Информатика
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
В XXI веке компьютеры встречаются во всех сферах нашей жизни. Почти в каждом доме есть компьютер, но как он работает?
Что такое компьютер?
Прародителем этих изменений стал компьютер. Дадим определение.
Компьютер – универсальное электронное устройство для обработки данных. Универсальный он потому, что способен осуществлять поиск, обработку, передачу и хранение различных сведений из мира информации.
Виды компьютеров
Благодаря различиям во внешнем виде, а также возможностям и предназначениям выделяют следующие виды персональных компьютеров: настольные и переносные.
К переносным компьютерам относятся ноутбуки. Они могут работать где угодно, имеют маленькие размеры и вес. Можно решить, что они гораздо лучше стационарных, однако это не совсем так. Во-первых, ноутбуки существенно дороже обычных компьютеров. А во-вторых, без подключения к электричеству они работают не более 10 часов.
Какие виды работ выполняет компьютер
Применение компьютера в современной жизни
Применение компьютера в различных сферах способно адаптировать умственные нагрузки человека к большим объемам информации. Это помощник как для школьника, так и для специалиста любой профессии. Компьютеры помогают регулировать работу медицинских учреждений, магазинов, образовательных учреждений, киностудий, научных лабораторий, банков и типографий.
Примеры применения компьютеров в быту:
Функции компьютера:
Применение компьютера в современной жизни связано с решением разных задач. Например, можно создать специальную мультимедийную программу при помощи приложения PowerPoint. Результат можно применить для создания:
Примеры применения компьютеров в различных сферах вытекают из возможностей компьютера:
Печать текста → создание статей → создание газет и журналов → выпуск книг.
Рисование → оформление газет и журналов → оформление буклетов → типографические работы рекламного характера.
Рисование → движение рисунков → мультипликация → эффекты в художественных фильмах.
Обработка звука → синтезаторы звуков → аудиозаписи → видеоклипы.
Игры → тренажеры → стендовые тренажеры (самолетные, ракетные и т.д.)
Устройства компьютера
Из каких основных устройств состоит персональный компьютер? Давайте ответим на этот вопрос.
Компьютер состоит из следующих устройств:
устройства ввода информации в компьютер (микрофон, мышь, джойстик, клавиатура, сканер);
устройство обработки (процессор);
устройства вывода (наушники, монитор, колонки, принтер);
устройства хранения (жесткий диск, оперативная память).
Что такое процессор?
Тактовая частота процессора, разрядность, и адресное определяют характерные особенности процессора.
Разрядность процессора влияет на производительность. Высокая разрядность дает высокую производительность.
Если заглянуть в открытый системный блок современного компьютера, то ты вряд ли смог увидеть процессор, он изолирован системой охлаждения. Для охлаждения используются кулер и радиатор.
Адресное пространство – диапазон адресов памяти, с которыми работает процессор при решении задач.
Следующий вопрос, что такое ядро процессора?
Ядро процессора – это устройство, которое выполняет все логические и арифметические операции, и содержит следующие функциональные блоки:
Количество ядер в процессоре позволяет параллельно решать несколько задач без потери скорости на их выполнение.
Процессор занимает главенствующее положение среди всех остальных устройств.
Устройства ввода и вывода информации в компьютер
Основными устройствами ввода и вывода информации в компьютер являются: клавиатура, мышь, монитор, колонки.
Что такое компьютерная мышь?
Мышь — это внешнее устройство компьютера. С помощь мыши пользователь компьютера оперирует другими устройствами, выбирает пункты меню, двигает указатель, рисует фигуры путем нажатия сигнальных клавиш.
Существуют следующие виды мыши для компьютера: проводные и беспроводные мыши. Беспроводные мыши обладают большей мобильность, однако, нуждаются в источнике питания.
Геймер, человек, играющий в видеоигры, внимательно относится к выбору мыши. Подбирать мышь геймеру стоит по руке и отвечая на вопрос: «Во что я буду играть?». Можно уверенно не рекомендовать геймеру беспроводные мыши, так как батарейка может сесть во время онлайн-игры.
