Електронна обчислювальна техніка

Електронна обчислювальна техніка - електронні пристрої, призначені для збору, передачі, зберігання, обробки і видачі інформації. Нерідко термін «електронна обчислювальна техніка» ототожнюють з іншим - «електронна обчислювальна машина» (ЕОМ). По суті ж, крім ЕОМ, до пристроїв електронної обчислювальної техніки можна віднести і електронні пристрої, що забезпечують передачу інформації (різноманітних даних) на відстані. Ці пристрої дозволяють об'єднувати кілька обчислювальних машин у єдиний комплекс або вводити дані в ЕОМ з віддалених від неї пунктів, так само як і передавати на них результати обчислень.
ЕОМ поділяються на цифрові і аналогові. У свою чергу, цифрові ЕОМ поділяються на універсальні і керуючі.
Універсальні ЕОМ призначені для вирішення завдань обробки інформації), конкретний характер яких не конкретизується при її розробці. Універсальна ЕОМ складається з набору пристроїв різного функціонального призначення, сполучених між собою проводами. Конкретний набір пристроїв, комплектуючий ЕОМ даного типу, цілком має визначатися характером завдань, для вирішення яких ця машина призначена. Принципово всі пристрої ЕОМ можна віднести до однієї з наступних груп: 1) вхідні пристрої, призначені для введення інформації та програми ЕОМ; 2) пристрої, що запам'ятовують, зберігають інформацію; 3) арифметичний пристрій, який обробляє інформацію у відповідності із заданою програмою; 4) вихідні пристрої, що забезпечують видачу результатів; 5) керуючі пристрої, координуючі та керуючі роботою як окремих пристроїв, так і ЕОМ в цілому.
Запам'ятовуючі пристрої ЕОМ поділяються на оперативне та зовнішні. Оперативне - швидкодіючий, відносно малої ємності; в ньому зберігаються дані, які використовуються на даному кроці обчислень; вся інша інформація зберігається у зовнішній пам'яті - відносно повільно діючої та великої місткості. В сучасних ЕОМ прийнято (конструктивно так і оформляється) оперативну пам'ять і арифметичний пристрій об'єднувати в єдиний блок-центральний обчислювач (процесор), до якого за допомогою спеціальних пристроїв каналів, що входять в центральний обчислювач, приєднуються інші пристрої, які прийнято називати периферійними. Сучасна ЕОМ представляє складний комплекс, управління роботою якого входом обчислювального процесу) автоматизовано з допомогою спеціальних управляючих програм, що входять до математичного забезпечення ЕОМ.
Керуючі ЕОМ призначаються для управління процесами в самих різних областях. Інформація, введена в них, являє собою дані про хід того чи іншого процесу, одержувані з датчиків. Результати обробки (обчислень) реалізуються через пристрої, що забезпечують необхідну протікання керованого процесу. Аналогові обчислювальні машини (АВМ) призначаються для рішення рівнянь, електронного моделювання різних процесів.
В даний час ЕОМ широко використовуються в медицині для цілей машинної діагностики, побудови автоматизованих систем управління (АСУ).

Електронні обчислювальні машини (ЕОМ). Основними схемними елементами ЕОМ є електронні пристрої - електронні лампи або транзистори (див. Електронні підсилювачі). ЕОМ в порівнянні з іншими типами обчислювальних машин (арифмометр, клавішна електромеханічна машина) є більш швидкодіючими, універсальними і надійними в роботі, а головне - більш автоматизованими. Перед початком роботи в ЕОМ вводяться програма обчислень і вихідні дані для рішення задачі, після чого обчислення здійснюються автоматично до отримання кінцевого результату. Крім звичайних математичних та логічних операцій з заданою програмою, ЕОМ можуть проводити операції умовного переходу, що змінюють програму обчислень залежно від проміжних результатів або від інших додаткових умов. Ця особливість ЕОМ (самоврядність) при великому швидкодії (до 1 000 000 операцій в секунду) дозволяє виконувати досить складні обчислення, керувати технологічними процесами, виробляти логічну і математичну обробку результатів досвіду або клінічного аналізу безперервно в ході дослідження (див. Кібернетика).
