Загрузка...
Учебная работа. Реферат: История развития вычислительной техники 2
План
1. Стадии развития вычислительной техники
2. «Время — действия — люди»
3. Классы вычислительных машин
1. Стадии развития вычислительной техники
Вплоть до XVII в.
деятельность общества в целом и всякого человека в отдельности была ориентирована на
, т. е. есть зание параметров вещества и изготовка поначалу простых, а позже все наиболее сложных орудий труда, прямо до устройств и машин, позволяющих изготовлять потребительские ценности.
Потом в процессе становления промышленного общества
на 1-ый план вышла неувязка
— поначалу термический, потом электронной, в конце концов, атомной. Овладение энергией позволило освоить общее Создание потребительских ценностей и, как следствие, повысить уровень жизни людей и поменять нрав их труда.
В то же время населению земли характерна потребность выразить и уяснить информацию о внешнем мире — так возникли письменность, книгопечатание, живопись, фото, радио, телевидение. В истории развития цивилизации можно выделить несколько информационных революций — преобразование публичных отношений из-за кардинальных конфигураций в сфере обработки инфы, информационных технологий. Следствием схожих преобразований являлось приобретение человечьим обществом новейшего свойства.
В конце XX в.
население земли вступило в новейшую стадию развития —
. Информация стала важным фактором экономического роста, а уровень развития информационной деятельности и степень вовлеченности и воздействия ее на глобальную информационную инфраструктуру перевоплотился в важное условие конкурентоспособности страны в мировой экономике. Осознание неизбежности прихода этого общества пришло существенно ранее. Австралийский экономист К. Кларк еще в 40-е годы гласил о приближении эры общества инфы и услуг, общества новейших технологических и экономических способностей. Южноамериканский экономист Ф. Махлуп выдвинул предположение о пришествии информационной экономики и превращении инфы в важный продукт в конце 50-х гг. В конце 60-х гг
. Д. Белл констатировал
. Что касается государств, ранее входивших в СССР (Союз Советских Социалистических Республик, также Советский Союз — экономики, направлениями научной деятельности, регионами, странами усилило экономический кризис конца века в странах, которые уделяли развитию информатизации недостающее внимание. Важная задачка общества
— вернуть каналы коммуникации в новейших экономических и технологических критериях для обеспечения точного взаимодействия всех направлений экономического, научного и общественного развития как отдельных государств, так и в глобальном масштабе.
Современный комп
— это всепригодное, многофункциональное, электрическое автоматическое устройство для работы с информацией.
Компы в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с информацией. По историческим меркам компьютерные технологии обработки инфы еще весьма молоды и находятся в самом начале собственного развития. Компьютерные технологии сейчас конвертируют либо теснят старенькые технологии обработки инфы.
2. «Время — действия — люди»
Разглядим историю развития вычислительных средств и способов «в лицах» и объектах (табл.1).
Таблица 1.
Главные действия в истории развития вычислительных способов, устройств, автоматов и машин
Джон Непер
(1550-1617)
Шотландец Джон Непер в 1614-м г. опубликовал «Описание умопомрачительных таблиц логарифмов». Он нашел, что сумма логарифма чисел а и b равна логарифму произведения этих чисел. Потому действие умножения сводилось к обычный операции сложения. Также им разработан инструмент перемножения чисел — «костяшки Непера». Он состоял из набора сегментированных стерженьков, которые можно было располагать таковым образом, что, складывая числа в прилегающих друг к другу по горизонтали секторах, получали итог их умножения. «Костяшки Непера» скоро были вытеснены иными вычислительными устройствами (в главном механического типа). Таблицы Непера, расчет которых добивался весьма много времени, были позднее «интегрированы» в комфортное устройство, ускоряющее процесс вычисления, — логарифмическую линейку (Р. Биссакар, конец 1620 г.)
Вильгельм Шиккард
(1592-1636)
Числилось, что первую механическую счетную машинку изобрел величавый французский математик и физик Б. Паскаль в 1642 г. Но в 1957 г. Ф. Гаммер (ФРГ, директор Кеплеровского научного центра) нашел подтверждения сотворения механической, вычислительной машинки примерно за два десятилетия до изобретения Паскаля Вильгельмом Шиккардом. Он именовал ее «часы для счета». машинка предназначалась для выполнения 4 арифметических действий и состояла из частей: суммирующее устройство; множительное устройство; механизм для промежных результатов. Суммирующее устройство состояло из зубчатых передач и представляло простейшую форму арифмометра. Предложенная схема механического счета считается традиционной. Но эту ординарную и эффективную схему пришлось изобретать поновой, потому что сведения о машине Шиккарда не стали всеобщим достоянием
Блэз Паскаль
(1623-1662)
В 1642 г., когда Паскалю было 19 лет, была сделана 1-ая работающая модель суммирующей машинки. Через пару лет Блэз Паскаль сделал механическую суммирующую машинку («паскалина»), которая позволяла ложить числа в десятичной системе счисления. В данной для нас машине числа шестизначного числа задавались методом соответственных поворотов дисков (колесиков) с цифровыми делениями, итог операции можно было прочесть в 6 окошках — по одному на каждую цифру. диск единиц был связан с диском 10-ов, диск 10-ов — с диском сотен и т. д. Остальные операции производились при помощи достаточно неловкой процедуры повторных сложений, и в этом заключался главный недочет «паскалины». Всего примерно за десятилетие он выстроил наиболее 50 разных вариантов машинки. Придуманный Паскалем принцип связанных колес явился основой, на которой строилось большая часть вычислительных устройств в протяжении последующих 3-х веков