У ноутбука есть дополнительное устройство тачпад, которое выполняет роль компьютерной мыши. Это сенсорная панель, встроенная в ноутбук. При наличии тачпада отсутствие мыши (или ее плохая работа, заторможенность) на ноутбуке не является проблемой.
Что такое клавиатура?
Это устройство ввода информации в компьютер, которое позволяет осуществлять ручной ввод данных, отдавать команды, двигать курсор по экрану. Помогают в этом клавиши с буквами, цифрами и символами. Вне зависимости от внешнего вида все клавиатуры устроены примерно одинаково: на печатной плате располагаются кнопочные устройства, соответствующие расположению реальных клавиш.
Виды клавиатур для компьютера различны, одна из последних разработок – световая клавиатура, которая выглядит как небольшой прибор и устанавливается на столе.
Джойстик
Дополнительное устройство компьютера джойстик используется для обучения специальным программам, а также для компьютерных игр. Джойстики могут быть двух видов: настольные и ручные. Джойстик можно наклонять в любую сторону. Если джойстик наклонить вправо, то объект на экране будет двигаться вправо, если влево – то влево, если от себя – то вверх, а если к себе – то вниз.
Сканер
Сканеры – внешние устройства компьютера, делятся на ручные и планшетные. Ручной сканер можно увидеть в супермаркетах, его используют для считывания штрих-кода. Сканер считывает напечатанные на бумаге данные. Данные со сканера в электронном виде можно использовать для дальнейшей работы.
Колонки, наушники и микрофоны
Являются внешней частью акустической (звуковой) системы. Их характеристики определяют качество воспроизводимого звука.
Все виды колонок устроены достаточно просто и представляют собой коробки, в которые установлены один или несколько динамиков. Если динамик один, то звук проходит через него полностью, не разделяясь на частоты. Соответственно, если звуки разделить по группам частот и направить каждую группу в соответствующий динамик, то получится более чистое и красивое звучание. В современных звуковых системах каждая группа частот направлена в свою колонку. Это сделано для того, чтобы не возникали посторонние шумы и скрипы.
Наушники не являются важным устройством при пользовании домашним компьютером. Они могут понадобиться, если ты желаешь ощутить звуковые эффекты на полную мощность, или прослушивать музыку, не мешая окружающим.
Микрофон может понадобиться в случае, если у твоего компьютера имеется специальное устройство, позволяющее воспринимать голосовые команды.
Монитор
Что такое монитор? Это устройство вывода информации, отображающее зрительную информацию, а также происходящие процессы. Монитор позволяет увидеть, что происходит при движении мыши или нажатии клавиш. Выделяют несколько видов мониторов для компьютеров. Мониторы предыдущего поколения, на основе электронно – лучевой трубки, напоминают телевизор. Самыми востребованными стали жидкокристаллические мониторы. Их отличают небольшой размер и вес.
Недавно ученые разработали гибкие мониторы, изображение на которых создается с помощью живых молекул, расположенных между двумя слоями тонкой пленки и изменяющих свою структуру под воздействием электричества.
Принтер
Принтер печатает найденные или полученные сведения на бумаге. Наименований принтеров сегодня уже сотни. Они делятся на матричные, струйные и лазерные. Каждый из этих видов может иметь свои особенности и дополнительные функции.
Когда компьютеры только появились, многие думали, что в скором времени работа с бумагами станет ненужной, а вся информация будет храниться на дисках. Однако, бумажные распечатки остаются самыми надежными, а принтеры еще долго будут оставаться важным устройством.
Виды памяти компьютера
К видам памяти компьютера относятся оперативная память и жесткий диск.
Оперативная память — это разновидность внутренней памяти компьютера, представляющая собой плату с рядом микросхем, которая хранит данные во время работы компьютера. Чтобы решить все поставленные задачи, необходим хороший объем оперативной памяти.
