История развития вычислительной техники Первыми приспособлениями

История развития вычислительной техники

Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту.

Когда людям надоело вести счёт при помощи загибания пальцев и перекладывания палочек, они изобрели абак (счёты). V – VI век до нашей эры Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых костяшек этого инструмента.

XV век нашей эры Русский абак В Древней Руси при счёте применялось устройство, похожее на абак, называемое «русский шот» . В XVII веке этот прибор уже обрёл вид привычных русских счёт. Счеты, которые появились в XV в. в. состоят на особом месте, т. к. используют десятичную, а не пятеричную систему счисления, как все остальные абаки. Основная заслуга изобретателей абака – создание позиционной системы представления чисел.

XVII век Блез ПАСКАЛЬ Blasé Paskal (19. 06. 1623 – 19. 08. 1662) В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, французский математик и физик Блез Паскаль создал «суммирующую» машину, названной Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание. Арифметическая машина Паскаля

Паскалина

XVII век Готфрид Вильгельм ЛЕЙБНИЦ Gottfried Wilhelm Leibnitz (1. 07. 1646 – 14. 11. 1716) Первую арифметическую машину, выполняющую все четыре арифметических действия, создал в 1673 году немецкий математик Лейбниц – механический арифмометр. Механический арифмометр Лейбница (1673 г. )

Примерно в 1820 году был создан первый удачный, серийно выпускаемый механический калькулятор — Арифмометр Томаса, который мог складывать, вычитать, умножать и делить. В основном, он был основан на работе Лейбница. Механические калькуляторы, считающие десятичные числа, использовались до 1970 -х.

В 1948 году появился Curta — небольшой механический калькулятор, который можно было держать в одной руке.

Механический арифмометр "Феликс -М"

К 1900 -у году ранние механические калькуляторы, кассовые аппараты и счётные машины были перепроектированы с использованием электрических двигателей с представлением положения переменной как позиции шестерни. С 1930 -х такие компании как Friden, Marchant и Monro начали выпускать настольные механические калькуляторы, которые могли складывать, вычитать, умножать и делить. Словом «computer» (буквально — «вычислитель» ) называлась должность — это были люди, которые использовали калькуляторы для выполнения математических вычислений.

В 1801 году Жозеф Мари Жаккар разработал ткацкий станок, в котором вышиваемый узор определялся перфокартами. Серия карт могла быть заменена, и смена узора не требовала изменений в механике станка. Это было важной вехой в истории программирования.

XIX век Чарльз БЭББИДЖ (26. 12. 1791 – 18. 10. 1871) В 1812 году английский математик и экономист Чарльз Бэббидж начал работу над созданием «разностной» машины, которая должна была не просто выполнять арифметический действия, а проводить вычисления по программе, задающей определённую функцию. Для программного управления использовались перфокарты – картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Картонные перфокарты Аналитическая машина Бэббиджа

Собранная часть Разностной машины (январь 1832)

В 1838 году Чарльз Бэббидж перешёл от разработки Разностной машины к проектированию более сложной аналитической машины, принципы программирования которой напрямую восходят к перфокартам Жаккара.

СКЛАД (ПАМЯТЬ) МЕЛЬНИЦА (ариф. устройство) КОНТОРА (устр. управления) БЛОК ВВОДА БЛОК ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТА Аналитическая машина Бэббиджа

В 1890 году Бюро Переписи США использовало перфокарты и механизмы сортировки, разработанные Германом Холлеритом, чтобы обработать поток данных десятилетней переписи. Компания Холлерита в конечном счёте стала ядром IBM. Эта корпорация развила технологию перфокарт в мощный инструмент для деловой обработки данных и выпустила обширную линию специализированного оборудования для их записи. К 1950 году технология IBM стала вездесущей в промышленности и правительстве.

Часть Аналитической машины – “мельница” и печатающее устройство

XX век Джон (Янош) фон НЕЙМАН (28. 12. 1903 – 8. 02. 1957) Первая ЭВМ «ЭНИАК» (цифровой интегратор и вычислитель, ламповая) была создана в США после второй мировой войны в 1946 году. В группу создателей этой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых XX в. Джон фон Нейман. Согласно принципам Неймана построение и функционирование универсальных программируемых вычислительных машин ЭВМ образует три главных компонента: арифметическое устройство, устройство ввода-вывода, память для хранения данных и программ.

ПРОЦЕССОР УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ОПЕРАТИВНО – ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО АРИФМЕТИКОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙТВО УСТРОЙСТВО ВВОДА - ВЫВОДА Архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана

ПРИЗНАКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ Это, прежде всего: элементная база, т. е из каких в основном элементов они построены, важнейшие характеристики: быстродействие, объем оперативной памяти, программное обеспечение, устройства ввода-вывода. Деление ЭВМ на поколения условное. Существует немало моделей, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим – к другому поколению.

ЭВМ первого поколения 1948 - 1958 года n n n Элементная база – электронно-вакуумные лампы. Габариты – в виде шкафов и занимали машинные залы. Быстродействие – 100 тыс. оп. /с. Эксплуатация – очень сложна. Программирование – трудоемкий процесс. Структура ЭВМ – по жесткому принципу.

«ЭНИАК»

ЭВМ второго поколения 1959 - 1967 г. г. n n n Элементная база – полупроводниковые элементы. Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал. Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп. /с. Эксплуатация – упростилась. Программирование – появились алгоритмические языки. Структура ЭВМ – микропрограммный способ управления.

ЭВМ третьего поколения 1968 - 1973 г. г. n n n n Элементная база – интегральные схемы, большие интегральные схемы (ИС, БИС). Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал. Быстродействие – сотни тысяч – миллионы оп. /с. Эксплуатация – оперативно производится ремонт. Программирование – подобен II поколению. Структура ЭВМ – принцип модульности и магистральности. Появились дисплеи, магнитные диски.

ЭВМ четвертого поколения 1974 – 1990 г. г. n n n Элементная база – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС). Создание многопроцессорных вычислительных систем. Создание дешевых и компактных микро. ЭВМ и персональных ЭВМ и на их базе вычислительных сетей. В 1971 году фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС

ЭВМ пятого поколения настоящее время Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). n компьютеры с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; n компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы; n В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний, создание экспертных систем. n

ЭВМ шестого поколения и последующие оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом и нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем. n

Поколения ЭВМ