Cлайд 1
Cлайд 2
Cлайд 3
Ещё 1500 лет назад для облегчения вычислений стали использовать счёты. В 1642 г. Блез Паскаль изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел, 1654 -логарифмическая линейка, изобретение перфокарты, первое устройство, сделавшее вычисления быстрыми и получившее широкое распространение. а в 1694 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически производить четыре арифметических действия, 1822-1838 - Разностная машина Чарльза Бэббиджа, первая попытка создать программируемое вычислительное устройство.
Cлайд 4
Cлайд 5
Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля, который в 1642г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла только складывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36(13(8 сантиметров. Инженерные идеи Паскаля оказали огромное влияние на многие другие изобретения в области вычислительной техники.
Cлайд 6
Cлайд 7
Чарльз Бэббидж изобрел первый универсальный программируемый компьютер. В 1812 году английский математик Чарльз Бэббидж начал работать над так называемой разностной машиной, которая должна была вычислять любые функции, в том числе и тригонометрические, а также составлять таблицы. Свою первую разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал на ней таблицу квадратов, таблицу значений функции y=x2+x+41 и ряд других таблиц. Однако из-за нехватки средств эта машина не была закончена. Но эта неудача не остановила Бэббиджа, и в 1834 году он приступил к новому проекту – созданию Аналитической машины, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. С 1842 по 1848 год Бэббидж упорно работал, расходуя собственные средства. К сожалению, он не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Заслуга Бэббиджа в том, что он впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений. Именно Аналитическая машина по своей сути явилась прототипом современного компьютера. Эта идея и ее инженерная детализация опередили время на 100 лет!
Cлайд 8
Cлайд 9
Первый статистический табулятор был построен американцем Германом Холлеритом, с целью ускорить обработку результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. Идея возможности использования для этих целей перфокарт принадлежала высокопоставленному чиновнику бюро переписи Джону Шоу Биллингсу (будущему тестю Холлерита). Холлерит закончил работу над табулятором к 1890 г. Затем в в бюро переписи были проведены испытания, и табулятор Холлерита в соревновании с несколькими другими системами был признан лучшим. С изобретателем был заключен контракт. После проведения переписи Холлерит был удостоен нескольких премий, и получил звание профессора в Колумбийском университете.
Cлайд 10
Cлайд 11
В 1938 году Цьюз завершил работу над прототипом электромеханического двоичного программируемого калькулятора V1 (после войны он был переименован в Z1). Эта машина могла работать с плавающей точкой и отрицательными числами.
Cлайд 12
6. Первое поколение компьютеров с архитектурой фон Неймана Память на ферритовых сердечниках. Каждый сердечник - один бит.
Cлайд 13
Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский «Baby» - Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году; в 1949 году за ним последовал компьютер Манчестерский Марк I, который уже был полной системой, с трубками Уильямса и магнитным барабаном в качестве памяти, а также с индексными регистрами. Другим претендентом на звание «первый цифровой компьютер с хранимой программой» стал EDSAC, разработанный и сконструированный в Кембриджском университете. Заработавший менее чем через год после «Baby», он уже мог использоваться для решения реальных проблем.
Cлайд 14
Cлайд 15
Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники, стало изобретение транзистора в 1947 году. Они стали заменой хрупким и энергоёмким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении», которое доминировало в 1950-х и начале 1960-х. Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров и объёмов потребляемой энергии, а также повышение надёжности.
Счет на пальцах Пальцевый счет уходит корнями в глубокую древность, встречаясь в том или ином виде у всех народов и в наши дни. Известные средневековые математики рекомендовали в качестве вспомогательного средства именно пальцевый счет, допускающий довольно эффективные системы счета.
Счет с помощью предметов Например, 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.
Абак и счеты Счет с помощью группировки и перекладывания предметов явился предшественником счета на абаке - наиболее развитом счетном приборе древности, сохранившимся до наших дней в виде различного типа счетов. Абак явился первым развитым счетным прибором в истории человечества, основным отличием которого от предыдущих способов вычислений было выполнение вычислений по разрядам. Хорошо приспособленный к выполнению операций сложения и вычитания, абак оказался недостаточно эффективным прибором для выполнения операций умножения и деления.
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, вычисленных как самим Непером, так и рядом других известных в то время вычислителей. Впоследствии появляется целый ряд модификаций 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. В основу данного метода Непер положил способ умножения решеткой. Наряду с палочками Непер предложил счетную доску для выполнения операций умножения, деления, возведения в квадрат и извлечения квадратного корня в двоичной с.с., предвосхитив тем самым преимущества такой системы счисления для автоматизации вычислений. Логарифмы послужили основой создания замечательного вычислительного инструмента - логарифмической линейки, более 360 лет служащего инженерно-техническим работникам всего мира. Палочки Непера и логарифмическая линейка
В 1623 г. немецкий ученый Вильгельм Шиккард предложил свое решение на базе шестиразрядного десятичного вычислителя, состоявшего также из зубчатых колес, рассчитанного на выполнение сложения, вычитания, а также табличного умножения и деления г. Первым реально осуществленным и ставшим известным механическим цифровым вычислительным устройством стала "Паскаля", созданная французским ученым Блезом Паскалем. Это было шести- или восьмиразрядное устройство на зубчатых колесах, способное суммировать и вычитать десятичные числа. Машина Шиккарда и Паскаля
1673 г. Через 30 лет после "Паскалины" появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница - двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление. Конец XVIII века. Жозеф Жаккард создает ткацкий станок с программным управлением при помощи перфокарт. Гаспар де Прони разрабатывает новую технологию вычислений в три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с оставленной программой.
Гениальную идею Беббиджа осуществил Говард Айкен, американский ученый, создавший в 1944 г. первую в США релейно-механическую вычислительную машину. Ее основные блоки - арифметики и памяти были исполнены на зубчатых колесах гг. Чарльз Беббидж разрабатывает проект Аналитической машины - механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением. Были созданы отдельные узлы машины. Всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось. Аналитическая машина Бэббиджа
В конце XIX в. Были созданы более сложные механические устройства. Самым важным из них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом. Исключительность его заключалась в том, что в нем впервые была употреблена идея перфокарт и расчеты велись с помощью электрического тока. В 1897 г. Холлерит организовал фирму, которая в дальнейшем стала называться IBM. Машина Германа Холлерита Наиболее крупные проекты в это же время были выполнены в Германии (К. Цузе) и США (Д. Атанасов, Г. Айкен и Д. Стиблиц). Данные проекты можно рассматривать в качестве прямых предшественников универсальных ЭВМ.
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 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 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 проводов.
Машины первого поколения Машины 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 23 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб.
ЭВМ второго поколения 1959 – 1967 г.г. Основной элемент – полупроводниковые транзисторы. Первый транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп и работает 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 поколения В 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.
ЭВМ 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 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 поколения. Машины 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 время Основной 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 компьютеры Современные 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 техники. Примерно в годах должны появиться молекулярные компьютеры, квантовые компьютеры, биокомпьютеры и оптические компьютеры. Компьютер будущего облегчит и упростит жизнь человека ещё 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.
Принципы фон Неймана 1.Арифметико-логическое устройство (выполняет все арифметические и логические операции); 2.Устройство управления (которое организует процесс выполнения программ); 3.Запоминающее устройство (память для хранения информации); 4.Устройства ввода и вывода (позволяет вводить и выводить информацию).
1.Устройство для ввода информации с помощью нажатия на кнопки. 2.Устройство, с помощью которого можно подключиться к сети Интернет. 3.Устройство, выводящее информацию из компьютера на бумагу. 4.Устройство для ввода информации. 5.Устройство вывода информации на экран. 6.Устройство, копирующее любую информацию в компьютер с бумаги. КРОССВОРД
Источники информации. 1.Н.Д. Угринович Информатика и ИКТ: учебник для 11 классов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, Виртуальный музей вычислительной техники Виртуальный музей информатики Википедия - виртуальная энциклопедия
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели урока:
Образовательные:
- систематизировать знания об истории развития вычислительной техники;
- знать о развитии электронно-вычислительной 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:
- Орг. момент.
