История развития вычислительной техники Первое счетное средство
 Скачать 2.38 Mb.
|
История развития вычислительной техникиПервое счетное средствоДревнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы с предметами другой группы, играющей роль счетного эталона. У большинства народов первым таким эталоном были пальцы. Счет с помощью предметовНапример, у народов доколумбовой Америки был весьма развит узелковый счет. Более того, система узелков выполняла также роль своего рода хроник и летописей, имея достаточно сложную структуру. Однако, использование ее требовало хорошей тренировки памяти.Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал использовать вместо пальцев другие приспособления. Фиксация результатов счета производилась различными способами: нанесение насечек, счетные палочки, узелки и др. V век до н.э.В это время в Греции и Египте получил распространение абак, который позволил выполнять простые арифметические операции перемещением счетных элементов. В Китае абак называли – суанпан, в Японии соробан.Абак — греческое слово и переводится как счетная доска. Идея его устройства заключается в наличии специального вычисли-тельного поля, где по определенным правилам перемещают счетные эле-менты. Абак заменили счётами.Рубеж XVI – XVII веков Абак (V-IV век до н.э.) Японские счеты соробан Китайские счеты суан-пан
Внесем записи в таблицу Начало XVII векаДжон Непер заметил, что умножение и деление чисел может быть выполнено сложением и вычитанием, соответственно, логарифмов этих чисел. Введенные в 1614 г. Дж. Непером логарифмы оказали революционизирующее влияние на все последующее развитие счета, чему в значительной степени способствовало появление целого ряда логарифмических таблиц. Однако, в практической работе использование логарифмических таблиц имеет ряд неудобств, поэтому Дж. Непер в качестве альтернативного метода предложил специальные счетные палочки (названные впоследствии палочками Непера), позволявшие производить операции умножения и деления непосредственно над исходными числами. Палочки Непера Логарифмическая линейка Действительные числа могут быть представлены интервалами длины на линейке, и это легло в основу вычислений с помощью логарифмической линейки, что позволило выполнять умножение и деление намного быстрее. Логарифмические линейки использовались несколькими поколениями инженеров и других профессионалов, вплоть до появления карманных калькуляторов. Инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали точности в 3 - 4 знака. 1642 годБлез Паскаль Машина Паскаля осуществляла сложение чисел на специальных дисках-колесиках. Десятичные цифры пятизначного числа задавались поворотами дисков, на которых были нанесены цифровые деления. Результат читался в окошечках.
Внесем записи в таблицу Готфрид Вильгельм Лейбниц Лейбниц – создатель первого арифмометра. Сначала он хотел только улучшить машину Паскаля. В результате в 1694 году в Ганновере появилась новая машина, о которой сам изобретатель писал: «Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая бесконечно отличается от машины Паскаля, так как … дает возможность совершать и умножение, и деление над огромными числами мгновенно». Вильгодт Теофил Однер Арифмометр Модели арифмометров различались в основном по степени автоматизации (от неавтоматических, способных самостоятельно выполнять только сложение и вычитание, до полностью автоматических, снабженных механизмами автоматического умножения, деления и некоторыми другими) и по конструкции (наиболее распространены были модели на основе колеса Однера и валика Лейбница). Арифмометр «Феликс» «Феликс» — самый распространённый в СССР арифмометр. Выпускался с 1929 по 1978 гг. на заводах счётных машин в Курске, в Пензе и в Москве. Эта счётная машина относится к рычажным арифмометрам Однера. Она позволяет работать с операндами длиной до 9 знаков и получать ответ длиной до 13 знаков (до 8 для частного).
Внесем записи в таблицу Начало XIX векаПерфокарты Жозеф Мари Жаккар В 1804 году Жозеф Мари Жаккар разработал ткацкий станок, в котором вышиваемый узор определялся перфокартами. Серия карт могла быть заменена, и смена узора не требовала изменений в механике станка. Это было важной вехой в истории программирования. Внесем записи в таблицу
1820 – 1856 годыЧарльз Бэббидж Аналитическая машина С целью автоматизации вычислительных процессов он начал проектировать разностную машину. Эта машина должна была уметь вычислять значения многочленов до шестой степени с точностью до 18-го знака. Несмотря на то что разностная машина не была построена её изобретателем, для будущего развития вычислительной техники главным явилось другое: в ходе работы у Бэббиджа возникла идея создания универсальной вычислительной машины, которую он назвал аналитической и которая стала прообразом современного цифрового компьютера. Внесем записи в таблицу
Герман Холлерит Ранний табулятор фирмы IBM.
