Реферат: История развития вычислительной техники

Министерствосельского хозяйства Российской Федерации

Алтайскийгосударственный аграрный университет


Кафедра: Информационныхтехнологий


КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА

подисциплине: Информатика

Выполнила: студентка

Волкова ВераАлександровна

Барнаул 2010 г.


Содержание

Введение

1 История развития и основныенаправления использования вычислительной техники

2 Операционная система

2.1 Понятие операционной системы

2.2 Развитие операционных систем

2.3 Файловая система

3 Системы управления базами данных(СУБД) и их применение

Задача №1

Вывод

Список литературы

вычислительная операционная файловая база данные


Введение

 

Слово «компьютер»означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность вавтоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно.Многие тысячи лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешкии т.д. Более 1500 лет тому назад для облегчения вычислений стали использоватьсчеты.

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыреарифметических действия. Но расчеты производились очень медленно, к тому жетребовался специально обученный человек для работы на арифмометре, поэтому всебольше ученых и исследователей пытались изобрести универсальное вычислительноеустройство. С ходом развития цивилизации возникало все больше потребности вэлектронике. В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можнообойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины былидоступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило,оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике.Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и сфантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструментдесятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения знаменательном году ещепочти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка скрасивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первыймикропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительныхсистем – персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу,все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.

Для экономистов появлениеперсонального компьютера намного облегчило выполнение многих операций, привыполнении своих обязанностей. Если раньше для расчета заработной платы,расчета себестоимости продукции, амортизации и т.д. приходилось считать вручнуюначисления на каждого человека или единицу продукции, что отнимало многовремени, то с появлением электронных таблиц нужно просто ввести данные воднажды созданную таблицу и все рассчитывается автоматически. Документы,создаваемые в компьютере, не теряются, их не нужно набирать много раз, еслинеобходимо несколько экземпляров. Исчезла необходимость создавать многотомные бумажныеархивы, занимающие много места и собирающие кучу пыли.

В настоящее веканевозможно представить себе жизнь без персонального компьютера. Компьютерпрочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшнийдень в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности,назначения и поколений.


1. История развития иосновные направления использования вычислительной техники

История компьютера теснымобразом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемывычислений. Даже простые арифметические операции с большими числамизатруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшеесчетное устройство — абак. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическаялинейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 году Блез Паскальсконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820году француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производитьумножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерскихстолах.

Основные идеи, которыележат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 году английскимматематиком Чарльзом Бэббиджем. Он разработал проект машины для выполнениянаучных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современногокомпьютера, а также его задачи. Управление такой машиной должно былоосуществляться программным путем. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагалиспользовать перфокарты — листы из плотной бумаги с информацией, наносимой спомощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильнойпромышленности. Отверстия в них пробивались с помощью специальных устройств — перфораторов.Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века.

В 1888 году американскийинженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетнуюмашину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортироватьстатистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 году изобретениеХоллерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Работа,которую пятьсот сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит сделал с 43помощниками на 43 табуляторах за один месяц.

В 1896 году ГерманХоллерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая сталаосновой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (International Business MachinesCorporation, IBM) — компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировойкомпьютерной техники. Дальнейшие развития науки и техники позволили в 1940-хгодах построить первые вычислительные машины. Создателем первого действующегокомпьютера Z1 с программным управлением считают немецкого инженера Конрада Цузе.

В феврале 1944 года наодном из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардскогоуниверситета по заказу ВМС США была создана машина «Mark 1». Это былмонстр весом около 35 тонн. В «Mark 1» использовались механическиеэлементы для представления чисел и электромеханические — для управления работоймашины. Числа хранились в регистрах, состоящих из десятизубных счетных колес.Каждый регистр содержал 24 колеса, причем 23 из них использовались дляпредставления числа (т.е. «Mark 1» мог «перемалывать» числадлинной до 23 разрядов), а одно — для представления его знака. Регистр имелмеханизм передачи десятков и поэтому использовался не только для хранениячисел; находящееся в одном регистре, число могло быть передано в другой регистри добавлено к находящемуся там числу(или вычтено из него). Всего в «Mark1» было 72 регистра и, кроме того, дополнительная память из 60 регистров,образованных механическими переключателями. В эту дополнительную память вручнуювводились константы — числа, которые не изменялись в процессе вычислений.Умножение и деление производилось в отдельном устройстве. Кроме того, машина имелавстроенные блоки, для вычисления sin x, 10x и log x. Скоростьвыполнения арифметических операций в среднем составляла: сложение и вычитание — 0,3 секунды, умножение — 5,7 секунды, деление — 15,3 секунды. Таким образом«Mark 1» был «эквивалентен» примерно 20 операторам, работающимс ручными счетными машинами.

