Этапы развития вычислительной техники представлены в таблице: Этап Ручной Механический Электромеханический Электронный Период развития Не установлен С середины XVII в С 90 -х годов XIX в С 40 -х XX в
Более трех тысяч лет назад в Средиземноморье было распространено простейшее приспособление для счета: доска, разделенная на полосы, где перемещались камешки. Такая счетная доска называлась АБАК и использовалась для ручного счета. В Древнем Риме абак назывался calculi и изготавливался из бронзы, камня, слоновой кости. Слово calculus означает «галька» , «голыш» . От этого слова произошло латинское слово calculatore (вычислять). Абак позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия выполнял человек. Первая механическая машина была построена немецким математиком Вильгельмом Шиккардом (1592 – 1635 г. г. ). Машина была реализована в 1623 году в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения арифметических операций.
Вильгельм Шиккард
Блез Паскаль (французский математик, физик, религиозный философ и писатель) в 1642 году изобрел механическую счетную машину, выполнявшую сложение, а в 1674 году Готфрид Лейбниц расширил возможности машины Паскаля, добавив операции умножения, деления, и извлечения корня. Специально для своей машины Лейбниц применил систему счисления, состоящую из двух цифр: 1 и 0. Ни одна из этих машин не была автоматической и требовала непрерывного вмешательства человека. В 1834 году Чарльз Бэббидж первым разработал проект автоматической вычислительной машины. Он так и не построил машину, так как в то время невозможно было достичь точности изготовления ее механических узлов. Бэббидж предложил управлять машиной с помощью перфокарт, содержащих коды команд. На этих картах было размещено то, что мы сегодня называем программой. Идеи Бэббиджа заложили фундамент, на котором со временем были построены ЭВМ.
Блез Паскаль
Готфрид Лейбниц
Чарлз Бэббидж
Первые программы для вычислительной машины Бэббиджа создавала Ада Лавлейс дочь известного поэта Джорджа Байрона, в честь которой впоследствии был назван один из языков программирования. Ада Лавлейс разработала основные принципы программирования, которые остаются актуальными до настоящего времени. Ряд терминов используются и сейчас, например «цикл» , «рабочие ячейки» . Теоретические основы современных цифровых вычислительных машин заложил английский математик Джордж Буль (1815 - 1864). Он разработал алгебру логики, ввел логические операторы И, ИЛИ, НЕ. В 1888 году Германом Холлеритом была сконструирована первая электромеханическая машина для сортировки и подсчета перфокарт. Эта машина, названная табулятором, содержала реле, счетчики и сортировочный ящик. Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. В 1896 году Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulation Company. Спустя несколько лет это предприятие переименовали в известнейшую теперь фирму International Business Machine Corporation (IBM).
Ада Лавлейс
Немецкий инженер Конрад Цузе был первым, кто осуществил идею создания автоматической электромеханической машины на основе двоичной системы счисления. В 1936 году он начал конструировать вычислительный аппарат, работающий в двоичной системе, который впоследствии был назван Zuse 1 (Z 1). В 1941 году Цузе сумел построить модель Zuse 3, которая состояла из 600 реле счетного устройства и 2000 реле устройства памяти. В 1944 году в Англии было разработано полностью автоматическое вычислительное устройство Colossus II. Основным его назначением была дешифровка перехваченных сообщений военного противника. Еще одна полностью автоматическая машина, изобретенная профессором Гарвардского университета Говардом Айкеном при участии группы инженеров фирмы IBM, была построена в 1944 году. Она была названа ASCC и была электромеханической, состоящей из 750 тысяч компонентов. На умножение она тратила около 4 секунд.
В 1937 году в США Джордж Атанасов начал работу по созданию электронной вычислительной машины. Им были созданы и запатентованы первые электронные схемы отдельных узлов. Совместно с Берри к 1942 году была построена ЭВМ ABC (Atanasoff- Berry – Computer). ЭВМ, разработанная Эккертом и Маучли в США в 1946 году была названа ENIAC. При ее создании основные идеи были заимствованы у Атанасова. ENIAC была в 1000 раз быстрее, чем ASCC. Она состояла из 18 тысяч ламп, 1500 реле, имела вес более 30 тонн, потребляла более 150 к. Вт энергии. Первоначально ENIAC программировалась путем соединения проводами соответствующих гнезд на коммутационной панели, что делало составление программы очень утомительным занятием. Американский математик и физик венгерского происхождения Джон фон Нейман предложил хранить программу в памяти ЭВМ. Фон Нейман выделил пять базовых элементов машины: АЛУ, УУ, ЗУ, система ввода, система вывода информации. Описанную структуру принято называть архитектурой фон Неймана.
ЭВМ Эккерта и Маучли - ENIAC
ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали электронные лампы и реле. Изобретение в 1948 году транзисторов и запоминающих устройств на магнитных сердечниках оказало глубокое воздействие на вычислительную технику. Компьютеры построенные в середине 50 -х годов, стали называть ЭВМ второго поколения. Революционный прорыв в 1958 году, когда американский инженер Джек Килби разработал первую интегральную микросхему. ЭВМ основу элементной базы которых составляли интегральные микросхемы назвали ЭВМ третьего поколения. Другая революция в технологии изготовления ЭВМ произошла в 1971 году, когда американский инженер Эдвард Хофф объединил основные элементы компьютера в один небольшой кремниевый чип (кристалл), который он назвал микропроцессором и получил маркировку Intel 4004.
ЭВМ четвертого поколения строятся на интегральных микросхемах с большой степенью интеграции. На одном кристалле размещается целая микро ЭВМ. Первой ПЭВМ, можно считать компьютер Altair-8800, созданный в 1974 году Робертсом. Для этого компьютера Аллен и Б. Гейтс в 1975 году создали транслятор с языка Basic. Впоследствии Аллен и Б. Гейтс создали известную компанию Microsoft. В настоящее время идет разработка ЭВМ пятого поколения, особенностями которых будут способность к самообучению и наличие речевого ввода и вывода информации. Когда на смену электронным приборам придут квантовые, оптические или биоэлектронные приборы, то современные ЭВМ будут казаться будущим пользователям такими же монстрами, какими кажутся ЭВМ 40 -х годов.
Пол Аллен и Билл Гейтс
Развитие отечественной вычислительной техники В бывшем СССР работы по созданию ЭВМ были начаты перед Великой Отечественной войной. Однако из-за войны работы были приостановлены. Разработка ЭВМ возобновилась в 1947 году в Институте электротехники Академии наук Украины под руководством Сергея Алексеевича Лебедева. В декабре 1948 года С. А. Лебедев (независимо от Джона фон Неймана) были разработаны принципы построения ЭВМ, у которой программа хранилась в оперативной памяти. К концу 1949 года были спроектированы общая компоновка машины и принципиальные схемы ее блоков. В первой половине 1950 года были изготовлены отдельные блоки и к концу 1950 года закончена отладка созданного макета. В ноябре 1950 года был испытан макет первой отечественной ЭВМ (МЭСМ). В 1952 году она введена в эксплуатацию.
Сергей Александрович Лебедев (АН Украины)
С помощью МЭСМ решались важнейшие научнотехнические задачи. Исследование термоядерных процессов, разработка космической и ракетной техники, проектирование дальних линий электропередачи. В 1952 году была создана большая электронно-счетная машина (БЭСМ). В качестве элементной базы у нее использовались электронные лампы (первое поколение ЭВМ). Работы, имевшие для страны огромное значение, проводились независимо несколькими организациями. В 1952 году стали действовать машины М-1, М-2, созданные под руководством член-корреспондента Академии наук СССР И. С. Брук. Первая отечественная ЭВМ на полупроводниковых приборах (второе поколение ЭВМ) под названием «Днепр» была разработана в конце 50 -х годов пошлого столетия в Институте кибернетики АН Украины под руководством академика В. М. Глушкова. ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (1966 г. ), разработанные под руководством С. А. Лебедева, была одной из самых производительных машин в мире. К ЭВМ второго поколения относятся: М-40, М-50, «Урал-11» , «Минск-22» , «МИР-1» .
ЭВМ второго поколения БЭСМ - 6
В бывшем СССР первым серийным компьютером на интегральных микросхемах (третье поколение ЭВМ) была машина «Наири-3» , появившаяся в 1970 году. Вычислительная техника стала стратегическим инструментом, т. е использовалась для решения задач военнопромышленного комплекса. Поэтому разработка велась в условиях секретности. Когда занавес секретности был приоткрыт, было принято решение, сводившееся к копированию зарубежной техники, в том числе и программного обеспечения. К ЭВМ третьего поколения относятся: ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС 1060, «МИР-2» . Элементная база ЭВМ четвертого поколения –большие интегральные схемы. К четвертому поколению можно отнести: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065, СМ 1420, СМ-1600, СМ-2 М, СМ-1634, персональные ЭВМ «Электроника -85» , «Искра -226» , «Нейрон И 9 -66» .
Скачать презентацию Этапы развития вычислительной техники представлены в таблице Этап
Этапы развития ВТ.ppt