За принципом дії ЕОМ поділяють на аналогові і цифрові. В аналогових ЕОМ цифри або процеси, які підлягають математичній чи логічній обробці, замінюються відповідними безперервними значеннями електричних струмів або напруг, з якими і виробляють необхідні операції. Точність обчислень визначається похибками вимірювань і лежить в межах 10-0,1%. Аналогові ЕОМ застосовують переважно для розв'язання інтегральних і диференціальних рівнянь, моделювання та керування процесами в реальному масштабі часу, особливо якщо не потрібно великої точності.
У цифрових ЕОМ обчислення проводяться за допомогою елементів, що знаходяться в кінцевому числі дискретних станів (зазвичай у двох, десяти). Тому перед введенням безперервні процеси повинні бути представлені в цифровій формі, що здійснюється з допомогою спеціальних перетворювачів «аналог-код». Точність обчислень визначається розрядністю - числом цифр (розрядів) в одній комірці «пам'яті» (зазвичай 7-10 десяткових цифр). Практично на цифрових ЕОМ за допомогою програми може бути досягнута будь-яка необхідна точність.
Сучасна ЕОМ складається з наступних основних вузлів. 1. Арифметичний пристрій, де здійснюються основні операції. 2. Запам'ятовуючий пристрій (розрізняють довгострокове і оперативне). У довготривалому накопичувачі дані зберігаються на магнітних дисках, барабанах, стрічках або перфокартах. Час зберігання інформації та обсяг довготривалої пам'яті практично не обмежені, проте швидкість обігу тим менше, чим більше обсяг. Оперативне запам'ятовуючий пристрій здійснюється зазвичай на феромагнітних елементах, электроннолучевых трубках або на електронних лампах. Час пошуку інформації в оперативному запам'ятовуючому пристрої порядку мільйонних часток секунди, однак обсяг його завжди обмежений. 3. Пристрій введення даних. 4. Пристрій виведення даних. Введення здійснюється з перфострічки, перфокарт, магнітних стрічок. Висновок у більшості випадків виконується буквопечатающим пристроєм (у сучасних ЕОМ введення і виведення даних - найбільш повільні операції). 5. Керуючий пристрій забезпечує автоматичну роботу всіх пристроїв ЕОМ у відповідності з програмою.
Типові сучасні ЕОМ середньої потужності вимагають приміщення в 40-60 м2, 5 - 20 чоловік обслуговуючого персоналу, харчування 10-20 кет.
Основні області застосування ЕОМ в медицині і біології наступні. 1. Діагностика захворювань, визначення прогнозу і вибір оптимального варіанту лікування, класифікація біологічних об'єктів. 2. Автоматична обробка експериментальних і клінічних даних (виділення регулярних складових у электроэнцефалограммах і неврограммах, спектральний та кореляційний аналіз біологічних процесів, підрахунок і класифікація клітин крові або гістологічних препаратів, аналіз даних радіографії, обробка даних рентгенологічного обстеження). 3. Реалізація математичних і фізичних моделей (моделювання нервових мереж, поведінки, обміну в організмі або окремих клітинах, окремих органах або системах організму, поведінки популяцій тварин). 4. Стереотаксические розрахунки під час операцій на головному мозку людини. 5. Автоматизація обробки медичних архівних матеріалів. 6. Пророкування фармакологічних властивостей речовин за їх фізико-хімічними характеристиками. 7. Автоматичне керування штучним диханням і кровообігом під час операцій та при спостереженні за хворими у важкому стані. 8. Планування та автоматизація тривалих і дорогих експериментів. Є тенденція до подальшого розширення областей застосування ЕОМ в біології і медицині.