Cлайд 1
Cлайд 2
Cлайд 3
Ещё 1500 лет назад для облегчения вычислений стали использовать счёты. В 1642 г. Блез Паскаль изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел, 1654 -логарифмическая линейка, изобретение перфокарты, первое устройство, сделавшее вычисления быстрыми и получившее широкое распространение. а в 1694 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически производить четыре арифметических действия, 1822-1838 - Разностная машина Чарльза Бэббиджа, первая попытка создать программируемое вычислительное устройство.
Cлайд 4
Cлайд 5
Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля, который в 1642г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла только складывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36(13(8 сантиметров. Инженерные идеи Паскаля оказали огромное влияние на многие другие изобретения в области вычислительной техники.
Cлайд 6
Cлайд 7
Чарльз Бэббидж изобрел первый универсальный программируемый компьютер. В 1812 году английский математик Чарльз Бэббидж начал работать над так называемой разностной машиной, которая должна была вычислять любые функции, в том числе и тригонометрические, а также составлять таблицы. Свою первую разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал на ней таблицу квадратов, таблицу значений функции y=x2+x+41 и ряд других таблиц. Однако из-за нехватки средств эта машина не была закончена. Но эта неудача не остановила Бэббиджа, и в 1834 году он приступил к новому проекту – созданию Аналитической машины, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. С 1842 по 1848 год Бэббидж упорно работал, расходуя собственные средства. К сожалению, он не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Заслуга Бэббиджа в том, что он впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений. Именно Аналитическая машина по своей сути явилась прототипом современного компьютера. Эта идея и ее инженерная детализация опередили время на 100 лет!
Cлайд 8
Cлайд 9
Первый статистический табулятор был построен американцем Германом Холлеритом, с целью ускорить обработку результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. Идея возможности использования для этих целей перфокарт принадлежала высокопоставленному чиновнику бюро переписи Джону Шоу Биллингсу (будущему тестю Холлерита). Холлерит закончил работу над табулятором к 1890 г. Затем в в бюро переписи были проведены испытания, и табулятор Холлерита в соревновании с несколькими другими системами был признан лучшим. С изобретателем был заключен контракт. После проведения переписи Холлерит был удостоен нескольких премий, и получил звание профессора в Колумбийском университете.
Cлайд 10
Cлайд 11
В 1938 году Цьюз завершил работу над прототипом электромеханического двоичного программируемого калькулятора V1 (после войны он был переименован в Z1). Эта машина могла работать с плавающей точкой и отрицательными числами.
Cлайд 12
6. Первое поколение компьютеров с архитектурой фон Неймана Память на ферритовых сердечниках. Каждый сердечник - один бит.
Cлайд 13
Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский «Baby» - Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году; в 1949 году за ним последовал компьютер Манчестерский Марк I, который уже был полной системой, с трубками Уильямса и магнитным барабаном в качестве памяти, а также с индексными регистрами. Другим претендентом на звание «первый цифровой компьютер с хранимой программой» стал EDSAC, разработанный и сконструированный в Кембриджском университете. Заработавший менее чем через год после «Baby», он уже мог использоваться для решения реальных проблем.
Cлайд 14
Cлайд 15
Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники, стало изобретение транзистора в 1947 году. Они стали заменой хрупким и энергоёмким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении», которое доминировало в 1950-х и начале 1960-х. Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров и объёмов потребляемой энергии, а также повышение надёжности.
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели урока:
Образовательные:
- систематизировать знания об истории развития вычислительной техники;
- знать о развитии электронно-вычислительной техники в России;
- научиться определять поколения ЭВМ по основным характеристикам.
Развивающие:
- развивать логическое мышление, умение делать выводы и обобщения;
- развивать память.
Воспитательные:
- воспитывать организованность, внимательность.
План урока:
- Орг. момент.
- Изучение материала с использованием презентации.
- Выполнение тестовой работы.
- Итоги урока.
Ход урока
1. Орг. момент.
2. Изучение материала с использованием презентации.
1) Озвучивание темы урока и план изучения темы (1 и 2 слайды).
2) Вычисления в доэлектронную эпоху.
(3 слайд) 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.).
(4 слайд) Каждый школьник хорошо знаком со счетными палочками, которые использовались в качестве счетного эталона в первом классе.
(4-5 слайды) В древнем мире при счете больших количеств предметов для обозначения определенного их количества (у большинства народов - десяти) стали применять новый знак, например зарубку на другой палочке. Первым вычислительным устройством, в котором стал применяться этот метод, стал абак. Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая - десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующий разряд. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.
(6 слайд) 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.
(7 слайд) 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.
(8 слайд) 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.
(9 слайд) 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).
(10 слайд) Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА.
(11 слайд) Программы записывались на перфокарты путем пробития в определенном порядке отверстий в плотных бумажных карточках. Затем перфокарты помещались в Аналитическую машину, которая считывала расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой.
3) Развитие электронно-вычислительной техники. ЭВМ первого поколения
(12 слайд) В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин, в которых на смену механическим деталям пришли электронные лампы. ЭВМ первого поколения требовали для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.
