Скачать презентацию М М Корнієнко Історія обчислювальної техніки 4
tetr4_ukr.ppt
- Количество слайдов: 53
Скачать презентацию М М Корнієнко Історія обчислювальної техніки 4
Скачать презентацию М М Корнієнко Історія обчислювальної техніки 4
М. М. Корнієнко Історія обчислювальної техніки (№ 4) Електронно-обчислювальні машини Харків - 2004
”… не варто обдарованій людині витрачати, наче рабу, години на обчислення, які, безумовно, можна було б довірити будь-якій особі, якщо при цьому застосувати машину. ” (В. Г Лейбніц)
4"Електроніка - галузь науки та техніки, пов'язана з виробництвом і застосуванням електронних пристроїв". 4"Електронно-обчислювальний - такий, що здійснює механізовані обчислення на основі електроніки". (переклад з рос. С. И. Ожегов “Словарь русского языка”)
Електронно-обчислювальні машини Релейні машини Історія створення механічних засобів для автоматизації рахунку тягнеться в далеке минуле. Прообразом ЕОМ вважають аналітичну машину Ч. Беббіджа (1833 р. ), а безпосереднім попередником - електромеханічну цифрову обчислювальну машину, створену в 1937 р. американським вченим Г. Ейкеном. У цій машині були реалізовані основні ідеї Ч. Беббіджа, а побудована вона була не на громіздких механічних деталях, а на маленьких електромагнітних реле. В. Буш Першу обчислювальну машину на електричних реле створив у 1925 р. американський вчений В. Буш, в 1930 р. він розробив диференційний аналізатор, призначений для розв`язання деякого класу математичних задач. У цій машині вже використовувались електронні лампи. Це була перша аналогова обчислювальна машина, заснована на вимірюванні безперервних змін фізичних величин (наприклад, температури).
Електронно-обчислювальні машини Релейні машини У Німеччині молодий інженер Конрад Цузе створив машину, що складалась з тисяч телефонних реле, кожне з яких могло приймати два стани: "ввімкнутий" та "вимкнений". Конрад Цузе А в 1937 -1942 рр. він розробив проект електронної машини, не реалізований через відсутність асигнувань.
Електронно-обчислювальні машини Електронні машини Великий внесок до розвитку обчислювальної техніки надали роботи математиків: англійця А. Тьюрінга та американця Е. Поста ( "машина Тьюрінга”, “машина Поста”). 1936 р. 24 -річний Ален Тьюрінг надав логічний доказ можливості створення універсальної обчислювальної машини, робота якої керувалась програмою за алгоритмом. У 1937 р. американський дослідник болгарського походження професор А. В. Атанасов почав розробку арифметичного пристрою на спеціальних електромеханічних блоках. У 1939 -1942 роках А. В. Атанасов зі своїм помічником К. Беррі створили першу електронну цифрову обчислювальну машину. Друга світова війна не дала закінчити Атанасову свою розробку. Ця машина увійшла в історію під назвою "АВС" - по перших буквах прізвищ творців цієї обчислювальної машини. Машину Атанасова можна було б вважати першою ЕОМ. Ален Тьюрінг А. В. Атанасов
Електронно-обчислювальні машини Електронні машини Під час другої світової війни багато країн працювало над створенням обчислювальних машин для військових інтересів. Роботи велися в Англії, Німеччині, США в обстановці надзвичайної секретності. Вчені різних країн не знали про розробки один одного. Тому й багато робіт Тьюрінга були в той час невідомими, хоч зіграли величезну роль в створенні комп'ютера. Тьюрінг очолював групу творців першого електронного комп'ютера для Британської розвідки під час Другої світової війни. У 1942 р. машина була створена, але всі відомості про неї були засекречені до 1975 р. У 1943 р. в Англії перша обчислювальна машина, що програмується з програмним управлінням, отримала назву "Колосс" і була використана для практичних розрахунків Х. А. Ньюменом і Т. Х. Флауєрсом. Вона була призначена для кодування секретних даних німецької армії. Це був перший в світі комп'ютер на вакуумних лампах. У 1944 році на основі реле була побудована цифрова обчислювальна машина "Марк-I", а незабаром в 1947 р. - "Марк. II", в якій використовувалася двійкова система числення. Однією з вдалих конструкцій релейних обчислювальних машин була машина РВМ-1, побудована під керівництвом радянського інженера Н. І. Бессонова в 1956 р. Головний недолік релейних машин - мала оперативна пам'ять, невисока швидкодія, мала надійність.
