С чего вводилась программа обработки данных в первом программно управляемом компьютере
1943-й. Под руководством американца Говарда Айкена по заказу и при поддержке фирмы IBM создан Mark-1 - первый программно-управляемый компьютер. Он был построен на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты.
1945-й. Американец Джон фон Нейман в отчете "Предварительный доклад о машине Эниак" сформулировал принципы работы и компоненты современного программно-управляемого компьютера. Он определил четыре основные компоненты:
· Арифметико-Логическое Устройство (АЛУ);
· устройство ввода/вывода информации.
С тех пор архитектура подобных компьютеров (а подавляющее большинство современных компьютеров построено в соответствие с ней) называется фон-неймановской.
1946-й. Американцы Джон Преспер Экерт и Джон Уильям Мочли создали первый мощный электронно-цифровой компьютер "Эниак" (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator), в 1000 раз более быстродействующий, чем Mark-1.
1956-й. FORTRAN - первый реализованный язык программирования высокого уровня. Создан в период с 1954 по 1957 годы группой программистов под руководством Джона Бэкуса (John Backus) в корпорации IBM (язык Планкалкюль, претендующий на пальму первенства, был изобретен еще в 1945 году, но не был реализован вплоть до 2000 года). Название FORTRAN является аббревиатурой от FORmula TRANslator, то есть переводчик формул. Язык Фортран широко используется до сих пор - в первую очередь для научных и инженерных вычислений.
1960-й. Разработан алгоритмический язык АЛГОЛ-60.
1963-й. Профессоры Дартмутского колледжа Томас Курт (Thomas E. Kurtz) и Джон Кемени (John G. Kemeny) разработали алгоритмический язык Бейсик (BASIC - Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code - универсальный код символических инструкций для начинающих; Basic - основной, базовый) - семейство высокоуровневых языков программирования. Язык предназначался для обучения программированию и получил широкое распространение в виде различных диалектов, прежде всего как язык для домашних микрокомпьютеров.
1964-й. 7 апреля фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System-360. Это был важнейший шаг к унификации, совместимости и стандартизации компьютеров. В этом же году в серии статей о науке и технике будущего в английском журнале "New Scientist" впервые появилось словосочетание "персональный компьютер" (Personal Computer - PC).
1970-й. Швейцарец Никлаус Вирт разработал язык программирования Паскаль, получивший впоследствии широкое распространение в обучении и программировании.
1971-й. Под руководством инженера фирмы Intel Теда Хоффа создан первый микропроцессор - 4-разрядный 4004 или, как его назвали, "компьютер в одном кристалле". Он состоял из 2250 транзисторов и выполнял все функции центрального процессора универсального компьютера.
1974-й. На компьютерном рынке появился микрокомпьютер Altair на базе Intel 8080. Мирная жизнь рынка, где царили IBM и DEC, была нарушена маленькой компанией MITS из Альбукерке, предложившей машину для каждого. Хотя Altair с большой натяжкой можно было назвать компьютером: MITS предлагала изделие типа "сделай сам" - комплект, из которого терпеливый пользователь с помощью паяльника, в конце концов, мог получить довольно сложное в эксплуатации устройство. Однако, не в последнюю очередь благодаря широкой рекламе, желающих заполучить собственный компьютер за вполне доступную (400 долл.) цену оказалось предостаточно.
1975-й. Студенты Пол Аллен и Билл Гейтс реализовали интерпретатор языка Бейсик для персонального компьютера Altair. Они же основали компанию Microsoft, являющуюся сегодня крупнейшим производителем программного обеспечения персональных компьютеров.
Создан микропроцессор MOP-technology 6502, он состоял из 4300 транзисторов и широко использовался в персональных компьютерах того времени.
Фирма IBM представила на рынок один из первых лазерных принтеров IBM 3800.
1977-й. В этом году в массовое производство были запущены три персональных компьютера: Apple-2 (Apple Computer) на базе процессора 6502, PET (Commodore) на базе процессора 8088, TRS-80 (Tendy Corporation) на базе процессора Z80.
1983-й. Фирма Apple Computer построила персональный компьютер Apple Lisa - первый компьютер, управляемый манипулятором "мышь".