(13 слайд) В 1945 году в США был построен ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор), а в 1950 году в СССР была создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина).
(14 слайд) ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью несколько тысяч операций в секунду, последовательность выполнения которых задавалась программами. Программы писались на машинном языке, алфавит которого состоял из двух знаков: 1 и 0.
4) ЭВМ второго поколения
(15 слайд) В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ второго поколения, основанные на новой элементной базе - транзисторах, которые имеют в десятки и сотни раз меньшие размеры и массу, более высокую надежность и потребляет значительно меньшую электрическую мощность, чем электронные лампы. Такие ЭВМ производились малыми сериями и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.
(16 слайд) В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (Большая Электронная Счетная Машина), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду.
(17 слайд) В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно-цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений. Работа программистов по разработке программ существенно упростилась, так как стала проводиться с использованием языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.).
5) ЭВМ третьего поколения
(18 слайд) Начиная с 70-х годов прошлого века, в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы. В интегральной схеме (маленькой полупроводниковой пластине) могут быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имеет размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса.
(19 слайд) ЭВМ на базе интегральных схем стали гораздо более компактными, быстродействующими и дешевыми. Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и были доступными для большинства научных институтов и высших учебных заведений.
6) Персональные компьютеры
(20 слайд) Развитие высоких технологий привело к созданию больших интегральных схем - БИС, включающих десятки тысяч транзисторов. Это позволило приступить к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового пользователя.
(21 слайд) Первым персональным компьютером был Аррle II («дедушка» современных компьютеров Маcintosh), созданный в 1977 году. В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компьютеров IВМ РС («дедушек» современных IВМ-совместимых компьютеров).
(22 слайд) Современные персональные компьютеры компактны и обладают в тысячи раз большим быстродействием по сравнению с первыми персональными компьютерами (могут выполнять несколько миллиардов операций в секунду).
7) Современные супер-ЭВМ
(23 слайд) Это многопроцессорные комплексы, которые позволяют добиться очень высокой производительности и могут применяться для расчетов в реальном времени в метеорологии, военном деле, науке и т. д.
3. Выполнение тестовой работы.
Тестовую работу учащиеся выполняют за компьютером. Тест создается в программе My Test, которую можно скачать с портала Klyaksa.net .
Вопросы теста:
- Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена?
- Пальцы
- Счеты
- 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.
- Пальцы
- Счеты
- Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) в доэлектронную эпоху использовали
- Арифмометры
- Счеты
- Пальцы
- XIX веке были изобретены механические счетные машины
- Компьютеры
- Арифмометры
- Счеты
- Программно управляемая счетная машина, имеющая арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати была изобретена
- Дж. Фон Нейманом
- английским математиком Чарльзом Бэббиджем
- леди Адой Лавлейс
- Первый программист
- Дж. Фон Нейман
- английский математик Чарльз Бэббидж
- леди Ада Лавлейс
- Программы для Аналитическую машины Бэббиджа, записывались на
- перфокарты
- транзисторы
- бумагу
- Основной элемент ЭВМ первого поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- электронные лампы.
- Основной элемент ЭВМ второго поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- Основной элемент ЭВМ третьего поколения:
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- Основной элемент персональных компьютеров
- транзистор
- интегральная схема
- Сверхбольшая интегральная схема (процессор)
- электронные лампы
- В 1945 году в США был построен
- БЭСМ-6
- ENIAC
- МЭСМ.
- В 1950 году в СССР была создана
- БЭСМ-6
- ENIAC
- МЭСМ.
- В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения
- БЭСМ-6
- ENIAC
- МЭСМ.
4. Итоги урока.
Учащиеся отвечают на контрольные вопросы. (24 слайд)
- Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения?
- Почему современные персональные компьютеры доступны для массового потребителя?
Оценки, полученные за тестовую работу, учащиеся выставляют в журнал.
Урок составлен по учебнику Н.Д. Угриновича (Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса/ Н.Д. Угринович. – 3-е изд. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.)
Основные даты Около 3000 лет до нашей эры - счёты в Китае. 1642г. - Первая механическая суммирующая машина Паскаля. 1694г. - Первая машина Лейбница. 1830г. – Ч. Бэббиджем разработан первый программируемый компьютер. 1867г. - Изобретена пишущая машина. 1890г. – Счётно-аналитическая машина Холлерита. 1930г. - Первый аналоговый компьютер Буша. 1944г. - Первый цифровой компьютер Айкена (МАРК 1). 1946г. - Первый полностью электронный цифровой компьютер Моушли и Эккерта (ЭНИАК). 1948г. - Изобретён транзистор. 1949г. - Завершена работа над первым компьютером с хранимой программой.
Основные даты 1951г. - Первая серийная ЭВМ (ЮНИВАК). 1964г. - Появление интегральных схем. 1965г. - Первый мини-компьютер е г. - Создание больших интегральных схем. 1977г. - Первый микрокомпьютер Возняка и Джобса, выпущенный фирмой APPLE 1980г. - Создан центральный процессор на одном кремниевом кристалле е г. - Появились сверхбольшие интегральные схемы.
30 тыс. лет до н.э. Обнаружена в раскопках так называемая "вестоницкая кость" с зарубками. Позволяет историкам предположить, что уже тогда наши предки были знакомы с зачатками счета.
VI-V век до н.э. Историю цифровых устройств начать следует со счетов. Подобный инструмент был известен у всех народов. Древнегреческий абак (доска или "саламинская доска" по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая - десяткам и т.д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.
Китайские счеты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделенной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка. Она разделена на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части - по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц. У японцев это же устройство для счета носило название серобян.
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение "дощаный счет", завезенный, видимо, западными купцами вместе с текстилем. "Дощаный счет" почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.
IX век н.э. Индийские ученые сделали одно из важнейших в математике открытий. Они изобрели позиционную систему счисления, которой теперь пользуется весь мир. При записи числа, в котором отсутствует какой-либо разряд (например, 101 или 1204), индийцы вместо названия цифры говорили слово "пусто". При записи на месте "пустого" разряда ставили точку, а позднее рисовали кружок. Арабские математики перевели слово "пусто" по смыслу на свой язык - они говорили "сифр" (цифра). Современное слово "нуль" родилось сравнительно недавно - позднее, чем "цифра". Оно происходит от латинского слова "nihil" - "никакая".
Приблизительно в 850 году н.э. арабский ученый математик Мухаммед бен Муса аль-Хорезми (из города Хорезма на реке Аму- Дарья) написал книгу об общих правилах решения арифметических задач при помощи уравнений. Мухаммеду бен Муса аль- Хорезми мы обязаны появлению термина "алгоритм".
40-е годы XVII в. Блез Паскаль (), крупнейший ученый в истории человечества – математик, физик, философ и богослов, создал в 1642г. первое механическое устройство – суммирующую машину, которая позволяла складывать и вычитать числа в десятичной системе счисления. Она представляла собой систему взаимодействующих колёсиков, каждое из которых соответствовало одному разряду десятичного числа и содержало цифры от 0 до 9. Когда колёсико совершало полный оборот, следующее сдвигалось на одну цифру (это похоже на принцип ручных счетов). Машина Паскаля умела только складывать и вычитать.
Конец XVII в. Механическое устройство (1694г.), позволяющее не только складывать числа, но и умножать их, было изобретено другим великим математиком и философом – Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Cчётная машина обладала большими возможностями - выполняла все арифметические операции. Однако она была слишком громоздкой, а работала медленно.
Конец XV – начало XVI века Леонардо да Винчи () создал 13-разрядное суммирующее устройство с десятизубными кольцами. В 1969 году по чертежам Леонардо да Винчи американская фирма IBM по производству компьютеров в целях рекламы построила работоспособную машину.
Основу машины по описанию составляют стержни, на которые крепится два зубчатых колеса, большее с одной стороны стержня, а меньшее - с другой. Эти стержни должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее колесо на одном стержне входило в зацепление с большим колесом на другом стержне. При этом меньшее колесо второго стержня сцеплялось с большим колесом третьего, и т.д. Десять оборотов первого колеса, по замыслу автора, должны были приводить к одному полному обороту второго, а десять оборотов второго - один оборот третьего и т.д. Вся система, состоящая из 13 стержней с зубчатыми колесами должна была приводиться в движение набором грузов.
Среди двухтомного собрания рукописей, известных как "Codex Madrid", посвященных механике, были обнаружены чертежи и описание такого устройства. Похожие рисунки также были найдены и в рукописях "Codex Atlanticus".
Машина Бэббиджа была чисто механической и требовала изготовления большого количества высокоточных деталей. Проект остался незавершённым, из-за недостатка финансовых средств. Уже после смерти Бэббиджа некоторые его идеи были использованы при создании первых электромеханических счётных машин. До середины XX в. на таких машинах делали сложные бухгалтерские расчёты и обрабатывали статистические данные. Английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж более 40 лет работал над проектом программируемой вычислительной машины, которую назвал аналитической. Бэббиджу принадлежала сама идея программирования вычислений, а также способ её реализации: ввод программ в машину с помощью перфокарт. Он впервые ввел память для промежуточных вычислений, он же предложил использовать в машине двоичную систему счисления.
Ноябрь 1991г. В ноябре 1991 года разностная машина Чарльза Бэббиджа впервые произвела вычисления: она была собрана сотрудниками Музея науки в Лондоне. Машина состоит из 4000 деталей (не считая механизма печати результата), выполнена из бронзы и стали, а весь составил около 3-х тонн. Ее габариты 2,1 х 3,4 х 0,5 м. Разностная машина, в которой предусмотрено использование десятичной системы счисления, а не двоичной, как в современных компьютерах, может вычислять разности 7-го порядка и работает при помощи рукоятки, являясь действующим экспонатом лондонского Музея науки.
Ада Августа Байрон, графиня Лавлейс Ада Августа Байрон родилась 10 декабря 1815 года (). Ее отец, прославленный английский поэт Джордж Гордон Байрон, посвятил дочери несколько трогательных строк в «Паломничестве Чайльд Гарольда». Ее мать, Аннабелль Минбэнк, за увлеченность точными науками называли «принцессой параллелограммов».
