02. Компьютер – универсальная машина для работы с информацией

Компьютер. Виды компьютеров

В повседневной жизни нас окружает множество разных устройств.

• С домашнего компьютера/ноутбука можно, не выходя из дома, выбрать и заказать нужную вещь;

• с помощью телефона — оплатить покупки в магазине;

• в поликлинике — занять место в очереди, распечатав талон на специальном устройстве;

• ожидая приёма врача, выпить какао, приготовленное кофемашиной.

Решить или упростить множество повседневных задач (сложных или не очень) нам помогают различные машины, каждая из которых имеет в себе компьютер.

Однако стоит отметить, что ещё 20 лет назад такие машины имели строго определённый вид — монитор, системный блок, большие размеры — и мало отличались друг от друга.

Но за последние годы был сделан колоссальный прорыв в разработке самых разных устройств, которые преобразуют информацию и выполняют различные действия с ней.

И всю бытовую технику, и бортовые компьютеры в машинах, и калькулятор (лат. calculātor — «счётчик»), и, конечно, смартфоны и ноутбуки, и даже многие игрушки можно назвать компьютерами.

Но мы всё же поговорим о компьютерах в классическом понимании.

Слово «компьютер» происходит от английских слов to compute, computer, они переводятся как «вычислять», «вычислитель».

Сначала этим словом называли человека, который производил арифметические вычисления самостоятельно или при помощи различных механических устройств.

Вскоре значение этого слова было перенесено на вычислительные машины, хотя мы знаем, что современные компьютеры способны не только производить математические вычисления, но и выполнять множество самых разных задач.

Эволюция компьютеров

Потребность производить вычисления возникла у людей с развитием цивилизации.

Во все времена нужно было заниматься торговлей, подсчитывать количество урожая, вести календарь.

Чтобы делать это было проще, люди изобретали самые разные конструкции и инструменты, начиная со счётных палочек и абака и заканчивая самыми инновационными и самыми умными устройствами для вычисления и не только.

Самым далёким предком современного персонального компьютера считается «Паскалина».

Эта несложная конструкция была изобретена почти 400 лет назад и получила имя своего создателя, французского учёного Блеза Паскаля. Этот аппарат умел выполнять два простейших математических действия: сложение и вычитание чисел.

Спустя 30 лет «Паскалину» усовершенствовал немецкий математик Готфрид Лейбниц. Его изобретение получило название «арифмометр», и кроме сложения и вычитания он справлялся с умножением и делением.

Приближенными к привычным нам ПК можно справедливо считать ЭВМ — электронно-вычислительные машины.

Первая такая машина увидела свет чуть более 80 лет назад в Германии, её изобрёл немецкий инженер Конрад Цузе.

Она получила название Z1 и была экспериментальным образцом, вскоре появились её усовершенствованные версии: Z2 и Z3.

Последняя модель по своим свойствам была уже очень похожа на те компьютеры, к которым мы с вами привыкли.

Использовались эти машины в основном в военных целях: помогали рассчитывать параметры самолётов, которые позволяли улучшать их боевые качества.

Первым «настоящим» персональным компьютером можно считать модель «Марк I», которая в 1941 году была разработана и сконструирована в США математиком Говардом Эйкеном.

Корпус «Марка I» выполнен из стекла и стали, длина первого компьютера достигала 17 м, а ширина — 2,5 м. К тому же весил компьютер около 5 т, 800 км составляла длина всех его проводов. «Марк I» за 3 секунды мог сложить или вычесть многозначные числа, от 6 до 15 секунд он тратил на умножение и деление.

Всего за 8 десятилетий компьютерная индустрия шагнула от первого гиганта «Марк I» до компактного и мощного современного ноутбука.

Нетрудно заметить, что за 80 лет огромная работа была проделана и по части внешнего вида устройств, и по части их функций. Вы, конечно же, знаете, что современные компьютеры кроме вычисления справляются с куда большим объёмом задач.

Несмотря на то что современные устройства могут исполнить почти любое наше пожелание, всегда есть к чему стремиться.

Сегодня компьютеры активно познают, что такое искусственный интеллект, осваивают отдельные функции человеческого мозга (творить, обучаться, размышлять).