В этом же году началось массовое использование гибких дисков (дискет) как стандартных носителей информации.
1985-й. Первая попытка Microsoft реализовать многозадачную операционную среду для персонального компьютера на основе графического интерфейса Windows 1.01.
Фирмой Philips разработан стандарт записи компакт-дисков CD-I (CD-Interactive).
1989-й. Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee, Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire - CERN, Женева) предложил концепцию распределенной информационной системы с целью "объединения знаний человечества", которую он назвал "Всемирной паутиной" (World Wide Web - WWW). Для ее создания он объединил две существующие технологии - технологию IP-протоколов для передачи данных и технологию гипертекста (Hypertext Technology).
1991-й. Создан первый браузер (Browser) - компьютерная программа просмотра гипертекста - работавший в режиме командной строки. Его применение позволило уже в 1992 году успешно реализовать предложенный проект, который был направлен в конечном итоге на создание "бесшовного информационного пространства" (Seamless Informational Area), охватывающего всю планету.
1993-й. Фирма Intel представила микропроцессор Pentium.
Фирма Siemens представила свой нейрокомпьютер "Synapse1", мощность которого эквивалентна 8000 рабочих станций. Компьютер параллельно обрабатывает информацию от сети искусственных нейронов - идеальное устройство для решения задач по распознаванию изображений и речи.
1995-й. Главным событием в мире программного обеспечения персональных компьютеров стало создание универсальной многозадачной операционной системы Windows 95. Выпущенная в сентябре 1995 года система Windows 95 стала первой графической операционной системой для компьютеров IBM PC. Впоследствии эта операционная система получила свое развитие в Windows 98.
Производители аппаратно-программного обеспечения изготавливают узлы и устройства так, чтобы они были совместимы с Windows 95(98). Теперь можно приобретать новые устройства и устанавливать их в компьютер, рассчитывая на то, что все прочие устройства и программы будут работать нормально. Фирма Microsoft в системе Windows 95 ввела новый стандарт самоустанавливающихся устройств (Plug & Play).
1996-й. С каждым новым поколением ЭВМ увеличивались быстродействие и надежность их работы при уменьшении стоимости и размеров, совершенствовались устройства ввода/вывода информации. В соответствии с трактовкой компьютера - как технической модели информационной функции человека - устройства ввода приближаются к естественному для человека восприятию информации (зрительному, звуковому, тактильному), и, следовательно, операция по ее вводу в компьютер становится все более удобной для человека.
В последней четверти ХХ века промышленные ЭВМ, а затем персональные компьютеры стали аппаратно-вычислительной основой создания многофункциональных управляющих и информационных систем. В таблице 1приведены параметры электронно-вычислительных устройств разных поколений.
Таблица 1 - Параметры электронно-вычислительных устройств разных поколений.
| Поколение | Элементная база | Быстродействие | Особенности Программного и информационного обеспечения обеспечение | Применение | Примеры |
| 1-е (1946-1959) | Электронные лампы | 10-20 тыс. операций/сек | Машинные языки | Расчетные задачи | ЭНИАК (США), МЭСМ (СССР), УРАЛ (СССР) |
| 2-е (1960-1969) | Полупроводники | 100-500 тыс. операций/сек | Алгоритмические языки, диспетчерские системы, пакетный режим | Инженерные, научные, экономические задачи | IВМ 701 (США), БЭСМ-6, БЭСМ-4 (СССР), Минск-22 (СССР) |
| 3-е (1970-1979) | Интегральные микросхемы | Порядка 1 млн операций/сек | Операционные системы, режим разделения времени | АСУ, САПР, научно-технические задачи | IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР) |
| 4-е (1980 - наст. время) | СБИС, микропроцесссо-ры | Десятки и сотни млн. операций/сек | Базы и банки данных | Управление, коммуникации АРМ, обработка текстов, графика | ПЭВМ, серверы |
Современный компьютер принято разделять на аппаратную часть ("железо" - Hardware) и программное обеспечение (ПО - Software). На рис. 1 показана упрощенная схема системной ("материнской") платы персонального компьютера. В физическом исполнении на плате имеются соответствующие разъемы (слоты) для размещения процессора, модулей оперативной памяти, подключения устройств ввода/вывода.
