Тема урока № 1: История развития вычислительной техники

11 класс Тема урока № 1: История развития вычислительной техники Цели урока:  Образовательные: ­  систематизировать знания об истории развития вычислительной техники; ­ знать о развитии электронно­вычислительной техники в России; ­ научиться определять поколения ЭВМ по основным характеристикам. Развивающие: ­ развивать логическое мышление, умение делать выводы и обобщения; ­ развивать память. Воспитательные: ­ воспитывать организованность, внимательность. План урока: 1. Организационный момент. 2. Изучение материала с использованием презентации. 3. Выполнение тестовой работы. 4. Итоги урока. 1. Орг. момент. 2. Изучение материала с использованием презентации. Ход урока: 1) Озвучивание темы урока и план изучения темы (1 и 2 слайды). 2) Вычисления в доэлектронную эпоху. (3 слайд)  Потребность счета у человек возникла ещё в доисторические времена. Древнейший   метод   счета   предметов   заключался   в   сопоставлении   предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль   счетного   эталона.   У   большинства   народов   первым   таким   эталоном   были пальцы (счет на пальцах).   Расширяющиеся потребности в счете заставили людей употреблять другие счетные эталоны (зарубки на палочке, узлы на веревке и т. д.).   (4 слайд)  Каждый  школьник  хорошо знаком со  счетными  палочками,  которые использовались в качестве счетного эталона в первом классе. (4­5   слайд)  В   древнем   мире   при   счете   больших   количеств   предметов   для обозначения   определенного   их   количества   (у   большинства   народов   —   десяти) стали   применять   новый   знак,   например   зарубку   на   другой   палочке.   Первым вычислительным устройством, в котором стал применяться этот метод, стал абак. Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая — десяткам и т. д. Если в какой­то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующий разряд. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от песка и   камешков   к   мраморным   доскам   с   выточенными   желобками   и   мраморными шариками. (6   слайд)  По   мере   усложнения   хозяйственной   деятельности   и   социальных отношений (денежных расчетов, задач измерений расстояний, времени, площадей и т. д.) возникла потребность в арифметических вычислениях.   Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) стали использовать абак, а по прошествии веков — счеты. (7  слайд)  Развитие   науки   и   техники   требовало   проведения   все   более   сложных математических расчетов, и в  XIX  веке были изобретены механические счетные машины — арифмометры. Арифмометры могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и т. д. (8 слайд) В середине  XIX века английский математик Чарльз Бэббидж выдвинул идею   создания   программно   управляемой   счетной   машины,   имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати. (9 слайд) Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны. Вычисления         производились   Аналитической   машиной   в   соответствии     с инструкциями     (программами),   которые   разработала   леди   Ада   Лавлейс   (дочь английского поэта Джорджа Байрона).   (10 слайд)  Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА. (11   слайд)      Программы   записывались   на   перфокарты   путем   пробития   в определенном   порядке   отверстий   в   плотных   бумажных   карточках.   Затем перфокарты   помещались   в   Аналитическую   машину,   которая   считывала расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой. 3) Развитие электронно­вычислительной техники ЭВМ первого поколения  (12 слайд)   В 40­е годы XX века начались работы по созданию первых электронно­ вычислительных   машин,   в   которых   на   смену   механическим   деталям   пришли электронные лампы. ЭВМ первого поколения требовали  для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие   ЭВМ   создавались   в   единичных   экземплярах,   стоили   очень   дорого   и устанавливались в крупнейших научно­исследовательских центрах. (13   слайд)      В   1945   году   в   США   был   построен   ENIAC   (Electronic   Numerical Integrator and Computer ­ электронный числовой интегратор и калькулятор), а в 1950 году в СССР была создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина).  (14 слайд)    ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью несколько   тысяч   операций   в   секунду,   последовательность   выполнения   которых задавалась   программами.   Программы   писались   на   машинном   языке,   алфавит которого состоял из двух знаков: 1 и 0.                                                               4) ЭВМ второго поколения  (15   слайд)      В   60­е   годы   XX   века   были   созданы   ЭВМ   второго   поколения, основанные на новой элементной базе — транзисторах, которые имеют в десятки и сотни   раз   меньшие   размеры   и   массу,   более   высокую   надежность   и   потребляет значительно   меньшую  электрическую  мощность,  чем  электронные  лампы.  Такие ЭВМ   производились   малыми   сериями   и   устанавливались   в   крупных   научно­ исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях. (16 слайд)   В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго   поколения   БЭСМ­6   (Большая   Электронная   Счетная   Машина),   которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду. (17   слайд)      В   БЭСМ­6   использовалось   260   тысяч   транзисторов,   устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно­цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений. Работа программистов по разработке программ существенно упростилась, так как стала проводиться с использованием языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.). 5) ЭВМ третьего поколения  (18 слайд)   Начиная с 70­х годов прошлого века, в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы. В интегральной схеме (маленькой полупроводниковой  пластине) могут быть плотно упакованы тысячи транзисторов,   каждый   из   которых   имеет   размеры,   сравнимые   с   толщиной человеческого волоса.  (19 слайд)     ЭВМ на базе интегральных схем стали гораздо более компактными, быстродействующими   и   дешевыми.   Такие   мини­ЭВМ   производились   большими сериями   и   были   доступными   для   большинства   научных   институтов   и   высших учебных заведений.  6) Персональные компьютеры  (20   слайд)      Развитие   высоких   технологий   привело   к   созданию   больших интегральных   схем   —   БИС,   включающих   десятки   тысяч   транзисторов.   Это позволило   приступить   к   выпуску   компактных   персональных   компьютеров, доступных для массового пользователя. (21   слайд)      Первым   персональным   компьютером   был   Аррle  II  («дедушка» современных компьютеров Маcintosh), созданный в 1977 году. В 1982 году фирма IBM  приступила к изготовлению персональных компьютеров  IВМ РС («дедушек» современных IВМ­совместимых компьютеров). (22 слайд)     Современные   персональные   компьютеры компактны и обладают в тысячи  раз  большим  быстродействием по сравнению с первыми персональными компьютерами   (могут   выполнять несколько миллиардов операций в секунду). 7) Современные супер­ЭВМ  (23  слайд)      Это   многопроцессорные   комплексы,   которые   позволяют   добиться очень высокой производительности и могут применяться для расчетов в реальном времени в метеорологии, военном деле, науке и т. д. 3. Выполнение тестовой работы. Тестовую работу учащиеся выполняют за компьютером. Тест создается в программе My Test, которую можно скачать с портала Klyaksa.net. Вопросы теста: 1. Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена? o Пальцы o Счеты o Абак 2. В   древнем   мире   при   счете   большого   количества   предметов   для   обозначения определенного их количества применяли зарубку на палочке. Определите первое вычислительное устройство, в котором стал применяться этот метод. o Пальцы o Счеты o Абак 3. Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) в доэлектронную эпоху использовали o Арифмометры o Счеты o Пальцы 4. XIX веке были изобретены механические счетные машины o Компьютеры o Арифмометры o Счеты 5. Программно управляемая счетная машина, имеющая арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати была изобретена o  Дж. Фон Нейманом o английским математиком Чарльзом Бэббиджем. o леди Адой Лавлейс. 6. Первый программист  o  Дж. Фон Нейман o английский математик Чарльз Бэббидж. o леди Ада Лавлейс. 7. Программы для Аналитическую машины Бэббиджа, записывались на o перфокарты o транзисторы o бумагу 8. Основной элемент ЭВМ первого поколения: o транзистор  o интегральная схема o Сверхбольшая интегральная схема (процессор) o электронные лампы. 9. Основной элемент ЭВМ второго поколения:  o  транзистор  o интегральная схема o Сверхбольшая интегральная схема (процессор) o электронные лампы. 10.  Основной элемент ЭВМ третьего поколения:  o  транзистор  o интегральная схема o Сверхбольшая интегральная схема (процессор) o электронные лампы. 11.  Основной элемент персональных компьютеров o  транзистор  o интегральная схема o Сверхбольшая интегральная схема (процессор) o электронные лампы. 12.  В 1945 году в США был построен o БЭСМ­6. o ENIAC o МЭСМ. 13.  В 1950 году в СССР была создана o БЭСМ­6. o ENIAC o МЭСМ. 14. В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения o БЭСМ­6. o ENIAC o МЭСМ. 4. Итоги урока. Учащиеся отвечают на контрольные вопросы. (24 слайд)  Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения? Почему   современные   персональные   компьютеры   доступны   для   массового потребителя? Оценки, полученные за тестовую работу, учащиеся выставляют в журнал.