История развития вычислительной техники

История развития вычислительной техники

Введение  На современном этапе развития нашего общества невозможно представить себе жизнь и деятельность без использования современной вычислительной и компьютерной техники, высоких компьютерных технологий. Вычислительная техника в двадцатом веке сделала грандиозный рывок в своем развитии от громоздких и, порой, примитивных ламповых гигантов, потребляющих для своей работы такое же гигантское количество энергии до современных компактных ПК и NOTEBOOK. Компьютеры давно уже стали надежными и удобными помощниками на производстве, в торговле и бизнесе, компьютер, прочно обосновались в дизайнерских бюро, телестудиях, студиях звукозаписи, давно перестал быть только вычислительной техникой.

Этапы развития вычислительной техники Ручной с 50-го тыс-я до н.э. Механический с середины XVII века Электромеханический с 90-х годов XIX века Электронный с 40-х годов XX века

Ручной этап

были,  сегодня  используются  эти  Вычислительная  важнейшим  вычислений и обработки данных.  техника  компонентом  является  процесса  приспособлениями  Первыми  для  счётные  палочки,  вычислений  которые  и  в  начальных  классах  многих  школ  для  обучения счёту.  приспособления  Развиваясь,  становились  более  сложными,  например,  глиняные  такими  фигурки,  также  предназначаемые  для  наглядного  количества  считаемых  предметов,  однако  для  удобства  помещаемые  при  этом  в  специальные  контейнеры.  Такими  приспособлениями,  похоже, пользовались торговцы и счетоводы  того времени. как  финикийские  представления

Постепенно из простейших устройств для  счёта рождались всё более и более  сложные устройства: абак (счёты), лога­ рифмическая линейка, механический  арифмометр, электронный компьютер.  Несмотря на простоту ранних  вычислительных устройств, опытный  счетовод может получить результат при  помощи простых счёт даже быстрее, чем  нерасторопный владелец современного  калькулятора. Естественно, сама по себе,  производительность и скорость счёта  современных вычислительных устройств  давно уже превосходят возможности  самого выдающегося расчётчика­ человека.

Счеты Счеты - первый истинный предшественник счетных машин и компьютеров. Вычисления на них проводились с помощью перемещения счетных костей и камешков (калькулей) в углублениях бронзы, камня, слоновой кости. досок из Первым счетным устройством, известным еще задолго до нашей эры, был абак. Известно несколько разновидностей абака: греческий, египетский и римский абак, китайский суан-пан и японский соробан.

Счеты Абак Китайский суан- пан Русские счеты

Счетное устройство Непера В начале 17 века шотландский математик Джон Непер изобрел математический набор, состоящий из брусков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и кратными им числами. Для умножения какого-либо числа два бруска располагали рядом так, чтобы цифры на торцах составляли это число. На боковых сторонах брусков после несложных вычислений можно увидеть ответ. Джон Непер

Логарифмическая линейка • Логарифмическая линейка была изобретена английским математиком Э. Гантером вскоре после открытия логарифмов и описана им в 1623 году. • Логарифмическая линейка — инструмент для несложных вычислений, с помощью которого операции над числами (умножение, деление, возведение в степень, извлечение над логарифмами этих чисел. операциями заменяются корня) • Логарифмическая линейка — простой и удобный счетный инструмент для инженерных расчетов. В конце 20 века логарифмические линейки были вытеснены инженерными электронными калькуляторами.

Механически й этап

Механические счетные устройства Проект  одной  из  первых  механических  суммирующих  машин  был  разработан  немецким  ученым Вильгельмом Шиккардом.  Эта  шестиразрядная  машина  была  построена  предположительно  в  1623 году. Однако это изобретение  до  оставалось  середины    двадцатого  столетия,  поэтому  никакого  влияния  на  развитие  вычислительной  техники  не оказало. неизвестным  Вильгельм Шиккард

Суммирующая машина Паскаля Блез Паскаль  В 1642 году Блез Паскаль сконструировал устройство, механически выполняющее сложение чисел, в 1645 году было налажено серийное производство этих машин.  С ее помощью можно было складывать числа, вращая колесики с делениями от 0 до 9, связанные друг с другом. Были отдельные колесики для единиц, десятков, сотен.  Машина не могла выполнять никаких других арифметических действий, кроме сложения. Вычитать, умножать или делить на ней можно было лишь путем многократного сложения (вычитания).  Изобретенный Паскалем принцип связанных колес стал основой для вычислительных устройств следующих трех столетий.

Калькулятор Лейбница В  1673  году  Лейбниц  изготовил  механический  калькулятор,  в  частности,  чтобы  облегчить  труд  своего  друга  астронома  Христиана Гюйгенса.  В  машине  Лейбница  использовался  принцип  связанных  колец  суммирующей  машины  Паскаля,  но  Лейбниц  ввел  в  нее  подвижный  элемент,    позволивший  ускорить  повторение  операции  сложения,  необходимое  при  перемножении  чисел.  Вместо  колесиков  и  приводов  в  машине  Лейбница  находились  цилиндры с нанесенными на них цифрами. Каждый цилиндр имел  девять рядов выступов или зубцов.  Готфрид  Вильгельм фон Лейбниц

Арифмометры Арифмометр (от греч. вычислительная машина выполнения вычитания, умножения и деления. арифметических — число) — настольная для сложения, приводом действий ручным в Арифмометр снабжен механизмом для установки и счетчиком оборотов, переноса чисел счетчиком гашения результата, ручным или электрическим приводом. Арифмометр эффективен при выполнении операций умножения и деления. устройством результата, счетчик, для В течение многих десятков лет он был самой С распространенной развитием вычислительной техники арифмометры были вытеснены электронными микрокалькуляторами. вычислительной машиной.

Арифмометры Первый арифмометр Арифмометр «Феликс» (русская конструкция) Арифмометр Resulta

Разностная машина Бэббиджа Разностная машина Бэббиджа — вычислительная машина британского математика Чарльза Бэббиджа, предназначенная для автоматизации вычислений путем аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей.

Электромеханически й этап

Табулятор Холлерита В 1888 году Холлерит сконструировал электромеханическую машину, которая могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. Эта машина, названная табулятором, состояла из реле, счетчиков, сортировочного ящика. В 1890 году изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. То, чем за десять лет до этого 500 сотрудников занимались в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 вычислительных машинах за 4 недели.

Электронны й этап

ЭВМ Немногим более 60 лет прошло с тех пор, как появилась первая электронная вычислительная машина. За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений вычислительных машин, а первые ЭВМ сегодня являются музейной редкостью. Электронно-вычислительные машины у нас в стране принято делить на поколения. Для компьютерной техники характерна прежде всего быстрота смены поколений - за ее короткую историю развития уже успели смениться четыре поколения и сейчас мы работаем на компьютерах пятого поколения.  Что же является определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению? Это прежде всего их элементная база (из каких в основном элементов они построены), и такие важные характеристики, как быстродействие, емкость памяти, способы управления и переработки информации.

Первый в мире программируемый  электронный компьютер весил 30 тонн и  состоял из 18 тысяч электронных ламп

(Electronic Numerical and Computer — электронный числовой интегратор и вычислитель), ЭНИАК — первая в мире ЭВМ, созданная в США в 1946 году. Integrator  Вес машины составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади.  Комплекс включал 17 468 электронных ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 10 тысяч конденсаторов, 70 тысяч резисторов и около 5 миллионов ручных переключателей. Оперативная память была реализована на электронных лампах и вмещала 20 десятичных слов. Производительность составляла 300 умножений или 5000 сложений в секунду. ENIAC  ENIAC  Ввод/вывод данных а программирование — путём ручной установки переключателей в нужные положения. Для того чтобы задать новую программу, требовались недели. осуществлялся перфокарты, через  Благодаря ENIAC компьютерный язык получил новый термин. Дело в том, что лампы часто перегорали из-за жучков, которые заползали внутрь системы, привлеченные теплом и свечением. Термин «жучки» (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, возник именно

ENIAC

Первое поколение ЭВМ 1946 — 1953 гг. Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач. К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2 —3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти—2 КВ . Электронные лампа

Первое поколение ЭВМ 1948 — 1953 гг. МЭСМ-1 БЭСМ-2 Сетунь

Перфокарта

Второе поколение ЭВМ 1953 — 1959 гг. Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы.  Появление полупроводниковых в электронных схемах существенно увеличило емкость оперативной памяти, надежность и быстродействие ЭВМ. Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность. элементов сфера использования С появлением машин второго поколения значительно расширилась электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических задач, для управления производственными процессами, системами передачи информации и т.д. в этот Именно профессия специалиста по информатике, и многие университеты стали получения образования в этой области. предоставлять возможность возникла период Полупроводн ик

Второе поколение ЭВМ 1953 — 1959 гг. БЭСМ-6 Минск

Перфолента

Третье поколение ЭВМ 1959 — 1970 гг. Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной быстродействие, а потребляемая мощность, повысилась надежность, занимаемая площадь и масса уменьшились. увеличилось памяти,

Третье поколение ЭВМ 1959 — 1970 гг. Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) IBM-360

Магнитная лента

Четвертое поколение ЭВМ 1970 — 1974 гг. Элементная база ЭВМ - большие интегральные схемы (БИС). Машины повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. предназначались Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости. для резкого

ЕС ЭВМ Процессор Накопитель Дисковод Пульт управления

Дискеты 8 дюймов 5,25 дюймов

Пятое поколение ЭВМ 1974 - …гг. В  1974  году  несколько  фирм  объявила  о  создании  на  основе  микропроцессора Intel­8008 компьютера, т.е. устройства выполняющего те же  функции, что и большая ЭВМ.  В  начале  1975  года  появился  первый  коммерчески  распространенный  компьютер, построенный на основе микропроцессора Intel ­ 8080.  Альтаир 8800 Apple 1 - один из первых персональных компьютеров (1976)

Первые комплектные компьютеры Apple 2 Apple 3

Портативные персональные компьютеры Портативные персональные компьютеры (переносные компьютеры) — компьютеры, имеющие небольшие габаритные размеры и вес, совмещающие в себе как внутренние элементы системного блока, так и устройства ввода-вывода. Первым портативным персональным компьютером называют Osborne-1 (1981). Его процессор ZiLOG Z80A, 64 Кбайт оперативной памяти, клавиатура, модем, два дисковода 5,25-дюйма помещались в складном чемоданчике. Все это весило свыше 10 кг.

IBM PC В 1980 году руководство IBM приняло решение о создании персонального компьютера. При его конструировании был применен принцип открытой архитектуры: составные части были универсальными, что позволяло модернизировать компьютер по частям. Появление IBM PC в 1981 году породило лавинообразный спрос на персональные компьютеры, которые стали теперь орудием труда людей самых разных профессий. Наряду с этим возник гигантский спрос на программное обеспечение и компьютерную периферию. На этой волне возникли сотни новых фирм, занявших свои ниши компьютерного рынка.

Современные носители информации Дискета 3,5 дюйма Жесткий диск Flash-диск CD- и DVD-диски

ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР

Домашнее задание:  на основе просмотренной презентации заполните данную таблицу  1 2 3 4 5 Поколение Годы применения Элементная база Кол-во в мире Объем оперативной памяти Быстродейств ие (опер. в сек.) Носители информации