Винчестер получил такое название, потому что первый жесткий диск был рассчитан на два устройства емкостью 30 мегабайт каждое. Обозначение такого диска записывалось 30/30 каждое, что соответствовало обозначению известного охотничьего ружья винчестер. Это название очень понравилось компьютерщикам и быстро прижилось.
Минимальной единицей является бит памяти.
Устройствами внешней памяти компьютера являются переносной жесткий диск, карты памяти, CD, DVD.
Что такое видеокарта?
Чтобы информация, поступающая в компьютер, могла быть представлена в виде изображений, необходима видеокарта. Что делает видеокарта? Видеокарта управляет работой монитора, создает на нем изображение по инструкции, получаемой от процессора. Современным компьютерам требуются на столько мощные видеокарты, что их приходится оснащать системой охлаждения.
Что такое системный блок и для чего он нужен?
Сердцем компьютера является системный блок, который нужен для совмещения основных и дополнительных компонентов компьютера.
Системный блок объединяет в корпусе блок питания, видеокарту, дисковод, винчестер, материнскую плату, различные порты и оперативную память.
У ноутбуков системный блок совмещен с клавиатурой, а порты для подключения располагаются сбоку.
Компьютер — что это такое ПК? Его устройство и виды.
Компьютер и ноутбук являются неотъемлемой частью нашей жизни, они есть практически в каждой семье и служат для многих проводником в мир высоких технологий.
Знать определение, что такое ПК и, как он работает действительно нужно. Не важно, что вы делаете за ним: играете в игры, работаете — он может решать множество самых разных задач.
Сейчас вы узнаете в подробностях, что такое компьютер в информатике, их типы и, что это такое ноутбук.
Что такое компьютер — ПК
Компьютер (комп, пк) — это электронно вычислительная машина, для обработки и выполнения определенных задач. Может быть мульти-задачным, или для решения специфических узкоспециализированных задач. Термин чаще употребляют для обозначения вычислительной машины, собранной из аппаратного обеспечения (железа) в системном блоке. Но, его можно смело употреблять и для ноутбуков, смартфонов и планшетов. Все эти — мини-компьютеры.
Компьютерная система — это устройства, собранные в одну систему для решения определенных задач. Это могут быть не обязательно именно ПК.
Компьютер является именно электронно вычислительной машиной и собирается из нескольких разных устройств, которые называются аппаратным обеспечением. Собранные вместе в системном блоке они и составляют ПК. Также, это правило и распространяется и на другие устройства.
Само слово — термин произошло от английского — compute, т.е. вычислять. С английского полностью переводится, как вычислитель. Совсем правильно будет называть — ЭВМ, т.е. электронно вычислительная машина. Интересно то, что некоторые разделяют термины ЭВМ и ПК, как разные понятия, что странно. Вообще компьютерами раньше называли людей, которые занимались вычислениями, еще в 1 613 английский писатель Ричард Брейтуэйт в своей книге употреблял этот термин в отношении человека, который производил вычисления. А до 20 века так чаще называли женщин, которые делали то же самое (их труд был дешевле).
Позволяет решать, выполнять, обрабатывать самые различные задачи и является многозадачным и универсальным вычислительным средством. С помощью него можно: хранить и обрабатывать информацию, играть в игры, заниматься программированием, работать с векторной и растровой графикой и т.д.
Компьютер история создания и развития
Отец компьютера
Сделать автоматизированную вычислительную машину хотели еще в 19 веке, тогда Чарльз Бэббидж создал ее первый концепт. Заниматься она должна была навигационными вычислениями. Машина была бы программируемой с помощью перфокарт. Но завершить дело ему не удалось, и упрощенную версию уже закончил его сын, в 1 906 представив ее использование в вычислительных таблицах.
В сообществе, Чарльза Бэббиджа принято считать «отцом компьютера» за счет того, что он придумал концепцию и по сути опередил на столетие свое время.
Аналоговые компьютеры
Первые компьютеры были аналоговыми и позволяли решать лишь узкоспециализированные задачи. Т.е. одно такое устройство решает лишь одну определенную задачу. Строились они на механической и электронной модели. Первым из них считается устройство для прогнозирования приливов, которое разработал Уильям Томсон.