Електронно-обчислювальні машини Клод Шеннон Принципи двійкової алгебри були вперше сформульовані математиком Джорджем Булєм в середині XIX століття, але тільки Клод Шеннон визначив, як застосувати цей вид логіки до електронних комунікацій. У 30 -х роках ХХ ст. , коли він ще був студентом Ванневара Буша, Клод Шеннон розробив цифровий аналізатор, мабуть, найвидатніший в історії механічний (аналоговий) калькулятор. У статті “Символьний аналіз релейних та комутаційних ланцюгів”, яка поклала початок довгому співробітництву з Bell Laboratories, Шеннон сформулював основи теорії взаємодії між символьною логікою та релейними ланцюгами. Працюючи в Bell Labs, Шеннон написав фундаментальну роботу “Математична теорія комунікацій”. Інформацію, що міститься в повідомленні, завжди можна передати у вигляді послідовності нулів та одиниць, питання тільки в тому, скільки таких елементів інформації потрібно. Клод Шеннон (сумісно з Н. Вінером) визначив поняття біта. Клод Шеннон (1916 -2001)
Електронно-обчислювальні машини Клод Шеннон (1916 -2001) Під час Другої світової війни Клод Шеннон займався розробкою криптографічних систем, одна з яких використовувалася для урядового зв'язку при організації трансокеанських переговорів Рузвельта та Черчиля. Саме робота в галузі криптографії призвела його, з його слів, до ідей теорії інформації. Пізніше це допомогло йому відкрити методи кодування з корекцією помилок. Одночасно Клод Елвуд Шеннон почав розвивати ідеї, які згодом лягли в основу Теорії інформації, що його прославила. Метою Шеннона була оптимізація передачі інформації по телефонних і телеграфних лініях. У 1956 р. Шеннон стає запрошеним професором, з 1958 р. - постійним професором Массачусетського Технологічного Інституту, а в 1978 р. -- заслуженим професором у відставці. У 1966 р. у віці 50 років Шеннон пішов на пенсію, залишаючись до 1972 р. консультантом Bell Labs. У 1985 році Клод Шеннон несподівано відвідав Міжнародний симпозіум по теорії інформації.
Електронно-обчислювальні машини Вінер Норберт (1894 – 1964) У США встановлена премія імені Н. Вінера (1967). Норберт Вінер закінчив свою першу фундаментальну працю “Кібернетика" у 54 -річному віці. Подібна витримка чудовим чином характеризує великого вченого, що вічно має сумніви у всьому. Вивчення аналогій між процесами, що протікають в електричних і електронних системах та в живих організмах, призвело Вінера до ідеї створення нової науки кібернетики, яку він подавав як єдину науку про управління. По Вінеру, кібернетика - це наука про управління, зв'язки і обробку інформації в техніці, живих організмах і людському суспільстві. Наука, що дозволяє творити штучний інтелект. Наука, що дозволяє управляти штучним інтелектом. "Кібернетика" Вінера побачила світло в 1948 році. Вона практично відразу була визнана світовою науковою громадськістю, перекладена на десятки мов, однак розуміння величі цієї творення прийшло набагато пізніше.
Електронно-обчислювальні машини Вінер Норберт Видавництво у 1948 в Парижі книги Вінера “Кібернетика" вплинуло великий чином на розвиток світової науки. 1948 рік вважається роком народження кібернетики як науки. Вінер вважав очевидним, що багато які концептуальні схеми, що визначають поведінку живих істот при розв'язанні конкретних задач, практично ідентичні схемам, що характеризують процеси управління в складних технічних системах. Більш того він переконливо доводив, що соціальні моделі управління в економіці можуть бути проаналізовані на основі тих же загальних положень, які розроблені в області управління системами, створеними людьми. Ці ідеї отримали розвиток в черговій "популярно-математичній" праці, відомої в російському перекладі як "Кібернетика і суспільство".
Електронно-обчислювальні машини Вінер Норберт Вінера шанували як великого сучасника, осипали його нагородами, всіляко вимагали від нього співучасті в розвитку кібернетичних ідей. Спільно з Клодом Шенноном Вінер заклав основи сучасної теорії інформації (до речі, слово "біт" - також їх винахід). За декілька місяців до смерті Норберт Вінер був нагороджений Золотою Медаллю Вченого - вищою нагородою людини науки в Америці. На урочистих зборах, присвячених цій події, президент Джонсон сказав: "Ваш внесок в науку на здивування універсальний, ваш погляд завжди був абсолютно оригінальним, ви приголомшуєте втілення симбіозу чистого математика і прикладного вченого”. Ім'ям Вінера названий кратер на зворотному боці Місяця
Електронно-обчислювальні машини Вінер Норберт “Я зрозумів, що наука - це покликання і служіння, а не служба. Я навчився люто ненавидіти будь-який обман та інтелектуальне удавання і гордитися відсутністю несміливості перед будь-якою задачею, на розв'язання якої в мене є шанси. Все це коштує тих страждань, якими доводиться розплачуватися, але від того, хто не володіє достатніми фізичними і моральними силами, я не став би вимагати цієї плати. Її не спроможний сплатити слабкий, бо це уб'є його. ” Норберт Вінер.
Електронно-обчислювальні машини ЕNIAC У США в Пенсільванському університеті на замовлення артилерійського управління велись великі роботи по створенню електронної обчислювальної машини, за допомогою якою можна було б вести розрахунки балістичних таблиць, що полегшило б пальбу по літаках та бомбометання. День і ніч 10 інженерів, 200 техніків і велика кількість робітників працювали над проектом, що отримав назву "Електронного цифрового інтегратора та автоматичного обчислювача", англійською це пишеться так: Electronic Numerical Integrator and Automatic Calculator, скорочено по перших буквах ENIAC, або українською ЕНІАК. ENIAC
Електронно-обчислювальні машини ЕNIAC Створена машина важила 30 тонн і займала площу майже чи не 150 квадратних метрів. Машина працювала в десятків системі числення, вона складалась із 18000 ламп і 1500 реле, швидкодія її - 200 мксек для операцій складання та 2300 мксек - при множенні. Ця машина й увійшла в історію як перша електронно-обчислювальна машина, хоч працездатність її була дуже обмеженою (кожні 7 хв. одна з ламп виходила з ладу, задачі треба було набирати вручну на численних перемикачах). Невідповідність між часом розв`язання задач і часом підготовки її вручну була настільки великою, що виграш від швидкості обчислення майже повністю покривався програшем у часі на підготовчих операціях. У цьому примітивному з вигляду комп'ютері знаходилась електрична схема, що по суті застосовується у всіх сучасних високошвидкісних комп'ютерах. Замість електромеханічних реле в ній, як внутрішній запам'ятовуючий пристрій, застосовувалися електронні лампи, що дозволило в 1000 раз підвищити швидкодію машини в порівнянні з “Марк-1”. У США серійна універсальна ЕОМ "IBM-603" була випущена в 1948 р. , вона складалася з 1400 ламп і працювала з тактовою частотою 50 кгц.
Електронно-обчислювальні машини ЕNIAC Джон фон Нейман (1903 -1957) Створення ЕНІАК було початком бурхливого розвитку обчислювальних машин. Проект першої ЕОМ зацікавив багатьох математиків, в тому числі й відомого математика Джона фон Неймана (19031957), який теж займався розробкою логічної схеми ЕОМ, завдяки якій можна було б запам'ятовувати програму та змінювати її, не змінюючи всієї схеми машини. Ідеї по створенню нової машини були надруковані Джоном фон Нейманом, якому пізніше й були приписані. Було виділено 4 основних блоки в схемі ЕОМ і названо їх арифметико-логічним пристроєм, пам'яттю для даних і команд, пристроєм управління і пристроєм введення-виведення. Згодом ЕОМ такої конфігурації отримала назву "машина нейманівського типу". Реалізувати ці ідеї на конкретній ЕОМ вдалося лише в 1952 р.
Електронно-обчислювальні машини Джон Мочлі і Джон Еккерт Розробниками проекту ЕНІАК були Джон Мочлі (1907 -1980) і Преспер Джон Еккерт (1919 -1995). У 1946 році проект був завершений, можливо, не без допомоги А. Тьюрінга, який таємно гостював в США. Вперше ця машина була прилюдно продемонстрована у 1946 році і потім використовувалась в балістичній лабораторії випробувального полігону в Абердінє, Меріленд, США. Джон Еккерт (1919 -1995)
Електронно-обчислювальні машини Джон Мочлі і Джон Еккерт Тоді ж в Пенсильванському університеті почалась робота над новою машиною “Эдвак” (EDVAC — Electronic Discrete Variable Automatic Computer — електронний автоматичний обчислювач з дискретними змінними), програма якої повинна була зберігатися в пам'яті комп'ютера. В якості внутрішньої пам΄яті передбачалось використовувати ртутні трубки, які використовувались в радіолокації. Додамо ще, що останнє слово в назві машини - computer (комп'ютер) - стало синонімом, другим ім'ям будь-якої ЕОМ. В 1948 році Еккерт та Мочлі заснували свою комп'ютерну фірму, яка надала нову модель — “Бінак”. (BINAC — Binary Automatic Computer), в котрій для зберігання інформації вже застосовувалась магнітна стрічка замість перфокарт.