Наконец, в 1946 в СШАбыла создана первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) — ENIAC (ElectronicNumerical integrator and Computer — Электронный числовой интегратор икомпьютер). Разработчики: Джон Мочи (John Маuchу) и Дж. Преспер Эккерт (J.Prosper Eckert). Он был произведен на свет в Школе электрической техники Moore(при университете в Пенсильвании). Время сложения — 200 мкс, умножения — 2800мкс иделения-24000мкс. Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцатитипов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов. Потребляемая мощностьENIAC — 174 кВт. Занимаемое пространство — около 300 кв. м. В Советском Союзе первая электронная цифровая вычислительная машина была разработана в1950 году под руководством академика С.А. Лебедева в Академии наук УкраинскойССР. Она называлась «МЭСМ» (малая электронная счётная машина).

Основоположникамикомпьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон — создатель теорииинформации, Алан Тьюринг — математик, разработавший теорию программ иалгоритмов, и Джон фон Нейман — автор конструкции вычислительных устройств,которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годывозникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, — кибернетика, наукаоб управлении как одном из основных информационных процессов. Основателемкибернетики является американский математик Норберт Винер. Одно время слово«кибернетика» использовалось для обозначения вообще всей компьютернойнауки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самымиперспективными: искусственного интеллекта и робототехники.

Основная тенденцияразвития вычислительной техники – уменьшить трудоемкость подготовки программдля решения задач, облегчить связь операторов с машинами, повыситьбыстродействие, эффективность использования ЭВМ и их надежность.

Основным активнымэлементом первого поколения ЭВМ являлась электронная лампа. Остальныекомпоненты электронной аппаратуры – это обычные резисторы, конденсаторы,трансформаторы. Для построения основной памяти ЭВМ уже с середины 50-х гг.начали использоваться специально разработанные для этой цели элементы –ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве устройствввода – вывода сначала использовалась стандартная телеграфная аппаратура(телетайпы, ленточные перфораторы, трансмиттеры, аппаратурасчетно-перфорационных машин), а затем специально для ЭВМ были разработаныэлектромеханические запоминающие устройства на магнитных лентах, барабанах идисках. К первому поколению относятся отечественные машины БЭСМ-2, Стрела, М-3,Минск-1 и др. Они имели значительные размеры, потребляли много энергии, имелисравнительно малое быстродействие, малую емкость ОП, невысокую надежностьработы и недостаточное программное обеспечение. В 1947 г. в ЭВМ «Edvac» Дж. Фон-Нейман разместил программув памяти ЭВМ и сформулировал принципы построения электронных вычислительныхмашин, которые сохранили свое значение до настоящего времени. На сменуэлектронным лампам в машинах второго поколения пришли транзисторы. Вотличие от ламповых машин, транзисторные машины обладали большимбыстродействием, емкостью ОП, надежностью. Существенно уменьшены размеры, массаи потребляемая электроэнергия. Большим достижением явилось применение печатногомонтажа. Машины второго поколения обладали большими вычислительными илогическими возможностями. Появились машины для решения научно-техническихзадач, экономических задач, для управления производственными процессами иразличными объектами (управляющие машины). Наряду с техническимсовершенствованием ЭВМ развивались методы и приемы программирования вычислений,высшей ступенью которых является автоматическое программирование. Появилисьалгоритмические языки, многопрограммные ЭВМ. Расширилась сфера применения ЭВМ –они стали использоваться в качестве управляющего органа в автоматизированных иавтоматических системах управления, а так же в системах передачи информации.

Третье поколение ЭВМ ( с1962 г.) характеризовалосьшироким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различныхдеталей. Благодаря интегральных схемам удалось существенно улучшить техническиеи эксплуатационные характеристики машины. Этому же способствовало применениемногослойного печатного монтажа.

Дальнейшее развитиеполучило программное обеспечение, особенно – операционные системы, которыеобеспечивали работу ЭВМ в различных режимах – в режиме пакетной обработки, врежиме разделения времени, в режиме запрос-ответ и т. д.

Существенно расширенывозможности по обеспечению доступа к ЭВМ со стороны абонентов, находящихся наразличных расстояниях (от нескольких десятков метров до сотен километров).Основной объем документации разрабатывался с помощью ЭВМ.

Четвертое поколениеЭВМ началоразвиваться с 1970 г. Для них характерно применение больших интегральных схем(БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотностикомпоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности и быстродействия,снижению стоимости.

Размеры машины и ихстоимость настолько уменьшились, что появились их новые типы – от мини ЭВМ доперсональных, предназначенных для индивидуального пользования.

Стоимость ЭВМ настолькоснизилась, что час их работы стал стоить в десять раз меньше часа работысреднеоплачиваемого клерка. Стал расширятся рынок сбыта за счет вовлечения внего «непрограммирующих пользователей», т.е. людей не являющихсяпрофессионалами.

С 1991 г. началась разработка ЭВМ пятого поколения, отличительной особенностью которого сталостремление повысить интеллектуальность вычислительной системы за счет переходаот обработки данных к обработке знаний. В конструкцию ЭВМ стали активновнедрятся элементы самообучения, самонастройки, адаптации.

В настоящее время работанад пятым поколением ЭВМ не завершена.


2. Операционная система

 

2.1 Понятие операционной системы

Операцио́ннаясисте́ма, ОС (англ. operating system) — базовый комплекс компьютерныхпрограмм, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратнымисредствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а такжевыполнение прикладных программ и утилит.

ОС позволяетабстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляяразработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. Сточки зрения обывателей, обычных пользователей компьютерной техники, ОСвключает в себя и программы пользовательского интерфейса.

Существуют две группыопределений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и«совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свойточный технический смысл, который, однако, становится ясен только при болеедетальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.

Операционные системы, всвою очередь, нужны, если:

— вычислительная системаиспользуется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи,нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимостьуниверсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаевОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того,предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводомдругой, минуя относительно медленные дисковые операции;

— различные программынуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Напр., простой вводсимвола с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнениясотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать ихкаждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемыхподпрограмм (функций);

— между программами ипользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователимогли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе невызывала тотальных неприятностей;

— необходима возможностьимитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере(даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма,известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемыйпланировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки ипредоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);

— наконец, оператордолжен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельныхпрограмм. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка инабор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическаяоперационная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).

Таким образом, современныеуниверсальные ОС можно охарактеризовать прежде всего как:

· использующиефайловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),

· многопользовательские(с разделением полномочий),

· многозадачные (сразделением времени).

2.2 Развитие операционных систем

В начале 1985 годакорпорация Microsoft, уже изрядно отставшая в сфере разработки операционныхсистем с оконным графическим интерфейсом от своих многочисленных конкурентов,заявила о выходе новой пользовательской среды для платформы IBM PC, опирающейсяна ранее выпущенную в свет и уже нашедшую к тому времени весьма широкоераспространение другую операционную систему этой компании — MS-DOS. Новая системаполучила известное теперь каждому пользователю персональных компьютеровназвание Microsoft Windows.

Впервые концепцияграфической оконной среды для операционной системы MS-DOS былапродемонстрирована Microsoft 10 ноября 1983 года на международной компьютернойвыставке COMDEX, однако официальный выпуск этой системы состоялся значительнопозже. Повсеместное же применение она получила лишь после 1984 года, когда IBMначала серийное производство персональных компьютеров класса IBM PC AT 286,оснащенных достаточно большим по тем временам жестким диском объемом в 40Мбайт, цветным графическим монитором стандарта CGA и оперативной памятью в 640Кбайт. Windows занимала чуть больше двух мегабайтов дискового пространства,поддерживала CGA- и EGA-совместимые графические адаптеры, а также видеокартыстандарта Hercules Graphic Card, позволяла управлять оконной средой с помощьюмыши и поддерживала довольно ограниченное число матричных принтеров.

Когда фирма Microsoftсозвала пресс-конференцию на выставке Comdex, проходившей в ноябре 1985 года вЛас-Вегасе, многие посчитали это событие последним шансом, особенно после тогокак среда Windows не была выпущена, как было обещано, в июне того же года.Пресс-конференция плавно перетекла в презентацию нового продукта — MicrosoftWindows 1.0.

