Кто хочет ограничиться настоящим без знания прошлого, тот никогда не поймет его… Готфрид Вильгельм Лейбниц, XVII век. Кто хочет ограничиться настоящим без знания прошлого, тот никогда не поймет его… Готфрид Вильгельм Лейбниц, XVII век. План 1.Основные этапы эволюции вычислительных устройств от древних средств счета до современной цифровой техники. 2.Поколения компьютеров 3.Принципы фон Неймана. 4.Развитие персональных компьютеров, суперкомпьютеров. 5.Проблемы и перспективы на современном этапе. 6. Проверка знаний.

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.) 3 Основные этапы эволюции вычислительных устройств от древних средств счета до современной цифровой техники.

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. 4

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. 5

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. 6

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). 7

Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА. 8

I поколение компьютеров. В 1946 г. в США были закончены работы по созданию ENIAC - первой вычис­лительной машины на электрон­ных компонентах Новая машина имела впечатляющие па­раметры: в ней использовалось 18 тыс. электронных ламп, она зани­мала помещение площадью 300 м 2, имела массу 30 т, энергопотребле­ ние кВт. В компьютерах I поколения была ре­ализована концепция хранимой программы. Компьютеры I поко­ления использовались для прогнозирования погоды, решения энер­гетических задач, задач военного характера и в других важных об­ластях.

II поколение компьютеров. Одним из самых важных достиже­ ний, которые привели к революции в конструировании ЭВМ и в конечном счете к созданию персональных компьютеров, было изобретение транзистора в 1948 г.

Ярким представителем отечественных ЭВМ II поколения стала большая электронная суммирующая машина БЭСМ-6, разра­ботанная С.А. Лебедевым и его коллегами (рис. 1.8). Для компью­теров этого поколения характерно использование языков программирования высокого уров­ня, которые получили свое раз­витие в компьютерах следующе­го поколения. Транзисторные машины II поколения заняли всего лишь пять лет в биографии ЭВМ.

III поколение компьютеров. В 1959 г. инженеры фирмы Texas Instruments разработали способ размещения нескольких транзисторов и других элементов на одной основе (или подложке) и соединения этих транзисторов без использования проводников. Так родилась интегральная схема (ИС, или чип). Первая интегральная схема содержала всего шесть транзисторов. Теперь компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции. Появились операционные системы, которые стали брать на себя задачи управления памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами. 12

В апреле 1964 г. IBM анонсировала System первое семейство универсальных программно-совместимых компьютеров и пе­риферийного оборудования. Элементной базой семейства System 360 были выбраны гибридные микросхемы, благодаря чему но­вые модели стали считать машинами III поколения 13

IV поколение компьютеров. Этот этап в развитии вычислительной техники связан с разработкой больших и сверхбольших интегральных микросхем. В компьютерах IV поколения стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт. 14

V поколение компьютеров. В 90-х годах XX в. огромное внимание стало уделяться не столько повышению технических характеристик компьютеров, сколько их «интеллектуальности», открытой архитектуре и возможностям объединения в сети. Внимание акцентируется на разработке баз знаний, дружественного интерфейса с пользователем, графических средств представления информации и разработке средств макропрограммирования. Четких определений этого этапа развития средств ВТ нет, по­скольку элементная база, на которой основывается данная клас­сификация, осталась прежней - ясно, что все компьютеры, выпускаемые в настоящее время, можно отнести к V поколе­нию. 15

В 1946 году Д. фон Нейман, Г. Голдстайн и А. Беркс в своей совместной статье изложили новые принципы построения и функционирования ЭВМ. В последствие на основе этих принципов производились первые два поколения компьютеров. В более поздних поколениях происходили некоторые изменения, хотя принципы Неймана актуальны и сегодня. 16

1.Принципы программного управления работой компьютера. 2.Принцип условного перехода. Возможность изменять порядок исчисления в зависимости от полученных промежуточных результатов. 3. Принцип хранения программы. 4. Использование 2-ной системы счисления для представления информации. 5. Принцип иерархичности запоминающего устройства. Данные, которые наиболее часто используются, хранятся в самом быстродействующем ЗУ сравнительно малой емкости, а данные, которые используются довольно редко - в самом медленном, но гораздо большей емкости. Основные принципы фон Неймана 17

Суперкомпьютер CRAY-1 Суперкомпьютер Crayt3e Суперкомпьютеры это очень мощные компьютеры с производительностью свыше 100 мегафлопов (1 мегафлоп миллион операций с плавающей точкой в секунду). Они называются сверхбыстродействующ ими. Эти машины представляют собой многопроцессорные и (или) многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Различают суперкомпьютеры среднего класса, класса выше среднего и переднего края ( high end ). 18

Информационные технологии занимают уникальное положение в современном обществе. В отличие от других научно-технических достижений средства вычислительной техники и информатики применяются практически во всех сферах интеллектуальной деятельности человека, способствуя прогрессу в технике и технологии. 19

Проверим знания, которые вы усвоили! 20

I поколение III поколение II поколение IV поколение Интегральные схемы Транзисторы Электронные лампы Оптоэлектроника, криоэлектроника Оптоэлектроника, криоэлектроника 21

2. Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена? а)Пальцы b)Счеты c)Абак 3.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. a)Пальцы b)четы c)Абак 22

5. Что означает слово в ребусе? a.Устройство управления b.Устройство ввода c.Устройство вывода 23

24