасибо

Хорошо объяснено. Я действительно многого добился. 25 марта 2017 г.:

Кельвин Татенда Чирефу, 19 марта 2017 г.:

Большое спасибо, чувак, ты так помог. я многому научился благодаря вашей работе, продолжайте в том же духе.

tulise, 08 февраля 2017 г.:

aqs от 1 декабря 2016 г.:

Спасибо, что поделились такой полезной информацией.

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 2 ноября 2016 г.:

Спасибо, Мэгги, за высокую оценку.

Магисанчес, 31 октября 2016 г.:

Молодцы ребята!! я рад, так как я должен больше понимать аппаратное обеспечение.ПОЗДРАВЛЯЕМ.

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 29 сентября 2016 г.:

Совершенно настоящий Чад

Чад Крауч из Южной Африки, 28 сентября 2016 г.:

Отличная статья. Может помочь юношам с домашним заданием.

Яну Кэп из Ханоя, 9 сентября 2016 г.:

Спасибо за Альфреда Амуно! Рад узнать, что информация оказалась полезной. Следовать за вами и следовать за вами. Спасибо друзья

смеется, 31 августа 2016 г.:

помогли с моей техникой

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 9 августа 2016 г.:

пенни, 9 августа 2016 г.:

это потрясающее резюме

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 2 июля 2016 г.:

Приятно познакомиться с Фиби

Фиби Фараон, 24 июня 2016 г.:

Рад видеть информацию на вашем компьютере

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 23 июня 2016 г.:

Рад узнать, что информация оказалась полезной

AS"LMFlkdlhdo, 23 июня 2016 г.:

Информация была потрясающей, я почти получил все правильные ответы на свое задание

Марк, 20 июня 2016 г.:

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 29 марта 2016 г.:

Спасибо, что оценили Сю

sya 29 марта 2016 г.:

Это хорошее замечание. хорошо для студента к домашнему заданию..

Альфред Амуно (автор) из Кампалы, 17 января 2016 г.:

Спасибо, что оценили Фариду

Фарида Ачиенг, 17 января 2016 г.:

Я многому научился, и это позволило мне узнать больше об оборудовании и его категориях. Я очень благодарен.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

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 им 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 называться 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 мэйнфрейме 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.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

Информатика — это изучение компьютеров и вычислений, а также их теоретических и практических приложений. Информатика применяет принципы математики, инженерии и логики во множестве функций, включая формулирование алгоритмов, разработку программного и аппаратного обеспечения и искусственный интеллект.

Самые влиятельные ученые-компьютерщики – Алан Тьюринг, взломщик кодов времен Второй мировой войны, которого обычно называют "отцом современных вычислений"; Тим Бернерс-Ли, изобретатель Всемирной паутины; Джон Маккарти, изобретатель языка программирования LISP и пионер искусственного интеллекта; и Грейс Хоппер, офицер ВМС США и ключевая фигура в разработке первых компьютеров, таких как UNIVAC I, а также в разработке компилятора языка программирования.

Информатика применяется в широком спектре дисциплин, включая моделирование последствий изменения климата и вируса Эбола, создание произведений искусства и визуализацию с помощью графического рендеринга, а также моделирование человеческого интерфейса с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.< /p>

Разработка видеоигр основана на принципах информатики и программирования. Современный рендеринг графики в видеоиграх часто использует передовые методы, такие как трассировка лучей, для обеспечения реалистичных эффектов. Развитие дополненной реальности и виртуальной реальности также расширило спектр возможностей разработки видеоигр.

Многие университеты по всему миру предлагают программы обучения основам теории информатики и применениям компьютерного программирования. Кроме того, распространенность онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты информатики (такие как программирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

информатика, изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации. Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, проектирование компьютеров и сетей, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика черпает некоторые из своих основ из математики и инженерии и поэтому включает в себя методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем. Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование при концептуализации, проектировании, измерении и уточнении новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

Информатика считается частью семейства пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно под общим названием компьютерной дисциплины. Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что компьютеры являются объектом их изучения, но они разделены, поскольку каждая из них имеет свою собственную исследовательскую перспективу и учебную направленность. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничают в разработке и обновлении таксономии этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководств, которые образовательные учреждения использовать во всем мире для своих программ бакалавриата, магистратуры и исследовательских программ.)

Основные разделы информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека и компьютера, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные проблемы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей пересекаются по своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия. Эти совпадения являются следствием склонности ученых-компьютерщиков признавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

Развитие информатики

Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронный цифровой компьютер, являющийся объектом ее изучения, был изобретен на два десятилетия раньше. Корни информатики лежат в основном в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

Математика является источником двух ключевых концепций разработки компьютеров — идеи о том, что вся информация может быть представлена в виде последовательности нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимой программы». В двоичной системе счисления числа представляются последовательностью двоичных цифр 0 и 1 точно так же, как числа в знакомой нам десятичной системе представляются цифрами от 0 до 9. Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, что естественным образом привело к тому, что двоичная цифра или бит стала основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

Электротехника обеспечивает основы проектирования цепей, а именно идею о том, что электрические импульсы, поступающие в цепь, можно комбинировать с помощью булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для проектирования схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, а также изобретение электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации стали результатом достижений в электротехнике и физике.

Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых развились различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы. В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, необходимая для ведения бизнеса: начисление заработной платы, бухгалтерский учет, управление запасами, контроль производства, отгрузка и получение.

Теоретическая работа над вычислительностью, начавшаяся в 1930-х годах, обеспечила необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, которая выполняет инструкции, представленные в виде последовательности нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели. Еще одним прорывом стала концепция компьютера с хранимой в памяти программой, которую обычно приписывают американскому математику венгерского происхождения Джону фон Нейману. Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

В 1950-х годах большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических расчетов (например, траектории ракет), в то время как вторая группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежных ведомостей и запасов). Обе группы быстро поняли, что писать программы на машинном языке нулей и единиц непрактично и ненадежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять или «выполнять».

Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения фрагментов собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли выполняться. Концепция связывания отдельных фрагментов кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой разработкой программного обеспечения.

Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (более близких к естественным языкам) стала поддерживать более простое и быстрое программирование. FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком для бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в другом программном обеспечении, называемом компилятором, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того, как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, создающих высококачественный машинный код и эффективных с точки зрения скорости выполнения и использования памяти, стало сложной задачей в области информатики. Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области компьютерных наук, называемой языками программирования.

Расширение использования компьютеров в начале 1960-х послужило толчком к разработке первых операционных систем, которые состояли из системно-резидентного программного обеспечения, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод, а также выполняло программы, называемые «заданиями». Потребность в более совершенных вычислительных методах привела к возрождению интереса к численным методам и их анализу, и эта деятельность распространилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

В 1970-х и 80-х годах появились мощные компьютерные графические устройства, как для научного моделирования, так и для других видов визуальной деятельности. (Компьютерные графические устройства были представлены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогое оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х годов, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из маленьких прямоугольных пикселей), стала более доступной. Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и разработкой графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машин, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности превратилась в область информатики, известную как графика и визуальные вычисления.

С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы получили широкое распространение в 1980-х и 90-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI). Дизайн графического пользовательского интерфейса, который впервые был разработан Xerox, а затем был подхвачен Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, поскольку он представляет собой то, что люди видят и делают, взаимодействуя с вычислительным устройством. Разработка подходящих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область информатики, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

Xerox Alto был первым компьютером, в котором для управления системой использовались графические значки и мышь — первый графический интерфейс пользователя (GUI).

Область компьютерной архитектуры и организации также претерпела значительные изменения с тех пор, как в 1950-х годах были разработаны первые компьютеры с хранимой в памяти программой. В 1960-х годах появились так называемые системы с разделением времени, позволяющие нескольким пользователям одновременно запускать программы с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру. В 1970-е годы были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для передачи информации на высоких скоростях между компьютерами, разделенными большими расстояниями. По мере развития этих видов деятельности они объединились в область компьютерных наук, называемую сетями и коммуникациями. Крупным достижением в этой области стало развитие Интернета.

Идея о том, что инструкции и данные могут храниться в памяти компьютера, имела решающее значение для фундаментальных открытий, касающихся теоретического поведения алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно/нельзя вычислить?» были официально рассмотрены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области информатики, известной как алгоритмы и сложность. Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и поиска данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для ученых-компьютерщиков, поскольку они так интенсивно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах и т. д. и поисковые системы.

В 1960-х годах изобретение накопителей на магнитных дисках обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске. Это изобретение привело не только к более продуманным файловым системам, но и к развитию баз данных и систем поиска информации, которые позже стали необходимы для хранения, поиска и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

Еще одной долгосрочной целью исследований в области компьютерных наук является создание вычислительных машин и роботизированных устройств, способных выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта. К таким задачам относятся движение, зрение, слух, речь, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле возникла еще до появления первых электронных компьютеров в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект появился только в 1956 году.

Три достижения в области вычислительной техники в начале 21 века — мобильные вычисления, клиент-серверные вычисления и взлом компьютеров – способствовали появлению трех новых областей компьютерных наук: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления, и обеспечение безопасности и информации. Платформенная разработка — это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и их приложений. Параллельные и распределенные вычисления касаются разработки архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут работать одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Безопасность и обеспечение информации связаны с проектированием вычислительных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, для которых эти данные характерны.

Наконец, особую озабоченность компьютерных наук на протяжении всей их истории вызывает уникальное общественное влияние, которое сопровождает исследования в области компьютерных наук и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х разработчикам программного обеспечения необходимо было решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» породила совершенно новую правовую область лицензирования и стандартов лицензирования, которые применялись к программному обеспечению и связанным с ним артефактам.Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных проблем информатики, и они появляются почти во всех других областях, указанных выше.

Подводя итог, можно сказать, что дисциплина компьютерных наук превратилась в следующие 15 отдельных областей:

Читайте также: