Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 20
РЕКОМЕНДАЦИИ К ПОДГОТОВКЕ А
Изучите по конспекту тему «История развития вычислительной техники». и подготовьте по этой теме : Требования к содержанию и оформлению а: - пишется от руки либо предоставляется в печатном варианте на листах формата А4; - должен содержать: титульный лист, лист содержания, лист с анатациями, отдельно на последнем листе указать список литературных или электронных источников. - количество страниц – не менее пяти (не считая титульного листа, содержания и литературных источников).
Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. С развитием цивилизации появлялись новые направления деятельности человека, связанные с обработкой больших объёмов информации. Первые вычислительные устройства
Ещё более 1000 лет назад для облегчения вычислений стали использовать счёты. В 1642 году Блез Паскаль
изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел. В 1694 году
немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц
сконструировал арифмометр
, позволяющий выполнять над числами четыре арифметических действия – сложение, вычитание, умножение и деление. Из всех изобретателей прошлых столетий, внесших вклад в развитие вычислительной техники, наиболее близко к созданию компьютера в современном представлении подошёл англичанин Чарльз Бэббидж
. В 1822 году
он построил пробную модель вычислительного устройства, назвав её «Разностной машиной
». Работа модели основывалась на принципе, известном в математике как «метод конечных разностей». Данный метод позволяет вычислять значения числовых выражений, употребляя только операцию сложения, и не выполнять умножение и деление, которые значительно труднее поддаются автоматизации. При этом предусматривалось применение десятичной системы счисления (а не двоичной, как в современных компьютерах). В 1834 году
Бэббидж пришёл к идее создания более совершенного устройства – Аналитической машины
, имеющей удивительно много общего с современными компьютерами. Предполагалось, что это будет вычислительная машина для решения широкого круга задач, способная выполнять основные операции: сложение, вычитание, умножение и деление. Предусматривалось наличие в машине «склада» и «мельницы» (в современных компьютерах им соответствуют память и процессор). Причём планировалось, что работать она будет по программе, задаваемой с помощью перфокарт, а результаты можно будет выдавать на печать и даже представлять их в графическом виде. Но Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Чарльз Бэббидж Блез Паскаль Первая счётная машина, использующая электрические реле
, была сконструирована в 1888 году
американцем Германом Холлеритом
и уже в 1890 году
применялась при переписи населения. В качестве носителя информации применялись перфокарты
. Они были настолько удачными, что без изменений просуществовали до наших дней. Компьютеры первого поколения
(1945 – 1954 гг.)
Компьютеры первого поколения работали на электронных лампах. Основоположниками компьютерной науки считаются Клод Шеннон
– создатель теории информации, Алан Тьюринг
– математик, разработавший теорию программ и алгоритмов и Джон фон Нейман
– автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла ещё одна новая наука, связанная с информатикой – кибернетика
– наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер
. В 40-х годах ХХ века
несколько групп исследователей повторили попытку Бэббиджа на основе техники ХХ века – электромеханических реле. Клод Шеннон Норберт Винер В 1941 году
немецкий инженер Конрад Цузе
построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Но из-за войны его работы не были опубликованы. В США в 1943 году
на одном из предприятий фирмы IBM Говард Эйкен
создал более мощный компьютер под названием Марк-1
. Он позволял производить вычисления гораздо быстрее и реально использовался для военных расчётов. В 1945 году
к этой работе был привлечён знаменитый математик Джон фон Нейман
. Он сформулировал общие принципы функционирования компьютеров, в соответствии с которыми работают и современные компьютеры. Согласно этим принципам компьютер должен иметь: - арифметико-логическое устройство
, выполняющее математические и логические операции; - устройство управления
, которое организует процесс выполнения программ; - запоминающее устройство (память)
для хранения программ и данных; - внешние устройства для ввода и вывода
информации
. В основе работы компьютера лежат следующие принципы: - Принцип двоичного кодирования
. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов. - Принцип программного управления
. Из этого следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности. - Принцип однородности памяти
. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. - Принцип адресности
. Структурно основанная память состоит из пронумерованных ячеек; Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Машины, построенные на этих принципах, называются Фон-Неймановскими. Компьютеры второго поколения
(1955 – 1964 гг.)
В компьютерах второго поколения вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны – далёкие предки современных жёстких дисков. Всё это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу. Главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня – Фортран, Алгол, Кобол. Программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла. Наиболее распространёнными ЭВМ второго поколения были «Элиот
» (Англия), «Сименс
» (ФРГ), «Стретч
» (США). Первой отечественной ЭВМ была МСЭМ
(малая электронная счётная машина), выпущенная в 1951 году
под руководством Сергея Александрович Лебедева
. В СССР широко использовались «Раздан-2
», серия машин «Минск
», «Урал
», «Наири
», «Мир
». Наиболее совершенной машиной этого поколения была БЭСМ-6
(большая электронная счётная машина), созданная коллективом академика С.А.Лебедева. Компьютеры 40-х и 50-х годов были доступны только крупным компаниям и учреждениям, так как они стоили очень дорого и занимали несколько больших залов. Первый шаг к уменьшению размеров и цены стал возможен с изобретением транзисторов в 1948 году
. Через 10 лет, в 1958 году Джек Килби
придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959 году Роберт Нойс
(будущий основатель фирмы Intel) изобрёл совершенно новый метод, позволивший на одной пластине создать и транзисторы, и все соединения между ними (их назвали интегральными схемами
или чипами
, и на таких схемах работали компьютеры следующего, третьего поколения). Компьютеры третьего поколения
(1965 – 1974 гг.)
В компьютерах третьего поколения впервые стали использоваться интегральные схемы – целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В то же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в качестве оперативной. В 1968 году
фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральных схемах. В третьем поколении ЭВМ были созданы крупные серии ЭВМ, различающиеся своей производительностью и значением. Это – семейство больших и средних машин IBM 360/370, разработанных в США. С Советском Союзе были созданы аналогичные машины: ЕС ЭВМ
(Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ
(Система Малых ЭВМ) и «Электроника
» (система микро-ЭВМ). Компьютеры четвёртого поколения
(с 1975 г.)
В 1978 году
был сделан ещё один важный шаг на пути к персональному компьютеру – фирма Intel выпустила интегральную схему, аналогичную по своим функциям процессору ЭВМ, где на одном кристалле кремния была размещена такая большая электронная схема как процессор ЭВМ. Однокристальные процессоры стали называть микропроцессорами
. Так появился первый микропроцессор Intel-4004
. Уже через год был выпущен процессор Intel-8008
, который работал в два раза быстрее своего предшественника. Так появились компьютеры четвёртого поколения, базовым элементом которых стал микропроцессор. Вначале микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специализированных устройствах. Первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Altair
был сделан на базе процессора Intel-8080
, выпущенного в 1974 году
. Разработчик Altair – компания MIPS из штата Нью-Мехико. У компьютера была память объёмом 256 байт, клавиатура и дисплей отсутствовали. Вскоре у Altair появились и дисплей, и клавиатура, и добавочная оперативная память, и устройство долговременного хранения информации (сначала на бумажной ленте, а затем на гибких дисках). В 1976 году
был выпущен первый компьютер фирмы Apple. Вскоре к производству ПК присоединилась и фирма IBM. В 1981 году
она выпустила первый компьютер IBM РС
. Благодаря принципу открытой архитектуры этот компьютер можно было самостоятельно модернизировать, добавлять в него дополнительные устройства. Вскоре эти устройства стали выпускаться другими фирмами. В конце 1975 года Пол Ален
и Билл Гейтс
(основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера Altair интерпретатор языка программирования Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютерами и легко писать для них программы. Успех Altair-8080 заставил многие фирмы также заняться производством персональных компьютеров. Росту объёма продаж способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений, например, программа для редактирования текстов WordStar (1978 год) и табличный процессор VisiCalc (1979 год). Билл Гейтс Пол Аллен В конце 1980 года
группа конструкторов в составе фирмы IBM под руководством Дона Эстриджа
и Льюиса Эггебрехта
получила задание – разработать первый реальный ПК фирмы IBM. Конструкторы изучили господствующие стандарты, опыт других успешных систем и включили все эти особенности – и даже больше – в новый ПК. С тех пор фирма IBM продала миллионы ПК, её продукция выросла в целое семейство компьютеров и внешних устройств. Для этого семейства написано больше программных продуктов, чем для любой другой системы, имеющейся на рынке. В 1982 году
в Японии была принята программа разработки пятого поколения ЭВМ. Предполагалось, что к 1991 году
будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта, планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки – задачи хранения и обработки знаний. Такой компьютер будет работать на молекулярном уровне, а его базовый элемент, называемый «нейрочипом
», будет в миллионы раз сложнее нынешних процессоров, т. к. он является электронным аналогом клетки человеческого мозга. 1. Компьютеры какого поколения применяются в современном мире? 2. По какому признаку компьютеры разделяют на поколения? 3. Перечислите первые ЭВМ, созданные в СССР. 4. Когда и где была создана первая ЭВМ? Как она называлась? 5. Назовите выдающихся ученых в области изобретения ЭВМ. 1. Губарев В.Г. Программное обеспечение и операционные системы ПК. Серия «Учебники, учебные пособия». Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 384 с.С. 7 – 10. 2. Информатика: Базовый курс / С.В.Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 640 с.: ил. С. 39 – 43.
|