Первая универсальная ЭВМ 1946 г., США – ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) содержала электронных ламп и выполняла 5000 операций сложения в секунду. (Количество выполняемых операций в секунду - быстродействие).
Революция в мире компьютеров В январе 1944 года один из создателей ENIACа Джон Эккерт выдвинул идею хранимой программы. Суть этой революционной для компьютерной техники идеи в том, что «программы ЭВМ должны храниться в её внутренней памяти наравне с исходными данными и промежуточными результатами вычислений».
Личность в истории Американский математик и физик Джон фон Нейман () был родом из Будапешта. Своими необычными способностями этот человек стал выделяться очень рано: в шесть лет он разговаривал на древнегреческом языке, а в восемь освоил основы высшей математики. Работал он в Германии, но в начале 1930-х годов принял решение обосноваться в США. Продолжение на следующем слайде…
Личность в истории В 1945 году был опубликован доклад фон Неймана, в котором он наметил основные принципы построения и компоненты современного компьютера. Именно благодаря этому докладу, примерно через год, появилась статья, где автор, отвлекшись от электронных ламп и электрических схем, сумел обрисовать, так сказать, формальную организацию компьютера. Архитектурные принципы организации ЭВМ, заданные фон Нейманом, оставались неизменными вплоть до конца 1970-х годов.
Стоит иметь в виду, что все разработки отечественной вычислительной техники велись в период холодной войны и были закрыты грифом «секретно». Так что классическая архитектура компьютера, называемая сейчас архитектурой фон Неймана, была разработана С.А. Лебедевым, а также И.С. Бруком и Н.Я.Матюхиным совершенно самостоятельно, в том числе и друг от друга.
Первая отечественная ЭВМ 1951 г., СССР – МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) содержала 6000 электронных ламп и выполняла 5000 операций сложения в секунду. Эта машина была разработана в Киеве группой ученых под руководством академика С.А.Лебедева. С.А.Лебедева. Одна из первых в мире и первая в Европе ЭВМ с хранимой в памяти программой.
БЭСМ В 1952 г. (по некоторым данным в 1953г.) в Москве – БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина) – самая быстродействующая ЭВМ в Европе. "БЭСМ" - семейство цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение сложных задач науки и техники. Разработана в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР.
Личность в истории Сергей Александрович Лебедев () родился 2 ноября 1902г. в Нижнем Новгороде. Выдающийся конструктор, академик, создатель первой отечественной электронной цифровой вычислительной машины, а также целого ряда других ЭВМ. С 1950г. – директор Института точной механики и вычислительной техники.
Первый мини-компьютер В 1965 году был выпущен массовый мини-компьютер PDP-8. До конца 60-х были разработаны модели PDP-10 и первого 16-разрядного мини-компьютера PDP-11/20. IBM начинает выпуск первого компьютера из семейства System 370. В 1970-м Intel выпустила первую доступную на рынке микросхему динамической памяти. Особенно важные результаты принёс 1969-й: в этом году сотрудник Intel Тед Хофф изобрёл микропроцессор. В 1970 году другой сотрудник Intel Фредерико Фагин начал работы по проектированию микропроцессора. А через год появился первый в мире четырёхразрядный микропроцессор Intel 4004, содержащий 2300 транзисторов на кристалле, его тактовая частота составляла 108 кГц. Ещё через год Intel разработала восьмиразрядный процессор 8008 для корпорации Computer Terminal Corp (тактовая частота 108 кГц, 3500 транзисторов, адресное пространство 16 Кбайт).
Первый микропроцессор 15 ноября 1971 года Маршиан Эдвард Хофф, работающий в фирме Intel, построил интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ: появился первый микропроцессор, позже получивший название Intel 4004.Intel 4004.
Первый микропроцессор Intel 4004 для своего времени обладал фантастическими характеристиками: 2300 транзисторов в кристалле, 4-битная архитектура, 60 тыс. операций в секунду. Тактовая частота процессора – 108 КГц. Правда, сам термин «микропроцессор» стал применяться только с 1972 года.
Шаг в развитии… Начало 1980-х годов, Адам Осборн (г.г., Англия) – первый «успешный в коммерческом отношении» портативный компьютер.
Персональный компьютер IBM В 1981 году фирма IBM выставила на международный рынок персональный компьютер, который завоевал весь мир. В нём был воплощён принцип "открытой" архитектуры, который означает, что по мере улучшения характеристик отдельных устройств ЭВМ возможно лёгкая замена устаревших устройств на более совершенные. Оперативная память – 640 Кбайт Тип компьютера – IBM PC/XT Процессор – Intel 8086 Тактовая частота – 10 МГц
Личность в истории Джил Амдал (г.) – главный конструктор легендарных машин, таких как IBM 704, 709, 7090, и архитектор компьютерного семейства третьего поколения IBM 360.
Шаг к развитию третьего поколения ЭВМ В начале 1960-х годов наметилось общее направление развития элементной базы компьютеров, а именно – тенденция уменьшения размеров, массы, потребляемой мощности, повышения надёжности, что послужило стимулом к разработке и внедрению в производство компьютерных систем методов так называемой «интегральной технологии», позволивших перейти от отдельных диодов и транзисторов к интегральным схемам и от второго поколения ЭВМ к третьему.
Первые представители компьютеров III поколения Первыми представителями компьютеров третьего поколения обычно считают модели семейства IBM 360 (System 360), о появлении которого было объявлено руководством корпорации IBM в 1964 году. Машины данного семейства могли применяться во многих областях, они являлись универсальными компьютерами. Кроме того, различные модели были в значительной степени совместимыми, и здесь следовало уже говорить о мобильности программного обеспечения: программа, написанная для одной модели семейства IBM 360, должна была почти без изменений подходить для любой другой её модели. Продолжение на следующем слайде…
Первые представители компьютеров III поколения Менялось, конечно, время выполнения программы, могли возникнуть сложности из-за недостатка места в памяти, однако появилась надежда, что при переходе на новую машину уже имеющуюся программу не придётся полностью переделывать. В целом семейство IBM 360 достаточно сильно повлияло на весь ход развития компьютерной техники.
Личность в истории Питер Нортон (родился 14 ноября 1943г.) –журналист, компьютерный эксперт, автор целого ряда книг о ПК. Создатель набора сервисных программ Norton Utilities и оболочки Norton Commander (вышла на рынок в 1986г.). В 1982 году Питер Нортон случайно стер нужный файл с жесткого диска своего ПК. Восстановление файла оказалось сложным и кропотливым делом. Однако сложившаяся ситуация привела к тому, что Нортон создал программу, являющуюся прообразом сегодняшних утилит.
Mulaslator FORmula TRANslator В ноябре 1954 года компания IBM выпустила первый отчет, связанный с созданием языка Фортран (FORmula TRANslator – транслятор и переводчик формул). Руководителем группы разработчиков был Джон Бэкус. В те годы информатика развивалась достаточно стихийно, и трудно было что-то планировать, так что создатели Фортрана не подозревали, какое широкое признание получит созданный ими язык.
Личность в истории Билл ГЕЙТС (родился в 1955г.), американский предприниматель и изобретатель в области электронно-вычислительной техники, председатель и CEO ведущей компании в мире в области программного обеспечения Microsoft. В 1975 году, бросив Гарвардский университет, где он готовился стать правоведом, как его отец, Гейтс совместно со своим школьным товарищем Полом Алленом основал компанию Microsoft. Первой задачей новой фирмы стала адаптация языка Бейсик для использования в одном из первых коммерческих микрокомпьютеров «Альтаире» Эдварда Робертса. В 1980 году Microsoft разработала операционную систему MS-DOS (Microsoft Disk Operation System) для первого IBM PC, ставшую к середине 1980-х годов основной операционной системой на американском рынке микрокомпьютеров. Затем Гейтс приступил к разработке прикладных программ электронных таблиц Excel и текстового редактора Word, и к концу 1980-х Microsoft стала лидером и в этой области.
Личность в истории В 1986 году, выпустив акции компании в свободную продажу, Гейтс в возрасте 31 года стал миллиардером. В 1990 году компания представила оболочку Windows 3.0, в которой вербальные команды были заменены на пиктограммы, выбираемые с помощью «мыши», что значительно облегчило пользование компьютером. В начале 1990-х годов «Окна» продавались в количестве 1 миллиона копий в месяц. К концу 1990-х годов около 90% всех персональных компьютеров в мире были оснащены программным обеспечением Microsoft. О работоспособности Билла Гейтса, а также его уникальном качестве эффективно включиться в работу на любом ее этапе ходят легенды. Безусловно, Гейтс принадлежит к когорте самых незаурядных бизнесменов новой генерации. В 1995 году он выпустил книгу «Дорога в будущее», которая стала бестселлером. В 1997 возглавил список самых богатых людей в мире.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Древние средства счета Первые вычислительные машины Первые компьютеры Принципы фон Неймана Поколения компьютеров (I-IV) Персональные компьютеры Современная цифровая техника
2 слайд
Описание слайда:
Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были всем известные счётные палочки, камешки, косточки и любые другие подручные мелкие предметы. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества считаемых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени.
3 слайд
Описание слайда:
Кости с зарубками («вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э) Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.) узлы с вплетенными камнями нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото) десятичная система Древние средства фиксации счета
4 слайд
Описание слайда:
Китайские счетные палочки Примерно за тысячу лет до новой эры в Китае появилась счетная доска, считающаяся одним из первых инструментов счета. Вычисления на счетной доске велись с помощью палочек, различные комбинации из которых обозначали числа. Для нуля особого обозначения не было. Вместо него оставляли пропуск - пустое место. На счетной доске производилось сложение, вычитание, умножение и деление. Рассмотрим пример сложения двух чисел на счетной доске (6784 + 1 348 = 8 132). 1. Снизу доски выкладывается оба слагаемых. 2. Складываются старшие разряды (6000+1000=7000) и результат выкладывается над первым слагаемым, с соблюдением разрядности. 3. Оставшиеся разряды первого слагаемого выкладываются в середину строки результата сложения старших разрядов. Оставшиеся разряды второго слагаемого выкладываются над этим слагаемым. 4. Складываются разряды сотен (700+300=1000) и результат прибавляется к ранее полученному (1000+7000=8000). Полученное число выкладывается в третьей строке, над первым слагаемым. Неиспользованные разряды слагаемых так же выкладываются в третьей строке. 5. Аналогичную операцию проводим с разрядами десяток. Полученный результат (8120) и оставшиеся разряды слагаемых (4 и 8) выкладываем в четвертую строку. 6. Складываем оставшиеся разряды (4+8=12) и прибавляем к ранее полученному результату (8120+12=8132). Полученный результат выкладываем в пятую строку. Число в пятой строке и есть результат сложения чисел 6784 и 1348.
5 слайд
Описание слайда:
о. Саламин в Эгейском море (300 лет до н.э.) Размер 105×75, мрамор Саламинская доска Саламинская доска служила для пятеричного счисления, что подтверждают буквенные обозначения на ней. Камешки, символизирующие разряды чисел, укладывались только между линиями. Колонки, располагающиеся на плите слева, использовались для подсчета драхм и талантов, справа – для долей драхмы (оболы и халки).
6 слайд
Описание слайда:
Абак (Древний Рим) – V-VI в. до н.э. Суан-пан (Китай) – II-VI в. Соробан (Япония) XV-XVI в. Счеты (Россия) – XVII в. Абак и его «родственники»
7 слайд
Описание слайда:
Доска абака была разделена линиями на полосы, счёт осуществлялся с помощью размещённых на полосах камней или других подобных предметов. Счётные марки (камешки, косточки) передвигались по линиям или углублениям. В 5 в. до н. э. в Египте вместо линий и углублений стали использовать палочки и проволоку с нанизанными камешками. Реконструкция римского абака
8 слайд
Описание слайда:
Китайский и японский варианты суаньпань Впервые упоминается в книге «Шушу цзии» (数术记遗) Сюй Юэ (岳撰) (190 год). Современный тип этого счётного прибора был создан позднее, по-видимому, в XII столетии. Суаньпань представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или верёвки числом от девяти и более. Перпендикулярно этому направлению суаньпань перегорожен на две неравные части. В большом отделении («земля») на каждой проволоке нанизано по пять шариков (косточек), в меньшем («небо») - по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам. Суаньпань изготовлялись всевозможных размеров, вплоть до самых миниатюрных - в коллекции Перельмана имелся привезённый из Китая экземпляр в 17 мм длины и 8 мм ширины. Китайцы разработали изощрённую технику работы на счётной доске. Их методы позволяли быстро производить над числами все 4 арифметические операции, а также извлекать квадратные и кубические корни.
9 слайд
Описание слайда:
Вычисления на соробане ведутся слева направо, начиная со старшего разряда следующим образом: 1.Перед началом счета соробан сбрасывается путем встряхивания косточек вниз. Затем верхние косточки отодвигаются от поперечной планки. 2.Вводится первое слагаемое слева направо, начиная со старшего разряда. Стоимость верхней косточки – 5, нижних – 1. Для ввода каждого разряда необходимое число косточек придвигается к поперечной планке. 3.Поразрядно, слева направо, прибавляется второе слагаемое. При переполнении разряда прибавляется единица к старшему (левому) разряду. 4.Вычитание производится аналогично, но при нехватке косточек в разряде они занимаются у старшего разряда.
10 слайд
Описание слайда:
Счёты в XX веке часто использовали в магазинах, в бухгалтерском деле, для арифметических расчётов. С развитием прогресса их заменили электронные калькуляторы. Тот железный прут в счётах, на котором находятся всего 4 костяшки, использовался для расчётов в полушках. 1 полушка была равна половине деньги, то есть четверти копейки, соответственно, четыре костяшки составляли одну копейку. В наши дни этот прут отделяет целую часть набранного на счётах числа от дробной, и в вычислениях не используется.
11 слайд
12 слайд
Описание слайда:
Вильгельм Шиккард (XVI в.) – (машина построена, но сгорела) Первые проекты счетных машин Первая механическая машина была описана в 1623 г. профессором математики Тюбингенского университета Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами. Машина Шиккарда состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел. Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание - последовательным вводом уменьшаемого и вычитаемого. Для выполнения операции умножения использовалась идея умножения решеткой. Третья часть машины использовалась для записи числа длиною не более 6 разрядов. Использованная принципиальная схема машины Шиккарда явилась классической - она (или ее модификации) использовалась в большинстве последующих механических счетных машин вплоть до замены механических деталей электромагнитными. Однако из-за недостаточной известности машина Шиккарда и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие ВТ, но она по праву открывает эру механической вычислительной техники.