Учитывая скорость развития технологий и возможностей в XXI веке, совсем скоро очень многие такие задачи будут решены в полной мере, ведь история ПК пишется и сегодня.

Компьютер — универсальная машина для работы с информацией. Слово «универсальная» показывает, что компьютер может применяться для многих целей: обрабатывать, хранить, передавать самую разную информацию, использоваться в самых разных видах человеческой деятельности.

Уже сейчас люди научили компьютеры быть помощниками в самых разных профессиях, таких как переводчик, художник, помощник по дому, учитель, режиссёр, фитнес-инструктор.

С каждой задачей может успешно справиться один из видов компьютеров.

Персональные компьютеры, в зависимости от того, насколько легко их можно перенести с одного места в другое, делятся на стационарные и портативные.

Первая группа — домашние и офисные компьютеры — размещаются на специальном или письменном столе.

К прямоугольному корпусу системного блока подключается монитор, клавиатура, мышь, а также внешние устройства.

Настольный ПК — универсальный компьютер, выполняющий самые разные задачи. Можно выбрать, заменить или добавить одну из его составляющих при необходимости (размер монитора, объём памяти, колонки, сканер).

К стационарным также относится довольно необычный представитель — неттоп — небольшой по физическому размеру настольный персональный компьютер. Слово «неттоп» образовано от InterNET и deskTOP.

Вычислительной мощности неттопов, помимо работы в Интернете и с различными сетевыми сервисами, обычно хватает для прослушивания музыки, любительской работы с фотографиями, для просмотра видео стандартного разрешения и нетребовательных игр.

Портативные (мобильные) компьютеры — это ноутбуки, нетбуки, планшеты, смартфоны.

Особенность мобильных компьютеров в том, что их легко перенести в специальной сумке или просто в кармане. Начав работу на ноутбуке дома, можно продолжить её в офисе или даже в командировке в другом городе.

Смартфоны и планшеты сегодня могут выполнять самые разные функции, связанные с информацией любого вида (передача фото- и видеофайлов, обработка текста, хранение звуковой и мультимедийной информации) в любом месте и в любое время.

В особую подгруппу портативных компьютеров можно выделить так называемые носимые микрокомпьютеры (смарт-часы, фитнес-трекеры, беспроводные наушники, умные очки AR и шлемы VR).

Это самый необычный и самый «молодой» тип компьютеров, который позволяет анализировать окружающую среду и создавать рекомендации для владельца (погода на улице, количество пройденных шагов и время физической активности, GPS-датчик местонахождения); погружать его в мир виртуальной реальности.

Самые мощные среди компьютеров — суперкомпьютеры.

Это специализированные вычислительные машины, значительно превосходящие по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров. Такие машины используются для выполнения очень сложных вычислений (например, прогнозирования погодно-климатических условий, моделирования ядерных взрывов и тому подобное).

Иногда суперкомпьютер выполняет одну-единственную программу, использующую всю доступную память и все процессоры системы. Иногда они обеспечивают выполнение большого числа разнообразных программ.

Микрокомпьютер представляет собой очень маленький процессорный блок с характеристиками примерно как у среднего ноутбука или вполне продвинутого планшета, но без экрана, внешне напоминает флешку.

В качестве монитора используется подключённый к нему монитор или телевизор. Управление компьютером осуществляется подключаемой мышкой и даже клавиатурой.

Таким образом, получается панель с доступом в Интернет и пользователи могут работать с веб-приложениями, играми и пр.

Микрокомпьютеры предназначены для решения задач там, где обычные стационарные компьютеры или ноутбуки не подходят по причине своих габаритов. Например, системы умного дома, пульты управления промышленным оборудованием, роботы, проекты в области Интернета вещей — такое оборудование требует наличия компактных вычислительных центров.

Для таких целей как раз удобнее использовать микрокомпьютеры. Ведь для работы с ними зачастую даже не нужен монитор — всё можно настроить удалённо. Но так как большинство пользователей с такими проектами не работает, то такой вид компьютеров можно назвать по-настоящему экзотичным.

Как устроен компьютер

Из всего многообразия устройств персональный компьютер сегодня позволяет решить, пожалуй, самый большой объём самых разных задач наиболее качественно за кратчайший срок.

И чтобы понять, как ему это удаётся, нам нужно разобраться, как же он устроен.

Однако помните, что, несмотря на отличие во внешнем виде, формах и технологиях производства разных видов компьютеров, принципиальная схема устройств не меняется — со временем размеры её стали меньше и некоторые её части смогли объединиться в систему (мышку компьютера заменили тачпад ноутбука и сенсор телефонного экрана; колонки стали встроенными, так же как и клавиатура).

Главным в компьютере является системный блок, включающий в себя процессор, материнскую плату, винчестер (жёсткий диск), устройства оперативной памяти (микросхемы памяти), блок питания и другие очень важные составляющие.

Именно к этому блоку подключаются любые новые устройства для компьютера (принтеры, модемы, колонки и даже видеокамеры).

Материнская плата — панель из цветного пластика со множеством проводков и припаянных крошечных деталей.

Материнская плата — основная деталь компьютера, выполняющая функцию мозга.

Процессор представляет собой небольшую пластину с характерными металлическими шипами-ножками. Он предназначен для обработки информации и управления работой компьютера.

Винчестер (жёсткий диск) — массивная жестяная коробка, внутри которой находятся магнитные диски для записи информации.

Материнская плата заставляет компьютер работать, поэтому она и называется материнской. Процессор определяет, с какой скоростью компьютер может думать, а винчестер — основное хранилище информации. На его магнитных дисках будут храниться все программы, сочинения и изображения, которые вы захотите сохранить.

Память компьютера делится на оперативную (кратковременную) и долговременную.

В оперативную память помещаются все программы и данные, к которым обращается процессор в процессе своей работы. После выключения компьютера вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.

Для длительного хранения информации используется жёсткий диск — устройство долговременной памяти.

Для ввода информации в память компьютера и управления компьютером используются клавиатура и мышь.

Для вывода информации на экран (отображения информации на экране) предназначен монитор.

Кроме того, к компьютеру могут подключаться дополнительные устройства:

• джойстик (для управления компьютером во время игры);

• сканер (для ввода графических изображений в память компьютера с бумажных носителей);

• микрофон и веб-камера (для ввода аудио- и видеоинформации);

• принтер (для вывода информации на бумагу);

• акустические колонки и наушники (для вывода звуковой информации);

• модем (для подключения к Интернету).

Существуют и некоторые другие устройства. Все они составляют аппаратное обеспечение компьютера.

А можно даже подключить к компьютеру целый дом — и холодильник, и электроплиту, и даже все лампочки! Такая система называется «умный дом». Она способна следить за температурой воздуха, может предупредить пожарных, если «заметит» огонь, или вызовет полицию, если кто-то чужой без спроса захочет попасть внутрь. За такими компьютерами будущее!

Что такое искусственный интеллект

Ответ на этот вопрос можно дать, используя математическое выражение: искусственный интеллект (ИИ) = наука + технологии + психология + право.

ИИ создаётся по примеру устройства человека, который способен получать информацию, думать (обрабатывать её) и принимать на основе этого какие-то решения, действовать.

ИИ делает механизмы умными, а умные механизмы принимают правильные решения и выполняют верные действия в зависимости от обстоятельств.

В последние годы такие технологии используют почти везде: в компьютерных играх, бытовой технике, мобильных телефонах, умных станциях.

Вместе с тем умные технологии совершенствуются в умениях и навыках, они следят за нашим самочувствием, предупреждают об опасностях и мгновенно предоставляют любую информацию или услугу.

Роботы работают на многих производствах, где заменяют человека и облегчают его труд.

При этом человеку нужно быть очень осторожным, ведь вместе с удобствами появляются и трудности. Например, если вдруг беспилотный автомобиль попадёт в аварию, кто будет виноват? А если допустит серьёзную ошибку интеллектуальное медицинское устройство? А чем будут заниматься люди, когда роботы научатся делать абсолютно всё? Ведь ИИ уже сейчас проник фактически во все сферы жизни.

Беспилотный транспорт уже в ближайшие 15 лет может стать обычным явлением. Учёные готовятся доверить искусственному интеллекту свою безопасность на дорогах, но, конечно, только тогда, когда он станет достаточно надёжным.

Но уже сейчас различные компании по всему миру обучают роботов доставлять продукты, а дорожное движение никак нельзя представить без умных технологий: навигационные устройства для автомобилей помогают выстраивать маршруты и определять время поездки.

Современные машины могут парковаться без участия водителей и предупреждают об опасностях на дороге.

Первым домашним роботом в 2001 году стал пылесос, и со временем он научился не просто пылесосить, но и распознавать препятствия на пути, не путаться в проводах; кроме того, такой помощник убирается эффективнее своих предшественников.

Медицина с самого начала считалась самым перспективным направлением использования ИИ. Но для того чтобы внедрять новые технологии, нужно, чтобы и врачи, и сами пациенты начали доверять им.

Конечно, уже сейчас используются приложения и устройства, которые могут помогать ставить диагнозы, следить за самочувствием пациентов и помогать проводить операции.

Учёные считают, что в ближайшие 15 лет компьютеры смогут сами принимать жалобы пациентов и определять, с каким заболеванием обратился человек и как именно его вылечить.

Самой успешной областью для разработчиков искусственного интеллекта стало образование.

И преподаватели, и ученики постоянно пользуются приложениями для чтения и изучения разных предметов, осваивают языки, используя интерактивные задания и специальные тренажёры с системами распознавания речи, а онлайн-образование становится всё более популярным и позволяет учиться, находясь в любой точке мира.

Кроме того, многие компании выпускают обучающих роботов, которых используют в школах.

Однако даже такие, казалось бы, положительные изменения таят в себе проблемы: молодые люди всё больше времени проводят за компьютером, им не хватает живого общения, они теряют социальные навыки.

Если через несколько лет студентам вообще не нужно будет выходить на улицу и общаться с кем-то, чтобы получить образование, это плохо скажется на их психике и развитии.

Чем больше современные технологии проникают в нашу повседневную жизнь, тем более страшными могут стать последствия их ошибок.

Кроме того, человечество перестанет усваивать многие знания и навыки: исследования показали, что, когда в школах разрешили использовать калькуляторы, ученики стали хуже считать в уме.

И это лишь малая часть трудностей, с которыми может столкнуться человек из-за внедрения искусственного интеллекта. Поэтому сегодня перед нами стоит очень непростая и ответственная задача — добиваться прогресса во всех сферах нашей жизни, чтобы она становилась комфортнее и благополучнее, но делать это с учётом возможных рисков от внедрения новых технологий, по максимуму снижая их негативное влияние на людей.

Заключение

Решить или упростить множество повседневных задач (сложных или не очень) нам помогают различные машины (бортовые компьютеры в машинах, бытовая техника, калькулятор, смартфон, ноутбук и так далее), каждая из которых имеет в себе компьютер.

Слово «компьютер» происходит от английских слов to compute, computer, они переводятся как «вычислять», «вычислитель».

Компьютер — универсальная машина для работы с информацией. Слово «универсальная» показывает, что компьютер может применяться для многих целей: обрабатывать, хранить, передавать самую разную информацию, использоваться в самых разных видах человеческой деятельности.

Компьютеры можно разделить на персональные (настольные ПК, портативные ПК), суперкомпьютеры, микрокомпьютеры.

Несмотря на отличие во внешнем виде, формах и технологиях производства разных видов компьютеров, принципиальная схема устройств не меняется — со временем размеры её стали меньше и некоторые её части смогли объединиться в единую систему (мышку компьютера заменили тачпад ноутбука и сенсор телефонного экрана; колонки стали встроенными, так же как и клавиатура).

Главным в компьютере является системный блок, включающий в себя процессор, материнскую плату, винчестер (жёсткий диск), устройства оперативной памяти (микросхемы памяти), блок питания и другие очень важные составляющие.

Кроме того, к компьютеру могут подключаться дополнительные устройства (джойстик, сканер, принтер, микрофон, акустические колонки, наушники, модем и так далее).

Список литературы

Информатика. 5 класс: учебник / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019.

Домашнее задание

1. Что такое компьютер?

2. В каких сферах современный человек сталкивается с компьютером?

3. Из каких компонентов состоит системный блок?

4. Какие функции выполняют основные компоненты системного блока?