Рис. 1. Упрощенная схема системной ("материнской") платы персонального компьютера
Интерфейс между процессором, внутренними и внешними устройствами осуществляется с помощью шин и совокупности устанавливаемых на плате специальных микросхем (Chipset). На плате размещается также специализированный блок (Basic Input/Output System -- BIOS), который предназначен для хранения параметров конфигурации персонального компьютера, аппаратных драйверов и программы POST, проверяющей при включении компьютера работоспособность его различных устройств.
Научно-технический прогресс влияет на развитие аппаратной части: уменьшаются геометрические размеры транзисторов, увеличивается быстродействие, растет скорость передачи данных и т. п.; но новые аппаратные возможности дают импульс созданию новых программ. Программное обеспечение определяет функции вычислительных систем. "Мягкость" составной части программного обеспечения, разработанного на базе принципа "открытых систем", обеспечивается возможностью "загрузки" разных программ на одну и ту же аппаратную платформу. Это позволяет многократно увеличить скорость обновления функциональных возможностей компьютеров (скорость предоставления новых сервисов для пользователей).
Программное обеспечение обычно разделяют на системное и прикладное.
Операционная система (ОС) - базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Помимо вышеуказанных функций ОС может осуществлять и другие, например предоставление пользовательского интерфейса, сетевое взаимодействие и т. п. Выбор того или иного системного программного обеспечения достаточно сильно зависит от аппаратной части компьютера. В настоящее время широко используются Microsoft Windows, Mac OS и системы класса UNIX.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Программный принцип работы компьютера
По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.
Персональный компьютер (ПК) — это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.
Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.
Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:
- устройства ввода информации
- устройства обработки информации
- устройства хранения
- устройства вывода информации.
Схема устройства компьютера впервые была предложена в 1946 году американским ученым Джоном фон Нейманом. Дж. фон Нейман сформулировал основные принципы работы ЭВМ, которые во многом сохранились и в современных компьютерах.
Основу компьютеров образует аппаратура, построенная, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.
Принцип действия компьютеров состоит в выполнении программ — заранее заданных, четко определённых последовательностей арифметических, логических и других операций
Программа – это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу обработки информации.
Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер.
Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера.
Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).
Центральный процессор — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Функции процессора:
- обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
- программное управление работой устройств компьютера.
Функции памяти:
- приём информации из других устройств;
- запоминание информации;
- выдача информации по запросу в другие устройства машины.
Принципы фон-Неймана:
1. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности.
2. Принцип адресности. Основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору времени доступна любая ячейка.
3. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Таким образом, компьютер представляет собой совокупность устройств и программ, управляющих работой этих устройств.
Принцип работы компьютера:
· С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа.
· Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать:
- выполнение логических или арифметических операций;
- чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций;
- запись результатов в память;
- ввод данных из внешнего устройства в память;
- вывод данных из памяти на внешнее устройство.
Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти.
Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера.
Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства.
Системное ПО.
Главной частью системного программного обеспечения является операционная система.
Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
К системному ПО кроме ОС следует отнести и множество программ обслуживающего, сервисного характера. Например, это программы обслуживания дисков (копирование, форматирование), сжатия файлов на дисках (архиваторы) борьбы с компьютерными вирусами и многое другое.
Прикладное программное обеспечение
Для выполнения на компьютере конкретных работ (создания текстов и рисунков, обработки числовых данных и т. д.) требуется прикладное программное обеспечение.
Прикладное программное обеспечение можно разделить на две группы программ: системы программирования и приложения.
Системы программирования являются для программистов-профессионалов инструментами разработки программ на различных языках программирования (Basic, Pascal, С и др.). В настоящее время появились системы визуального программирования (Visual Basic, Borland Delphi и др.), которые позволяют даже начинающему пользователю компьютера создавать несложные программы.
Приложения предоставляют пользователю возможность обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.
Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.
В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы.
Из-за широкого распространения компьютерных вирусов можно отнести к отдельной группе антивирусные программы.
Для профессиональных целей квалифицированными пользователями компьютера используются приложения специального назначения. К ним относятся системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари и системы автоматического перевода и др.
Все большее число пользователей применяет обучающие программы для самообразования или в учебном процессе. Прежде всего, это программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы и тесты по различным предметам
Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники и т. д.) на лазерных дисках, содержащие огромный объем информации и средства быстрого ее поиска.
Основной функцией компьютера является обработка информации. Выше была рассмотрена аппаратная реализация компьютера. Рассмотрим теперь, каким образом компьютер обрабатывает информацию.
В 50-60-е годы, когда компьютер еще назывался ЭВМ (электронно-вычислительная машина), он мог только вычислять. Процесс обработки информации состоял в операциях над числовыми данными.
В 70-е годы компьютер "научился" работать с текстом. Пользователь получил возможность редактировать и форматировать текстовые документы. В настоящее время большая часть компьютеров и большая часть времени используется для работы именно с текстовыми данными.
В 80-е годы появились первые компьютеры, способные работать с графической информацией. Сейчас компьютерная графика широко используется в деловой графике (построение диаграмм, графиков и так далее), в компьютерном моделировании, при подготовке презентаций, при создании Web-сайтов, в рекламе на телевидении, в анимационном кино и так далее. Применение компьютеров для обработки графических данных постоянно расширяется.
В 90-е годы компьютер получил возможность обрабатывать звуковую информацию. Любой пользователь современного персонального компьютера может воспользоваться стандартными приложениями Windows для прослушивания, записи и редактирования звуковых файлов. Работа со звуковыми данными является неотъемлемой частью мультимедиа технологии.
Для того чтобы числовая, текстовая, графическая и звуковая информация могли обрабатываться на компьютере, они должны быть представлены в форме данных. Данные хранятся и обрабатываются в компьютере на машинном языке, то есть в виде последовательностей нулей и единиц.
Информация, представленная в компьютерной форме (на машинном языке) и обрабатываемая на компьютере, называется данными.
Для того чтобы процессор компьютера "знал", что ему делать с данными, как их обрабатывать, он должен получить определенную команду (инструкцию). Такой командой может быть, например, "сложить два числа" или "заменить один символ на другой".
Обычно для решения какой-либо задачи процессору требуется не единичная команда, а их последовательность. Такая последовательность команд (инструкций) называется программой.
Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных, называется программой.
На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке, то есть на том языке, который "понимает" процессор. Такие программы представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, в которых человеку разобраться было очень трудно.
В 60-е годы началась разработка языков программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. В настоящее время с появлением систем визуального программирования (Visual Basic, Delphi и др.) создание программ стало доступно даже для начинающих пользователей компьютера.
В течение нескольких десятилетий создавались программы, необходимые для обработки различных данных. Совокупность необходимых программ составляет программное обеспечение компьютера.
Таким образом, для обработки данных на компьютере необходимо иметь не только аппаратное обеспечение компьютера, так называемое hardware, но и программное обеспечение, так называемое software.
Программная обработка данных на компьютере реализуется следующим образом. После запуска на выполнение программы, хранящейся во внешней долговременной памяти, она загружается в оперативную память.
Процессор последовательно считывает команды программы и выполняет их. Необходимые для выполнения команды данные загружаются из внешней памяти в оперативную и над ними производятся необходимые операции. Данные, полученные в процессе выполнения команды, записываются процессором обратно в оперативную или внешнюю память.
В процессе выполнения программы процессор может запрашивать данные с устройств ввода информации и пересылать данные на устройства вывода информации.
Документ из архива "История развития устройств ввода ЭВМ", который расположен в категории "рефераты". Всё это находится в предмете "информатика, программирование" из раздела "Студенческие работы", которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "информатика, программирование" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "referat"
Текст из документа "referat"
Министерство Образования Российской Федерации
Читинский Государственный Университет
”История развития устройств ввода ЭВМ”
Выполнил: ст. гр. ПИ-03-3
Проверил: Глазырин В.В.