Готфрид Вильгельм Лейбниц
(1646-1716)
В 1672 г., находясь в Париже, Лейбниц познакомился с голландским математиком и астрологом Христианом Гюйгенсом. Видя, как много вычислений приходится созодать астрологу, Лейбниц решил изобрести механическое устройство для расчетов. В 1673 г. он окончил создание механического калькулятора. Развив идеи Паскаля, Лейбниц употреблял операцию сдвига для поразрядного умножения чисел. Сложение выполнялось на нем по существу так же, как и на «паска-лине», но Лейбниц включил в систему передвигающуюся часть (прототип подвижной каретки будущих настольных калькуляторов) и ручку, при помощи которой можно было крутить ступенчатое колесо либо — в следующих вариантах машинки — цилиндры, расположенные снутри аппарата
Жозеф-Мари Жаккар
(1775-1834)
Развитие вычислительных устройств соединено с возникновением перфорационных карт и их применением. Возникновение же перфорационных карт соединено с ткацким созданием. В 1804 г. инженер Жозеф-Мари Жаккар выстроил стопроцентно автоматический станок (станок Жаккара), способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась при помощи колоды перфокарт, любая из которых управляла одним ходом челнока. Переход к новенькому рисунку происходил подменой колоды перфокарт
Чарльз Бэббидж (1791-1871)
Он нашел погрешности в таблицах логарифмов Непера, которыми обширно воспользовались при вычислениях астрологи, арифметики, штурманы далекого плавания. В 1821 г. приступил к разработке собственной вычислительной машинки, которая посодействовала бы выполнить наиболее четкие вычисления. В 1822 г. была построена разностная машинка (пробная модель), способная рассчитывать и печатать огромные математические таблицы. Это было весьма сложное, огромное устройство и предназначалось для автоматического вычисления логарифмов. Работа модели основывалась на принципе, известном в арифметике как «способ конечных разностей»: при вычислении многочленов употребляется лишь операция сложения и не производится умножение и деление, которые существенно сложнее поддаются автоматизации. В следующем он пришел к идее сотворения наиболее сильной — аналитической машинки. Она не попросту обязана была решать математические задачки определенного типа, а делать различные вычислительные операции в согласовании с инструкциями, задаваемыми оператором. По плану это не что другое, как 1-ый всепригодный программируемый комп. Аналитическая машинка в собственном составе обязана была иметь такие составляющие, как «мельница» (арифметическое устройство по современной терминологии) и «склад» (память). Аннотации (команды) вводились в аналитическую машинку при помощи перфокарт (использовалась мысль программного управления Жаккара при помощи перфокарт). Шведский издатель, изобретатель и переводчик Пер Георг Шойц воспользовавшись советами Бэббеджа, выстроил видоизмененный вариант данной для нас машинки. В 1855 г. машинка Шойца была удостоена золотой медали на Глобальной выставке в Париже. В предстоящем один из принципов, лежащих в базе идеи аналитической машинки, — внедрение перфокарт -нашел воплощение в статистическом табуляторе, построенном янки Германом Холлеритом (для убыстрения обработки результатов переписи населения в США (Соединённые Штаты Америки — вместе с Ч. Бэббиджем трудилась над созданием программ для его счетных машин. Ее работы в данной для нас области были размещены в 1843 г. Но в то время числилось неблагопристойным для дамы издавать свои сочинения под полным именованием, и Лавлейс поставила на титуле лишь свои инициалы. В материалах Бэббиджа и комментах Лавлейс намечены такие понятия, как «подпрограмма» и «библиотека подпрограмм», «модификация установок» и «индексный регистр», которые стали употребляться лишь в 50-х гг. XX в. Сам термин «библиотека» был введен Бэббиджем, а определения «рабочая ячейка» и «цикл» предложила А. Лавлейс. «Можно с полным основанием сказать, что аналитическая машинка буквально так же плетет алгебраические узоры, как ткацкий станок Жак-кара воспроизводит цветочки и листья», — писала графиня Лавлейс. Она практически была первой программисткой (в ее честь был назван язык программирования Ада)
Джордж Буль
(1815-1864)
Дж. Буль по праву считается папой математической логики. Его именованием назван раздел математической логики — булева алгебра. В 1847 г. написал статью «Математический анализ логики». В 1854 г. Буль развил свои идеи в работе под заглавием «Исследование законов мышления». Эти труды занесли революционные конфигурации в логику как науку. Дж. Буль изобрел своеобразную алгебру — систему обозначений и правил, используемую к различным объектам, от чисел и букв до предложений. Пользуясь данной для нас системой, Буль мог закодировать выражения (утверждения) при помощи собственного языка, а потом манипулировать ими подобно тому, как в арифметике манипулируют обыкновенными числами. Три главные операции системы — это И, ИЛИ и НЕ
Пафнутий Львович Чебышев
(1821-1894)
Им была разработана теория машин и устройств, написан ряд работ, посвященных синтезу шарнирных устройств. Посреди бессчетных придуманных им устройств имеется несколько моделей арифмометров, 1-ая из которых была сконструирована не позже 1876 г. Арифмометр Чебышева для того времени был одной из самых уникальных вычислительных машин. В собственных системах Чебышев предложил принцип непрерывной передачи 10-ов и автоматический переход каретки с разряда на разряд при умножении. Оба эти изобретения вошли в широкую практику в 30-е гг. XX в. в связи с применением электропривода и распространением автоматических и автоматических клавишных вычислительных машин. С возникновением этих и остальных изобретений сделалось может быть существенно прирастить скорость работы механических счетных устройств
Алексей Николаевич Крылов (1863-1945)
Российский судостроитель, механик, математик, академик АН СССР (Союз Советских Социалистических Республик, также Советский Союз — машинки для интегрирования обычных дифференциальных уравнений. В 1912 г. таковая машинка была построена. Это была 1-ая интегрирующая машинка непрерывного деяния, позволяющая решать дифференциальные уравнения до 4-ого порядка
Вильгодт Теофил Однер
(1845-1905)
Выходец из Швеции Вильгодт Теофил Однер в 1869 г. приехал в Петербург. Некое время он работал на заводе «Российский дизель» на Выборгской стороне, на котором в 1874 г. был сделан 1-ый эталон его арифмометра. Сделанные на базе ступенчатых валиков Лейбница 1-ые серийные арифмометры имели огромные размеры сначала поэтому, что на любой разряд необходимо было выделять отдельный валик. Однер заместо ступенчатых валиков применил наиболее совершенные и малогабаритные зубчатые колеса с меняющимся числом зубцов — колеса Однера. В 1890 г. Однер получает патент на выпуск арифмометров и в этом же году было продано 500 арифмометров (весьма огромное количество по тем временам). Арифмометры в Рф назывались: «Арифмометр Однера», «Оригинал-Однер», «Арифмометр системы Однер» и др. В Рф до 1917 г. было выпущено приблизительно 23 тыс. арифмометров Однера. Опосля революции Создание арифмометров было налажено на Сущевском механическом заводе им. Ф.Э.Дзержинского в Москве. С 1931 г. они стали называться арифмометры «Феликс». Дальше в нашей стране были сделаны модели арифмометров Однера с клавишным вводом и электроприводом
Герман Холлерит (1860-1929)
Опосля окончания Колумбийского института поступает на работу в контору по переписи населения в Вашингтоне. В это время США приступили к только трудозатратной (длившейся семь с половиной лет) ручной обработке данных, собранных в процессе переписи населения в 1880 г. К 1890 г. Холлерит окончил разработку системы табуляции на базе внедрения перфокарт. На каждой карте имелось 12 рядов, в любом из которых можно было пробить по 20 отверстий, они соответствовали таковым данным, как возраст, пол, пространство рождения, количество деток, семейное положение и иным сведениям, включенным в вопросник переписи. содержимое заполненных формуляров переносилось на карты методом соответственного перфорирования. Перфокарты загружались в особые устройства, соединенные с табуляционной машинкой, где они нанизывались на ряды тонких игл, по одной игле на каждую из 240 перфорируемых позиций на карте. Когда игла попадала в отверстие, она замыкала контакт в соответственной электронной цепи машинки. Полный статистический анализ результатов занял два с половиной года (в три раза резвее по сопоставлению с предшествующей переписью). Потом Холлерит организовал фирму «Computer Tabulating Recording» (CTR). юный коммивояжер данной для нас компании Том Уотсон первым узрел потенциальную прибыльность реализации счетных машин южноамериканским предпринимателям на базе перфокарт. Позже он возглавил компанию и в 1924 г. переименовал ее в корпорацию «International Business Machines» (IBM)
Ванневар Буш
(1890-1974)
В 1930 г. выстроил механическое вычислительное устройство — дифференциальный анализатор. Это была машинка, на которой можно было решать сложные дифференциальные уравнения. Но она владела почти всеми суровыми недочетами, до этого всего, циклопическими размерами. Механический анализатор Буша представлял собой сложную систему валиков, шестеренок и проволок, соединенных в серию огромных блоков, которые занимали целую комнату. При постановке задачки машине оператор должен был вручную подбирать огромное количество шестереночных передач. На это уходило обычно 2-3 денька. Позже В. Буш предложил макет современного гипертекста — проект МЕМЕХ (MEMory EXtention — расширение памяти) как автоматическое бюро, в каком человек хранил бы свои книжки, записи, всякую получаемую им информацию таковым образом, чтоб в хоть какой момент пользоваться ею с наибольшей быстротой и удобством. Практически это обязано было быть сложное устройство, снабженное клавиатурой и прозрачными экранами, на которые бы проецировались тексты и изображения, хранящиеся на микрофильмах. В МЕМЕХ устанавливались бы логические и ассоциативные связи меж хоть какими 2-мя блоками инфы. В эталоне идет речь о огромной библиотеке, всепригодной информационной базе
Джон Винсент Атанасофф
(1903-1995)
доктор физики, создатель первого проекта цифровой вычислительной машинки на базе двоичной, а не десятичной системы счисления. Простота двоичной системы счисления в сочетании с простотой физического представления 2-ух знаков (0, 1) заместо 10 (0, 1,…, 9) в электронных схемах компа перевешивала неудобства, связанные с необходимостью перевода из двоичной системы в десятичную и назад. Не считая того, применение двоичной системы счисления содействовало уменьшению размеров вычислительной машинки и понизила бы ее себестоимость. В 1939 г. Атанасофф выстроил модель устройства и стал находить финансовую помощь для продолжения работы. Машинка Атанасоффа была фактически готова в декабре 1941 г., но находилась в разобранном виде. В связи с началом 2-ой мировой войны все работы по реализации этого проекта закончились. Только в 1973 г. Ценность Атанасоффа как создателя первого проекта таковой архитектуры вычислительной машинки был доказан решением федерального суда США
Говард Айкен
В 1937 г. Г. Айкен предложил проект большенный счетной машинки и находил людей, согласных профинансировать эту идею. Спонсором выступил Томас Уотсон, президент компании IBM: его вклад в проект составил около 500 тыс. баксов США (Соединённые Штаты Америки — комп содержал около 750 тыс. деталей и весил 35 т. машинка оперировала двоичными числами до 23 разрядов и перемножала два числа наибольшей разрядности приблизительно за 4 с. Так как создание «Марк-1» продолжалось довольно длительно, пальма первенства досталась не ему, а релейному двоичному компу Z3 Конрада Цузе, построенному в 1941 г. Необходимо отметить, что машинка Z3 была существенно меньше машинки Айкена и к тому же дешевле в производстве
Конрад Цузе
(1910-1995)
В 1934 г., будучи студентом технического университета (в Берлине), не имея ни мельчайшего представления о работах Ч. Бэббиджа, К. Цузе начал разрабатывать всепригодную вычислительную машинку, почти во всем схожую аналитической машине Бэббиджа. В 1938 г. он окончил постройку машинки, занимавшую площадь 4 кв. м., нареченную Z1 (по-немецки его фамилия пишется как Zuse). Это была стопроцентно электромеханическая программируемая цифровая машинка. Она имела клавиатуру для ввода критерий задач. Результаты вычислений высвечивались на панели с обилием малеханьких лампочек. Ее восстановленная версия хранится в музее Verker und Technik в Берлине. Конкретно Z1 в Германии именуют первым в мире компом. Позже Цузе стал кодировать аннотации для машинки, пробивая отверстия в использованной 35-миллиметровой фотопленке. машинка, работавшая перфорированной лентой, получила заглавие Z2. В 1941 г. Цузе выстроил программно-управляемую машинку, основанную на двоичной системе счисления — Z3. Эта машинка по почти всем своим чертам превосходила остальные машинки, построенные независимо и параллельно в других странах. В 1942 г. Цузе вместе с австрийским инженером-электриком Хельмутом Шрайером предложили сделать комп принципно новейшего типа — на вакуумных электрических лампах. Эта машинка обязана была работать в тыщу раз резвее, чем неважно какая из машин, имевшихся в то время в Германии. Говоря о возможных сферах внедрения быстродействующего компа, Цузе и Шрайер отмечали возможность его использования для расшифровки закодированных сообщений (такие разработки уже велись в разных странах)
Алан Тьюринг
(1912-1954)
Британский математик, отдал математическое определение метода через построение, нареченное машинкой Тьюринга. В период 2-ой мировой войны немцы употребляли аппарат «Enigma» для шифровки сообщений. Без ключа и схемы коммутации (немцы их меняли трижды в денек) расшифровать сообщение было нереально. С целью раскрытия секрета английская разведка собрала группу сверкающих и несколько эксцентричных ученых. Посреди их был математик Алан Тьюринг. В конце 1943 г. группа смогла выстроить сильную машинку (заместо электромеханических реле в ней применялись около 2000 электрических вакуумных ламп). Машинку окрестили «Великан». Перехваченные сообщения кодировались, наносились на перфоленту и вводились в память машинки. Лента вводилась средством фотоэлектрического считывающего устройства со скоростью 5000 знаков в секунду. Машинка имела 5 таковых считывающих устройств. В процессе поиска соответствия (расшифровки) машинка сопоставляла зашифрованное сообщение с уже известными кодами «Enigma» (по методу работы машинки Тьюринга). Работа группы до сего времени остается засекреченной. О роли Тьюринга в работе группы можно судить по последующему выражению члена данной для нас группы математика И. Дж. Гуда: «Я не желаю сказать, что мы выиграли войну благодаря Тьюрингу, но беру на себя смелость сказать, что без него мы могли бы ее и проиграть». машинка «Великан» была ламповая (большой шаг вперед в развитии вычислительной техники) и спец (расшифровка скрытых кодов)
Джон Моучли
(1907-1980)
Преспер Экерт
(род. в 1919)
Первой ЭВМ считается машинка ЭНИАК (ENIAC, Electronic Numerial Integrator and Computer — электрический цифровой интегратор и вычислитель). Ее создатели, южноамериканские ученые Дж. Моучли и Преспер Экерт, работали над ней с 1943 по 1945 гг. Она предназначалась для расчета траекторий полетов снарядов, и представляла собой сложнейшее для середины XX в. инженерное сооружение длиной наиболее 30 м, объемом 85 куб. м, массой 30 т. В ЭНИАКе были применены 18 тыс. электрических ламп, 1500 реле, машинка потребляла около 150 кВт. Дальше появилась мысль сотворения машинки с программным обеспечением, хранимым в памяти машинки, что изменило бы принципы организации вычислений и подготовило почву для возникновения современных языков программирования (ЭДВАК — электрический Автоматический Вычислитель с дискретными переменными, EDVAC — Electronic Discret Variable Automatic Computer). Эта машинка была сотворена в 1950 г. В наиболее емкой внутренней памяти содержались и данные, и программка. Программки записывались электрическим методом в особых устройствах — линиях задержки. Самое основное было то, что в ЭДВАКе данные кодировались не в десятичной системе, а в двоичной (сократилось количество применяемых электрических ламп). Дж. Моучли и П. Экерт опосля сотворения собственной своей компании задались целью сделать всепригодный комп для широкого коммерческого внедрения — ЮНИВАК (UNIVAC, Universal Automatic Computer — всепригодный автоматический комп). Приблизительно за год до того, как 1-ый
ЭНИАК
ЮНИВАК вступил в эксплуатацию в Бюро переписи населения в США (Соединённые Штаты Америки — стал первым коммерческим компом. Им стала машинка ЛЕО (LEO, Lyons’ Bectronic Office), которая применялась в Великобритании для расчета заработной платы работникам чайных магазинов (Компания«Лайонс»), В 1973 г. федеральный трибунал США (Соединённые Штаты Америки — права на изобретение электрического цифрового компа недействительными, а идеи — взятыми у Дж. Атанасоффа
Джон фон Нейман (1903-1957)
Работая в группе Дж. Мочли и П. Экерта, фон Нейман подготовил отчет — «Подготовительный доклад о машине ЭДВАК», в каком обобщил планы работы над машинкой. Это была 1-ая работа по цифровым электрическим компам, с которой познакомились определенные круги научной общественности (по суждениям секретности работы в данной для нас области не публиковались). Отныне комп был признан объектом, представлявшим научный Энтузиазм. В собственном докладе фон Нейман выделил и детально обрисовал 5 главных компонент того, что сейчас именуют «архитектурой фон Неймана» современного компа.
В нашей стране независимо от фон Неймана были сформулированы наиболее детальные и полные принципы построения электрических цифровых вычислительных машин (Сергей Алексеевич Лебедев)
Сергей Алексеевич Лебедев
(1902-1974)
В 1946 г. С. А. Лебедев становится директором института электротехники и организует в его составе свою лабораторию моделирования и регулирования. В 1948 г. С. А. Лебедев ориентировал свою лабораторию на создание МЭСМ (Малая электрическая счетная машинка). МЭСМ была сначала задумана как модель (1-ая буковка в аббревиатуре МЭСМ) большенный электрической счетной машинки (БЭСМ). Но в процессе ее сотворения стала тривиальной необходимость перевоплощения ее в малую ЭВМ . Из-за засекреченности работ, проводимых в области вычислительной техники, соответственных публикаций в открытой печати не было.
Базы построения ЭВМ , разработанные С. А. Лебедевым независимо от Дж. фон Неймана, заключаются в последующем:
1) в состав ЭВМ должны заходить устройства математики, памяти, ввода-вывода инфы, управления;
2) программка вычислений кодируется и хранится в памяти подобно числам;
3) для кодировки чисел и установок следует употреблять двоичную систему счисления;
4) вычисления должны осуществляться автоматом на базе хранимой в памяти программки и операций над командами;
5) кроме арифметических операций вводятся также логические — сопоставления, условного и бесспорного переходов, конъюнкция, дизъюнкция, отрицание;
6) память строится по иерархическому принципу;
7) для вычислений употребляются численные способы решения задач.
25 декабря 1951 г. МЭСМ была принята в эксплуатацию. Это была 1-ая в СССР
В 1948 г. создается Институт четкой механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР
С 1953 г. до конца собственной жизни С. А. Лебедев был директором ИТМ и ВТ АН СССР .
Сначала 60-х гг. создается 1-ая ЭВМ из серии огромных электрических счетных машин (БЭСМ) — БХМ-1. При разработке БЭСМ-1 были использованы уникальные научные и конструкторские решения. Благодаря этому она была тогда самой производительной машинкой в Европе (8-10 тыщ операций в секунду) и одной из наилучших в мире. Под управлением С. А. Лебедева были сделаны и внедрены в Создание еще две ламповые ЭВМ — БЭСМ-2 и М-20. В 60-х гг. были сделаны полупроводниковые варианты М-20: М-220 и М-222, также БЭСМ-ЗМ и БЭСМ-4.
При проектировании БЭСМ-6 в первый раз был использован способ подготовительного имитационного моделирования (сдача в эксплуатацию была осуществлена в 1967 г.).
С. А. Лебедев одним из первых сообразил большущее способности для автоматизации проектирования и подготовки монтажной и производственной документации
IBM
Нереально пропустить главный шаг в развитии вычислительных средств и способов, связанных с Деятельностью компании IBM. Исторически 1-ые ЭВМ традиционной структуры и состава — Computer Installation System/360 (фирменное наименование — «Вычислительная установка системы 360», в предстоящем популярная как просто IBM/360) были выпущены в 1964 г., и с следующими модификациями (IBM/370, IBM/375) поставлялись прямо до середины 80-х гг., когда под воздействием микроЭВМ (ПК ) не начали равномерно сходить со сцены. ЭВМ данной серии послужили основой для разработки в СССР (ЕС ЭВМ ), которые в течение нескольких десятилетий являлись основой российскей компьютеризации.
ЕС 1045
машинки включали последующие составляющие:
• центральный микропроцессор (32-разрядный) с двухадресной системой установок;
• главную (оперативную) память (от 128 Кбайт до 2 Мбайт);
• накопители на магнитных дисках (НМД, МД) со сменными пакетами дисков (к примеру, IBM-2314 — 7,25 Мбайт, ШМ-2311 -29 Мбайт, IBM 3330 — 100 Мбайт), подобные (время от времени совместимые) устройства известны и для остальных из вышеупомянутых серий;
• накопители на магнитных лентах (НМЛ, МЛ) катушечного типа, ширина ленты 0,5 дюйма, длина от 2400 футов (720 м) и наименее (обычно 360 и 180 м), плотность записи от 256 б на дюйм (рядовая) и большая в 2-8 раз (завышенная). Соответственно рабочая емкость накопителя определялась размером катушки и плотностью записи и достигала 160 Мбайт на бобину МЛ;
• устройства печати — построчные печатающие устройства барабанного типа, с фиксированным (обычно 64 либо 128 символов) набором знаков, включающих строчную латиницу и кириллицу (или строчную и строчную латиницу) и обычное огромное количество служебных знаков; вывод инфы осуществлялся на бумажную ленту шириной 42 либо 21 см со скоростью до 20 строк/с;
• терминальные устройства (видеотерминалы, а сначало -электрические пишущие машины), созданные для интерактивного взаимодействия с юзером (IBM 3270, DEC VT-100 и пр.), подключаемые к системе для выполнения функций управления вычислительным действием (консоль оператора — 1 -2 шт. на ЭВМ ) и интерактивной отладки программ и обработки данных (терминал юзера — от 4 до 64 шт. на ЭВМ ).
Перечисленные обычные наборы устройств ЭВМ 60-80-х гг. и их свойства приведены тут как историческая справка для читателя, который может их без помощи других оценить, сравнив с современными и известными ему данными.
Компанией IBM была предложена в качестве оболочки ЭВМ IBM/360 1-ая функционально настоящая ОС — OS/360. Разработка и внедрение ОС дозволили разграничить функции операторов, админов, программистов, юзеров, также значительно (а 10-ки и сотки раз) повысить производительность ЭВМ и степень загрузки технических средств. Версии OS/360/370/375 — MFT (мультипрограммирование с фиксированным количеством задач), MW (с переменным количеством задач), SVS (система с виртуальной памятью), SVM (система виртуальных машин) — поочередно сменяли друг друга и почти во всем обусловили современные представления о роли ОС
Билл гейтс и
Пол Аллен
В 1974 г. Компания Intel разработала 1-ый всепригодный 8-разрядный юный офицер ВВС — вид Вооруженных сил государства, в функции которого входит борьба с противником, находящимся в космосе, воздушном пространстве, на земле, на поверхности моря и под водой, а также транспортировка десанта, доставка имущества и вооружения, воздушная разведка, разведка погоды при помощи летательных аппаратов) США (Соединённые Штаты Америки — большой коммерческий фуррор, продававшийся по почте и обширно использовавшийся для домашнего внедрения. В 1975 г. юный программер Пол Аллен и студент Гарвардского института Билл гейтс реализовали для Альтаира язык Бейсик. Потом они основали фирму Майкрософт (Microsoft).
Стивен Пол Джобс и Стивен Возняк
В 1976 г. студенты Стив Возняк и Стив Джобс, устроив мастерскую в гараже, реализовали комп Apple-1, положив начало компании Apple. 1983 г. — комп, управляемый манипулятором «мышь».
В 2001 Стивен Возняк основал компанию «Wheels Of Zeus» для сотворения беспроводной GPS технологии.
2001 — Стив Джобс представил 1-ый плеер iPod.
2006 — Apple представила 1-ый ноутбук на базе микропроцессоров Intel.
2008 — Apple представила самый узкий ноутбук в мире, получивший заглавие MacBook Air.
3. Классы вычислительных машин
Электрическая вычислительная машинка
(ЭВМ ), комп — комплекс технических средств, созданных для автоматической обработки инфы в процессе решения вычислительных и информационных задач.
ЭВМ можно систематизировать
по ряду признаков, а именно:
• физическому представлению обрабатываемой инфы;
• поколениям (шагам сотворения и элементной базе).
• сферам внедрения и способам использования (также размерам и вычислительной мощности).
Физическое методы физического представления данных).
АВМ
— аналоговые вычислительные машинки, либо вычислительные машинки непрерывного деяния, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т. е. в виде непрерывного ряда значений какой-нибудь физической величины (чаше всего электронного напряжения):
ЦВМ
— цифровые вычислительные машинки, либо вычислительные машинки дискретного деяния, работают с информацией, представленной в дискретной, а поточнее, цифровой форме. В силу универсальности цифровой формы представления инфы ЭВМ является наиболее всепригодным средством обработки данных.
ГВМ
— гибридные вычислительные машинки, либо вычислительные машинки комбинированного деяния, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме. Они совмещают внутри себя плюсы АВМ и ЦВМ. ГВМ целенаправлено употреблять для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.
Поколения ЭВМ
Мысль разделять машинки на поколения вызвана к жизни тем, что за время недлинной истории собственного развития компьютерная техника сделала огромную эволюцию как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так и в смысле конфигурации ее структуры, возникновения новейших способностей, расширения областей внедрения и нрава использования (табл. 2.).
Таблица 2
Этапы развития компьютерных информационных технологий
Параметр
Период, годы
50-е
60-е
70-е
80-е
Истинное
время
Цель использования компа
Научно-технические расчеты
Технические и экономи
ческие
расчеты
Управление и экономические расчеты
Управление, предоставление инфы
Телеком
муникации, информа
ционное обслужив
ание
Режим работы компа
Однопрограммный
Пакетная обработка
Разделение времени
Индивидуальная работа
Сетевая обработка
Интеграция данных
Низкая
Средняя
Высочайшая
Весьма высочайшая
Сверхв
ысокая
Размещение юзера
Машинный зал
Отдельное помещение
Терминальный зал
Рабочий стол
Произ
вольное мобильное
Тип юзера
Инженеры-программисты
Профес
сиональные програм
мисты
Программеры
Юзеры с общей компьютерной подготовкой
Не достаточно обученные пользов
атели
Тип диалога
Работа за пультом компа
Обмен перфоно-сителями и машино-граммами
Интерактивный (через клавиатуру и экран)
Интерактивный с твердым меню
Интер
активный экранный типа «вопросец — ответ»
К первому поколению
обычно относят машинки, сделанные на рубеже 50-х гг. и базирующиеся на электрических лампах. Эти компы были большущими, неловкими и очень дорогими машинками, которые могли приобрести лишь большие Компании и правительства. Лампы потребляли существенное количество электроэнергии и выделяли много тепла (рис. 1.).
Набор установок был ограничен, схемы арифметико-логического устройства и устройства управления довольно ординарны, программное обеспечение фактически отсутствовало. характеристики размера оперативки и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Быстродействие порядка 10—20 тыс. операций в секунду.
Программки для этих машин писались на языке определенной машинки. Математик, составивший программку, садился за пульт управления машинки, вводил и отлаживал программки и создавал по ним счет. процесс отладки был очень долгим по времени.
Невзирая на ограниченность способностей эти машинки дозволили выполнить сложнейшие расчеты, нужные для прогнозирования погоды, решения задач атомной энергетики и др.
Опыт использования машин первого поколения показал, что существует большой разрыв меж временем, затрачиваемым на разработку программ, и временем счета. Эти трудности начали преодолевать методом интенсивной разработки средств автоматизации программирования, сотворения систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность ее использования. Это, в свою очередь, потребовало значимых конфигураций в структуре компов, направленных на то, чтоб приблизить ее к требованиям, появившимся из опыта эксплуатации компов.
В октябре 1945 года в США был сотворен 1-ый комп ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator — электрический числовой интегратор и вычислитель).
Российские машинки первого поколения: МЭСМ (малая электрическая счетная машинка), БЭСМ, Стрела, Урал, М-20.
2-ое поколение компьютерной техники
— машинки, сконструированные в 1955—65 гг. Характеризуются внедрением в их как электрических ламп, так и дискретных транзисторных логических частей (рис. 2). Их оперативная память была построена на магнитных сердечниках. В это время стал расширяться спектр используемого оборудования ввода-вывода, возникли высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами (НМЛ), магнитные барабаны (НМБ) и 1-ые магнитные диски (табл. 2.).
Эти машинки характеризуются быстродействием до сотен тыщ операций в секунду, емкостью памяти — до нескольких 10-ов тыщ слов.
Возникают
средства которых допускают описание всей нужной последовательности вычислительных действий в приятном, просто воспринимаемом виде.
программка, написанная на алгоритмическом языке, непонятна компу, воспринимающему лишь язык собственных собственных установок. Потому особые программки, которые именуются
переводят программку с языка высочайшего уровня на машинный язык.
Возник широкий набор библиотечных программ для решения различных задач, также мониторные системы, управляющие режимом трансляции и выполнения программ, из которых в предстоящем выросли современные операционные системы.
Операционная система — важная часть программного обеспечения компа, созданная для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вы вода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, остальных вспомогательных операций обслуживания.
Машинкам второго поколения была характерна программная несопоставимость, которая затрудняла компанию больших информационных систем. Потому посреди 60-х гг. наметился переход к созданию компов, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.
Наивысшим достижением российскей вычислительной техники сделанной коллективом С.А. Лебедева явилась разработка в 1966 году полупроводниковой ЭВМ БЭСМ-6 с производительностью 1 млн. операций в секунду.
Машинки третьего поколения
— это семейства машин с единой архитектурой, т. е. программно совместимых. В качестве элементной базы в их употребляются интегральные схемы, которые также именуются микросхемами.
машинки третьего поколения возникли в 60-е гг. Так как процесс сотворения компьютерной техники шел безпрерывно, и в нем участвовало огромное количество людей из различных государств, имеющих дело с решением разных заморочек, тяжело и никчемно пробовать установить, когда «поколение» начиналось и заканчивалось. Может быть, более принципиальным аспектом различия машин второго и третьего поколений является аспект, основанный на понятии архитектуры.
машинки третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они владеют способностями мультипрограммирования, т. е. параллельного выполнения нескольких программ. Почти все задачки управления памятью, устройствами и ресурсами стала брать на себя операционная система либо же конкретно сама машинка.
Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, PDP-11, VAX, EC ЭВМ (Единая система ЭВМ ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ ) и др.
Быстродействие машин снутри семейства меняется от нескольких 10-ов тыщ до миллионов операций в секунду. Емкость оперативки добивается нескольких сотен тыщ слов.
4-ое поколение
— это главный контингент современной компьютерной техники, разработанной опосля 70-х гг.
Более принципиальный в концептуальном отношении аспект, по которому эти компы можно отделить от машин третьего поколения, заключается в том, что машинки 4-ого поколения проектировались в расчете на действенное внедрение современных высокоуровневых языков и упрощение процесса программирования для конечного юзера.
В аппаратурном отношении для их типично обширное внедрение интегральных схем в качестве элементной базы, также наличие быстродействующих запоминающих устройств с случайной подборкой емкостью в 10-ки мб (рис. 3,
Исходя из убеждений структуры машинки этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, использующие общую память и общее поле наружных устройств. Быстродействие составляет до нескольких 10-ов миллионов операций в секунду, емкость оперативки порядка 1—512 Мбайт.
Для их свойственны:
• применение индивидуальных компов (ПК );
• телекоммуникационная обработка данных;
• компьютерные сети;
• обширное применение систем управления базами данных;
• элементы умственного поведения систем обработки данных и устройств.
К ЭВМ 4-ого поколения относятся ПЭВМ “Электроника МС 0511” набора учебной вычислительной техники КУВТ УКНЦ, также современные IBM — совместимые компы, на которых мы работаем.
В согласовании с элементной базой и уровнем развития программных средств выделяют четыре настоящих поколения ЭВМ , короткая черта которых приведена в таблице 3.
Таблица 3
Поколения ЭВМ
характеристики сопоставления
Поколения ЭВМ
1-ое
2-ое
третье
4-ое
Период времени
1946 — 1959
1960 — 1969
1970 — 1979
с 1980 г.
Элементная база (для УУ, АЛУ)
электрические (либо электронные) лампы
Полупроводники (транзисторы)
Интегральные схемы
Огромные интегральные схемы (БИС)
Главный тип ЭВМ
Огромные
Малые (мини)
Микро
Главные устройства ввода
Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод
Добавился алфавитно-цифровой экран, клавиатура
Алфавитно-цифровой экран, клавиатура
Цветной графический экран, сканер, клавиатура
Главные устройства вывода
Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод
Графопостроитель, принтер
Наружная память
Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты
Добавился магнитный диск
Перфоленты, магнитный диск
Магнитные и оптические диски
Главные решения в ПО
Всепригодные языки программирования, трансляторы
Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы
Интерактивные операционные системы, структурированные языки программирования
Дружественность ПО , сетевые операционные системы
Режим работы ЭВМ
Однопрограммный
Пакетный
Разделения времени
Индивидуальная работа и сетевая обработка данных
Цель использования ЭВМ
Научно-технические расчеты
Технические и экономические расчеты
Управление и экономические расчеты
Телекоммуникации, информационное сервис
Таблица 4
Главные свойства российских ЭВМ второго поколения
Параметр
1-ая очередь
Раздан-2
БЭСМ-4
М-220
Урал-11
Минск-22
Урал-16
Адресность
2
3
3
1
2
1
Форма представления данных
С плавающей запятой
С плавающей запятой
С плавающей запятой
С фикси
рованной запятой, символьная
С фикси
рованной запятой, символьная
С плавающей и фикси
рованной запятой, символьная
Длина машинного слова(дв. разр.)
36
45
45
24
37
48
Быстродействие (оп./с)
5 тыс.
20 тыс.
20 тыс.
14-15 тыс.
5 тыс.
100 тыс
ОЗУ, тип, емкость (слов)
Ферри
товый сердечник 2048
Ферри
товый сердечник 8192
Ферри
товый сердечник 4096-16 384
Ферри
товый сердечник 4096-16 384
Ферри
товый сердечник
8192
Ферри
товый сердечник 8192-65 536
ВЗУ, тип, емкость (слов)
НМЛ 120 тыс.
НМЛ
8 млн
НМЛ 16 млн
НМЛ 8 млн
НМЛ до 5 млн
НМЛ 12 млн НМБ130тыс.
В компах 5-ого поколения
предположительно должен произойти высококачественный переход от обработки
к обработке
Архитектура компов 5-ого поколения будет содержать два главных блока. один из их — это обычный комп, но лишенный связи с юзером. Эту связь производит
Будет также решаться неувязка децентрализации вычислений при помощи компьютерных сетей.
Коротко основную теорию ЭВМ 5-ого поколения можно сконструировать последующим образом:
1. компы на сверхсложных процессорах с параллельно-векторной структурой, сразу выполняющих 10-ки поочередных инструкций программки.
2. компы с почти всеми сотками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить системы обработки данных и познаний, действенные сетевые компьютерные системы.
Вывод
До XVII в.
деятельность общества в целом и всякого человека в отдельности была ориентирована на
, т. е. есть зание параметров вещества и изготовка поначалу простых, а позже все наиболее сложных орудий труда, прямо до устройств и машин, позволяющих изготовлять потребительские ценности.
Потом в процессе становления промышленного общества
на 1-ый план вышла неувязка
— поначалу термический, потом электронной, в конце концов, атомной.
В конце XX в.
население земли вступило в новейшую стадию развития —
.
В конце 60-х гг
. Д. Белл констатировал
.
Важная задачка общества
— вернуть каналы коммуникации в новейших экономических и технологических критериях для обеспечения точного взаимодействия всех направлений экономического, научного и общественного развития как отдельных государств, так и в глобальном масштабе.
Современный комп
— это всепригодное, многофункциональное, электрическое автоматическое устройство для работы с информацией.
Шотландец Джон Непер в 1614-м г.
опубликовал «Описание умопомрачительных таблиц логарифмов».
В 1642 г.,
когда Паскалю
было 19 лет, была сделана 1-ая работающая модель суммирующей машинки.
В 1673 г. Лейбниц
изобрёл механическое устройство для расчетов (механического калькулятора).
1804 г. инженер Жозеф-Мари Жаккар
выстроил стопроцентно автоматический станок (станок Жаккара), способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась при помощи колоды перфокарт, любая из которых управляла одним ходом челнока.
В 1822 г. Ч. Беббиджем
была построена разностная машинка (пробная модель), способная рассчитывать и печатать огромные математические таблицы. В следующем он пришел к идее сотворения наиболее сильной — аналитической машинки. Она не попросту обязана была решать математические задачки определенного типа, а делать различные вычислительные операции в согласовании с инструкциями, задаваемыми оператором.
Графиня Огаста Ада Лавлейс
вместе с Ч. Бэббиджем трудилась над созданием программ для его счетных машин. Ее работы в данной для нас области были размещены в 1843 г.
Дж. Буль
по праву считается папой математической логики. Его именованием назван раздел математической логики — булева алгебра
. Дж. Буль изобрел своеобразную алгебру — систему обозначений и правил, используемую к различным объектам, от чисел и букв до предложений (1854 г
).
Модели арифмометров, 1-ая из которых была сконструирована не позже 1876 г.
Арифмометр Чебышева для того времени был одной из самых уникальных вычислительных машин. В собственных системах Чебышев
предложил принцип непрерывной передачи 10-ов и автоматический переход каретки с разряда на разряд при умножении.
Алексей Николаевич Крылов 1904 г.
предложил систему машинки для интегрирования обычных дифференциальных уравнений. В 1912 г.
таковая машинка была построена.
И остальные.
Электрическая вычислительная машинка
(ЭВМ ), комп — комплекс технических средств, созданных для автоматической обработки инфы в процессе решения вычислительных и информационных задач.
ЭВМ можно систематизировать
по ряду признаков, а именно:
• физическому представлению обрабатываемой инфы;
• поколениям (шагам сотворения и элементной базе).
• сферам внедрения и способам использования (также размерам и вычислительной мощности).
]]>