En computer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 17. marts 2022; checks kræver 78 redigeringer .

Computer ( engelsk  computer , MPA : [kəmˈpjuː.tə(ɹ)] [1]  - "lommeregner", fra latin  computare  - tæl, beregn [2] ) - et udtryk, der kom ind i det russiske sprog fra fremmedsprog (hovedsageligt engelske kilder, et af navnene på en elektronisk computer . [3] Brugt i denne betydning i det russiske litterære sprog, [4] [5] videnskabelig, populærvidenskabelig litteratur. [6]

Brugen af ​​computere til forskellige formål beskrives ved begreberne automatiseret (f.eks. automatiseret kontrol), [7] maskine (f.eks. computergrafik), [8] computational (f.eks. computing). [9]

I EAEU 's lovgivning :

En computer er en enhed, der udfører logiske operationer og databehandling, kan bruge input- og outputenheder til at vise information, og omfatter normalt en central behandlingsenhed (CPU) til at udføre operationer. Hvis der ikke er nogen CPU, skal enheden fungere som en "klient-gateway" til en computerserver, der fungerer som en computerbehandlingsenhed.

— TR EAEU 048/2019 Technical Regulations of the Eurasian Economic Union "Om kravene til energieffektiviteten af ​​energiforbrugende enheder. Bilag 17

Computersystem  - enhver enhed eller gruppe af indbyrdes forbundne eller tilstødende enheder, hvoraf en eller flere, der handler i overensstemmelse med programmet , udfører automatiseret databehandling [10] .

Terminologiens historie

Ordet computer er afledt af de engelske ord compute , computer , som er oversat til "compute", "computer" (det engelske ord kommer igen fra det latinske computāre  - "compute"). Oprindeligt på engelsk betød dette ord en person, der udfører aritmetiske beregninger med eller uden involvering af mekaniske enheder. Senere blev dens betydning overført til maskinerne selv, men moderne computere udfører mange opgaver, der ikke er direkte relateret til matematik .

Den første fortolkning af ordet computer dukkede op i 1897 i Oxford English Dictionary . Dens kompilatorer forstod derefter computeren som en mekanisk computerenhed . I 1946 blev ordbogen suppleret med tilføjelser, der gjorde det muligt at adskille begreberne digitale , analoge og elektroniske computere.

Begrebet en computer bør adskilles fra begrebet en elektronisk computer (computer); sidstnævnte er en måde at implementere en computer på. En computer indebærer brugen af ​​elektroniske komponenter som dens funktionelle enheder, men en computer kan også være arrangeret efter andre principper - den kan være mekanisk , biologisk , optisk , kvante osv., arbejde ved at bevæge mekaniske dele, bevægelige elektroner , fotoner eller påvirker andre fysiske fænomener. Derudover kan en computer afhængigt af funktionstypen være digital (computer) og analog (AVM). På den anden side indebærer udtrykket "computer" muligheden for at ændre det program, der udføres ( omprogrammering ), hvilket ikke er muligt for alle typer computere.

På nuværende tidspunkt er begrebet computer, som mere refererende til spørgsmålene om en specifik fysisk implementering af en computer, næsten blevet presset ud af daglig brug og bruges hovedsageligt af digitale elektronikingeniører, som et juridisk udtryk i juridiske dokumenter, samt i historisk forstand - at henvise til computerteknologi 1940-1980'erne og store computerenheder, i modsætning til personlige .

Historie

Eksponentiel udvikling af computerteknologi

Efter opfindelsen af ​​det integrerede kredsløb accelererede udviklingen af ​​computerteknologi dramatisk. Denne empiriske kendsgerning, bemærket i 1965 af Intels medstifter Gordon E. Moore , blev opkaldt Moores lov efter ham . Processen med miniaturisering af computere udvikler sig lige så hurtigt. De første elektroniske computere (for eksempel som dem, der blev oprettet i 1946 af ENIAC ) var enorme enheder, der vejede tons, optog hele rum og krævede et stort antal ledsagere for at fungere med succes. De var så dyre, at kun regeringer og store forskningsorganisationer havde råd til dem, og de virkede så eksotiske, at det så ud til, at en lille håndfuld sådanne systemer kunne tilfredsstille ethvert fremtidigt behov. I modsætning hertil er nutidens computere - meget kraftigere og mindre og meget billigere - blevet virkelig allestedsnærværende.

Matematiske modeller

Arkitektur og struktur

Computerarkitekturen kan variere afhængigt af typen af ​​opgaver, der løses. Optimering af computerarkitekturen udføres for at matematisk simulere de undersøgte fysiske (eller andre) fænomener så realistisk som muligt. Så elektronstrømme kan bruges som modeller af vandstrømme i computermodellering (simulering) af dæmninger, dæmninger eller blodgennemstrømning i den menneskelige hjerne . Analoge computere med lignende design var almindelige i 1960'erne , men er sjældne i dag.

Resultatet af den udførte opgave kan præsenteres for brugeren ved hjælp af forskellige input-output-enheder, såsom lampeindikatorer, monitorer , printere , projektorer osv.

Kvantecomputere

En kvantecomputer  er en computerenhed, der bruger fænomenerne kvantesuperposition og kvantesammenfiltring til at transmittere og behandle data. En kvantecomputer fungerer ikke med bits , men med qubits . Som et resultat har den evnen til at behandle alle mulige tilstande på samme tid, hvilket opnår stor overlegenhed i forhold til konventionelle computere i en række algoritmer.

En fuldgyldig kvantecomputer er stadig en hypotetisk enhed, selve muligheden for at bygge, som er forbundet med en seriøs udvikling af kvanteteorien. Udviklingen på dette område er forbundet med de seneste opdagelser og resultater inden for moderne fysik . Nu er der kun implementeret nogle få eksperimentelle systemer, der udfører en fast algoritme med lav kompleksitet.

Først Et praktisk programmeringssprog på højt niveau til denne type computer er Quipper, som er baseret på Haskell (se Kvanteprogrammering ).

Designfunktioner

Moderne computere bruger hele spektret af designløsninger, der er udviklet gennem udviklingen af ​​computerteknologi . Disse løsninger afhænger som regel ikke af den fysiske implementering af computere, men er i sig selv grundlaget for udviklere. Nedenfor er de vigtigste spørgsmål løst af skaberne af computere:

Digital eller analog

En grundlæggende beslutning i designet af en computer er, om det skal være et digitalt eller et analogt system. Hvis digitale computere arbejder med diskrete numeriske eller symbolske variabler, er analoge computere designet til at behandle kontinuerlige strømme af indgående data. I dag har digitale computere en meget bredere vifte af applikationer, selvom deres analoge modstykker stadig bruges til nogle specielle formål. Det skal også nævnes, at andre tilgange er mulige her, f.eks. brugt i puls- og kvanteberegning, men indtil videre er det enten højt specialiserede eller eksperimentelle løsninger.

Eksempler på analoge lommeregnere , fra simple til komplekse, er: nomogram , lineal , astrolabium , oscilloskop , fjernsyn , analog lydprocessor , autopilot , hjerne .

Blandt de simpleste diskrete regnemaskiner kendes abacus eller almindelig abacus ; det mest komplekse af sådanne systemer er supercomputeren .

Talsystem

Et eksempel på en decimal-baseret computer er den første amerikanske Mark I -computer .

Det vigtigste skridt i udviklingen af ​​computerteknologi var overgangen til den interne repræsentation af tal i binær form [16] . Dette forenklede i høj grad design af computerenheder og perifert udstyr . Vedtagelsen af ​​det binære talsystem som grundlag gjorde det lettere at implementere aritmetiske funktioner og logiske operationer.

Overgangen til binær logik var imidlertid ikke en øjeblikkelig og ubetinget proces. Mange designere har forsøgt at udvikle computere baseret på det mere velkendte decimaltalssystem . Andre konstruktive løsninger blev også anvendt. Så en af ​​de tidlige sovjetiske maskiner arbejdede på grundlag af det ternære talsystem , hvis brug i mange henseender er mere rentabelt og bekvemt sammenlignet med det binære system ( Setuns ternære computerprojekt blev udviklet og implementeret af den talentfulde sovjetiske ingeniør N. P. Brusentsov ).

Under vejledning af akademiker Ya. A. Khetagurov blev en "meget pålidelig og sikker mikroprocessor af et ikke-binært kodningssystem til realtidsenheder" udviklet ved hjælp af et 1 ud af 4 kodningssystem med et aktivt nul.

Generelt ændrer valget af internt datarepræsentationssystem dog ikke de grundlæggende principper for computerdrift - enhver computer kan efterligne enhver anden.

Lagring af programmer og data

Under udførelsen af ​​beregninger er det ofte nødvendigt at gemme mellemdata til senere brug. Ydeevnen på mange computere er i høj grad bestemt af den hastighed, hvormed de kan læse og skrive værdier til (fra) hukommelsen og dens samlede kapacitet. Oprindeligt blev computerhukommelse kun brugt til at gemme mellemværdier, men snart blev det foreslået at gemme programkoden i den samme hukommelse ( von Neumann architecture , aka "Princeton") som dataene. Denne løsning bruges i dag i de fleste computersystemer. For kontrolcontrollere ( mikrocomputere) og signalprocessorer viste en ordning, hvor data og programmer er lagret i forskellige sektioner af hukommelsen ( Harvard-arkitektur ), sig imidlertid at være mere praktisk.

Programmering

En maskines evne til at udføre et specifikt, foranderligt sæt instruktioner ( et program ) uden behov for fysisk omkonfiguration er et grundlæggende træk ved computere. Denne funktion blev videreudviklet, da maskiner erhvervede evnen til dynamisk at styre processen med programudførelse. Dette gør det muligt for computere uafhængigt at ændre rækkefølgen, hvori programinstruktionerne udføres, afhængigt af dataens tilstand. Den første virkelig fungerende programmerbare computer blev designet af tyskeren Konrad Zuse i 1941 .

Ved hjælp af beregninger er en computer i stand til at behandle information i henhold til en bestemt algoritme . Løsningen af ​​ethvert problem for en computer er en sekvens af beregninger.

I de fleste moderne computere er problemet først beskrevet i en form, de kan forstå (med al information som regel repræsenteret i binær form - i form af etere og nuller, selvom computeren kan implementeres på andre baser, som heltal - for eksempel en ternær computer , så og ikke-heltal), hvorefter handlingerne til dens behandling reduceres til brugen af ​​en simpel logikalgebra . En tilstrækkelig hurtig elektronisk computer kan bruges til at løse de fleste matematiske problemer, såvel som de fleste informationsbehandlingsproblemer, der kan reduceres til matematiske.

Det har vist sig, at computere ikke kan løse alle matematiske problemer. For første gang blev problemer, der ikke kan løses med computere, beskrevet af den engelske matematiker Alan Turing .

Ansøgning

De første computere blev skabt udelukkende til computere (hvilket afspejles i navnene "computer" og "computer"). Selv de mest primitive computere i dette område er mange gange overlegne i forhold til mennesker (bortset fra nogle unikke menneskelige tællere). Det er ikke tilfældigt, at det første programmeringssprog på højt niveau var Fortran , designet udelukkende til at udføre matematiske beregninger.

Databaser var den anden store applikation. Først og fremmest var de nødvendige af regeringer og banker. Databaser kræver mere komplekse computere med avancerede input-output-systemer og informationslagring. Til disse formål blev Cobol -sproget udviklet . Senere dukkede DBMS op med deres egne programmeringssprog .

Den tredje applikation var styring af alle slags enheder. Her gik udviklingen fra højt specialiserede enheder (ofte analoge) til gradvis introduktion af standard computersystemer, der kører kontrolprogrammer. Derudover begynder mere og mere teknologi at inkludere en styrecomputer.

Fjerde. Computere har udviklet sig så meget, at de er blevet det vigtigste informationsværktøj både på kontoret og derhjemme. Nu udføres næsten alt arbejde med information ofte via en computer - uanset om det er at skrive eller se film . Det gælder både lagring af information og overførsel heraf gennem kommunikationskanaler. Hovedanvendelsen af ​​moderne hjemmecomputere er internetnavigation og spil .

Femte. Moderne supercomputere bruges til computermodellering af komplekse fysiske, biologiske, meteorologiske og andre processer og til at løse anvendte problemer. For eksempel at simulere nukleare reaktioner eller klimaændringer. Nogle projekter udføres ved hjælp af distribueret computing , når et stort antal relativt svage computere samtidigt arbejder på små dele af en fælles opgave og dermed danner en meget kraftfuld computer.

Den mest komplekse og underudviklede anvendelse af computere er kunstig intelligens  - brugen af ​​computere til at løse problemer, hvor der ikke er en klart defineret mere eller mindre enkel algoritme. Eksempler på sådanne opgaver er spil , maskinoversættelse af tekst, ekspertsystemer .

Noter

  1. ↑ Britisk udtale angivet; en amerikansk variant er også mulig : [kəmˈpjuː.tɚ] . Normativ udtale på russisk: [kɐmˈpʲjʉtʲɪr]
  2. ↑ Ordbog over fremmede ord. - M .: " Russisk sprog ", 1989. - 624 s. ISBN 5-200-00408-8
  3. ↑ Computer // Encyclopedia of Cybernetics. Bind et. Abs - Mir - Kiev, hovedudgave af den ukrainske sovjetiske encyklopædi, 1974
  4. ↑ Forord til anden udgave // ​​Ordbog over det russiske sprog i fire bind. Bind I A-I - M .: Russisk sprog, 1985.
  5. ↑ Computer // Ordbog over det russiske sprog i fire bind. Bind II K-O - M .: Russisk sprog, 1986.
  6. ↑ Computer//Ny polyteknisk ordbog/ Kap. udg. A. Yu. Ishlinsky. - M .: Great Russian Encyclopedia, 2000.
  7. ↑ C.229 computer-aided tetsing / / Explanatory Dictionary of Computing Systems = Dictionary of Computing / Ed. V. Illingworth m.fl.: Pr. fra engelsk. A. K. Belotsky og andre; Ed. E. K. Maslovsky. - M . : Mashinostroenie, 1990. - 560 s. - 70.000 (yderligere) eksemplarer.  - ISBN 5-217-00617-X (USSR), ISBN 0-19-853913-4 (UK).
  8. ↑ C.235 computergrafik // Explanatory Dictionary of Computing Systems = Dictionary of Computing / Ed. V. Illingworth m.fl.: Pr. fra engelsk. A. K. Belotsky og andre; Ed. E. K. Maslovsky. - M . : Mashinostroenie, 1990. - 560 s. - 70.000 (yderligere) eksemplarer.  - ISBN 5-217-00617-X (USSR), ISBN 0-19-853913-4 (UK).
  9. ↑ C.242 datalogi// Dictionary of Computing Systems = Dictionary of Computing / Ed. V. Illingworth m.fl.: Pr. fra engelsk. A. K. Belotsky og andre; Ed. E. K. Maslovsky. - M . : Mashinostroenie, 1990. - 560 s. - 70.000 (yderligere) eksemplarer.  - ISBN 5-217-00617-X (USSR), ISBN 0-19-853913-4 (UK).
  10. ↑ Konvention om computerkriminalitet . Hentet 9. oktober 2016. Arkiveret fra originalen 10. november 2016.
  11. ↑ Filosofer. Leibniz' liv og værker (ikke tilgængeligt link) . Hentet 17. februar 2012. Arkiveret fra originalen 7. juli 2012. 
  12. ↑ Johann Helfrich Müllers regnemaskiner Arkiveret 10. februar 2012 på Wayback Machine 
  13. ↑ Thomas Fowlers ternære regnemaskine . Dato for adgang: 20. januar 2012. Arkiveret fra originalen 20. januar 2012.
  14. ↑ Thomas Fowler hjemmeside . Dato for adgang: 20. januar 2012. Arkiveret fra originalen 16. maj 2014.
  15. ↑ Vannevar Bush's Differential Analyzer Arkiveret 15. april 2009 på Wayback Machine 
  16. ↑ Afsnit 5.2 Valg af binært system

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier