Как поступить в американский университет и обучаться в нём бесплатно
Шрифт:
Терминал пользователя включает устройства, необходимые для удобного визуального и тактильного контакта человека с машиной. Это, во-первых, клавиатура, на которой мы набираем тексты программ, данные и наши команды для компьютера, и, во-вторых, монитор (экран, видеотерминал), на котором появляется всё, что мы набрали, а также ответы компьютера и любая информация, любой файл, который мы велели ему вывести. Кроме того, могут быть и другие устройства, например мышь – шарик в держателе с двумя-тремя клавишами, который мы можем катать по столу или специальной подставке. Мы катаем этот шарик, а по экрану перемещается стрелка; её можно поставить в любую позицию (где на экран заранее выведен список команд – меню), нажать клавишу, и нужная команда будет исполнена. Очень удобное и дешёвое устройство, но часто ломается.
Все перечисленные выше модули являются совершенно необходимыми для работы компьютера; остальные – это уже, как говорится, завитушки и прибабахи, но прибабахи очень важные.
Самым важным из них является принтер – устройство печати, позволяющее нам вывести на бумагу текст программы, книги, статьи, график, рисунок – словом, всё, что хранится на МД и может быть переписано в оперативную память. Дешёвый принтер позволяет печатать текст чёрной краской (как обычная пишущая машинка), а дорогой, лазерный или струйный, может воспроизвести картину в цвете – например, изобразить тот же доллар с таким совершенством, что даже опытный человек не различит подделки.
Но как попадают в компьютер (точнее, на МД) изображения? Текст – скажем, книгу или статью – можно ввести с клавиатуры, хотя это долгая операция (точно такая же, как печатание на пишущей машинке), но ясно, что картинку или фотографию так не введёшь. Для этой цели служат сканеры, ручные и стационарные; достаточно положить лист с картинкой на рабочее поле сканера, вызвать необходимую программу – и цветное изображение будет введено в компьютер и ляжет в памяти в определённый файл, которому мы присвоим имя. С помощью других программ файл-изображение можно откорректировать и напечатать на принтере – столько копий, сколько надо. Таким же образом можно ввести книгу или даже рукописный текст, страница за страницей; и это гораздо быстрее, чем набирать его на клавиатуре.
Очень важным устройством является модем, обеспечивающий связь нашего компьютера с телефонными линиями, а через них – с другими компьютерами, тоже имеющими модемы. Одни из этих компьютеров стоят дома у частных пользователей, другие находятся в банках, в офисах фирм, в университетах и научных центрах, на предприятиях и в библиотеках, в военных штабах и в правительственных учреждениях; это – гигантская сеть, охватывающая весь мир, и она так и называется – Сетью (или системой компьютерной связи Интернет). Включённые в неё компьютеры можно разбить на два класса по их функциональному назначению: сервера или центры непрерывного приёма/накопления/передачи информации, которые круглосуточно включены в Сеть (как ваш обычный телефон); все прочие машины, которые включаются в Сеть только по приказу оператора, чтобы передать или принять сообщение со своего сервера (как ваш телевизор). В тот момент, когда такой компьютер включился в Сеть, его память, в принципе, доступна всем остальным пользователям, которые могут в неё влезть непрошенными гостями, списать ценную информацию («скачать» файлы, как говорят на жаргоне), запустить программу-вирус или поправить какие-то данные в свою пользу – например, свой счёт в банковском компьютере. Таким образом, возникает новый тип хищений – компьютерные; появляется система защиты секретных файлов паролями, и появляются хакеры – электронные воры, которые умеют её взламывать.
Наконец, к компьютеру можно добавить устройства, которые свяжут его с программно управляемым станком, со звуковыми колонками, с видеомагнитофоном и телевизионной трансляцией, так что вы сможете лицезреть на мониторе телепрограммы, проигрывать видеокассеты и аудиодиски; значит, с учётом всего вышесказанного, компьютер заменит вам телефон, телевизор, магнитофон, пишущую машинку, факс и ксерокс.
Современный персональный компьютер невелик и в самом полном сборе поместится на двух письменных столах. На одном можно поставить сканер, устройство печати, колонки и модем, а на другом – монитор, клавиатуру и базовый блок, в котором находятся процессор, оперативная память, твёрдый МД, дисководы для дискет и все прочие интерфейсные платы, обеспечивающие связь процессора с различными модулями. При сборке и приобретении компьютера можно использовать принцип конструктора: взять необходимый минимум, а затем докупать нужные блоки и достраивать свою машину или менять дешёвые блоки на более дорогие (скажем, малый монитор на больший, с лучшим разрешением). Кроме компьютеров, для установки которых нужен стол, имеются миниатюрные переносные лаптопы и ноутбуки, размером с небольшой чемоданчик, который можно пристроить на коленях и взять с собой в поездку. У них плоские тонкие экраны на жидких кристаллах, и стоят они раза в два дороже, чем домашний компьютер такой же мощности.
Что же касается цен, то минимальный комплект современного компьютера класса «Пентиум» может обойтись от 600–800 до 1500–2000 долларов, в зависимости от фирмы (т. е. от качества сборки и срока гарантий). Если начать докупать к нему мощные принтер, сканер, видеомонитор, звуковую систему и так далее, то цена быстро подскочит до 4–8 тысяч долларов. Но минимальный комплект, повторяю, сравнительно недорог.
Мельчайшей единицей информации является бит, фиксирующий наличие или отсутствие сигнала с помощью утверждений «да"/"нет» или 1/0. К электронных устройствах эта ситуация моделируется, условно говоря, с помощью ламп-диодов: диод открыт, ток по нему течёт – единица; диод заперт, ток не течёт – ноль (разумеется, это лишь аналогия – в современных компьютерах ламп-диодов нет, но есть эквивалетные им по функции суперминиатюрные устройства). Восемь битов образуют байт, и в байте можно записать некое двоичное число, например 11001001. Затем можно условиться, что эти восьмиразрядные двоичные числа, от 00000000 до 11111111, соответствуют буквам латинского и русского алфавита, цифрам, знакам препинания и иным символам – скажем, математическим (скобки, знаки «плюс», «минус», «равно» и так далее). Эта кодировка встраивается в процессор, и теперь он «знает», что последовательность 11001001 – латинская буква «h», последовательность 10001100 – русская буква «ж», а 00110110 – запятая. В байтах – в тысячах и миллионах байт (Кб, Мб – килобайты, мегабайты) измеряется ёмкость оперативной памяти, дискет и твёрдого МД. Небольшая оперативная память – от одного до четырёх-восьми мегабайт, а можно довести её до 100-200Мб; твёрдый МД небольшой ёмкости – 100Мб, но можно установить диск на 500–1000Мб; ёмкость дискет размером 3,5 дюйма – 1,44Мб, но лазерные имеют ёмкость десятки мегабайт. Ваш минимальный комплект компьютера может иметь процессор 486 или «Пентиум», оперативную память 4Мб, твёрдый МД на 200Мб, один дисковод на 3,5 дюйма, модем и монохромный чёрно-белый монитор, и ваши затраты составят около 600–800 долларов. Ещё необходим принтер ценой 200–300 долларов, если вы хотите печать все нужные документы.
Давайте прикинем, какая информация поместится на скромной дискете 3,5 дюйма. Одна книжная страница – примерно 2,5Кб текста; делим 1440Кб на два с половиной и получаем около шестисот страниц. Впечатляющий том, не так ли?
Теперь коснёмся ещё одной важной стороны, связанной с компьютерами – программного обеспечения. Без него ваш компьютер как тело без души – железка, и только. Именно программы заставляют компьютер делать то или это – считать по определённым алгоритмам, печатать, вступать в связь с другими абонентами Сети, считывать данные, рисовать картины и графики и так далее. Все программы можно разделить на две части – системные и прикладные. Системные программы пишутся профессионалами и являются, фактически, неотъемлемой частью компьютера; они обеспечивают взаимодействие между его основными узлами и контакт с пользователем через экран и клавиатуру. Обычно такой пакет программ называется ОС – операционной системой, обязательно включающей драйверы всех устройств, компиляторы и трансляторы с языков программирования (Фортран, СИ и т. д.) в машинные коды. Имея ОС, мы уже можем писать собственные программы – например, на Фортране. ОС – посредник (интерфейс) между нами и компьютером, но не очень удобный; чтобы пользоваться им, надо довольно много знать. И потому существуют программы-надстройки, играющие роль посредников между нами и системой ОС и позволяющие нам общаться с компьютером более просто – как говорят, дружественно (на уровне «чайника» или домохозяйки). Типичной из них является система Нортона (Norton), и вы должны её знать. Если приобрести компьютер помощнее, с цветным монитором, то вы сможете ознакомиться с более современной системой Windows, заменяющей ОС и Нортон; это крайне желательно сделать.
Рассмотрим основные типы прикладных программ и параллельно с этим те задачи, которые способен решать компьютер в современном мире. Отмечу, что одни прикладные программы могут быть написаны профессионалами – и, следовательно, такие программы являются товаром, который продаётся и покупается; другие программы написаны учёными для решения их частных проблем (и вам, весьма возможно, придётся писать такие программы или пользоваться ими); третьи пишут любители – для собственного удовольствия. Итак, перечислим основные виды прикладных программ.
1. Программы для всевозможных научных расчётов в области естественных наук. Тут есть обшие математические программы, позволяющие вычислять интегралы десятком способов, считать функции Бесселя и Лагранжа, обращать матрицы, решать системы уравнений и так далее. Есть частные, гораздо более сложные программы – например, для расчёта атомных структур и энергетики соединений, определения состава вещества, прогнозирования популяции животных и решения других подобных проблем. Ко многим из этих задач примыкают гигантские базы данных – компьютерные хранилища информации о веществах (химические формулы, названия, структура, свойства, спектральные данные). Они столь велики и столь широко используются в науке и инженерии, что каждая база сосредоточена в своём отдельном центре: например, Техасский университет собирает сведения о нефтепродуктах, в Кембридже накапливают информацию о кристаллических структурах твёрдых тел, а под Филадельфией есть всемирно известный центр порошковых дифракционных данных.
2. Программы для расчётов и обработки информации в экономике, в банковской сфере и сфере страхования, в бухгалтерском учёте. Тут накоплено огромное число программ, предназначенных для минимизации затрат в производстве, ведения банковских счетов, учёта «электронных денег» на кредитных карточках, прогнозирования в сфере страхования, начисления заработной платы, составлениия бухгалтерских балансов и так далее, и тому подобное. Тут во многих случаях компьютер превращаеся в станок, выдающий потребителю готовое изделие – например, «электронные деньги» или квартальный баланс предприятия на бланках нужной формы, который только остаётся отнести в налоговую инспекцию. В области экономики и управления производством (см. пунк 3) есть, разумеется, свои базы данных – экономической информации, стоимости товаров и услуг, сведений по кадровому составу предприятий, демографические данные и прочее. Базы самого различного характера имеются также в медицине и всех областях инженерии.