13 слайд
Описание слайда:
’ «Паскалина» (1642) Принцип действия счетчиков в машине Паскаля прост. Для каждого разряда имеется колесо (шестеренка) с десятью зубцами. При этом каждый из десяти зубцов представляет одну из цифр от 0 до 9. Такое колесо получило название "десятичное счетное колесо". С прибавлением в данном разряде каждой единицы счетное колесо поворачивается на один зубец, т. е. на одну десятую оборота. Задача теперь в том, как осуществить перенос десятков. Машина, в которой сложение выполняется механически, должна сама определять, когда нужно производить перенос. Допустим, что мы ввели в разряд девять единиц. Счетное колесо повернется на 9/10 оборота. Если теперь прибавить еще одну единицу, колесо "накопит" уже десять единиц. Их надо передать в следующий разряд. Это и есть передача десятков. В машине Паскаля ее осуществляет удлиненный зуб. Он сцепляется с колесом десятков и поворачивает его на 1/10 оборота. В окошке счетчика десятков появится единица - один десяток, а в окошке счетчика единиц снова покажется нуль. Блез Паскаль (1623 - 1662)
14 слайд
Описание слайда:
Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646 - 1716) сложение, вычитание, умножение, деление! 12-разрядные числа десятичная система Арифмометр «Феликс» (СССР, 1929-1978) – развитие идей машины Лейбница Машина Лейбница (1672)
15 слайд
Описание слайда:
Имя этого человека, которому суждено было открыть новую и, пожалуй, наиболее яркую страницу в истории вычислительной техники - Чарльз Бэббидж. За свою долгую жизнь (1792-1871) кембриджский профессор математики сделал немало открытий и изобретений, значительно опередивших его время. Круг интересов Бэббиджа был чрезвычайно широк, и все же главным делом его жизни, по словам самого ученого, были вычислительные машины, над созданием которых он работал около 50 лет. В 1833 г., приостановив работы над разностной машиной, Бэббидж начал осуществлять проект универсальной автоматической машины для любых вычислений. Это устройство, обеспечивающее автоматическое выполнение заданной программы вычислений, он назвал аналитической машиной. Аналитическая машина, которую сам изобретатель, а затем его сын, строили с перерывами в течение 70 лет, так и не была построена. Изобретение это настолько опередило свое время, что идеи, заложенные в нем, удалось реализовать лишь в середине XX века в современных ЭВМ. Но какое удовлетворение испытал бы этот замечательный ученый, узнав, что структура вновь изобретенных почти через столетие универсальных вычислительных машин, по существу, повторяет структуру его аналитической машины. Машины Чарльза Бэббиджа
16 слайд
Описание слайда:
Разностная машина (1822) Аналитическая машина (1834) «мельница» (автоматическое выполнение вычислений) «склад» (хранение данных) «контора» (управление) ввод данных и программы с перфокарт ввод программы «на ходу» работа от парового двигателя Ада Лавлейс (1815-1852) первая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные переходы) 1979 – язык программирования Ада Машины Чарльза Бэббиджа
17 слайд
Описание слайда:
Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки в 1991 году. Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны. Машины Чарльза Бэббиджа
18 слайд
Описание слайда:
Аналитическая машина Бэббиджа представляла собой единый комплекс специализированных блоков. По проекту она включала следующие устройства. Первое - устройство для хранения исходных данных и промежуточных результатов. Бэббидж назвал его "складом"; в современных вычислительных машинах устройство такого типа называется памятью или запоминающим устройством. Для хранения чисел Бэббидж предложил использовать набор десятичных счетных колес. Каждое из колес могло останавливаться в одном из десяти положений и таким образом запоминать один десятичный знак. Колеса собирались в регистры для хранения многоразрядных десятичных чисел. По замыслу автора запоминающее устройство должно было иметь емкость в 1000 чисел по 50 десятичных знаков "для того, чтобы иметь некоторый запас по отношению к наибольшему числу, которое может потребоваться". Для сравнения скажем, что запоминающее устройство одной из первых ЭВМ имело объем 250 десятиразрядных чисел. Для создания памяти, где хранилась информация, Бэббидж использовал не только колесные регистры, но и большие металлические диски с отверстиями. В памяти на дисках хранились таблицы значений специальных функций, которые использовались в процессе вычислений. Второе устройство машины - устройство, в котором осуществлялись необходимые операции над числами, взятыми из "склада". Бэббидж назвал его "фабрикой", а сейчас подобное устройство называется арифметическим. Время на производство арифметических операций оценивалось автором: сложение и вычитание - 1с; умножение 50-разрядных чисел - 1 мин; деление 100-разрядного числа на 50-разрядное - 1 мин.
19 слайд
Описание слайда:
И наконец, третье устройство машины - устройство, управляющее последовательностью операций, выполняемых над числами. Бэббидж назвал его "конторой"; сейчас оно - устройство управления. Управление вычислительным процессом должно было осуществляться с помощью перфокарт - набором картонных карточек с разным расположением пробитых (перфорированных) отверстий. Карты проходили под щупами, а они, в свою очередь, попадая в отверстия, приводили в движение механизмы, с помощью которых числа передавались со "склада" на "фабрику". Результат машина отправляла обратно на "склад". С помощью перфокарт предполагалось также осуществлять операции ввода числовой информации и вывода полученных результатов. По сути дела, этим решалась проблема создания автоматической вычислительной машины с программным управлением.
