В 1645 году французский математик Блез Паскаль создал первую счетную машину. Машина Паскаля позволяла быстро выполнять сложение многозначных чисел.

Немецкий ученый Лейбниц, развил идею Паскаля, создал механический арифмометр, На котором можно было выполнять все 4 арифметические операции с многозначными числами. Позднее арифмометр многократно совершенствовался, в том числе и русскими изобретателями П.Л. Чебышевым и В.Т. Однером.

Арифмометр был предшественником современного калькулятора – маленького электронно-вычислительного устройства. Сейчас практически у каждого школьника есть калькулятор, который помещается в кармане. Любому академику начала века такое устройство показалось бы фантастическим.

Чарльз Беббидж и его «Аналитическая машина».

Арифмометр, как и простой калькулятор – это средство механизации вычислений. Человек, производя вычисления на таком устройстве, сам управляет его работой, определяет последовательность выполняемых операций. Мечтой изобретателей вычислительной техники было создание считающего автомата, который бы без вмешательства человека производил расчет по заранее составленной программе.

В период между 1820 и 1856 годами Беббидж работал над созданием программно управляемой «аналитической машины». Это было настолько сложное механическое устройство, что проект так и не был реализован.

Можно сказать, что Беббидж опередил свое время. Для осуществления его проекта в ту пору еще не существовало подходящей технической базы. Некоторым ученым современникам Беббиджа его труд казался бесплодным. Однако пророчески звучат сейчас слова самого Чарльза Беббиджа: «Природа научных знаний такова, что малопонятные и совершенно бесполезные приобретения сегодняшнего дня становятся популярной пищей для будущих поколений».

Основные идеи, заложенные в проекте аналитической машины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ. Все главные компоненты современного компьютера присутствовали в конструкции аналитической машины: это СКЛАД (в современной терминологии – ПАМЯТЬ), где хранятся исходные числа и промежуточные результаты; МЕЛЬНИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществляются операции над числами, взятыми из склада; КОНТОРА (устройство управления), производящее управление последовательностью операций над числами соответственно заданной программе; БЛОКИ ВВОДА исходных данных и ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления аналитической машиной использовались перфокарты – картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорации). Перфокарты были изобретены в начале 19 века во Франции Жозефом М. Жаккардом для управления работой автоматического ткатского станка.

Интересным историческим фактом является то, что первую программу для машины Беббиджа в 1846 году написал Ада Лавлейс – дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

Аналитическая машина Беббиджа – это уже универсальное средство, объединяющее в себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и результатами с человеком.

Вопросы и задания:

1. Какие средства хранения информации были первыми?

2. Когда появилось книгопечатание, кто его изобретатель?

3. Какие средства хранения информации изобретены в 19 и 20 веках?

4. Назовите основные технические средства передачи информации в порядке их изобретения.

5. Перечислите основные вычислительные средства в хронологической последовательности их изобретения.

6. Кто, когда и где разработал первый проект автоматической вычислительной машины?

7. Какое влияние проект «аналитической машины» оказал на дальнейшее развитие ВТ?

Конспект урока по Информатике в 10 – ом классе

Тема: «Алфавитный подход к измерению информации».

Цель:

А теперь давайте познакомимся с одним из способов измерения информации. Этот способ несвязывают количество информации с содержанием сообщения, и называется он алфавитным подходом.

Проще всего разобраться в этом на примере текста, написанного на каком – нибудь языке. Для нас удобнее, чтобы был русский язык.

Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел (промежуток между словами).

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита. Например, мощность алфавита из русских букв и дополнительных символов равна 54.

Представьте себе, что текст к вам поступает последовательно, по одному знаку, словно бумажная ленточка, выползающая из телеграфного аппарата. Предположим, что каждый появляющийся на ленте символ с одинаковой вероятностью может быть любым символом алфавита.

В каждой очередной позиции текста может появиться любой из N символов. Каждый символ несет i бит информации; число i можно определить из уравнения:

2i= N

Вот сколько информации несет один символ в русском тексте! А теперь для того, чтобы найти количество информации во всем тексте, нужно посчитать число символов в нем и умножить на i.

Возьмем с книжной полки, какую – нибудь книгу и посчитаем количество информации на одной ее странице. Пусть страница содержит 50 строк. В каждой строке – 60 символов. Значит, на странице умещается 50x60=3000 знаков. Тогда объем информации будет равен:

5,755x3000=17265 бит.

Следовательно, при алфавитном подходе к измерению информации количество информации от содержания не зависит. Количество информации зависит от объема текста (т.е. от числа знаков в тексте) и от мощности алфавита.

Отсюда следует, например, что нельзя сравнивать информационные объемы текстов, написанных на разных языках, только по объему. У них отличается информационные веса одного символа так как мощности алфавитов разных языков – различные.

Но если книги написаны на одном языке, то понятно, что в толстой книге информации больше, чем в тонкой. При этом содержательная сторона книги в расчет не берется.

Сформулируем правило, как измерить информацию, используя для этого алфавитный подход.

Количество информации, содержащееся в символьном сообщении, равно К x i, где К- число символов в тексте сообщения, а i – информационный вес символа, который находится из уравнения 2i=N, где N – мощность используемого алфавита.

Применение алфавитного подхода удобно прежде всего при использовании технических средств работы с информацией. В этом случае теряют смысл понятия «новые – старые», «понятные – непонятные» сведения. Алфавитный подход является объективным способом измерения информации в отличие от субъективного, содержательного, похода.

Решение задач:

1.Докажите, что, исходя из алфавитного подхода, сообщение любой длины,

использующее односимвольный алфавит содержит нулевую информацию.

Доказательство:

В денном случае N=1, т.к. 2^i=N, то i=0. Т.к. К (количество символов в сообщении) у нас произвольное, обозначим его за x. Для нахождения количества информации в тексте, содержащим x символов (в данном случае) получим выражение: x*0. Это выражение будет равняться 0 при любом значении x. Что требовалось доказать.