Из-за того, что использовались механические детали, сделать такие устройства мульти задачными было практически невозможно или просто очень тяжело. Часто такие устройства мы видим в разных книгах и фильмах про фантастику. Это была эпоха механических вычислительных устройств, где использовались различные шестерни, рычаги и другие, а не электронные компоненты. Если электронные компоненты и использовались, то не так как сейчас.
В 1 927 году апогеем аналоговых компьютеров стал дифференциальный анализатор, созданный Х.Л Хазеном и Ванневаром Бушем в Массачусетском технологическом институте. Сделали его на основе механических интеграторов Джеймса Томсона с использованием крутящего момента, который изобрел Х.В. Ниман. Их успели сделать около двенадцать штук пока поняли, что это уже устаревающая технология. Уже к 1 950 году цифровые электронные-компьютеры завоевали свою популярность и вытеснили аналоговые, но их еще продолжали использовать для некоторых отраслей — авиации и образования. И в течение этого же десятилетия перестали.
Цифровые компьютеры
К 1 938 году ВМС США смогли разработать и сделать электромеханический аналоговый-компьютер таких размеров, что он помещался на борт подводной лодки. Он вычислял данные для торпед, решал проблемы стрельбы по движущимся целям и т.д. Похожие устройства в дальнейшем разработали и другие страны во время Второй мировой войны.
Самые первые цифровые-компьютеры были электромеханическими. Переключатели были электрическими и приводили в действие механическое реле, чтобы осуществлять расчеты. Эти механические детали не давали большую скорость работы, поэтому в скором времени уже все такие устройства делали, используя чисто электрические компоненты.
Современные компьютеры
То, как работают современные компьютеры, принципы работы, были предложены Аланом Тьюрингом в его основополагающей работе 1936 года о вычислимых числах. Тьюринг предложил довольно несложное устройство, которое он назвал «Универсальная вычислительная машина» и которое теперь известно, как универсальная машина Тьюринга.
Он реально доказал, что его машина может вычислять все, что можно вычислить, выполняя инструкции (программы), хранящиеся на ленте, что позволяет машине быть программируемой. Фундаментальная концепция дизайна Тьюринга — это хранимая программа, в которой все инструкции для вычислений хранятся в памяти.
Машины Тьюринга по сей день являются центральным объектом изучения в теории вычислений. За исключением ограничений, налагаемых их конечными хранилищами памяти. Современные компьютерные машины, как говорят «полны по Тьюрингу», то есть имеют возможность выполнения алгоритма, эквивалентную универсальной машине Тьюринга.
Создание компьютерных вычислительных машин положило начало новой эры развития человечества и открыло перед нами возможности, которых еще никогда не было прежде.
Устройство компьютера — как работает
Состоит из нескольких устройств, которые собираются вместе. Называется это аппаратным обеспечением. То, из чего состоит ПК зависит от его форм фактора. Рассмотрим основные компоненты:
Материнская плата — основная плата системы, на которую устанавливаются другие компоненты. Является главной системной платой.
Процессор — выполняет все основные задачи, функции и команды программного обеспечения.
Оперативная память — является хранилищем для выполняемых в данный момент программ, чтобы ускорить к ним доступ процессору.
Видеокарта — является обработчиком графики.
Устройство хранения данных — жесткий диск, SSD диск и т.д.
Блок питания — обеспечивает питанием все компоненты системного блока.
Устройства ввода — клавиатура, мышь, микрофон, сканер, джойстик и т.д.
Устройство вывода — монитор, дисплей, колонки, наушники, принтер и т.д.
Каждый из этих компонентов отвечает за свои функции и все вместе они обеспечивают работу всей системы.
Виды компьютеров — классификация
Их можно разделить на две основные группы:
По архитектуре:
По размеру и форм фактору:
Как выбрать компьютер — характеристики
При выборе ПК или ноутбука нужно обращать внимание на компоненты, установленные в нем.
Это основные компоненты начинки обычного системного блока, от того, насколько они мощны и подходят друг к другу и будет зависеть производительность ПК. Подробнее о том, на что стоит обратить внимание при их выборе — читайте по ссылкам на них.
А какую выбирать мышку, клавиатуру, монитор и т.д. — уже исходите из своих предпочтений, чем вам удобнее пользоваться. Если есть возможность, то мышку лучше подержать в руках, прежде чем приобретать, т.к. не всеми моделями действительно удобно пользоваться.
Что такое ноутбук
Ноутбук (ноут) — это компьютер в портативном форм-факторе. Является полноценным ПК и включает в себя все его компоненты. Отличается лишь размером и позиционированием.
Сами ноутбуки тоже бывают разных размером — нетбуки, большие и т.д. По умолчанию кроме основных компонентов чаще всего включают в себя: встроенную видеокарту, дисплей, тачпад, Wi-Fi модуль, Bluetooth, аккумулятор.
Чаще приобретаются для мобильности. Имеют недостаток — не могут быть такими же мощными, как полноценный ПК, но это больше вопрос цены, т.к. есть модели в высоком ценовом сегменте, которые действительно производительные.
Удобно брать с собой, в небольшой квартире и, если за ПК по большому счету нужно лишь изредка печать и находится в интернете. Т.к. для работы с графикой и играми, все равно захочется экран побольше, производительности и удобств в виде полноценной клавиатуры, мыши т.д.
Отличный вариант для тех кому не нужна вся мощь полноценного системного блока, кто не хочет выделять место под ПК в квартире и часто путешествующим людям.
Выбор их действительно большой и можно подобрать на любые задачи, есть даже игровые — производительности, но по цене такое удовольствие выйдет в два раза дороже, чем просто собрать системник.
В заключение
Это основные моменты, что нужно и важно знать по этой теме и краткая история создания. Рассказывать здесь можно много, и про каждое железо отвести отдельную статью. Возможно вам был интересен и полезен этот материал.
Компьютер
Название «ЭВМ», принятое в русскоязычной научной литературе, является синонимом компьютера. В настоящее время оно почти вытеснено из бытового употребления и в основном используется инженерами цифровой электроники, как правовой термин в юридических документах, а также в историческом смысле — для обозначения компьютерной техники 1940—1980-х годов и больших вычислительных устройств, в отличие от персональных.
Электронная вычислительная машина подразумевает использование электронных компонентов в качестве её функциональных узлов, однако компьютер может быть устроен и на других принципах — он может быть механическим, биологическим, оптическим, квантовым и т. п. (подробнее: Классы компьютеров#По виду рабочей среды), работая за счёт перемещения механических частей, движения электронов, фотонов или эффектов других физических явлений. Кроме того, по типу функционирования вычислительная машина может быть цифровой (ЦВМ) и аналоговой (АВМ).
Содержание
Этимология
Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском словаре английского языка. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить понятия цифрового, аналогового и электронного компьютера.
История
Экспоненциальное развитие компьютерной техники
После изобретения интегральной схемы развитие компьютерной техники резко ускорилось. Этот эмпирический факт, замеченный в 1965 году соучредителем компании Intel Гордоном Е. Муром, назвали по его имени Законом Мура. Столь же стремительно развивается и процесс миниатюризации компьютеров. Первые электронно-вычислительные машины (например, такие, как созданный в 1946 году ЭНИАК) были огромными устройствами, весящими тонны, занимавшими целые комнаты и требовавшими большого количества обслуживающего персонала для успешного функционирования. Они были настолько дороги, что их могли позволить себе только правительства и большие исследовательские организации, и представлялись настолько экзотическими, что казалось, будто небольшая горстка таких систем сможет удовлетворить любые будущие потребности. В контрасте с этим, современные компьютеры — гораздо более мощные и компактные и гораздо менее дорогие — стали воистину вездесущими.
Математические модели
Архитектура и структура
Архитектура компьютеров может изменяться в зависимости от типа решаемых задач. Оптимизация архитектуры компьютера производится с целью максимально реалистично математически моделировать исследуемые физические (или другие) явления. Так, электронные потоки могут использоваться в качестве моделей потоков воды при компьютерном моделировании (симуляции) дамб, плотин или кровотока в человеческом мозгу. Подобным образом сконструированные аналоговые компьютеры были обычны в 1960-х годах, однако сегодня стали достаточно редким явлением.
Результат выполненной задачи может быть представлен пользователю при помощи различных устройств ввода-вывода информации, таких как ламповые индикаторы, мониторы, принтеры, проекторы и т. п.
Классификация
По назначению
Элементная основа
Первая троичная ЭВМ «Сетунь» на ферритдиодных ячейках была построена Брусенцовым в МГУ.
Поверхностный характер представленного подхода к классификации компьютеров очевиден. Он обычно используется лишь для обозначения общих черт наиболее часто встречающихся компьютерных устройств. Быстрые темпы развития вычислительной техники означают постоянное расширение областей её применения и быстрое устаревание используемых понятий. Для более строгого описания особенностей того или иного компьютера обычно требуется использовать другие схемы классификаций.
Физическая реализация
Более строгий подход к классификации основан на отслеживании используемых при создании компьютеров технологий. Самые ранние компьютеры были полностью механическими системами. Тем не менее, уже в 1930-х годах телекоммуникационная промышленность предложила разработчикам новые, электромеханические компоненты (реле), а в 1940-х были созданы первые полностью электронные компьютеры, имевшие в своей основе электронные лампы. В 1950—1960-х годах на смену лампам пришли транзисторы, а в конце 1960-х — начале 1970-х годов — используемые и сегодня полупроводниковые интегральные схемы (кремниевые чипы).
Приведённый перечень технологий не является исчерпывающим; он описывает только основную тенденцию развития вычислительной техники. В разные периоды истории исследовалась возможность создания вычислительных машин на основе множества других, ныне позабытых и порою весьма экзотических технологий. Например, существовали планы создания гидравлических и пневматических компьютеров, между 1903 и 1909 годами некто Перси И. Луджет даже разрабатывал проект программируемой аналитической машины, работающей на базе пошивочных механизмов (переменные этого вычислителя планировалось определять при помощи ниточных катушек).
В настоящее время ведутся серьёзные работы по созданию оптических компьютеров, использующих вместо традиционного электричества световые сигналы. Другое перспективное направление подразумевает использование достижений молекулярной биологии и исследований ДНК. И, наконец, один из самых новых подходов, способный привести к грандиозным изменениям в области вычислительной техники, основан на разработке квантовых компьютеров.
Впрочем, в большинстве случаев технология исполнения компьютера является гораздо менее важной, чем заложенные в его основу конструкторские решения.
По способностям
Одним из наиболее простых способов классифицировать различные типы вычислительных устройств является определение их способностей. Все вычислители могут, таким образом, быть отнесены к одному из трёх типов:
Современный компьютер общего назначения
При рассмотрении современных компьютеров наиболее важной особенностью, отличающей их от ранних вычислительных устройств, является то, что при соответствующем программировании любой компьютер может подражать поведению любого другого (хоть эта возможность и ограничена, к примеру, вместимостью средств хранения данных или различием в скорости). Таким образом, предполагается, что современные машины могут эмулировать любое вычислительное устройство будущего, которое когда-либо может быть создано. В некотором смысле эта пороговая способность полезна для различия компьютеров общего назначения и устройств специального назначения. Определение «компьютер общего назначения» может быть формализовано в требовании, чтобы конкретный компьютер был способен подражать поведению универсальной машины Тьюринга. Первым компьютером, удовлетворяющим такому условию, считается машина Z3, созданная немецким инженером Конрадом Цузе в 1941 году (доказательство этого факта было проведено в 1998 году).
