начать

Абак – первое счетное приспособление, которое стал применять человек. Идея его устройства заключается в наличии специального вычислительного поля, на котором по определенным правилам перемещают счетные элементы, сгруппированные по разрядам. Первое письменное упоминание об абаке появилось в V веке до н.э. у древнегреческого историка Геродота. У разных народов существовали свои аналогичные устройства. римский абак китайский суан-паняпонский соробанрусские счёты

Логарифмическая линейка – аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе умножение и деление чисел, возведение в степень, вычисление квадратных и кубических корней, вычисление логарифмов и тригонометрических функций. Принцип действия этой линейки основан на том, что умножение и деление чисел заменяется соответственно сложением и вычитанием их логарифмов. Первый вариант линейки разработал английский математик- любитель Уильям Отред в 1622 году. Джон Непер ( ) изобретатель логарифмов Уильям Отред ( ) Логарифмическая линейка 80-х годов XX века

В гг. французский философ и математик Блез Паскаль изобрел и сконструировал первое механическое счетное устройство, позволяющее складывать числа в десятичной системе счисления. Машина Паскаля осуществляла сложение чисел на дисках- колесиках. Десятичные цифры числа задавались поворотами дисков, на которых были нанесены цифровые деления. Результат читался в окошках. Диски имели один удлиненный зуб, что позволяло учесть при сложении перенос единицы в следующий разряд. Блез Паскаль ( ) Машина Паскаля

В 1673 г. Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрел устройство, которое не только складывало, но и умножало числа. Арифмометр Лейбница выполнял сложение так же как и машина Паскаля, но в её конструкцию были включены подвижная каретка и ручка, с помощью которой крутились барабаны, расположенные внутри аппарата. В машине каждый разряд имел собственный механизм, связанный с механизмами соседних разрядов. Лейбниц использовал шаговые барабаны – цилиндры с девятью зубцами разной длины, что позволило использовать операцию «сдвига» для поразрядного умножения чисел. За три столетия в различных странах мира было создано громадное количество арифмометров, которыми пользовались до 70-х годов нашего века. Готфрид Вильгельм Лейбниц ( ) Арифмометр 50-х годов XX века Арифмометр Лейбница Шаговый барабан машины Лейбница

В 1801 году во Франции сын лионского ткача Жозеф Мари Жаккард создал автоматический ткацкий станок, управляемый перфокартами. Наличие или отсутствие отверстий в карте заставляло нить подниматься и опускаться при каждом ходе челнока. Этот станок был первым массовым промышленным устройством, работающим по заданной программе. Идея перфокарт произвела переворот не только в ткацком деле, но и в дальнейшей разработке счетных машин. Программа, составленная из перфокарт Ткацкий станок Жаккарда

Чарльз Бэббидж, английский математик и изобретатель в 1823 году начал разработку Разностной машины. Машина должна была автоматизировать процесс составления таблиц разностей многочленов. В ней имелось суммирующее устройство и устройство, выводящее результаты вычислений на печать параллельно с проведением вычислений. В 1833 году правительство Великобритании прекратило финансирование этого проекта, т.к. его бюджет был превышен в пять раз. В 1843 году незавершенную машину со всеми чертежами поместили на хранение в музей Королевского колледжа в Лондоне. Именно из частей этой машины была построена действующая модель, находящаяся сейчас в Кембридже. Чарльз Бэббидж ( ) Разностная машина Чарльз Бэббидж ( ) Разностная машина

В 1849 году Бэббидж представил схему Аналитической машины, она состояла из трех блоков: склад – память для хранения чисел на регистрах, состоящих из механических колес, фабрика – блок для выполнения арифметических операций, устройство для управления процессом вычислений, осуществления выборки чисел из памяти, выполнения вычислений и вывода результатов. Чарльз Бэббидж работал над своей машиной до последних дней жизни. Сын Бэббиджа Генри закончил работу над машиной в 1896 году. Машина оказалась работоспособной и была первым действующим образцом, способным печатать результаты вычислений. Аналитическая машина

Августа Ада Лавлейс – соратница Чарльза Бэббиджа по разработке Аналитической машины. Ада Лавлейс – первый в истории программист – составляла программы на перфокартах. Предложила способ возврата одной или нескольких «отработанных» перфокарт из ящика-приёмника обратно в ящик- источник для последующего считывания и выполнения действий. Таким образом, стало возможно многократно повторять целые участки программ, т.е. организовывать программные циклы. Ада Августа Лавлейс ( ) Перфокарты времен Ады Лавлейс

В 1887 году инженер Герман Холлерит опробовал первый табулятор для обработки данных переписи населения в США. Машина Холлерита включала: клавишный перфоратор, позволяющий пробивать (перфорировать) около 100 отверстий в минуту одновременно на нескольких картах, машину для сортировки, которая представляла собой набор ящиков с крышками, табулятор, у которого замыкание электрической цепи приводило к увеличению показаний соответствующего счетчика на единицу. Герман Холлерит ( ) Табулятор Холлерита Перфокарта, используемая в табуляторе

Первая полностью механическая машина Z1 была построена в гг. Управление ею осуществлялось от перфоленты, на которую записывались команды программы. В 1939 году Цузе построил небольшую машину Z2, оперировавшую с 16-разрядными двоичными числами с фиксированной точкой. В 1941 году была разработана машина Z3, работавшая уже на электромеханических реле. Исходные данные задавались с клавиатуры, а результаты вычислений высвечивались на специальном табло. В гг. Конрад Цузе разрабатывает машину Z4. Память на 1024 слова была в ней механической, но длина чисел составляла 32 бит. До 1950 года Z4 оставалась единственным работающим компьютером в Европе. Конрад Цузе ( ) Машина Z3Машина Z4

Поколение ЭВМ – период развития вычислительной техники, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений. Смена поколений обычно связана с переходом на новую элементную базу, что приводит к скачку в росте основных характеристик ЭВМ. Новое поколение ЭВМ Новый состав программного обеспечения Новые области применения Новая элементная база Новые технологии производства I поколение с 1945… II поколение с 1955… III поколение с 1965… IV поколение с 1975… V поколение ?...

I е II е III е IV 1975-?-е Элементная база Электронные лампы ТранзисторыИС и БИССБИС Быстродействие (операций/сек) Ёмкость ОЗУ Периферия (ввод/вывод, хранение данных) Программное обеспечение Примеры ЭВМ Отечественные ЭВМ

В 1946 году Джон Экерт и Джон Моучли в Университете штата Пенсильвания (США) построили быстродействующую ЭВМ, получившую название ENIAC. Машина работала в десятичной системе, для ввода-вывода информации использовались перфокарты. Эта первая электронная цифровая машина имела почти 20 тысяч электронных ламп и 1,5 тыс. реле. Она представляла из себя тоннель длиной 21 метр со шкафами, набитыми радиолампами и выполняла до 5000 операций в секунду, потребляя при этом 180 к Вт электроэнергии. Вдоль тоннеля постоянно ездил инженер, который менял вышедшие из строя электронные лампы на новые. ENIAC Электронная вакуумная лампа Электронная вакуумная лампа

Поначалу программа вычислений в ЭВМ задавалась вручную с помощью механических переключателей и гибких кабелей со штекерами, которые вставлялись в нужные разъемы. Изменение программы вычислений требовало немалых усилий. Позже Джон фон Нейман разработал концепцию электронно-вычислительной машины с вводимыми в память программами и данными EDVAG. Управлять процессом вычислений стала программа, хранящаяся в выделенной области памяти. Программа представляла собой набор двоичных чисел и получила название машинной программы (Ассемблера). Джон фон Нейман ( ) Быстродействие электронных вычислительных машин первого поколения составляло тысяч операций в секунду. EDVAG

Развитие электронной вычислительной техники в СССР тесно связано с именем академика С.А. Лебедева, под руководством которого были созданы первые отечественные ЭВМ: в 1950 г.- MЭCM (Малая Электронная Счетная Машина) и в 1952 году БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина). В годах вводится в эксплуатацию БЭСМ-2 с быстродействием около 10 тысяч операций в секунду. ВЗУ - внешнее запоминающее устройство состояло из двух магнитных барабанов и магнитной ленты. Сергей Алексеевич Лебедев ( ) БЭСМ-1 МЭСМ

Изобретенные в 1948 году транзисторы оказались способными выполнять все те функции, которые до этого выполняли электронные лампы. Но при этом они занимали существенно меньший объём, потребляли значительно меньше электроэнергии и более надежны. Один транзистор способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, чем они. В результате быстродействие машин второго поколения возросло в 10 раз, объём их памяти также увеличился. Одновременно совершенствовались методы хранения информации. Магнитную ленту стали использовать для ввода и для вывода информации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информации на дисках. Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках. Транзисторы

Модель IBM 7094 – научный компьютер второго поколения. В середине 60-х годов XX века являлся одним из самых быстрых компьютеров – выполнял до 350 тысяч операций в секунду над числами с плавающей запятой. В качестве внешней памяти использовался накопитель на жестких магнитных дисках. Магнитные пластины диска размером 24 дюйма в диаметре вращались в вакууме. Магнитные головки считывали и записывали информацию на магнитную поверхность. IBM 7094Консоль управления IBM 7090

БЭСМ-6 - лучшая в мире ЭВМ второго поколения. Разрабатывалась под руководством академика С.А.Лебедева. В её структуре были воплощены многие идеи, получившие широкое использование лишь в машинах III и IV поколений. Выпускалась до 1981 года. БЭСМ-6

Минск-22 - одна из машин второго поколения, серийно выпускавшихся в СССР. Обрабатывает цифровую и алфавитную информацию, вводимую с перфокарт или с перфолент. Внешняя память на магнитной ленте представлена 16 лентопротяжными механизмами. Результаты обработки могут быть выведены на бумагу, перфокарты и перфоленты. На бумаге можно печатать цифровую и алфавитную информацию, а также различные символы. Минск-22

Главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки программирования высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла. Консоль управления БЭМС-6

Революцию в технологии производства ЭВМ вызвало создание интегральных схем. Был изобретен способ соединения всех компонентов электронной схемы (транзисторов, конденсаторов и резисторов) в одном устройстве на тонком слое кремниевой пластины. Благодаря этому размеры компьютеров значительно уменьшились, а их возможности увеличились. Появился новый класс памяти – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – допускающий только чтение данных и решающий проблему хранения наиболее важных программ ЭВМ. Обычная память, доступная и для записи, и для чтения, получила название ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Интегральная микросхема

В конце 60-х годов появилась идея проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу которой положено главным образом программное обеспечение (ПО). В 1964 году фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения. Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью. Наиболее важные нововведения: - программная совместимость всех моделей семейства; - универсальная операционная система, содержащая трансляторы для наиболее распространенных языков программиро- вания (Фортран, Кобол, RPG, Алгол 60, PL/1), причем имелась возможность включать в систему трансляторы для других языков. IBM 360

В конце 60-х годов появились мини-компьютеры с ограниченными аппаратными и программными средствами, небольшими размерами и невысокой ценой. Они использовались как индустриальные контроллеры – машины, управляющие станками на производстве. Такой компьютер занимал площадь всего в 2 м 2. Наибольшую популярность получила серия ЭВМ PDP-11. PDP-11

В СССР с 1971 года до конца 80-х, примерно с пятилетним интервалом, появились три ряда ЭВМ, получившие название ЕС (Единая Система). Машины одного ряда различались по производительности и их классифицировали как малые, средние и старшие модели. Но для всех ЭВМ строго выдерживались основные принципы серийности программная и аппаратная совместимость, общая номенклатура периферии, единый подход к конструированию и производству. Быстродействие ЕС ЭВМ первой очереди варьировалось от 20 тыс. операций в секунду в младшей модели ЕС-1020 до 500 тыс. операций в секунду в наиболее мощной ЕС Скорость расчетов на разработанной в 1984 году ЕС-1066 достигала 5,5 млн. операций в секунду. Модели могли объединяться в многомашинные и многопроцессорные комплексы. От поколения к поколению развивались средства дистанционного доступа, благодаря которым машины использовались в режиме разделения времени. С каждым новым рядом появлялась более современная периферия, например внешняя память прямого доступа на магнитных дисках, дисплейные станции. ЕС-1022

Дисплейные станции Накопитель на жестком магнитном диске АЦПУ (принтер) Внешний накопитель на магнитной ленте Перфоратор ввода данных Пульт управления Блок оперативной памяти

В 70-х годах началось массовое производство сверхбольших интегральных схем, имеющих металлические контакты для соединений. Изготовлять интегральные схемы можно только на автоматизированном производстве. Такие схемы называют печатными платами. Печатная плата состоит из множества чипов, каждый из которых может содержать несколько миллионов транзисторов. Чипы заключаются в корпуса, которые могут иметь выводы («ножки») с одной, двух или четырех сторон. Печатная плата Чипы

В 1983 году IBM произвела модель PC XT. Машина была оснащена жестким диском ёмкостью 10 Мбайт, тремя разъемами под дополнительные платы. Оперативная память могла расширяться до 640 кбайт. На дискеты записывалось 360 кбайт информации. В качестве операционной системы использовалась диалоговая система MS DOS компании Microsoft. В этом же году фирма Apple создает компьютер Lisa со странным устройством-манипулятором для ввода графической информации (мышью). Большинство ученых и разработчиков скептически отнес- лись к новинке. Стоил Lisa очень дорого – около 11 тысяч долларов. В 1984 году появился менее дорогой компьютер Macintosh. Он имел черно-белый монитор, аудиосистему и операционную систему с графи- ческим интерфейсом. Lisa

В 80-х годах была очень популярна модель Sinclair ZX Spectrum. Машина размещалась в одном корпусе с клавиатурой, а в качестве монитора использовался домашний телевизор. Она стоила всего несколько сотен долларов, что делало её доступной по цене практически каждому. Домашний компьютер имел от 48 кбайт памяти и базировался на микропроцессоре Z-80. В первых моделях в качестве внешней памяти использовались магнитные кассеты, в более поздних – дискеты 3,5. Sinclair ZX Spectrum разных модификаций

С начала 80-х годов начинается эра персональных компьютеров. Типичный персональный компьютер включает клавиатуру, видеомонитор и системный блок, в котором размеща- ется плата с микропроцессором. Для связи с внешним миром компьютер использует телефонные линии, для хранения данных – различные магнитные диски, для ввода графической информации – сканеры и манипуляторы, для создания твердых копий – принтеры и графопостроители. Машины серии IBM PC, впервые представленные в 1981 году, в настоящее время фактически стали стандартом для персональных компьютеров. Современный компьютер

Семакин И., Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 9 класса. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 (§44) Энциклопедия для детей. Том 22. Информатика. / Глав. ред. Е.А. Хлебалина, вед. науч. ред. А.Г. Леонов. – М.: Аванта+, 2004 Википедия – свободная энциклопедия. Виртуальный компьютерный музей.