- Изучение материала с использованием презентации.
- Выполнение тестовой работы.
- Итоги урока.
Ход урока
1. Орг. момент.
2. Изучение материала с использованием презентации.
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.
(4-5 слайды) 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 какой-то 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 электронно-вычислительной техники. ЭВМ первого поколения
(12 слайд) В 40-е 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 научно-исследовательских 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 60-е 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 БЭСМ-6 (Большая Электронная Счетная Машина), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду.
(17 слайд) В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно-цифровые 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 70-х 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 мини-ЭВМ 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 IВМ-совместимых 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 супер-ЭВМ
(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:
- Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена?
- Пальцы
- Счеты
- 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.
- Пальцы
- Счеты
- Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) в доэлектронную эпоху использовали
- Арифмометры
- Счеты
- Пальцы
- XIX веке были изобретены механические счетные машины
- Компьютеры
- Арифмометры
- Счеты
- Программно управляемая счетная машина, имеющая арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати была изобретена
- Дж. Фон Нейманом
- английским математиком Чарльзом Бэббиджем
- леди Адой Лавлейс
- Первый программист
- Дж. Фон Нейман
- английский математик Чарльз Бэббидж
- леди Ада Лавлейс
- Программы для Аналитическую машины Бэббиджа, записывались на
- перфокарты
- транзисторы
- бумагу
- Основной элемент ЭВМ первого поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- электронные лампы.
- Основной элемент ЭВМ второго поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- Основной элемент ЭВМ третьего поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- Основной элемент персональных компьютеров
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- В 1945 году в США был построен
- БЭСМ-6
- ENIAC
- МЭСМ.
- В 1950 году в СССР была создана
- БЭСМ-6
- ENIAC
- МЭСМ.
- В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения
- БЭСМ-6
- ENIAC
- 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.
Урок составлен по учебнику Н.Д. Угриновича (Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса/ Н.Д. Угринович. – 3-е изд. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.)
Счетно-решающие средства до появления ЭВМ V – VI век до нашей эры Древнегреческий абак История вычислений уходит глубокими корнями в даль веков так же, как и развитие человечества. Одним из первых устройств (VVI вв. до н. э.), облегчающих вычисления, можно считать специальную доску для вычислений, названную «абак».
XVII век Блез ПАСКАЛЬ Blasé Paskal (–) В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, французский математик и физик Блез Паскаль создал «суммирующую» машину, названной Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание. Арифметическая машина Паскаля
XVII век Готфрид Вильгельм ЛЕЙБНИЦ Gottfried Wilhelm Leibnitz (–) Первую арифметическую машину, выполняющую все четыре арифметических действия, создал в 1673 году немецкий математик Лейбниц – механический арифмометр. Механический арифмометр Лейбница (1673г.)
XIX век Чарльз БЭББИДЖ (–) В 1812 году английский математик и экономист Чарльз Бэббидж начал работу над созданием «разностной» машины, которая должна была не просто выполнять арифметический действия, а проводить вычисления по программе, задающей определённую функцию. Для программного управления использовались перфокарты – картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Аналитическая машина Бэббиджа
ЭВМ первого поколения года Элементная база – электронно-вакуумные лампы. Габариты – в виде шкафов и занимали машинные залы. Быстродействие – 10 – 100 тыс. оп./с. Эксплуатация – очень сложна. Программирование – трудоемкий процесс. Структура ЭВМ – по жесткому принципу.
Года ЭВМ второго поколения года Элементная база – активные и пассивные элементы. Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал. Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп./с. Эксплуатация – упростилась. Программирование – появились алгоритмические языки. Структура ЭВМ – микропрограммный способ управления.
Года ЭВМ третьего поколения года Элементная база – интегральные схемы, большие интегральные схемы (ИС, БИС). Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал. Быстродействие – сотни тысяч – миллионы оп./с. Эксплуатация – оперативно производится ремонт. Программирование – подобен II поколению. Структура ЭВМ – принцип модульности и магистральности. Появились дисплеи, магнитные диски.
С 197года до 1990 года ЭВМ четвертого поколения с 197года до 1990 года Элементная база – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Создание многопроцессорных вычислительных систем. Создание дешевых и компактных микроЭВМ и персональных ЭВМ и на их базе вычислительных сетей. В 1971 году фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор – программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС
1983 г. Корпорация Apple Computers построила персо- нальный компьютер Lisa первый офисный компьютер, управляемый манипулятором мышь г. Корпорация Apple Computer выпустила компьютер Macintosh на 32- разрядном процессоре Motorola 68000
С 1990 года до наших дней ЭВМ пятого поколения с 1990 года до наших дней Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта. Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока. Один из них собственно компьютер, в котором связь с пользователем осуществляет блок, называемый «интеллектуальным интерфейсом». Задача интерфейса понять текст, написанный на естественном языке или речь, и изложенное таким образом условие задачи перевести в работающую программу. Основные требования к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов. Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти. Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках. Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектно ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.
Слайд 1
И с т о р и я развития вычислительной техники
Слайд 2
ПРЕДМЕТЫ СЧЕТА ДРЕВНИХ ЛЮДЕЙ
До изобретения простых счет люди учились считать на пальцах рук
Использовали и посторонние предметы:узелки,камни, палочки, делали зарубки на дереве и костях
Слайд 3
С древних времен люди пытались создать средства для облегчения счета
ПРООБРАЗ НАШИХ СЕМИКОСТОЧКОВЫХ СЧЕТОВ
Слайд 4
НАШИ КОНТОРСКИЕ СЧЕТЫ – ЭТО РАЗНОВИДНОСТЬ ЗНАМЕНИТОГО АБАКА
конторские счеты абак
Слайд 5
Простейший абак - это доска с прорезанными в ней желобами. Как найти сумму двух чисел 134+223=357
1. Уложим в нижний желобок 4 камешка
2 В следующий 3 камешка
3. В третий желоб 1 камешек
4. Затем добавляем аналогично цифры второго слагаемого
5. Таким образом получился результат
Абак использовался в V -IV веке до нашей эры Их изготавливали из бронзы, камня слоновой кости, цветногостекла. Перевод с греческого слова абак означает ПЫЛЬ, т.к. изначально камешки раскладывали на ровную доску, покрытую пылью, чтобы камешки не скатывались Абаки использовались в Древней Греции и Риме, а чуть позже и в Западной Европе
Слайд 6
Счеты имели разные народы и поэтому имели свои особенности в расположении косточек. Так в Японии А так в Китае
суан-пань
Слайд 7
Дж.Непер изобрел логарифмы
Эдмунд Гунтер изобрел логарифмическую линейку с неподвижными шкалами
Логарифмическая линейка
Слайд 8
В 1623 г. В. Шикард изобрел машину, способную суммировать, вычитать, делить и перемножать числа. Это была первая механическая машина.
Первые механические приспособления для счета
Знаменитый физик, математик Блез Паскаль в 1642 году изобрел механическое устройство арифмометр
Слайд 9
В 1671 году Готфрид Вильгельм Лейбниц создал свою счетную машину, известную как “счетное колесо“ Лейбница. Он писал о машинах будущего, что они будут пригодны для работы с символами и формулами. Тогда эта идея казалась абсурдной.
Г. ЛЕЙБНИЦ
Слайд 10
В 1830 году был представлен проект аналитической машины Бэббиджа, которая явилась первым автоматическим программируемым вычислительным устройством.
ЧАРЛЬЗ БЕББИДЖ
Слайд 11
Ж. ЖАККАРД – ПЕРВЫЙ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ ПЕРФОКАРТ
Станок для подготовки перфокарт
Общий вид перфокарт
Слайд 12
Графиня Ада Августа Лавлейс – была программистом первой аналитической машины.
ПЕРВАЯ ПРОГРАММИСТКА
Ее именем назван, разработанный в 1979 году, алгоритмический язык ADA
Слайд 13
В начале 19 века для расчетов применялись механические арифмометры
Слайд 14
1925 г. - на Сущевском им. Ф. Э. Дзержинского механическом заводе в Москве налажено производство арифмометров под маркой "Оригинал-Однер", в дальнейшем (с 1931 г.) они стали известны как арифмометры “Феликс”
Арифмометр имеет в верхней части (коробка) девять прорезов, в которых передвигаются рычажки. Сбоку прорезов нанесены цифры; передвигая вдоль каждого прореза рычажок, можно “поставить на рычагах” любое девятизначное число. Внизу под рычагами находятся два ряда окошечек (подвижная каретка): одни, более крупные, числом 13 справа. другие, меньшие, слева, числом 8. Ряд окошечек справа образует результирующий счетчик, а ряд слева - счетчик оборотов. Номер окошечка на счетчике указывает место единиц какого-либо разряда числа, стоящего на этом счетчике.Справа и слева каретки видны барашки (ласточки), служащие для сбрасывания цифр, появляющихся на этих счетчиках. Повертывая барашки до тех пор, пока они не щелкнут, мы убираем все цифры на счетчиках, оставляя нули.На коробке машины справа от прорезов имеются две стрелки, на концах которых стоят плюс (+) и минус (-). С правой стороны машины имеется ручка, которую можно повертывать в направлении плюс (по часовой стрелке) и в направлении минус (против часовой стрелки).Пусть на результирующем счетчике и на счетчике оборотов стоят нули. Поставим на рычагах какое-нибудь число, например 231 705 896, и повернем ручку в направлении плюс. После одного оборота на результирующем счетчике появится тоже число 231705 896 .Сложение и вычитание. Чтобы сложить несколько чисел, надо поставить эти числа одно за другим на рычагах и после каждой установки 1 раз повернуть ручку в направлении плюс. На результирующем счетчике появится сумма всех чисел.При вращении ручки в обратную сторону на результирующем счетчике появится разность между числом, стоявшим в нем до начала поворота, и числом, поставленным на рычагах. Умножение. Каретка арифмометра может передвигаться вдоль машины вправо и влево, и под прорезом для единиц можно поставить различные окошечки результирующего счетчика.
Слайд 15
В 1935 г. в СССР был выпущен клавишный полуавтоматический арифмометр КСМ-1 (клавишная счетная машина). Эта машина имела два привода: электрический (со скоростью 300 оборотов в минуту) и ручной (на случай отсутствия питания).
Клавиатура машины состоит из 8 вертикальных рядов по 10 клавишей в каждом, т. е. можно набрать 8-значные числа. Для удобства набора группы разрядов клавиатуры окрашены в разные цвета. Имеются клавиши гашения. Если цифра набрана ошибочно, то для ее замены достаточно нажать на нужную цифру в том же ряду и тогда неверно набранная цифра погасится автоматически. В подвижной каретке находится 16-разрядный счетчик результатов и 8-разрядный счетчик оборотов, имеющие устройства для передачи десятков из одного разряда в другой. Для гашения этих счетчиков служит ручка. Имеются подвижные запятые (для удобства считывания). Звонок сигнализирует о переполнении счетчика результатов. В послевоенные годы были выпущены полуавтоматы КСМ-2 (с незначительными отличиями по конструкции от КСМ-1, но с более удобным расположением рабочих деталей)
Слайд 16
В 40-ых г.г 19 столетия произошел коренной переворот в развитии вычислительной техники. С 1943 по1946 год в США была построена первая полностью электронная цифровая машина.
ПЕРЕВОРОТ
Слайд 17
Во времена Др. Рима был изобретен первый счетный инструмент - Абак В XVI в. в России были изобретены счеты. 1642г. – Блез Паскаль изобрел Колесо «Паскаля», механически выполняющее сложение и вычитание чисел. 1694г. – Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, производящий четыре действия. 1888г. – Герман Холлерит сконструировал первую счетную машину.