Внесем записи в таблицу Компьютерная ЭпохаЧерез 63 года после смерти Ч. Беббиджа нашелся "некто" взявший на себя задачу создать машину, подобную - по принципу действия, той, которой отдал жизнь Ч. Беббидж. Им оказался немецкий студент Конрад Цузе (1910 - 1985). Работу по созданию машины он начал в 1934г., за год до получения инженерного диплома. В 1937г. машина Z1 (что означало Цузе 1) была готова и заработала! Машина занимала всего два квадратных метра на столе в квартире изобретателя! К. Цузе первым в мире использовал при построении вычислительной машины двоичную систему исчисления (1937г.), создал первую в мире релейную вычислительную машину с программным управлением (1941г.) и цифровую специализированную управляющую вычислительную машину (1943г.). Первое поколение ЭВМ1942-1943 гг. В Англии при участии Алана Тьюринга была создана вычислительная машина "Colossus". В ней было уже 2000 электронных ламп. Машина предназначалась для расшифровки радиограмм германского Вермахта. 1943 г. Под руководством американца Говарда Айкена, по заказу и при поддержке фирмы IBM создан Mark-1 - первый программно-управляемый компьютер. Он был построен на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты. Colossus и Mark-1 ЭВМ первого поколения 1946 – 1958 г.г.Основной элемент – электронная лампа.Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7см, машины были огромных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из строя, а так как в компьютере их было 15 - 20 тысяч, то для поиска и замены поврежденной лампы требовалось очень много времени.Ввод чисел в машины производился с помощью перфокарт, а программное управление осуществлялось, например в ENIAC, с помощью штекеров и наборных полей. Когда все лампы работали, инженерный персонал мог настроить ENIAC на какую-нибудь задачу, вручную изменив подключение 6 000 проводов. Машины первого поколенияМашины этого поколения: «БЭСМ», «ENIAC», «МЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал», «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20». Эти машины занимали большую площадь и использовали много электроэнергии.Их быстродействие не превышало 2—3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб. Второе поколение ЭВМЭВМ второго поколения 1959 – 1967 г.г.Основной элемент – полупроводниковые транзисторы.Первый транзистор способен был заменить 40 электронных ламп и работал с большой скоростью.В качестве носителей информации использовались магнитные ленты и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.Большое внимание начали уделять созданию системного программного обеспечения, компиляторов и средств ввода-вывода.Машины второго поколенияВ СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения “БЭСМ-6” (Быстродействующая Электронная Счетная Машина 6). Также в то же время были созданы ЭВМ “Минск-2”, “Урал-14”.Появление полупроводниковых элементов в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность.Машины предназначались для решения различных трудоемких научно-технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. Третье поколение ЭВМЭВМ третьего поколения 1968– 1974 г.г.Основной элемент – интегральная схема.В 1958 году Роберт Нойс изобрел малую кремниевую интегральную схему, в которой на небольшой площади можно было размещать десятки транзисторов. Одна ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. Один кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер с использованием ИС достигает производительности в 10 000 000 операций в секунд. В конце 60-х годов появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной В 1964 г., фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System360), ставших первыми компьютерами третьего поколения. Машины третьего поколенияМашины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система или же непосредственно сама машина. Примеры машин третьего поколения – семейства IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др. Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Емкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов. ЭВМ четвертого поколения 1975 – по настоящее времяОсновной элемент – большая интегральная схема.С начала 80-х, благодаря появлению персональных компьютеров, вычислительная техника становится массовой и общедоступной.С точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Емкость оперативной памяти порядка 1 – 64 Мбайт.«Эльбрус» «Макинтош» Персональные компьютерыСовременные персональные компьютеры компактны и обладают в тысячи раз большим быстродействием по сравнению с первыми персональными компьютерами (могут выполнять несколько миллиардов операций в секунду).Ежегодно в мире производится почти 200 миллионов компьютеров, доступных по цене для массового потребителя. Большие компьютеры и суперкомпьютеры продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют, как было раньше. Перспективы развития компьютерной техникиПримерно в 2020-2025 годах должны появиться молекулярные компьютеры, квантовые компьютеры, биокомпьютеры и оптические компьютеры. Компьютер будущего облегчит и упростит жизнь человека в десятки раз.По словам учёных и исследователей, в ближайшем будущем персональные компьютеры кардинально изменятся, так как уже сегодня ведутся разработки новейших технологий, которые ранее никогда не применялись. Компьютеры будущегоКомпьютерная техника развивается с сумасшедшей скоростью и иногда очень сложно уследить или идти за ней в ногу. Но высокие технологии – это наше будущее и это успех всего человечества. На этом процесс развития далеко не остановлен. Ежедневно выпускаются новые и более совершенны модели компьютерной техники. А что будет через 100 лет? Даже подумать страшно…
Пользуясь материалом, заполните таблицу Спасибо за внимание! |