Конструктивные особенности
Современные компьютеры используют весь спектр конструкторских решений, разработанных за всё время развития вычислительной техники. Эти решения, как правило, не зависят от физической реализации компьютеров, а сами являются основой, на которую опираются разработчики. Ниже приведены наиболее важные вопросы, решаемые создателями компьютеров:
Цифровой или аналоговый
Фундаментальным решением при проектировании компьютера является выбор, будет ли он цифровой или аналоговой системой. Если цифровые компьютеры работают с дискретными численными или символьными переменными, то аналоговые предназначены для обработки непрерывных потоков поступающих данных. Сегодня цифровые компьютеры имеют значительно более широкий диапазон применения, хотя их аналоговые собратья все ещё используются для некоторых специальных целей. Следует также упомянуть, что здесь возможны и другие подходы, применяемые, к примеру, в импульсных и квантовых вычислениях, однако пока что они являются либо узкоспециализированными, либо экспериментальными решениями.
Среди наиболее простых дискретных вычислителей известен абак, или обыкновенные счёты; наиболее сложной из такого рода систем является суперкомпьютер.
Система счисления
Примером компьютера на основе десятичной системы счисления является первая американская вычислительная машина Марк I.
Важнейшим шагом в развитии вычислительной техники стал переход к внутреннему представлению чисел в двоичной форме. [9] Это значительно упростило конструкции вычислительных устройств и периферийного оборудования. Принятие за основу двоичной системы счисления позволило более просто реализовывать арифметические функции и логические операции.
Тем не менее, переход к двоичной логике был не мгновенным и безоговорочным процессом. Многие конструкторы пытались разработать компьютеры на основе более привычной для человека десятичной системы счисления. Применялись и другие конструктивные решения. Так, одна из ранних советских машин работала на основе троичной системы счисления, использование которой во многих отношениях более выгодно и удобно по сравнению с двоичной системой (проект троичного компьютера Сетунь был разработан и реализован талантливым советским инженером Н. П. Брусенцовым).
Под руководством академика Хетагурова Я. А. разработан «высоконадёжный и защищённый микропроцессор недвоичной системы кодирования для устройств реального времени», использующий систему кодирования 1 из 4 с активным нулём.
В целом, однако, выбор внутренней системы представления данных не меняет базовых принципов работы компьютера — любой компьютер может эмулировать любой другой.
Хранение программ и данных
Во время выполнения вычислений часто бывает необходимо сохранить промежуточные данные для их дальнейшего использования. Производительность многих компьютеров в значительной степени определяется скоростью, с которой они могут читать и писать значения в (из) памяти и её общей ёмкости. Первоначально компьютерная память использовалась только для хранения промежуточных значений, но вскоре было предложено сохранять код программы в той же самой памяти (архитектура фон Неймана, она же «принстонская»), что и данные. Это решение используется сегодня в большинстве компьютерных систем. Однако для управляющих контроллеров (микро-ЭВМ) и сигнальных процессоров более удобной оказалась схема, при которой данные и программы хранятся в различных разделах памяти (гарвардская архитектура).
Программирование
Способность машины к выполнению определённого изменяемого набора инструкций (программы) без необходимости физической переконфигурации является фундаментальной особенностью компьютеров. Дальнейшее развитие эта особенность получила, когда машины приобрели способность динамически управлять процессом выполнения программы. Это позволяет компьютерам самостоятельно изменять порядок выполнения инструкций программы в зависимости от состояния данных. Первую реально работающую программируемую вычислительную машину сконструировал немец Конрад Цузе в 1941 году.
При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Решение любой задачи для компьютера является последовательностью вычислений.
Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.
Применение
Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения математических расчётов.
Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего, они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.
Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.
Четвёртое. Компьютеры развились настолько, что стали главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. Теперь почти любая работа с информацией зачастую осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи. Основное применение современных домашних компьютеров — навигация в Интернете и игры.
Пятое. Современные суперкомпьютеры используются для компьютерного моделирования сложных физических, биологических, метеорологических и других процессов и решения прикладных задач. Например, для моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер.
Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.