«Паскалево колесо»: Титанический труд проделал выдающийся математик, физик, изобретатель и механик Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662) для создания машины, с помощью которой можно было производить арифметические операции. За время работы над устройством, Паскалем было сделано более пятидесяти различных моделей, в которых изобретатель экспериментировал не только с материалом, но и с формой деталей машины.
Первая работающая машины была изготовлена уже в 1642 году, но окончательный вариант арифметической машины или «колеса Паскаля» появился только к 1645 году. Она представляла собой легкий латунный ящичек размером 350x125х75 мм. На верхней крышке было сделано восемь круглых отверстий, вокруг каждого нанесена круговая шкала. Шкала крайнего правого отверстия разделена на двенадцать равный частей, шкала соседнего с ним отверстия — на двадцать частей, шкалы остальных шести отверстий имеют десятичное деление.
Такая градуировка использовалась по следующей причине. Паскаль создавал машину в помощь своему отцу, который был сборщиком налогов. Следовательно за основу он положил систему счета французкой валюты того времени. Основной денежной единицей тогда был ливр, которй равнялся двадцати су. Су, в свою очередь состоял из двенадцати денье. В отверстиях располагались зубчатые коеса. Число зубьев каждого колеса равнялось числу делений шкалы соответствующего отверстия. Так, у крайнего правого колеса двенадцать зубьев, у соседнего - двадцать, у остальных по десять. Также у каждой шестерни имелся один удлиненный зубец, который при полном повороте колеса поворачивал соседнее колесо. Так при двенадцати полных поворотов крайнего правого колеса за счет этого зубца соседнее колесо совершало один полный поворот. Поворот колеса передается посредством внутреннего механизма машины цилиндрическому барабану, ось которого располагалась горизонтально. Один поворот зубчатого колеса соответствовал одной операции сложения. На боковой поверхности барабана были нанесены цифры от нуля до девяти, которые были видны в прямоугольных окнах крышки. В этих окнах выводился результат арифметической операции. Для того чтобы зубчатые колеса вращались в одну сторону они соединялись посредством дополнительной промежуточной шестерни, колеса передвигались только по часовой стрелке и были предназначены лишь для сложения чисел. Вычитание можно было выполнить, применяя довольно громоздкую методику.
Все в мире развивается, не что не стоит на месте. Так, от механических счетных машин, мы пришли к мощным компьютерам, без которых не представляется жизнь в современном мире. Развиваются также и устройства ввода в эти самые компьютеры. Они прошли не малый путь, и на сегодняшнем компьютере набор устройств ввода информации выглядит примерно так:
клавиатура- основное и обязательное устройство ввода информации. Служит для ввода текстовой информации выполнением ряда команд.
мышь- обеспечивает быстрое перемещение по экрану, ввод графической информации и управление выполнением команд по принципу "указать-нажать" и т.д.
сканер- устройство оптического ввода информации. Позволяет оцифровать изображения с фотографий.
звуковая карта- устройство, кодирующее (и декодирующее) звук.
цифровые фото- и видеокамеры устройства получения видео изображений и фотоснимков в компьютерном (цифровом) формате.
Устройства ввода информации - предназначены для сбора информации, преобразования её в числовой вид, передачи информации в компьютер.
Компьютеры первого поколения:
МЭСМ (1950 г.) Для ввода команд и данных использовался пульт управления с набором переключателей.
БЭСМ (1952 г.) В качестве устройств ввода использовалась перфолента.
«Раздан» (1958 г.) Ввод информации осуществляется с перфорированной 5-дорожечной ленты (скорость -1000 строк в 1 секунду) и с 80-колонных перфокарт (скорость - 700 карт в 1 минуту).
Второе поколение ЭВМ:
M-20 (1959 г.) Ввод информации в машину производится с перфокарт со скоростью 100 карт в 1 минуту. Подача карт осуществляется широкой стороной с механическим считыванием пробивок.
МИР (1965 г.) Машина оборудована устройствами ввода-вывода на магнитных картах и перфоленте, а также электрифицированной печатающей машинкой.
НАИРИ (1967 г.) Ввод-вывод с перфокарт, перфоленты а также алфавитно-цифровая печать на электрической печатающей машинке «Консул».
РУТА-110 (1969 г.) Ввод-вывод: перфокарточное устройство (скорость считывания 350 перфокарт в 1 минуту); устройство ввода - вывода информации на 5- или 7-дорожечную перфоленту, в состав которого входят фотосчитыватель и ленточный перфоратор (скорость считывания 1000 символов в 1 секунду, перфорации - 80 символов в 1 секунду). Ввод: оптическое читающее устройство (простейший аналог современного сканера), которое со скоростью 150 знаков в секунду автоматически воспринимает печатные и рукописные цифры, непосредственно с первичных документов размером 210х297 миллиметра. Распознанные знаки либо вводятся в ЗУ машины, либо выводятся на перфоленту.
Третье поколение ЭВМ:
БЭСМ-6, ЕС-ЭВМ (1020, 1030) (1967-1980 г.) Ввод-вывод с перфокарт, перфоленты и магнитной ленты, алфавитно-цифровая печать на электрической печатающей машинке «Консул».
На обложке январского номера за 1975 год журнала "Popular Electronics" красовалось изображение первого в мире микрокомпьютера Altair 8800, собранного на базе новейшего микропроцессора 8080 фирмы Intel, это был MITS Altair 8800. Программы для Альтаира создавались на машинном языке, то есть с помощью нулей и единиц. В компьютере не было ни клавиатуры, ни дисплея, ни долговременой памяти. Программы вводились переключением тумблеров на передней панели. Тумблер (от англ. tumble — опрокидываться), малогабаритный механический переключатель. Применяется главным образом для коммутации цепей управления в электро- и радиотехнических приборах и устройствах.
Четвертое поколение ЭВМ:
1983 г. Фирма Apple Computer построила персональный компьютер Apple - первый компьютер, управляемый манипулятором "мышь". В этом же году началось массовое использование гибких дисков (дискет), как стандартных носителей информации. Создатель - Стив Возняк (Steve Wozniak) предусмотрел использование в своей конструкции устройств, без которых компьютер сегодня немыслим - клавиатуры и видеотерминала. А ведь тогдашние пользователи микрокомпьютеров вполне обходились тумблерами на передней панели.
П ерфолента (ПЛ) представляет собой узкую бумажную (или выполненную из иного тонкого материала) ленту, на которую информация нанесена путем пробивки круглых отверстий на информационных или кодовых дорожках, расположенных вдоль края ленты. Одна из дорожек – транспортная дорожка, находящаяся в средней части ленты, содержит непрерывную последовательность отверстий меньшего диаметра. Эта дорожка служит для перемещения ПЛ и синхронизации процессов считывания информации. Совокупность кодовых позиции (с пробивками или без) в направлении, перпендикулярном краю ленты, называется строкой. В каждой строке, которая в зависимости от используемой системы кодирования можетсостоять из 5,6 и 8 позиций, записывается код одного символа.
Перфокарта (перфорационная карта), носитель информации в виде прямоугольной карточки, обычно из тонкого эластичного картона (реже из пластмассы), на которую информация записывается пробивкой отверстий (перфораций). Одно из первых применений — машина Жаккарда (1800); перфоленты широко использовались в телеграфных аппаратах (1-я пол. 20 в.) и ЭВМ (50-60-е гг. 20 в.). Так например на одном из первых программно-управляемых компьютеров, созданном в 1943 г. под руководством американца Говарда Айкена, Mark-1 - программа обработки данных вводилась с перфоленты.
Сканеры предназначены для ввода графической информации. С помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами. Сканирование документов – процесс создания электронного изображения бумажного документа, напоминает его фотографирование.
Из всех компьютерных устройств, сканер – одно из самых старых по времени из изобретений. Системы для сканирования изображения являются неотъемлемой частью таких устройств, как фототелеграф, телефакс, телекамера и существуют уже более ста лет. В 1855 году итальянский физик Казелли создал прибор для передачи изображений, названный "пантелеграфом". В этом приборе игла сканировала изображение, нарисованное токопроводящими чернилами. С изобретением фотоэлемента был создан фототелеграф, в котором тонкий луч света перемещался по поверхности закрепленной на барабане фотографии. Свет, отражаясь от поверхности изображения, попадает на катод фотоэлемента, вызывая ток эмиссии, пропорциональный отражательной способности. В начале века немецким физиком Корном был создан фототелеграф, который ничем принципиально не отличается от современных барабанных сканеров. В нем происходит механическое сканирование изображения по двум координатам и освещается каждая точка в отдельности. Проходящий через нее свет воспринимается одним селеновым фотоприемником - следовательно, отсутствует погрешность, связанная с неидентичностью чувствительных элементов. Это самый старый и на сегодняшний день самый качественный, но и самый дорогой способ. Он не имеет принципиальных ограничений на число точек, из которых будет составлено изображение. Развитие полупроводниковых технологий позволило объединить несколько фотоприемников в одну линейку и обойтись перемещением только по одной координате. Это привело к рождению планшетных, рулонных, проекционных и ручных сканеров. Их оптическая схема абсолютно одинакова и может быть представлена в виде объектива, фокусирующего строку изображения на линейку фотоприемников. Различие заключается в способе перемещения фотографии, линейки фотоприемников и объектива. Обычно объектив и линейка фотоэлементов жестко связаны и перемещаются относительно фотографии. Разрешение подобных устройств обусловлено числом чувствительных элементов в линейке, и если ширина фотографии меньше рабочей поверхности сканера, то используется только часть фотоэлементов. В некоторых проекционных сканерах и студийных цифровых фотоаппаратах происходит перемещение линейки фотоприемников относительно изображения, сформированного неподвижным объективом. Проекционные сканеры позволяют сфокусировать объект на всю ширину линейки чувствительных элементов и, таким образом, вне зависимости от размера изображения получить максимально возможное разрешение.
Современный сканер функционально состоит из двух частей: собственно сканирующего механизма (engine) и программной части (TWAIN-модуль, система управления цветом и прочее).
Принцип работы (планшетный):
Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль - крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).
Оптическая система сканера (состоит из обьектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения (все ещё аналоговую информацию). Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.
Классификация современных сканеров:
Ручные сканеры
В основу работы ручных сканеров положен процесс регистрации отраженных лучей светодиодов от поверхности сканируемого документа. Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода имеется специальный индикатор. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не превышает обычно 4 дюймов (10 см). В некоторых моделях ручных сканеров для повышения разрешающей способности уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. Благодаря этому, при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход.
К основным достоинствам такого типа сканеров относятся:
низкая стоимость. Поскольку в ручных сканерах в качестве позиционирующего модуля выступает пользователь, отпадает необходимость в этом дорогом элементе; портативность. С появлением ручных сканеров, подключаемых к параллельному порту, их можно использовать как с настольными, так и с портативными компьютерами;
сканирование книг без их повреждения. С помощью ручного сканера можно отсканировать книгу, не сгибая и не разрывая ее. Это особенно важно при сканировании старинных книг или древних манускриптов.
Первые модели ручных сканеров подключались к компьютеру с помощью интерфейсной карты, которой необходимо было выделять отдельное прерывание, канал прямого доступа к памяти и адрес ввода-вывода. В настоящее время практически все устройства этого класса подключаются к параллельному порту, освобождая, таким образом, необходимые ресурсы.
Настольные сканеры:
В России модели с реднего класса (настольные офисные сканеры документов) в силу своей универсальности являются наиболее часто используемым типом сканерного оборудования. Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Они выпускаются со SCSI или скоростными видео- интерфейсами, обычно допускают сканирование с планшета или с использованием интегрированного устройства автоподачи документов. Существуют три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (shett-fed) и проекционные(overhead).
Планшетные сканеры
Планшетные сканеры, особенно предназначенные для чего-то кроме подарка или использования в качестве игрушки, при внешней простоте являются весьма интересными и довольно сложными опто-электронно-механическими устройствами. Однако конструкция их устоялась, производство хорошо налажено и технологически не является чем-то запредельным, так что обычно планшетные сканеры в ценовом диапазоне до 10000 долларов (включая такие известные имена, как AGFA, Linotype-Hell и UMAX) производятся на Тайване.
Читайте также: