Главная страница
Навигация по странице:

  • What is a microprocessor

  • Электронно-вычислительные машины.

  • Что такое микропроцессор

  • Electronic computers


    Скачать 30,08 Kb.
    НазваниеElectronic computers
    АнкорText part 2.docx
    Дата13.01.2020
    Размер30,08 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаText part 2.docx
    ТипДокументы
    #17243


    Electronic computers.

    Electronic circuits work a thousand times more rapidly than nerve cells in the human brain. A problem that takes the human brain 2 years in order to solve it can be solved by a computer in one minute. The heart of the electronic computer is its transistors. In order to work a computer must have instructions; this is called “programms”.

    There are two main types of electronic computers: analogue and digital. In analogue computers problems are solved by analogy, the problems which analogue computers can solve are the following: mechanical forces, speeds, rotation, etc. Analogue computers are used for investigation of mechanical processes, in general, they are used for scientific and engineering problems in which great accuracy is not required but answers accurate enough are required quickly.

    In digital computers problems are solved by counting. They may be very large and powerful. All the data connected with the problem which must be solved are converted into electrical pulses by very fast electronic switches and these pulses are stored and counted. With modern electronic devices a single switching operation can take place in a few nanoseconds.

    What is a microprocessor?

    A microprocessor is the central arithmetic and logic unit of a computer, together with its associated circuitry, scaled down so that it fits on a single silicon chip (sometimes several chips) holding tens of thousands of transistors, resistors and similar circuit element. A typical microprocessor chip measures half a centimeter on a side.

    The task of the microprocessor is to receive data in the form of strings of binary digits (0 and 1), to store the data for later processing, to perform arithmetic and logic operations on the data according to the previously stored instructions and to deliver the results to the user through an output mechanism such as an electric typewriter. A typical microprocessor would consist of the following units: a decoder and control unit (to interpret instructions from the stored program), the arithmetic and logic unit, or ALU (to perform arithmetic and logic operations), registers (to serve as an easily accessible memory for data which are frequently manipulated), an accumulator (a special register closely associated with the ALU), address buffers (to supply the control memory with the address from which to take the next instruction) and input/output buffers (to read instructions or data into the microprocessor or to send them out).

    Computer programming.

    Programming is the process of preparing a set of coded instruction which, when executed by a digital computer, yield the solution of a specific problem or perform specific functions. Each computer and each programming language has its own unique repertoire, method of operation, etc. These should be studied and understood before preparing a program on a specific language for execution by a specific computer.

    A computer has the ability to automatically execute a program stored within itself. During execution of the program, the computer performs various digital operations (adding two numbers, moving data in and out of storage, reading in or printing out data, etc.) If the stored program is changed, the actions of the computer change. Thus, the computer actions depend on both the configuration of the computer hardware (the physical computer equipment) and the software (the programs stored within the computer).

    A given computer capability can be provided either by hardware alone or by a combination of hardware and software. The choice of a given mixture of hardware and software depends on factors such as cost, speed, ease of maintenance, and flexibility.

    There are three nominal levels of programming language: machine language, assembler language, and compiler language.

    Machine Language.

    In the machine – language programming level, the programmer writes the program exactly as stored in the computer. Very little programming is done at this level as it is extremely tedious, and when errors are found it is hard to correct them.

    The machine language – language level is useful in the initial operation of a computer when no other techniques are available, in repair of a faulty computer, and in the debugging of programs when other techniques fail and the program must be examined at the machine – language level.

    What is a computer?

    The word computer comes from a Latin word which means to count. A computer is a machine with a complex network of electronic circuits that operate switches or magnetize tiny metal cores. The switches, like the cores, are capable of being in one of two possible states, that is, on and off; magnetized or demagnetized. The machine is capable of storing and manipulating numbers, letters, and characters. The basic idea of the computer is that we can make the machine do what we want by inputting signals that turn certain switches on and turn others off, or that magnetize or do not magnetize the cores.

    The basic job of computers is the processing of information. For this reason, computers can be defined as devices which accept information in the form of instructions called a program and characters called data, perform mathematical and/or logical operations on the information, and then supply results of these operations. The program, or part of it, which tells the computers what to do and data, which provide the information needed to solve the problem, are kept inside the computer in a place called memory.

    Some of the most common methods of inputting information are to use punched cards, magnetic tape, disks, and terminals. The computer’s input device (which may be a card reader, a tape drive or disk drive, depending on the medium used in inputting information) reads the information into the computer.

    For outputting information, two common devices used are a printer which prints the new information on paper, or a CRT display screen which shows the results on a TV-like screen.

    There are different kinds of computers. Some do only one job over and over again. These are special-purpose computers. But there are some computers that can do many different jobs. They are called general-purpose computers. These are the “big brains” that solve the most difficult problems of science. They answer questions about rockets and planes, bridges and ships – long before these things are even built. Computers help our space program, our business and industry, medicine and education. They are powerful tools which help to change our life and the world around us.

    Computer system

    A computer system is a collection of components that work together to process data. The purpose of a computer system is to make it as easy as possible for you to use a computer to solve problems. A functioning computer system combines hardware elements with software elements. The hardware elements are the mechanical devices in the system , the machinery and the electronics that perform physical functions.

    The software elements are the programs written for the system; these programs perform logical and mathematical operations and provide a means for you to control the system. Documentation includes the manuals and listings that tell you how to use the hardware and software.

    Collectively these components provide a complete computer system: system hardware + system software + system documentation = computer system. Usually, a computer system requires these basic hardware items: the computer, which performs all data processing; a terminal device, used like a typewriter for two-way communication between the user and the system; and a storage medium for storing programs and data.

    System software is an organized set of supplied programs that effectively transform the system hardware components into usable tools. These programs include operations, functions, and routines that make it easier for you to use the hardware to solve problems and produce results.

    For example, some system programs store and retrieve data among the various peripheral devices. Others perform difficult or lengthy mathematical calculations. Some programs allow you to create, edit, and process application programs of your own.

    System software always includes an operating systems, which is the “intelligence” of the computer system.

    Электронно-вычислительные машины.

    Электронные схемы работают в тысячу раз быстрее, чем нервные клетки в человеческом мозге. Задача, которую принимает человеческий мозг 2 года для её решения, может быть решена компьютером через одну минуту. Сердце электронно-вычислительной машины - его транзисторы. Чтобы работать компьютер должен иметь инструкции; их называют, "программы".

    Есть два главных типа электронно-вычислительных машин: аналоговый и цифровой. В аналоговых компьютерах задачи решены по аналогии, задачи, которые могут решить аналоговые компьютеры, - следующие: механические силы, скорости, вращение, и т.д. Аналоговые компьютеры используются для исследования механических процессов, в общем, они используются для научных и технических задач, в которых большая точность не требуется, но ответ достаточно точный, требуются быстро.

    В цифровых компьютерах задачи решаются путём расчета. Они могут быть очень большими и мощными. Все данные, связанные с задачей, которая должна быть решена, преобразованы в электрические импульсы очень быстрыми электронными переключателями, и эти импульсы сохраняются и подсчитываются. С современными электронными устройствами одна операция переключения может проходить в несколько наносекунд.
    Что такое микропроцессор ?

    Микропроцессор - центральная арифметическая и логическая единица компьютера, вместе с его связанной схемой, сокращенной так, чтобы это соответствовало на единственном кремниевом чипе (иногда несколько чипов) проведению десятков тысяч транзисторов, резисторов и подобных полупроводниковых элементов. Типичный чип микропроцессора измеряется половиной сантиметра в толщину.

    Задача микропроцессора состоит в том, чтобы получить данные в виде строк двоичных знаков (0 и 1), хранить данные для последующей обработки, выполнять арифметические и логические операции над данными согласно предварительно сохраненным инструкциям и поставлять результаты пользователю через механизм вывода, такой как электрическая пишущая машинка.

    Типичный микропроцессор состоял бы из следующих единиц: дешифратор и блок управления (чтобы интерпретировать инструкции из сохраненной программы), арифметический и логический блок или АЛБ (чтобы выполнить арифметические и логические операции), регистры (чтобы служить легко доступной памятью для данных, которыми часто управляют), сумматор (специальный регистр, близко связанный с АЛБ), буфер адресов (обеспечить контроль памяти с адресами, из которых берётся следующая инструкция) и буфер ввода/вывода (чтобы читать инструкции или данные в микропроцессоре или отправлять их).
    Программирование

    Программирование - процесс подготовки ряда закодированной инструкции, которая при выполнении компьютером приносит решение определенной проблемы или выполняет определенные функции. Каждый компьютер и каждый язык программирования имеют свой собственный уникальный репертуар, метод работы, и т.д. Они должны быть изучены и поняты перед подготовкой программы на определенном языке для выполнения определенным компьютером.

    Компьютер имеет способность автоматически выполнить программу, сохраненную в себе. В течение выполнения программы, компьютер выполняет различные цифровые операции (сложение двух чисел, перемещение данные «в» и «из» хранилища, чтение и печать данных и т.д.). Если хранимая программа изменена, действия компьютера меняются. Таким образом, компьютерные действия зависят от обеих конфигураций компьютерных аппаратных средств (физическое компьютерное оборудование) и программного обеспечения (программы, сохраненные в компьютере)

    Данная компьютерная способность может быть обеспечена одними аппаратными средствами или комбинацией аппаратных средств и программного обеспечения. Выбор данной смеси аппаратных средств и программного обеспечения зависит от таких факторов как: стоимость, скорость, простота обслуживания и гибкость. Есть три номинальных уровня языка программирования: машинный код, язык ассемблера и язык компилятора.
    Машинный код.

    В машине – на уровне языка программирования программист пишет программу в точности как хранимые в компьютере. Очень малое программирование осуществлено на этом уровне, поскольку это чрезвычайно утомительно, и когда появляются ошибки, то их трудно исправить.

    Машинный код - языковой уровень полезный в начальной операции компьютера, когда никакие другие методы не доступны, в ремонте дефектного компьютера, и в отладке программ, когда другие методы терпят неудачу, и программа должна быть исследована на машинном языковом уровне.
    Что такое компьютер?

    Слово компьютер произошло от латинского слова, которое означает считать/рассчитывать. Компьютер - машина со сложной сетью электронных схем, которые управляют выключателями или намагничивают крошечные металлические ядра. Выключатели, как ядра, способными к тому, чтобы быть в одном из двух возможных положений, включен или выключен; намагниченный или размагниченный. Машина способна к хранению и обработке цифр, букв и символов.

    Основная идея относительно компьютера - то, что мы можем заставить машину сделать то, что мы хотим, вводя сигналы, которые включают определенные переключатели и выключают другие, или намагничивает или не намагничивает ядра.

    Основная работа компьютеров - обработка информации. Поэтому компьютеры могут быть определены как устройства, которые принимают информацию в форме инструкций, называемых программой, и символов, называемых данными, выполняют математические и/или логические операции над информацией и затем поставляют результаты этих операций. Программа, или её часть, которая сообщает компьютерам, что делать и данные, которые обеспечивают информацией, необходимой для решения проблемы, сохранены эти данные в месте компьютера, называемом памятью.

    Некоторые из наиболее распространённых способов ввода информации должны использовать, перфокарты, магнитную ленту, диски, и терминалы. Устройство ввода компьютера (которым может быть карт-ридер, привод ленты или дисководом, в зависимости от среды, используемой во вводе информации) считывает информацию в компьютер.

    Для вывода информации используются два общих устройства - принтер, который печатает новую информацию на бумаге или монитор на основе электронно-лучевой трубки, который показывает результаты на экране телевизора. Есть различные виды компьютеров. Некоторые делают только одну работу снова и снова. Это компьютеры специального назначения. Но есть некоторые компьютеры, которые могут выполнять много различных работ. Их называют компьютерами общего назначения.

    Они - "большие мозги", которые решают самые трудные проблемы науки. Они отвечают на вопросы о ракетах и самолетах, мостах и судах - прежде, чем эти вещи даже построены. Компьютеры помогают нашей космической программе, нашему бизнесу и промышленности, медицине и образованию. Они являются мощными инструментами, которые помогают изменять нашу жизнь и мир вокруг нас.
    Компьютерная система

    Компьютерная система представляет собой совокупность компонентов, которые работают вместе, чтобы обработать данные. Цель компьютерной системы состоит в том, чтобы сделать это настолько легким насколько возможно для вашего пользования компьютером, чтобы решать задачи. Функционирующая компьютерная система сочетает в себе элементы аппаратных средств с элементами программного обеспечения. Элементы аппаратных средств - механические устройства в системе, машинах и электронике, которая выполняет физические функции.

    Элементы программного обеспечения - программы, написанные для системы; эти программы выполняют логические и математические операции и вас средствами для управления системой. Документация включает руководства и списки, которые говорят вам, как использовать аппаратные средства и программное обеспечение.

    В совокупности эти компоненты обеспечивают компьютерную систему в целом: аппаратные средства системы + программное обеспечение системы + документация системы = компьютерная система. Как правило, компьютерная система требует эти основные пункты комплекта оборудования: компьютер, который выполняет всю обработку данных; терминал, используемый как пишущая машинка для двухсторонней коммуникации между пользователем и системой; и носитель информации для того, чтобы хранить программы и данные.

    Программное обеспечение системы представляет собой организованный набор поставляемых программ, которые эффективно преобразовывают компоненты аппаратных средств системы в используемые инструменты. Эти программы включают в себя операции, функции и процедуры, которые облегчают для вас использование аппаратных средств, чтобы решить проблемы и произвести результаты.

    Например, некоторые системные программы хранения и извлечения данных между различными периферийными устройствами. Другие выполняют сложные или длительные математические расчеты. Некоторые программы позволяют вам создавать, редактировать и обрабатывать собственные прикладные программы. Программное обеспечение системы всегда включает в себя операционные системы, которые являются "интеллектом" компьютерной системы.


    мозгу. Машина полностью в состоянии переиграть мой мозг в любой вычислительной деятельности, но, когда я занимаюсь математикой, мой мозг делает гораздо больше, чем просто вычисления. Он работает подсознательно, интуитивно делая прыжки. Я использую своё воображения для создания новых путей, которые часто возникают в результате эстетического восприятия, для достижения новых математических открытий. Именно этот вид деятельности, который многие из нас испытывают, уникален для человеческого разума и не воспроизводим специальными аппаратами.

    Для меня проверка возникновения интеллекта – это когда вы получаете больше, чем вкладываете.

    Машины – творения рук человека, но когда то, что они производят, начинает удивлять создателей, тогда вы получаете возникновение чего-то интересного.

    Захватывающие новые исследования в настоящий момент изучают, как творческие машины могу быть в музыке и искусстве. Стравинский когда-то писал, что он может быть только творческим, работая в пределах строгих ограничений: «Моя свобода заключается в перемещении в узких рамках, которые я сам себе назначил для каждого из моих начинаний». Понимая трудности, которые производит захватывающая музыка, компьютерные инженеры компании СОНИ научной лаборатории в Париже начинают выпускать машины, которые создают новые и уникальные формы музыкального произведения. Одним из крупных успехов было изготовление машин, которые могут создать джазовую импровизацию в прямом эфире с человеческими игроками. Результат удивил тех, кто тренировался годами, чтобы достичь такой возможности.

    Другие проекты исследовали, как творческие машины могут воспроизводить визуальное искусство. “Пэйнтин фул” это компьютерная программа, написанная Саймоном Колтоном из Имперского колледжа. Не каждому нравится искусство, созданное «Пэйнтин фул», но оно было бы слабым искусством, если бы нравилось всем. Что необычно, так это то, что программы в этих машинах учатся, меняются и развиваются так, что очень скоро программист не имеет четкого представления о том, как результаты достигаются и что они скорее всего делают дальше. Именно этот элемент, получающий больше, чем отдает, что представляет собой нечто приближающееся возникновение интеллекта.

    Для меня одним из самых ярких экспериментов в области искусственного интеллекта является детище директора лаборатории СОНИ Люка Стилса. Он создал машины, которые могут развивать свой язык. Население из 20 роботов сначала размещают по одному перед зеркалом и они начинают изучать формы, которые они могу создать через свои тела в зеркале. Каждый раз, когда они делают фигуру, они создают новое слово для обозначения формы. Например, робот может выбрать название действия положить руку в горизонтальном положении. Каждый робот создает свой уникальный язык своих собственных действий.

    По-настоящему волнительный момент, когда эти роботы начинают взаимодействовать друг с другом. Один робот выбирает слова из своего лексикона и просит другого робота выполнить действие, соответствующее этому слову. Конечно существует вероятность, что второй робот ничего не поймёт. Поэтому он выбирает одну из своих позиций, как предположение. Если они угадывают верно, то первый робот подтверждает это, если нет, показывает второму роботу соответствующую позицию.

    Второй робот возможно действовал от своего имени, так что пока не отказался от своего выбора, но он будет обновлять свой словарь, включая первое слово робота. В качестве взаимодействия прогресса роботы взвешивают свои слова в соответствии с тем, насколько успешно было их общение, опуская эти слова, когда взаимодействие не удалось. Удивительно то, что через неделю в группе роботов, взаимодействующих друг с другом, возникает общий язык. Постоянно обновляя и обучаясь, роботы улучшают свой язык. Этот язык оказывается достаточно сложным, чтобы включать в себя слова, которые обозначают понятия «левый» и «правый». Эти слова улучшают верхнюю часть прямого соответствия между словом и положением тела. Тот факт, что есть какие-либо сближения вовсе захватывающий, но действительно поражающим фактором для меня является то, что у этих роботов есть язык, который они понимают, но исследователи в конце недели не понимают, пока они тоже не взаимодействовали и не расшифровали смысл этих новых слов.

    Тьюринг может быть разочарован тем, что к его столетию нет машин, которые могут выдать себя за людей, но я думаю, что он был бы в большом восторге от нового направления искусственного интеллекта, которое было принято. ИИ сообщество более не одержимо воспроизводством человеческого интеллекта – продукта миллионов лет эволюции, но скорее в эволюции чего-то нового и потенциально намного более захватывающего.




    написать администратору сайта