(8 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Реферат: История развития вычислительной техники 13
. Абак
(греч. αβαξ, abákion, лат. abacus − доска) − это счётная доска, простейшее счётное устройство, применявшееся для арифметических вычислений примерно с IV века до н.э. в Старой Греции, Старом Риме. В Европе абак применялся до XVIII века.
В
ещё в средние века (16-17 вв.) на базе абака было создано другое приспособление –
счёты
.
Механические приспособления
Механизация вычислительных операций началась в XVII веке. На первом шаге для сотворения механических вычислительных устройств использовались механизмы, подобные часовым.
В 1623
год − германский ученый Вильгельм Шиккард
разработал 1-ое в мире механическое устройство («суммирующие часы»)
для выполнения
шестиразрядных десятичных чисел. Было ли устройство реализовано при жизни изобретателя, достоверно непонятно, но в 1960 году оно было воссоздано по чертежам и подтвердило свою работоспособность.
В 1642 году
французский механик Блез Паскаль
сконструировал 1-ое в мире механическое цифровое вычислительное устройство («Паскалин
»), построенное на базе зубчатых колес. Оно могло суммировать и вычитать пятиразрядные десятичные числа, а крайние модели оперировали числами с восемью десятичными разрядами.
В 1673
г.
германский философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц
сделал механический калькулятор, который с помощью двоичной системы счисления делал умножение, деление, сложение и вычитание. Операции умножения и деления производились путём неоднократного повторения операций сложения и вычитания.
Но обширное распространение вычислительные аппараты получили лишь в 1820
году, когда француз Чарльз Калмар
изобрёл машинку, которая могла создавать
главных арифметических деяния
.
Машинку Калмара окрестили арифмометр
. Благодаря собственной универсальности арифмометры использовались достаточно долгое время до 60-х годов ХХ века.
Автоматизация вычислений
Мысль автоматизации вычислительных операций пришла из часовой индустрии. Древние монастырские башенные часы были построены так, чтоб в данное время включать механизм, связанный с системой колоколов.
В 1833 году
британский ученый, доктор Кембриджского института Чарльз Беббидж
разработал проект аналитической машинки
, которая имела черты современного компа. Это был огромный арифмометр с программным управлением, арифметическим и запоминающим устройствами. Оно имело устройство для ввода инфы, блок управления, запоминающее устройство и устройство вывода результатов.
Сотрудницей и помощницей Ч. Беббиджа в почти всех его научных изысканиях была леди Ада Лавлейс
(урожденная Байрон).
Она разработала 1-ые программки для машинки и предвосхитила базы современного программирования для цифровых вычислительных машин с программным управлением. Заложила почти все идеи и ввела ряд понятий и определений, сохранившихся до реального времени.
Она предсказала возникновение современных компов как функциональных машин не только лишь для вычислений, да и для работы с графикой, звуком. Посреди 70-х годов двадцатого столетия министерство обороны США (Соединённые Штаты Америки — одного языка программирования американских вооруженных сил. язык носит заглавие Ada
. Денек программера отмечается в денек рождения Ады Лавлейс 10 декабря.
Индивидуальностью Аналитической
машинки
сделалось то, что тут в первый раз был реализован принцип разделения инфы на
. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал применять перфокарты-листы из плотной бумаги с информацией, наносимой при помощи отверстий.
В 1888
году южноамериканский инженер Герман
Холлерит
сконструировал первую электромеханическую счётную машинку. Эта машинка, нареченная табулятором
, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. Для работы данной нам машинки использовалось электричество. В 1890
изобретение Холлерита было применено в 11-ой американской переписи населения. Работа, которую 500 служащих делали в течение 7 лет, Холлерит с 43 ассистентами на 43 табуляторах выполнил за один месяц.
Предстоящее развитие науки и техники дозволили в 1940-х годах
выстроить 1-ые вычислительные машинки. В 1944 г.
южноамериканский инженер Говард
Эйкен
при поддержке конторы Ай-Би-Эм (IBM) сконструировал комп для выполнения баллистических расчетов. Этот комп, нареченный «Марк
1
», по площади занимал приблизительно половину футбольного поля и включал наиболее 800 км проводов, около 750 тыс.деталей, 3304 реле. «Марк-1
» был основан на использовании электромеханических
реле
и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте
. машинка могла манипулировать числами длиной до 23 разрядов. Для перемножения 2-ух 23-разрядных чисел ей было нужно 4 секунды.
Но электромеханические реле работали недостаточно стремительно. В 1946 г.
По заказу Армии США (Соединённые Штаты Америки — электрический цифровой комп ЭНИАК
(ENIAC — электрический числовой интегратор и вычислитель), который можно было перепрограммировать для решения полного спектра задач. Разработали его южноамериканские ученые Джон
Уильям
Мокли
и Джон
Преспер
Экерт.
В ЭНИАКе в качестве базы компонентной базы электромеханические реле были изменены вакуумными лампами
. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность – 150 кВт по тем временам было довольно для освещения огромного городка. Вычислительная мощность – 300 операций умножения либо 5000 операций сложения в секунду. Вес – 27 тонн, наиболее 30 метров. Вычисления проводились в десятичной системе. ЭНИАК употреблялся для расчета баллистических таблиц, пророчества погоды, расчетов в области атомной энергетики, аэродинамики, исследования вселенной.
В СССР (Союз Советских Социалистических Республик, также Советский Союз — машинка МЭСМ
(малая электрическая счётная машинка) была сотворена в 1951
году
под управлением академика Сергея
Алексеевича
Лебедева.
машинка вычисляла факториалы натуральных чисел и решала уравнения параболы. сразу Лебедев трудился над созданием БЭСМ
— быстродействующей электрической счётной машинки, разработка которой была завершена в 1953 году.
В 1971 году
компанией Intel (США
В 1964г.
сотрудник Стэнфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт показал работу первой мыши-манипулятора, но лишь четыре года спустя мышка была показана на компьютерной конференции в Сан-Франциско.
1-ый индивидуальный комп (ПК ) в 1976г.
выпустила компания Apple
; в СССР возникли в 1985г
.
Таблица 1. Поколения ЭВМ
Показатель
Поколения ЭВМ
1-ое
1950-1960-е годы
2-ое
1960-1970-е годы
Третье
1970-1980-е годы
4-ое
1980-1990-е годы
5-ое
1990-настоящее время
Элементная база микропроцессора
Электрические лампы
Полупроводники (Транзисторы)
Малые интегральные схемы (МИС)
Огромные ИС (БИС) и Сверхбольшие ИС (СБИС)
Оптоэлектроника
Криоэлектроника (лазеры, голография)
Элементная база ОЗУ
Электронно-лучевые трубки
Ферритовые сердечники
Кремниевые кристаллы
БИС и СБИС
СБИС
Главные устройства ввода
Пульт, перфокарточный, перфоленточный ввод
Алфавитно-цифровой экран, клавиатура
Цветной графический экран, клавиатура, “мышь” и др.
Цветной графический экран, сканер, клавиатура, устройства голосовой связи с ЭВМ
Главные устройства вывода
Алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), перфоленточный вывод
Графопостроитель, принтер
Наружная память
Магнитные ленты, барабаны, перфоленты, перфокарты
Магнитный диск
Перфоленты, магнитный диск (30 см в поперечнике)
Магнитные и оптические диски
Наибольшая емкость ОЗУ, б
101
102
104
105
— 107
108
(?)
Наибольшее быстродействие микропроцессора (оп/с)
104
106
107
108
— 109
+Многопроцессорность
1012
+Многопроцессорность
Языки программирования
Всепригодные языки программирования, трансляторы (машинный код)
Пакетные операционные системы, оптимизирующие трансляторы
(Ассемблер, Фортран)
Процедурные языки высочайшего уровня (ЯВУ)
Новейшие процедурные ЯВУ и Непроцедурные ЯВУ
Новейшие непроцедурные ЯВУ
Цель использования ЭВМ
Научно-технические расчеты
Технические и экономические расчеты
Управление и экономические расчеты
Телекоммуникации, информационное сервис
Внедрение частей искусственного ума и определение зрительных и звуковых образов
Поколения ЭВМ
ЭВМ принято разделять на поколения. Для компьютерной техники свойственна до этого всего быстрота смены поколений — за её маленькую историю развития уже успели смениться четыре поколения и на данный момент мы работаем на компах 5-ого поколения. Определяющими признаками при отнесении ЭВМ к тому либо иному поколению являются их элементная база (из каких в главном частей они построены), быстродействие, емкость памяти, методы управления и переработки инфы.
1-ое поколение. 1950-1960-е годы
Компы на электрических вакуумных лампах
(диодиках и триодах), а в качестве оперативных запоминающих устройств использовались электронно-лучевые трубки, в качестве наружных запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.
Программирование работы ЭВМ этого поколения производилось в двоичной системе счисления на машинном языке, другими словами программки были агрессивно нацелены на определенную модель машинки.
Машинки предназначались для решения сравнимо легких научно-технических задач. Они были значимых размеров, потребляли огромную мощность, имели невысокую надежность работы.
Быстродействие их не превышало 2-3 тыщ операций в секунду, емкость оперативки — 2048 машинных слов длиной 48 двоичных символов. Использовались в главном для научных расчетов.
В конце этого периода стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках.
ЭНИАК, МЭСМ, БЭСМ и 1-ые модели ЭВМ «Минск» и «Урал».
2-ое поколение ЭВМ . 1960-1970-е годы
Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые элементы (транзисторы). Транзисторы (твердые диоды и триоды) поменяли электрические лампы в микропроцессорах, а ферритовые (намагничиваемые) сердечники – электронно-лучевые трубки в оперативных запоминающих устройствах. машинки предназначались для решения разных трудозатратных научно-технических задач, также для управления технологическими действиями в производстве.
Возникновение полупроводниковых частей в электрических схемах значительно прирастило емкость оперативки, надежность и быстродействие ЭВМ . Уменьшились размеры, масса и потребляемая мощность.
Скорость ЭВМ возросла до сотен тыщ операций в секунду, а память – до 10-ов тыщ машинных слов. Создаются длительные запоминающие устройства на магнитных лентах
. Начали использовать языки программирования высочайшего уровня, такие как Фортран
В 1964 году возник 1-ый монитор для компов — IBM 2250. Это был монохромный экран с экраном 12 × 12 дюймов и разрешением 1024 × 1024 пикселов. Он имел частоту кадровой развертки 40 Гц .
Третье поколение ЭВМ : 1970-1980-е годы
Элементная база ЭВМ — малые интегральные схемы
(МИС), что привело к предстоящему повышению скорости до миллиона операций в секунду и памяти до сотен тыщ слов. машинки предназначались для широкого использования в разных областях науки и техники.
ЭВМ третьего поколения также характеризуется наикрупнейшими сдвигами в архитектуре ЭВМ , их программном обеспечении, организации взаимодействия человека с машинкой. Это, до этого всего наличие развитой конфигурации наружных устройств (алфавитно-цифровые терминалы, графопостроители, магнитные диски (30 см в поперечнике) и т.п.), развитая операционная система.
В период машин третьего поколения произошел большой сдвиг в области внедрения ЭВМ . Если ранее ЭВМ использовались в главном для научно-технических расчетов, то в 60-70-е годы 1-ое пространство стала занимать обработка символьной инфы, в главном экономической.
IV
поколение.
1980-1990-е годы
Переход к машинкам 4-ого поколения – ЭВМ на
– происходил во 2-ой половине
и закончился примерно к
сейчас на одном кристалле размером 1 см2
стали располагаться сотки тыщ электрических частей. Скорость и размер памяти возросли в 10-ки тыщ раз по сопоставлению с машинками первого поколения и составили приблизительно 109
операций в секунду и 107
слов соответственно.
Более большим достижением, связанным с применением БИС, сделалось создание
, а потом на их базе
. Если прежние поколения ЭВМ добивались для собственного расположения особых помещений, системы вентиляции, специального оборудования для электропитания, то требования, предъявляемые к эксплуатации микро-ЭВМ , ничем не различаются от критерий эксплуатации бытовых устройств. При всем этом они имеют довольно высшую производительность, экономны в эксплуатации и дешевы.
Микро-ЭВМ употребляются в измерительных комплексах, системах числового программного управления, в управляющих системах различного предназначения.
Предстоящее развитие микро-ЭВМ привело к созданию
)
,
обширное распространение которых началось с
когда Компания
выпустила собственный 1-ый индивидуальный комп
.
В период машин 4-ого поколения стали также серийно выполняться супер-ЭВМ . В нескольких серийных моделях была достигнута производительность выше 1 миллиардов. операций в секунду.
К числу более значимых разработок 4-ого поколения относится ЭВМ «
».
Примером российскей суперЭВМ является многопроцессорный вычислительный комплекс «
».
V
поколение.
1990-настоящее время
С 90-х годов
в истории развития вычислительной техники наступила пора 5-ого поколения. Высочайшая скорость выполнения арифметических вычислений дополняется высочайшими скоростями логического вывода.
Сверхбольшие интегральные схемы завышенной степени интеграции, внедрение оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
Способны принимать информацию с рукописного либо печатного текста, с бланков, с людского голоса, узнавать юзера по голосу, производить перевод с 1-го языка на иной. Употребляются модели и средства, разработанные в области искусственного ума. Архитектура содержит несколько блоков:
– обеспечивает интерфейс меж юзером и ЭВМ на естественном языке;
– хранятся познания, скопленные населением земли в разных предметных областях;
— организует подготовку программки решения задачки на основании познаний, получаемых из базы познаний и начальных данных, приобретенных из блока общения.
вычислительной системы составляет ЭВМ высочайшей производительности.
В связи с возникновением новейшей базисной структуры ЭВМ в машинках 5-ого поколения обширно употребляются модели и средства, разработанные в области
.
Систематизация ЭВМ
Существует довольно много систем систематизации по разным признакам.
I
.
систематизация по предназначению:
1) СуперЭВМ
предусмотрены для решения крупномасштабных вычислительных задач, для обслуживания огромнейших информационных банков данных. Это весьма массивные компы с производительностью выше 100 мегафлопов (1 мегафлоп — миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они именуются сверхбыстродействующими. Эти машинки представляют собой многопроцессорные и (либо) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле наружных устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и фронтального края (high end).
2) Огромные ЭВМ
— для комплектования ведомственных, территориальных и региональных вычислительных центров. Мэйнфреймы
предусмотрены для решения широкого класса научно-технических задач и являются сложными и дорогими машинками. Их целенаправлено использовать в огромных системах при наличии не наименее 200 — 300 рабочих мест.
3) Средние ЭВМ
— широкого предназначения для управления сложными технологическими производственными действиями. ЭВМ этого типа могут употребляться и для управления распределенной обработкой инфы в качестве сетевых серверов.
4) Индивидуальные и проф ЭВМ
, дозволяющие удовлетворять личные потребности юзеров. На базе этого класса ЭВМ строятся автоматические рабочие места (АРМ) для профессионалов различного уровня.
5) Встраиваемые процессоры
, осуществляющие автоматизацию управления отдельными устройствами и механизмами.
II
. Систематизация ПК по типоразмерам:
1)
Настольные
(desktop) — употребляются для оборудования рабочих мест, различаются простотой конфигурации конфигурации. Более всераспространены.
2)
Портативные
– комфортны для транспортировки, можно работать при отсутствии рабочего места.
Главные разновидности портативных компов:
Laptop
(наколенник, от lap>
— колено и top
— поверх). По размерам близок к обыкновенному ранцу. По главным чертам (быстродействие, память) приблизительно соответствует настольным ПК . На данный момент компы этого типа уступают пространство ещё наименьшим.
Notebook
(блокнот, записная книга). По размерам он поближе к книжке большого формата. Имеет вес около 3 кг. Является переносным индивидуальным компом. Он имеет малогабаритные габариты и интегрированные батареи, дозволяющие работать без сетевого напряжения.
Palmtop
(наладонник) — это самый небольшой ПК . Он не имеет наружной памяти на магнитных дисках, она заменена на энергозависимую электрическую память. Эта память может перезаписываться с помощью полосы связи с настольным компом. Карманный комп можно применять как словарь-переводчик либо записную книгу
III
. систематизация по условиям эксплуатации:
По условиям эксплуатации компы делятся на два типа:
1) офисные
(всепригодные) – на их базе можно собирать вычислительные системы случайного состава;
2) спец
– предусмотрены для решения определенного круга задач (к примеру, бортовые компы каров, самолетов).
Главные принципы функционирования ПК
Исторически комп возник как машинка для вычислений и именовался электрической вычислительной машинкой – ЭВМ . Общие принципы работы всепригодных вычислительных устройств были сформулированы известным южноамериканским математиком Джоном фон Нейманом
в 1946
году:
1. Неважно какая ЭВМ для выполнения собственных функций обязана иметь малый
:
· АЛУ
– арифметическое логическое устройство. Конвертирует информацию, выполняя сложение, вычитание и главные логические операции «И», «ИЛИ», «НЕ».
· УУ
– устройство управления. Организует процесс выполнения программ.
· ОЗУ
– оперативное запоминающее устройство (память), состоящее из перенумерованных ячеек. Хранит данные, адреса и команды, владеет высочайшей скоростью записи и чтения чисел.
· УВВ
– устройство ввода-вывода. Получают информацию снаружи, выводят её получателю.
Это традиционная структура вычислительной машинки, на базе которой уже наиболее полвека создаются ЭВМ .
В современных компах объединены АЛУ
и УУ
в одной сверхбольшой интегральной схеме (процессор). Уменьшение габаритов ОЗУ
позволило расположить одной электрической плате (материнская). Все связи меж отдельными устройствами объединены в пучок параллельных проводов (системная шина).
2. Информация кодируется в двоичной форме.
3. Метод представляется в форме последовательности установок, совокупа которых именуется программкой
.
4. Программки и данные хранятся в одной и той же памяти.
Доклад на тему:
«История вычислительной техники»
Подготовила студентка группы К-55
Маковская Кристина
]]>