Выпущенная на рынок в1987 году Windows 2.0/286. ОС несла на борту в большинстве своем все теже самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления былизначительно улучшены.

Появившаяся на рынке в1992 году операционная система Microsoft Windows 3.1 была первойплатформой семейства Windows, имевшей русскую локализованную версию иполучившей широчайшее распространение в нашей стране.

Завершившаяся полной ибезоговорочной победой экспансия операционных систем Microsoft Windows 3.1 иWindows 3.11 на международный рынок программного обеспечения сдерживалась лишьтем, что эти платформы, всецело удовлетворявшие нужды владельцев домашних инастольных персональных компьютеров, не вполне соответствовали требованиямкорпоративных пользователей. Бурное развитие и повсеместное распространение локальныхсетей и Интернета, охватившее в начале девяностых годов практически все крупныепредприятия индустриально развитых стран, определяло новые приоритеты и ставилоперед разработчиками системного программного обеспечения принципиально новыезадачи. В первую очередь на корпоративного потребителя была рассчитана новаяоперационная система, представленная корпорацией Microsoft на международнойкомпьютерной выставке в Атланте 26 мая 1993 года. Именно она сталародоначальницей следующего поколения операционных систем, известных нам подмаркой Windows NT.

А 24 августа 1995 годакорпорация Microsoft представила пользователям принципиально новую 32-разряднуюоперационную систему для настольных ПК – Windows 95.

Windows 98 Ноябрь 1998

Изменения сделанные вWindows 98 по отношению к Windows 95 незначительные и в основном касаютсяинтерфейса пользователя. Теперь работа с файлами и в Internet реализована спомощью Internet Explorer’а.

Благодаря тому чторазработчики исправили много ошибок поэтому Windows 98 — это очень «послушная»и правильная операционная система, которая в хороших руках живёт очень долго иработает быстро. За несколько лет своего существования, к Windows 95 быловыпущено масса дополнений, исправлений, обновлений и других«заплаток». Практически это всё и было воплощено и интегрировано вWindows 98.

Операционная системаMicrosoft Windows XP(от англ. eXPerience — опыт), известная также под названием Microsoft CodenameWhistler, является новой ОС семейства Windows, созданной на базе технологии NT.

Windows XP собрала в себедостоинства уже знакомых пользователям операционных систем предыдущихпоколений: удобство, простоту в установке и эксплуатации ОС семейства Windows98 и Windows ME, а также надежность и многофункциональность Windows 2000. Внастоящее время Windows XP для настольных ПК и рабочих станций выпускается втрех модификациях: Home Edition для домашних персональных компьютеров,Professional Edition – для офисных ПК. Microsoft Windows XP 64bit Edition – этоверсия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе64-битного процессора Intel Itanium с тактовой частотой более 1 ГГц. 30 ноября2006 года Microsoft официально выпустила Windows Vista и Office 2007 длякорпоративных клиентов. 30 января 2007 года начались продажи системы дляобычных пользователей.

Windows Home Server — это серверная операционная системакомпании Microsoft, которая построена на основе Windows Server 2003 SP2 иориентирована на домашних пользователей (что видно из названия — англ. home —дом) для использования в домашних сетях.

Продукт был анонсированБиллом Гейтсом 7 января 2007 года и вышел 16 июля 2007 года.

Windows 7 — версия компьютерной операционнойсистемы семейства Windows, следующая за Windows Vista, с недавнего времениначавшаяся применятся и в России.

2.3 Файловая система

 

Файл – это именованная область на дискеили другом магнитном носителе, содержащая информацию.

Информация на дисках записывается в секторах фиксированнойдлины, и каждый сектор и расположение каждой физической записи (сектора) надиске однозначно определяется тремя числами: номерами поверхности диска, цилиндраи сектора на дорожке. И контроллер диска работает с диском именно в этихтерминах. А пользователь желает использовать не сектора, цилиндры иповерхности, а файлы и каталоги. Поэтому кто-то (операционная система илидругая программа) должен при операциях с файлами и каталогами на дискахперевести это в понятные контроллеру действия: чтение и запись определенныхсекторов диска. А для этого необходимо установить правила, по которымвыполняется этот перевод, то есть, прежде всего, определить, как должнахраниться и организовываться информация на дисках. Набор этих правил иназывается файловой системой.

Файлы организованы в виде древовидной структуры, называемойфайловой системой. Корнем этого дерева является корневой каталог, имеющий имя«/». Имена всех остальных файлов содержат путь – список каталогов (ветвей),которые необходимо пройти, чтобы достичь файла. Таким образом, полное имялюбого файла начинается с «/» и не содержит идентификатора устройства, накотором он фактически хранится.

Обычный файл представляет собой наиболее общийтип файлов, содержащий данные в некотором формате. Для ОС такие файлыпредставляют собой просто последовательность байтов. Эти файлы обрабатываютсяприкладной программой.

Каталог – это файл, содержащий именанаходящихся в нем файлов, а также указатели на дополнительную информацию –метаданные, позволяющие ОС производить операции над этими файлами. Каталогиопределяют положение файла в дереве файловой системы, поскольку сам файл несодержит информации о своем местонахождении. Любая программа может прочитатьсодержание каталога, но только ядро имеет право на запись в каталог.

Файловая система имеетзащиту от возможного искажения или стирания каких либо важных файлов, напримертех, где расположена операционная система.

Файловая система FAT поддерживает имена файлов и каталогов лишь из 8 символов,плюс три символа в расширении имени. Она приводит к значительным потерям (до 20%)дискового пространства из-за больших размеров кластеров на дисках высокойемкости. Это связано с тем, что в конце последнего кластера файла остаетсясвободное место, в среднем равное половине кластера. А на больших дисках размеркластера в FAT может достигать 32 Кбайт. Таким образом, на диске емкостью 2Гбайта с 20000 файлов потери составят 320 Мбайт, то есть около 16%. Наконец,файловая система FAT малопроизводительна, особенно для больших дисков, неприспособлена к многозадачной работе (все операции требуют обращений к таблицеразмещения файлов, а потому до завершения одной операции нельзя начинатьдругую) и т.д.

Файловая система FAT8 Была разработана в 1977 году Марком Макдоналдом дляMicrosoft BASIC. FAT8 — File Allocation Table использующая 8-битную адресациюблоков была в первой редакции IBM PC, где в качестве носителя информациииспользовались односторонние дискеты 5.25" емкостью 176 кб.

Диск разбит на N кластеров и таблица размещения файлов (FAT)содержит столько же элементов. Если элемент FAT равен -2 то в соответствующемкластере ничего нет. Если элемент равен -1, то в соответствующем кластере файлзаканчивается. Если элемент содержит неотрицательное число, то это значит чтопродолжение файла находится в кластере с таким же номером (нумерация с нуля).

К сожалению FAT не содержитинформации о том, где расположено начало каждого файла. Требуется вывестиномера кластеров с началами файлов (по возрастанию).


3.Системы управления базами данных (СУБД) и их применение

 

Основы современнойинформационной технологии составляют базы данных (БД) и системы управлениябазами данных (СУБД), роль которых как единого средства хранения, обработки идоступа к большим объемам информации постоянно возрастает. При этомсущественным является постоянное повышение объемов информации, хранимой в БД,что влечет за собой требование увеличения производительности таких систем.Резко возрастает также в разнообразных применениях спрос на интеллектуальныйдоступ к информации. Это особенно проявляется при организации логическойобработки информации в системах баз знаний, на основе которых создаются современныеэкспертные системы.

База данных – средство организации хранения иуправления большим количеством упорядоченной разнородной информации. Обычно еёхарактеризует жёсткая внутренняя структура и взаимосвязь между отдельными элементамихранящихся данных. Работая с базой данных, пользователь абстрагируется отконкретного способа их физического хранения на компьютере.

И вместо того, чтобыиметь дело с большим количеством отдельных файлов, например, текстовых,табличных и графических, мы оперируем единым интерфейсом, посредством которогодобавляем новые записи, редактируем или удаляем уже имеющиеся. Кроме того, базаданных подразумевает наличие механизма генерации аналитических отчётов, которыйизбавляет пользователя от расчёта каких-либо сложных показателей вручную ипоиска необходимых фрагментов в различных файлах.

В базе данныхпредприятия, например, может храниться: вся информация о штатном расписании, орабочих и служащих предприятия; сведения о материальных ценностях; данные опоступлении сырья и комплектующих; сведения о запасах на складах; данные овыпуске готовой продукции; приказы и распоряжения дирекции и т.п.

Даженебольшие изменения какой-либо информации могут приводить к значительнымизменениям в разных других местах.

Пример: издание приказа о повышении вдолжности одного работника приводит к изменениям не только в личном делеработника, но и к изменениям в списках подразделения, в котором он работает, введомостях на зарплату, в графике отпусков и т.п.

Организация структуры БДформируется исходя из следующих соображений:

1. Адекватностьописываемому объекту/системе — на уровне концептуальной и логической модели.

2. Удобство использованиядля ведения учёта и анализа данных — на уровне так называемой физическоймодели.

На уровне физическоймодели электронная БД представляет собой файл или их набор в формате TXT, CSV,Excel, DBF, XML либо в специализированном формате конкретной СУБД. Также в СУБДв понятие физической модели включают специализированные виртуальные понятия,существующие в её рамках — таблица, табличное пространство, сегмент, куб, кластер и т. д.

Хорошая модель иправильный проект базы данных формируют основу информационной системы. Построениеслоя данных — часто первый критичный шаг в направлении создания новой системы,который правомерно требует внимания к деталям и тщательного планирования. Базаданных, как и любая компьютерная система, является моделью небольшой частиреального мира. И, как любая модель, это — узкое представление, котороезначительно упрощает сложность реальной вещи. Современные системы баз данных основываютсяна реляционной модели хранения и извлечения данных.

Базы данныхиспользуются под управлением систем управления базами данных (СУБД).

Системауправления базами данных(СУБД) — это система программного обеспечения, позволяющая обрабатыватьобращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечныхпользователей. Системы управления базами данных позволяют объединять большиеобъемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки поопределённым критериям и т.п.

Современные СУБД – этомногопользовательские системы управления базой данных, которые специализируетсяна управлении массивом информации одним или множеством одновременно работающихпользователей. Они имеют развитый пользовательский интерфейс, который позволяетвводить и модифицировать информацию, выполнять поиск и представлять информациюв графическом или текстовом режиме, дают возможность включать звуковыефрагменты и даже видеоклипы.

СУБДобеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобныйдоступ к ним. Простота использования СУБД позволяет создавать новые базыданных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроеннымифункциями.

К числу функций СУБДпринято относить следующие:

1. Непосредственноеуправление данными во внешней памяти

Эта функция включаетобеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных,непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, дляубыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используютсяиндексы). В некоторых реализациях СУБД активно используются возможностисуществующих файловых систем, в других работа производится вплоть до уровняустройств внешней памяти. СУБД поддерживает собственную систему именованияобъектов БД.

2.Управление буферами оперативной памяти

СУБД обычно работают с БДзначительного размера; по крайней мере, этот размер обычно существенно большедоступного объема оперативной памяти. Понятно, что если при обращении к любомуэлементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся системабудет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственнымспособом реального увеличения этой скорости является буферизация данных воперативной памяти. В развитых СУБД поддерживается собственный набор буферовоперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

3.Управление транзакциями

Транзакция — этопоследовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либотранзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД,произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этихизменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимодля поддержания логической целостности БД.

4.Журнализация

Одним из основныхтребований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Поднадежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состояниивосстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного илипрограммного сбоя.

Поддержание надежностихранения данных в БД требует избыточности хранения данных, причем та частьданных, которая используется для восстановления, должна храниться особонадежно. Наиболее распространенным методом поддержания такой избыточнойинформации является ведение журнала изменений БД.

5.Поддержка языков БД

Для работы с базамиданных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных.В современных СУБД обычно поддерживается единый интегрированный язык,содержащий все необходимые средства для работы с БД, начиная от ее создания, иобеспечивающий базовый пользовательский интерфейс с базами данных. Стандартнымязыком наиболее распространенных в настоящее время реляционных СУБД являетсяязык SQL (Structured Query Language).

Обычно современная СУБДсодержит следующие компоненты:

· ядро, котороеотвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,

· процессор языкабазы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменениеданных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннегокода,

· подсистемуподдержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляцииданными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

· а также сервисныепрограммы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей пообслуживанию информационной системы.

Быстрое развитие потребностейприменений БД выдвигает новые требования к СУБД:

-  поддержка широкого спектра типовпредставляемых данных и операций над ними (включая фактографические,документальные, картинно-графические данные);

-  естественные и эффективныепредставления в БД разнообразных отношений между объектами предметных областей(например, пространственно-временных с обеспечением визуализации данных);

-  поддержка непротиворечивости данных иреализация дедуктивных БД; обеспечение целостности БД в широком диапазоне разнообразныхпредметных областей и операционных обстановок;

-  управление распределенными БД,интеграция неоднородных баз данных;

-  существенноеповышение надежности функционирования БД.

По технологии обработкиданных базы данныхподразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная базаданных хранится в памятиодной вычислительной системы, к которой подключены несколько другихкомпьютеров.

Распределенная базаданных состоит изнескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей,хранимых в различных ПК компьютерной сети. Работа с такой базой осуществляетсяс помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа кданным базы данныхподразделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным(сетевым) доступом.

Системы централизованныхбаз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобныхсистем:

· Файл – сервер. Согласно этой архитектуре в компьютерной сетивыделяется машина – сервер для хранения файлов централизованной базы данных.Файлы базы данных могут быть переданы на рабочие станции для обработки: ввода,корректировки, поиска записей. При большой интенсивности доступа к одним и темже файлам производительность системы падает. В этой системе сервер и рабочиестанции должны быть реализованы на достаточно мощных компьютерах.

На данный момент файл – серверные СУБД считаются устаревшими.

Примеры: Microsoft Access, Borland Paradox.

· Клиент – сервер – архитектура, используемая не только для храненияфайлов централизованной базы данных на сервере, но и выполняющая на том жесервере основной объем работы по обработке данных. Таким образом, принеобходимости поиска информации в базе данных рабочим станциям – клиентампередаются не файлы данных, а уже записи, отобранные в результате обработкифайлов данных. Такая архитектура позволяет использовать маломощные компьютеры вкачестве рабочих станций, но обязательно в качестве сервера используется оченьмощный компьютер.

Примеры: Firebird, Interbase, MSSQL Server, Sybase, Oracle, MySQL,

PostgreSQL.

Прежде чем создавать базу данных, с которой вам придется работать,необходимо выбрать модель данных, наиболее удобную для решения поставленнойзадачи.

Модель данных – совокупность структур данных и операций их обработки.

С помощью модели данныхмогут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними. Моделиданных, которые поддерживают СУБД, а, следовательно, и сами СУБД делят на:

· иерархические;

· сетевые;

· реляционные;

· файловые.

Вбазах данных, основанных на файловой модели, используются простейшие посовременным понятиям СУБД, в которых реализовывается простейший механизм поисканеобходимых пользователю записей. Фактически в них для реализации запросанового типа требуется писать дополнительный программный модуль.

Вразличных СУБД описание объекта для БД иерархического типа может называтьсяпо-разному: тип записи, файл, сегмент (далее используем термин «запись»). Всвою очередь, запись состоит из одного или нескольких элементов данных (этоаналог поля в файловой модели). Элементы упорядочиваются в некотором порядке.

ВСУБД на основе сетевой модели типичными являются операции:

— поиск указанной записи;

— переход от предка к потомку;

— переход от потомка к предку;

— просмотр предков или потомков в заданномпорядке;

— добавление записи в заданную позицию иерархии и др.

Если говорить об основнойидее СУБД, то она заключается в передаче управления данными из прикладнойпрограммы и/или от пользователя одной специальной системе, которая внезависимости от того, какая программа или версия программы, или же какойпользователь работает с данными, единым во всех случаях образом отслеживаетзащиту данных от рассогласованности, оптимизирует выполнение операций надданными, обращения к ним и т.д.

Задача №1

Напечатать таблицуперевода температуры из градусов по шкале Цельсия (ºС) по шкале Фаренгейта(F), для значений от 15 ºС до 30º с шагом 1 ºС. Перевод осуществляется по формуле F=1,8*ºС+32.

/>


Заключение

 

В данной контрольнойработе были рассмотрены моменты возникновения и развития ЭВМ, развитие ипримеры операционных систем а также системы управления базами данных и ихприменение.

С начала возникновения и донаших дней ЭВМ претерпели значительные изменения, с каждым разом становясь всеболее совершенными.

Современные персональные IВМ РС-совместимые компьютеры являютсянаиболее широко используемым видом компьютеров, их мощность постоянноувеличивается, а область применения расширяется. Эти компьютеры могутобъединяться в сети, что позволяет десяткам и сотням пользователей легко обмениватьсяинформацией и одновременно получать доступ к общим базам данных. Средстваэлектронной почты позволяют пользователям компьютеров с помощью обычнойтелефонной сети посылать текстовые и факсимильные сообщения в другие города истраны и получать информацию из крупных банков данных. Глобальная системаэлектронной связи Intеrnеt обеспечивает за крайне низкую ценувозможность оперативного получения информации из всех уголков земного шара,предоставляет возможности голосовой и факсимильной связи, облегчает созданиевнутрикорпоративных сетей передачи информации для фирм, имеющих отделения вразных городах и странах.

В совершенствованиибудущих ЭВМ видны два пути. На физическом уровне это переход к использованиюиных физических принципов построения узлов ЭВМ – на основе оптоэлектроники,использующей оптические свойства материалов, на базе которых создаютсяпроцессор и оперативная память, и криогенной электроники, использующейсверхпроводящие материалы при очень низких температурах. На уровнесовершенствования интеллектуальных способностей машин, отнюдь не всегдаопределяемых физическими принципами их конструкций, постоянно возникают новыерезультаты, опирающиеся на принципиально новые подходы к программированию. Ужесегодня ЭВМ выигрывает шахматные партии у чемпиона мира. А ведь совсем недавноэто казалось совершенно невозможным. Создание новейших информационныхтехнологий, систем искусственного интеллекта, баз знаний, экспертных системпродолжаются и в XXI веке.

Для многих мир безкомпьютера – далекая история, примерно такая же далекая, как открытие Америкиили Октябрьская революция. Но каждый раз, включая компьютер, невозможноперестать удивляться человеческому гению, создавшему это чудо.


Вывод

Как мы видим из даннойконтрольной работы, с начала возникновения и до наших дней ЭВМ претерпелизначительные изменения, с каждым разом становясь все более совершенными. Сразвитием цивилизации людям становятся необходимы все более развитыетехнологии. Стремясь облегчить свой труд и быт, человек создает все болеесовершенные машины. Однако какими бы интеллектуальными не были современные ЭВМони все же остаются бездушными механизмами, которые создают гениальные умылюдей, с каждым новым изобретением все лучше и прогрессивнее. Операционнаясистема – базовый комплекс программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем,управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и выводданных, а также выполнение программ и утилит. Как мы видим из контрольнойработы операционная система постоянно развивается и совершенствуется. Сразвитием ЭВМ возникает необходимость создавать и обновленную операционнуюсистему для удобства работы персональных компьютеров. С каждым новым выходомоперационной системы разработчики стараются исправить как можно больше ошибок,для того чтобы система быстро работала и служила очень долго. Системауправления базами данных служит для обработки обращений к базам данных отконечных пользователей. СУБД позволяют управлять массивом информации одним илимножеством одновременно работающих пользователей, обеспечивая правильность,полноту и достоверность данных. Если бы СУБД не существовало, каждое изменениев базе данных приводило бы к разрозненности и недостоверности информации впоследствии, ведь при изменении одной информации другая бы не меняласьавтоматически, и пришлось бы следить за этим самим пользователям, что не оченьудобно при работе с большим объемом информации.


Список литературы

 

1. А. Гордеев. «Операционные системы»— СПб.: Питер, 2007 (учебник для ВУЗов)

2. Екимов К.А., Подрядчиков С.Ф.Учебно-методическое пособие по подходу пользователей к выбору операционнойсистемы, Петрозаводск 1999.

3. Коннолли Т., Бегг К. Базы данных.Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика — 3-е изд. — М.:«Вильямс», 2003.

4. Семенов Н.И. Автоматизированныеинформационные технологии. Учебник. – Москва.: «Инфра-М». 2000г.

5. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е, переработ и доп. – М.: ИНФРА-М,1996

6. Алехина Г.В. вычислительные сетисистемы и телекоммуникаций. Московский международный институт эконометрики,информатики, финансов и права. – М., 2003

еще рефераты
Еще работы по информатике, программированию