Електронна обчислювальна техніка - електронні пристрої, призначені для збору, передачі, зберігання, обробки та 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 (різних даних) на відстані. Ці пристрої зв'язку дозволяють об'єднувати кілька обчислювальних машин в єдиний комплекс або вводити дані в ЕОМ з віддалених від неї пунктів, так само як і передавати на них результати обчислень.
ЕОМ діляться на цифрові і аналогові. У свою чергу цифрові ЕОМ діляться 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, з'єднаних між собою проводами. Конкретний набір пристроїв, комплектує 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 в ЕОМ-2) запам'ятовують пристрої, що зберігають інформацію- 3) арифметичний пристрій, обробляє інформацію відповідно до заданої програмою- 4) вихідні пристрої, що забезпечують видачу результатів- 5) керуючі пристрої, координуючі та керують роботою як окремих пристроїв, так і ЕОМ в цілому.
Запам'ятовуючі пристрої ЕОМ діляться на оперативне і зовнішні. Оперативне - швидкодіючий, відносно малою емкості- в ньому зберігаються дані, які використовуються на даному кроці вичісленій- вся інша інформація зберігається в зовнішній пам'яті - відносно повільно діючою і великої ємності. У сучасних ЕОМ прийнято (конструктивно так і оформлюється) 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, під'єднуються інші пристрої, які прийнято називати периферійними. Сучасна ЕОМ представляє складний комплекс, управління роботою якого входом обчислювального процесу) автоматизовано за допомогою спеціальних керуючих програм, що входять в математичне забезпечення ЕОМ.
Керуючі ЕОМ призначаються для управління процесами в самих різних областях. Інформація, що вводиться 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 вирішення 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 прилади - електронні лампи або транзистори (див. Електронні підсилювачі). ЕОМ в порівнянні з іншими типами обчислювальних машин (арифмометр, клавишная 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 вирішення завдання, після чого обчислення проводяться автоматично до отримання кінцевого результату. Крім звичайних математичних та логічних операцій за заданою програмою, ЕОМ можуть робити 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 вельми складні обчислення, управляти 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, що підлягають математичної або логічної 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 переважно застосовують для розв'язання інтегральних та диференціальних рівнянь, моделювання та управління 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 за 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 виробляються основні операції. 2. Пристрій, що запам'ятовує (розрізняють довгострокове і оперативне). У довготривалому запам'ятовуючому пристрої дані зберігаються на магнітних дисках, барабанах, стрічках або перфокартах. Час зберігання інформації та обсяг довготривалого запам'ятовує практично не обмежені, проте швидкість обігу тим менше, чим більше об'єм. Оперативний пристрій здійснюється звичайно на феромагнітних елементах, електроннопроменевих 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 літеродрукувальні пристроєм (в 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 та біології наступні. 1. Діагностика захворювань, визначення прогнозу і вибір оптимального варіанту лікування, класифікація біологічних об'єктів. 2. Автоматична обробка експериментальних та клінічних даних (виділення регулярних складових в електроенцефалограмі і неврограммах, спектральний і 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 клітках, окремих органах або системах організму, поведінки популяцій тварин). 4. Стереотаксичні розрахунки під час операцій на головному мозку людини. 5. Автоматизація обробки медичних архівних матеріалів. 6. Передбачення фармакологічних властивостей речовин по їх фізико-хімічними характеристиками. 7. Автоматичне управління штучним диханням і кровообігом під час операцій і 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 та медицині.
- Методи обробки біологічної інформації