История развития вычислительной техники

Как только человек открыл для себя понятие "количество", он сразу же принялся подбирать инструменты, оптимизирующие и облегчающие счёт. Пальцевый счёт Счёт с помощью предметов (узелки, абак, счёты) Счет с помощью предметов

Первые счётные машины В 1642 году появилась 8-разрядная суммирующая машина Блеза Паскаля. В ней использовались взаимосвязанные колесики с нанесенными цифрами от 0 до 9. Когда первое колесико производило полный оборот от 0 до 9, начинало вращаться второе колесико. Когда оно достигало цифры 9, вращалось третье и так далее. Машина Паскаля складывала и вычитала, умножала и делила лишь путем многократного сложения и вычитания.

В 1673 году Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал машину «четырех действий», которая выполняла и сложение, и вычитание, и умножение и деление, и извлечение квадратного корня. В отличие от Паскаля Лейбниц использовал в своей машине цилиндры с нанесенными на них цифрами. Специально для нее Лейбниц впервые применил двоичную систему счисления.

В1823 году английский математик Чарльз Бэббидж приступил к постройке разностной машины, которая должна была производить вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Постройкой машины Бэббидж занимался 10 лет, но так и не закончил. В 1830 году он разработал проект аналитической машины для выполнения научных и технических расчетов. В этом проекте предугаданы все основные устройства ЭВМ и задачи, которые могут решаться с ее помощью. В качестве носителей информации при вводе и выводе Бэббидж предлагал использовать перфокарты. Управление машиной предполагалось программным путем.

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. Colossus и Mark 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.

ЭВМ первого поколения 1946 – 1958 г.г. Основной элемент – электронная лампа. Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7 см, 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 и средств ввода-вывода.

Машины второго поколения Машины предназначались для решения различных трудоемких научно- технических задач, а также для управления технологическими процессами в производстве. 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.

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.

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.

Информация. Количество информации Человек для передачи использует формальные и естественные языки. Естественный язык – это язык на котором общаются люди. (Русский, немецкий, английский и т. д.) Формальный язык – это язык строгих правил грамматики и синтаксиса. (Язык программирования, химические формулы и т. д.)

Десятичная система счисления (0, 1, …, 9) Двоичная система счисления (0, 1) Минимальная единица измерения – БИТ. 8 битов = 1 байт 1024 байта = 1 1 килобайт (Кбайт) 1024 килобайта (Кбайт) = 1 мегабайт (Мбайт) 1024 мегабайта (Мбайт) = 1 гигабайт (Гбайт) 1024 мегабайт (Гбайт) = 1 терабайт (Тбайт)

Домашнее задание 1 Тбайт=? Мбайт 4 Кбайт=? бит 7 Гбайт=? Кбайт 3 Мбайт=? Гбайт