Введение.ppt

системе подготовки специалиста.

План
1. Происхождение вычислительных машин.
2. Понятие об алгоритмах.

корнями в античную Грецию и Рим.
В число изобретателей механических

вычислительных машин входят:
француз Блез Паскаль (1623-1662); немец Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716);
англичанин Чарльз Бэббидж (1792-1871).

были заключены в архитектуре машины, хотя она и предлагала разнообразные

арифметические операции, которые оператор мог выбирать. Разностная машина Бэббиджа (была построена только одна демонстрационная модель этой машины) подвергалась изменению для выполнения различных расчетов, а его аналитическая машина (на постройку которой он не получил субсидий) была бы программируемой.

бумажных картах. Сторонник Беббиджа - Августа Ада Байрон считается сегодня

первым в мире программистом.
Идею передачи алгоритма машине при помощи отверстий на бумаге Бэббидж заимствовал у Жозефа Жаккарда (1752-1834), построившего в 1801 году ткацкий станок. Алгоритм, которому следовал ткацкий станок и который определялся расположением отверстий на бумажных картах , мог быть легко изменен для производства различных узоров на ткани.

применил этот способ кодирования информации в виде отверстий на бумажных

картах для ускорения процесса составления таблиц во время переписи населения в Америке в 1890 году (именно эта работа Холлерита привела к созданию IBM). Впоследствии такие карты стали называться перфокартами и оставались распространенным способом управления машиной до 70-х годов XX века. На самом деле этот способ живет и сейчас, как показали проблемы, возникшие в 2000 году во время президентских выборов.

Паскалем, Лейбницем и Бэббиджем, они требовали больших материальных затрат. Но

с успехами в области электроники в начале XX века этот барьер был преодолен. Примером этого прогресса являются электромеханическая машина Джорджа Стибица, построенная в 1940 году компанией Bell Laboratories, и машина Mark I, собранная Говардом Эйкеном и группой инженеров IBM в 1944 году в Гарвардском университете. Эти машины были созданы с использованием электромеханических реле. Они устарели почти сразу же, как только были построены

машину.
Первая такая машина была построенна в период с 1937

по 1941 год в колледже штата Айова (сейчас университет) Джоном Атанасовым и его ассистентом Клиффордом Берри.
Другая машина, названная Colossus, была собрана под руководством Томми Флаверса в Англии для дешифровки кодов, которыми пользовались немецкие войска в конце второй мировой войны.
Скоро последовали другие, более гибкие машины, такие как ENIAC (electronic numerical integrator and calculator - электронно-цифровой интегратор и вычислитель), разработанная Джоном Моучли и Проспером Эккертом в Электротехнической школе Мура университета штата Пенсильвания.
С этого момента история развития вычислительных машин становится историей развития технологий.

Неформально, алгоритм — это набор шагов, которые определяют выполнение какой-либо

задачи . Например, существует алгоритм для построения модели самолета (выраженный в форме инструкции), для управления стиральной машиной (обычно изображен на лицевой стороне машины), для исполнения музыки (последовательность нот в нотной записи) и для выполнения фокусов.
Перед тем как машина сможет выполнить какую-либо задачу, необходимо разработать алгоритм и представить его в форме, совместимой с машиной. Представление алгоритма, совместимое с машиной, называется программой (program). Программы и алгоритмы, которые они представляют, называются программным обеспечением (software), в отличие от самой ЭВМ, которая называется аппаратным обеспечением (hardware).
Более точно, алгоритм — это упорядоченный набор однозначных, выполнимых шагов, которые определяют конечный процесс.

алгоритм так, чтобы он мог быть передан машине или другим

людям. Это означает, что мы должны трансформировать понятийный алгоритм в набор однозначных инструкций. Исследования, возникшие из этой необходимости, исходили из наших знаний языка и грамматики и привели к большому количеству систем представления алгоритмов, называемых языками программирования (programming language), в основе которых лежит многообразие подходов к процессу программирования, называемых парадигмами программирования.

для выполнения алгоритмов. Хотя изучение архитектуры ЭВМ включает в себя

обсуждение современных технологий, нашей целью не является овладение всеми деталями того, как современная архитектура ЭВМ реализуется в электрической схеме. Это завело бы нас слишком далеко в область электротехники. Кроме того, как вчерашние механические вычисляющие устройства уступили дорогу электрическим устройствам, так и современная электроника скоро может быть заменена другими технологиями, среди которых первым кандидатом является оптика. Наша цель — получить достаточное представление о современных технологиях, для того чтобы понять их применение в современных машинах и их влияние на развитие вычислительной техники.

ведет к вопросам, касающимся предельных ограничений алгоритмических процессов. Если не

существует алгоритма для решения задачи, тогда эта задача не может быть решена машиной, то есть машины способны решать только алгоритмически разрешимые задачи.
Осознание того, что существуют задачи, не имеющие алгоритмического решения, появилось как отдельный предмет исследования в математике с публикацией теоремы о неполноте Курта Геделя в 30-х годах XX века. Эта теорема утверждает, что в любой математической теории, заключающей в себе традиционную систему арифметики, существуют утверждения, которые не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты. Короче говоря, любое полное знание нашей системы арифметики выходит за пределы возможностей алгоритмических процессов.

решение?
♦ Как можно облегчить поиск алгоритма?
♦ Как можно усовершенствовать технику

представления и передачи алгоритма?
♦ Как можно применить наши знания об алгоритмах и технологиях для создания лучших машин?
♦ Как можно проанализировать и сравнить характеристики различных алгоритмов?

абстракции в вычислительной технике?
3. Что включает понятие «алгоритм» в контексте

понятия «вычислительная техника»?
4. Какое влияние оказывает развитие вычислительной техники на общество?

– М.:Питер, 2004, стр. 27-40.
2. Громов Ю.Ю. и др. Информатика.

Лекции к курсу. Часть 1. – Тамбов: Першина, 2006, стр. 9 - 19.
 
б) дополнительная
 
1. Информатика. Базовый курс. 2-е издание./ под ред. С.В.Симоновича.- СПб.:Питер, 2006, стр. 11-17, 38-42.