История развития вычислительной техники Автор: Черенкова Лера

История развития вычислительной техники Автор: Черенкова Лера

1. Ручной этап 2. Механический этап 3. Электромеханический этап 4. Электронный этап

Ручной этап Одним из первых устройств (V-IV века до н. э. ), облегчавших вычисления, можно считать специальное приспособление, названное впоследствии абаком. Абак (лат. abacus - доска) - счётная доска, применявшаяся для арифметических вычислений. Первоначально это была доска, посыпанная тонким слоем песка или порошка из голубой глины. На ней заостренной палочкой можно было писать буквы, цифры. Впоследствии абак был усовершенствован и вычисления на нем уже проводились путем перемещения костей и камешков в продольных углублениях, а сами доски начали изготавливать из бронзы, камня, слоновой кости и пр. со временем эти доски стали расчерчиваться на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал еще в V веке до н. э. , у японцев этот прибор назывался «серобян» , у китайцев – «саунпан» . В Древней Руси при счете применялось устройство, похожее на абак, и называлось оно «русский щот» . В XVII веке этот прибор уже имел вид привычных русских счетов, которые можно встретить и в наши дни. Япония «серобян» Китай «суан-пан» Древний Рим абак Древняя Греция "саламинская доска" Назад

Механический этап Леонардо да Винчи создал эскиз 13 -разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Это устройство что-то вроде счетной машинки в основе которой находятся стержни, с одной стороны меньшее с другой большее, все стержни (всего 13) должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее на одном стержне касалось большего на другом. Десять оборотов первого колеса должны были приводить к одному полному обороту второго, 10 второго к одному полному третьего и т. д. В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, все острее ощущалась необходимость в изобретении счетной машины. К этому времени относится создание молодым французским математиком и физиком Блезом Паскалем первой счетной машины, названной Паскалиной, которая выполняла сложение и вычитание. В 1670 – 1680 годах немецкий математик Готфрид Лейбниц сконструировал счетную машину, которая выполняла все четыре арифметических действия. В течение следующих двухсот лет было изобретено и построено еще несколько подобных счетных устройств, которые из-за ряда недостатков не получили широкого распространения. Лишь в 1878 году русский ученый П. Чебышев сконструировал счетную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел. Наиболее широкое распространение в то время получил арифмометр, сконструированный петербургским инженерном Однером в 1874 году. Конструкция прибора позволяла быстро выполнить все четыре арифметических действия. Пафнутий Чебышев Вильгодт Однер Леонардо да Винчи Вильгельм Шиккард Назад Готфрид Лейбниц Блез Паскаль

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЭТАП Важным событием XIX века было изобретение английского математика Чарлза Беббиджа, который вошел в историю как изобретатель первой вычислительной машины – прообраза современных компьютеров. В 1812 году он начал работать над так называемой «разностной» машиной. Предшествующие вычислительные машины Паскаля и Лейбница выполняли только арифметические действия. Беббидж же стремился сконструировать машину, которая выполняла бы определенную программу, проводила бы расчет числового значения заданной функции. В качестве основного элемента разностной машины Беббидж использовал зубчатое колесо для запоминания одного разряда десятичного числа. В результате он смог оперировать 18 разрядными числами. К 1822 году он построил небольшую действующую модель и рассчитал на ней таблицу квадратов. Совершенствуя разностную машину, Беббидж приступил в 1833 г. к разработке аналитической машины. Она должна была отличатся от разностной машины большей скоростью и более простой конструкцией. Согласно проекту, новую машину предполагалось приводить в действие силой пара. Необходимость автоматизировать вычисления при переписи населения в США подтолкнуло Генриха Холлерита к созданию в 1888 г. Устройства, названного табулятором, в котором информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась с помощью электрического тока. В 1924 г. Холлерит основал фирму IBM для серийного выпуска табуляторов. Огромное влияние на развитие вычислительной техники оказали разработки математиков : англичанина А. Тьюринга и американца Э. Поста. Эти ученые показали возможность решения автоматами любой проблемы при условии, что ее можно представить в виде алгоритма, ориентированного на выполняемые машиной операции. «Машина Тьюринга (Поста)» – прообраз программируемого компьютера. Чарлз Беббидж Генрих Холлерит А. Тьюринг Назад Э. Пост

Электронный этап I поколение ЭВМ первого поколения появились в 1946 году. Они были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. 15 февраля 1946 года в США была официально введена в эксплуатацию электронная цифровая вычислительная машина ENIAC на электронных лампах, построенная Джоном фон Нейманом. В ЭВМ ENIAC было 20 тыс. электронных ламп, из которых ежемесячно заменялось 2000. За 1 сек. машина выполняла 300 операций умножения или же 5000 сложений. Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика С. А. Лебедева, и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина). Затем в эксплуатацию ввели БЭСМ-2 (большую электронную счетную машину). Самой мощной ЭВМ 50 -х годов в Европе была советская электронновычеслительная машина М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объемом оперативной памяти 4000 машинных слов. Назад

II поколение ЭВМ Второе поколение приходится на период от конца 50 -х до конца 60 -х годов. К этому времени был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью (от 100 тыс. до 1 млн. оп/с. ), был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы электронных ламп. Изменилась и технология соединения элементов. Появились первые печатные платы – пластины из изоляционного материала, например гетинакса, на которые по специальной технологии фотомонтажа наносился токопроводящий материал. Назад

III поколение ЭВМ Машины третьего поколения - это семейства машин основанных на интегральных схемах. В 1958 г. Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему. Такие схемы могут содержать десятки, сотни и даже тысячи транзисторов и других элементов, которые физически неразделимы. Интегральная схема выполняет те же функции, что и аналогичная ей схема на элементной базе ЭВМ второго поколения, но при этом она имеет существенно меньшие размеры и более высокую степень надежности (производительность: от 100 тыс. до млн. оп/с. ). Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схемах, была IBM-360 фирмы IBM. Она положила начало большой серии моделей, название которых начиналось с IBM, а далее следовал номер, который увеличивается по мере совершенствования моделей этой серии. То есть чем больше был номер, тем большие возможности предоставлялись пользователю. Назад

IV поколение ЭВМ Четвёртое поколение - это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года. Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Первый микропроцессор был создан фирмой Intel в 1971 году. На одном кристалле удалось сформировать минимальный по составу аппаратуры процессор, содержащий 2250 транзисторов. С появлением микропроцессора связано одно из важнейших событий в истории вычислительной техники – создание и применение персональных ЭВМ. Постепенно термин «ЭВМ» был вытеснен словом «компьютер» , а вычислительная техника стала называться компьютерной. Начало широкой продажи персональных ЭВМ связано в именами С. Джобса и В. Возняка, основателей фирмы Apple Computer, которая с 1977 г. наладила выпуск ПК Apple. В 1982 г. IBM выпустила модель ПК, ставшего эталоном на долгие года. В 1984 г. IBM разработан компьютер на базе микропроцессора 80286 фирмы INTEL с шиной архитектуры промышленного стандарта ISA. С этого времени началась жесткая конкуренция между несколькими корпорациями производящими ПК. Один тип процессора сменял другой. Гонка в поиске все более совершенных характеристик всех устройств ПК продолжается и по сей день. Компьютеры IV поколения развиваются в 2 -х направлениях: 1. создание многопроцессорных систем, 2. изготовление более дешевых ПК. Назад