Презентация, доклад История развития вычислительной техники

основных этапа – домеханический, механический и электронно-вычислительный.

Преподаватель ФГКОУ СОШ № 150 Олексина И.И.

инструмент всегда «под рукой»!

Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал использовать вместо пальцев небольшие камни, зарубки на дощечках, узлы на веревках и т.д.

Потребность счета предметов у человека возникла еще в доисторические времена.

«Вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э

Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.)

и Египте получил распространение абак –счетная доска.

Вычисления на абаке проводились путем перемещения счетных костей и  камешков (калькулей) в полосковых  углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости, цветного стекла.

Реконструкция римского абака

России они появились на рубеже XVI – XVII веков.

Подобные счетные инструменты распространялись и развивались по всему миру.

В странах Востока были распространены китайский аналог абака — суаньпань

и японский соробан.

известных как палочки Непера.

Они были изобретены шотландцем Джоном Непером (1550-1617гг.).

На таком наборе из деревянных брусков была размещена таблица умножения. Кроме того, Джон Непер ввел понятие логарифма.

г. независимо от него С.Патридж (Англия) разработали прямоугольную логарифмическую линейку - это счетный инструмент для упрощения вычислений, с помощью которого операции над числами заменяются операциями над логарифмами этих чисел.

Принцип заключается в том, что каждому числу соответствует специальное число - логарифм - это показатель степени, в которую нужно возвести число (основание логарифма), чтобы получить заданное число. Таким способом можно выразить любое число. Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному свойству сложная операция умножения сводится к простой операции сложения.

(1452-1519) в конце XV - начале XVI века. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубыми кольцами.

Это устройство - что-то вроде счетной машинки, в основе которой находятся стержни.

Десять оборотов первого колеса должны были приводить к одному полному обороту второго, 10 оборотов второго - к одному полному третьего и т.д.

Механический период

математики Тюбингенского университета Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.

Однако из-за недостаточной известности машина Шиккарда и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие ВТ, но она по праву открывает эру механической вычислительной техники.

французским математиком и физиком Блезом Паскалем.
Паскалю было 19 лет, когда в 1642 году он начинал работу над своей машиной.

Называется это устройство -"паскалина" или суммирующая машина.

В этой машине цифры шестизначного числа задавались путем соответствующих поворотов дисков (колесиков) с цифровыми делениями, а результат операции можно было прочитать в шести окошках – по одному на каждую цифру.

речи о серийном производстве арифмометров Лейбница. Однако выпущено их было не столь уж и мало. Так, например, одна из моделей досталась Петру I. Русский царь распорядился математической машиной весьма своеобразно: подарил ее китайскому императору в дипломатических целях.

В 1671 году немец Готфрид Лейбниц изобрел механический калькулятор (арифмометр Лейбница), который мог выполнять умножение и деление.

могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и т.д.

Арифмометр Однера

Арифмометр «Феликс» (более поздняя модификация арифмометра Однера)

устройство, которое назвал разностной машиной. В эту машину вводилась информация на картах. Десять лет спустя Бэббидж спроектировал другое счетное устройство, гораздо более совершенное, которое назвал аналитической машиной.

К сожалению, технологии того времени не позволили Бэббиджу полностью воплотить идею создания аналитической машины.

(программами), которые разработала Ада Августа Лавлейс (дочь английского поэта Джорджа Байрона).
Именно она убедила Беббиджа использовать в его изобретении двоичную систему счисления вместо десятичной. Она также разработала основные принципы для создания языков программирования.

Кстати, с недавнего времени у программистов всего мира появился свой профессиональный праздник. Он так и называется — «День программиста» — и празднуется 10 декабря. Как раз в день рождения Ады Лавлейс.

Графиню Лавлейс считают первым программистом, в ее честь назван язык программирования АДА.

Жаккар создал машину, которая облегчила процесс производства тканей со сложным рисунком.

Для задания узора на ткани Жаккар использовал ряды отверстий на картах. Карта закреплялась на станке в устройстве, которое могло обнаруживать отверстия. Это устройство с помощью щупов проверяло каждый ряд отверстий. Информация на карте управляла станком.

Идея использования карт с отверстиями (перфокарт) нашла свое применение и в вычислительной технике.

электромеханические устройства. Самым важным из них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом. Для хранения числовой информации использовались перфокарты и расчеты велись с помощью электрического тока.

Одно из таких устройств использовалось в 1890 году для обработки результатов переписи населения в США и других странах, в том числе и в России.

Так за три года Холлерит смог выполнить то, что вручную делалось бы в течении семи лет, причем гораздо большим числом людей.

Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IBM.

конце 30-х - начале 40-х гг. независимо друг от друга в четырех странах: СССР, США, Великобритании и Германии.

Выделяют несколько поколений электронно-вычислительных машин.

Во время второй мировой войны (с 1939 по 1945) были построены несколько первых электромеханических компьютеров.

Одним из них стал английский COLOSSUS-1, использующийся для расшифровки секретного кода, который применяла Германия для передачи сообщений особой важности.

“Марк-1” - первый в мире автоматический вычислительный компьютер, изобретённый в 1944 году в США профессором Айкнем для военных целей.

были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными (лампы приходилось часто менять) и громоздкими (требовались большие залы для размещения).

I поколение ЭВМ (40-е – 50-е годы ХХ века)

Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах.

Скорость выполнения вычислений составляла несколько тысяч операций в секунду.

Программы писались на машинном языке (0 и 1), вводились с помощью перфокарт и перфолент.

штата Пенсильвания (США) была официально введена в эксплуатацию электронная цифровая вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator - электронный численный интегратор и вычислитель), на электронных лампах, построенная американскими электроинженерами Дж.П. Эккертом и Дж. Мокли.

проект первой на континенте Европы ЭВМ- Малой электронной счетно-решающей машины (МЭСМ). В 1951 году МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи.

транзисторы, изобретённые в 1948 г. Уильямом Шокли. Они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп.

В качестве носителей информации использовались магнитные ленты ("БЭСМ-6", "Минск-2","Урал-14") и магнитные диски.

II поколение ЭВМ (60-е годы XX века)

Для написания программ стали использовать языки программирования (Фортран, Алгол, Кобол и др.)

Количество машин в мире уже достигло несколько тысяч экземпляров.

единой архитектурой, т.е. программно совместимых, основанных на интегральных схемах.

III поколение ЭВМ (70-е годы XX века)

Интегральная схема - это кремниевый кристалл, площадь которого ~ 10 мм2. Одна такая схема способна заменить десятки тысяч транзисторов, один кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный "Эниак". А компьютер с использованием интегральных схем достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.

В 1960 г. появились первые интегральные схемы (микросхемы), которые получили широкое распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями.

по мощности примерно соответствовали 1000 ИС, что привело к снижению стоимости производства компьютеров. Это позволило приступить к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового пользователя.

IV поколение ЭВМ (80-е годы XX века – настоящее время)

Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов.

1977 году (фирма Apple Compute) («дедушка» современных Macintosh).

В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компьютеров IBM PC.

Первый Macintosh

последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

Ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации" компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволит общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальными знаниями в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.

V поколение ЭВМ и суперкомпьютеры