20 слайд
Описание слайда:
Арифмометр 1932 года выпуска. Настольная или портативная: Чаще всего арифмометры были настольные или «наколенные» (как современные ноутбуки), изредка встречались карманные модели (Curta). Этим они отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (Т-5М) или механические компьютеры (Z-1, Разностная машина Чарльза Бэббиджа). Механическая: Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются пользователю (выводятся в окнах счётчиков или печатаются на ленте) с использованием только механических устройств. При этом арифмометр может использовать исключительно механический привод (то есть для работы на них надо постоянно крутить ручку. Этот примитивный вариант используется, например, в «Феликсе») или производить часть операций с использованием электромотора (Наиболее совершенные арифмометры - вычислительные автоматы, например «Facit CA1-13», почти при любой операции используют электромотор).
21 слайд
Описание слайда:
Арифмометр Феликс, курский завод счётных машин «Феликс» - самый распространённый в СССР арифмометр. Выпускался с 1929 по 1978 гг. на заводах счётных машин в Курске, в Пензе и в Москве. Эта счётная машина относится к рычажным арифмометрам Однера. Она позволяет работать с операндами длиной до 9 знаков и получать ответ длиной до 13 знаков (до 8 для частного). Арифмометр Facit CA 1-13 Арифмометр Mercedes R38SM
22 слайд
Описание слайда:
Суммирующая машина - механическая машина, автоматически суммирующая числа, вводимые в неё оператором. Классификация Суммирующие машины бывают двух типов - незаписывающие (отображающие результат вычисления результаты вычисления с помощью поворота цифровых колёс) и записывающие (печатающие ответ на ленте или на листе бумаги). Resulta BS 7 Незаписываюшие Записываюшие Precisa 164 1
23 слайд
Описание слайда:
Основы математической логики: Джордж Буль (1815 - 1864). Электронно-лучевая трубка (Дж. Томсон, 1897) Вакуумные лампы – диод, триод (1906) Триггер – устройство для хранения бита (М.А. Бонч-Бруевич, 1918). Использование математической логики в компьютерах (К. Шеннон, 1936) Прогресс в науке
24 слайд
Описание слайда:
Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде. Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка. («Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945) Принципы фон Неймана
25 слайд
Описание слайда:
1937-1941. Конрад Цузе: Z1, Z2, Z3, Z4. электромеханические реле (устройства с двумя состояниями) двоичная система использование булевой алгебры ввод данных с киноленты 1939-1942. Первый макет электронного лампового компьютера, Дж. Атанасофф двоичная система решение систем 29 линейных уравнений Первые электронно-вычислительные машины
26 слайд
Описание слайда:
Разработчик – Говард Айкен (1900-1973) Первый компьютер в США: длина 17 м, вес 5 тонн 75 000 электронных ламп 3000 механических реле сложение – 3 секунды, деление – 12 секунд Марк-I (1944)
27 слайд
Описание слайда:
28 слайд
Описание слайда:
I. 1945 – 1955 электронно-вакуумные лампы II. 1955 – 1965 транзисторы III. 1965 – 1980 интегральные микросхемы IV. с 1980 по … большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС) Поколения ЭВМ
29 слайд
Описание слайда:
на электронных лампах Электронная ла́мпа - электровакуумный прибор, работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами. Электронные лампы массово использовались в ХХ веке как активные элементы электронной аппаратуры (усилители, генераторы, детекторы, переключатели и т.п.). быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду каждая машина имеет свой язык нет операционных систем ввод и вывод: перфоленты, перфокарты I поколение (1945-1955)
30 слайд
Описание слайда:
Electronic Numerical Integrator And Computer Дж. Моучли и П. Эккерт Первый компьютер общего назначения на электронных лампах: длина 26 м, вес 35 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа ЭНИАК (1946)
31 слайд
Описание слайда:
1951. МЭСМ – малая электронно-счетная машина 6 000 электронных ламп 3 000 операций в секунду двоичная система 1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина 5 000 электронных ламп 10 000 операций в секунду Компьютеры С.А. Лебедева
32 слайд
Описание слайда:
на полупроводниковых транзисторах (1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли) Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод - радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. 10-200 тыс. операций в секунду первые операционные системы первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959) средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски II поколение (1955-1965)
33 слайд
Описание слайда:
1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702 1965-1966. БЭСМ-6 60 000 транзисторов 200 000 диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан работали до 90-х гг. II поколение (1955-1965)
34 слайд
Описание слайда:
на интегральных микросхемах (1958, Дж. Килби) быстродействие до 1 млн. операций в секунду оперативная памяти – сотни Кбайт операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи) совместимость программ III поколение (1965-1980)
35 слайд
Описание слайда:
большие универсальные компьютеры 1964. IBM/360 фирмы IBM. кэш-память конвейерная обработка команд операционная система OS/360 1 байт = 8 бит (а не 4 или 6!) разделение времени 1970. IBM/370 1990. IBM/390 дисковод принтер Мэйнфреймы IBM