Електронно-обчислювальні машини Джон Мочлі і Джон Еккерт Третя модель Еккерта і Мочли, представлена в 1951 році — “Унівак-1” (UNIVAC-I — Universal Automatic Computer), була призначена для розв'язання різноманітних задач бізнесу. Вона могла обробляти як цифрову, так і символьну інформацію. Перший екземпляр був переданий у Бюро переліку населення США. Потім було створено багато різних моделей UNIVAC, які знайшли пристосування в різних галузях діяльності, наприклад, 4 листопада 1952 року Джон Преспер Еккерт разом з Уолтером Кронкайтом зробили прогноз результатів виборів. UNIVAC став першим серійним комп'ютером. Можна сказати, що UNIVAC поклав початок комп΄ютерному буму. В 1948 -66 роках Еккерт отримав 85 патентів, пов'язаних головним чином з винаходами в галузі електроніки. В 1967 році Еккерт був обраний членом Національної технічної Академії та в 1969 році нагороджений Національною медаллю за внесок у науку.
Електронно-обчислювальні машини С. О. Лебедєв Перша вітчизняна ЕОМ "МЕСМ" (МЭСМ - малая электронная счётная машина) була розроблена в Інституті електротехніки АН УРСР у 1951 році під керівництвом С. А. Лебедєва. Сергій Олексійович Лебедєв (1902 -1974) народився в Нижньому Новгороді. В 1921 р. він екстерном здав екзамени за середню школу і поступив в МВТУ на електротехнічний факультет, після закінчення якого працював у Всесоюзному електротехнічному інституті. Початок інженерної діяльності С. А. Лебедєва співпав із здійсненням плану ГОЕРЛО - плану по електрифікації країни. Об`єднання великих електростанцій для передачі електроенергії на далекі відстані вимагало розв`язання задачі стійкості енергетичних систем. Під час роботи над подібними задачами йому довелося зіткнутися з необхідністю швидкого моделювання складних систем і С. А. Лебедєв (1902 -1974) великою кількістю обчислень. З перших днів Великої Вітчизняної війни й до її закінчення С. А. Лебедєв працював у оборонній промисловості.
Електронно-обчислювальні машини С. О. Лебедєв До початку 50 -х рр. Сергій Олексійович чудово розумів, що для успішного рішення надто важливих задач народного господарства й для оборони країни необхідно створити обчислювальну техніку, й в 45 років він, будучи вже відомим вченим в галузі електроенергетики, перемикається повністю на новий для нього напрям - обчислювальну техніку. Будучи директором Інституту електротехніки АН УРСР він організував перший в країні науковий семінар по обчислювальній техніці, на базі якого в 1947 році була створена лабораторія з розробки макета МЕСМ. Наприкінці 1951 р. МЕСМ була побудована. МЕСМ мала більш універсальне призначення, ніж ЕНІАК, вона стала базовим прототипом для світового цифрового математичного машинобудування та обумовила перехід до нового періоду розвитку мистецтва програмування. Структурні схеми цієї машини були встановлені в основу подальшої серії вітчизняних ЕОМ - БЕСМ. Не дивлячись на малу потужність МЕСМ з її допомогою були вирішені важливі народногосподарські проблеми: розрахунок лінії електропередачі Куйбишев-Москва, вирішені багато які задачі ядерної фізики і т. д.
Електронно-обчислювальні машини С. О. Лебедєв У 1951 - 1952 рр. створюється перша ЕОМ із серії швидкодіючих електронних рахункових машин (БЕСМ) загального призначення. При створенні БЕСМ-1 були застосовані оригінальні наукові й конструкторські розробки, які увійшли в світовий фонд обчислювальної техніки. У процесорі ЕОМ використовувалися лампи, що серійно випускались вітчизняною промисловістю. Машина БЕСМ-1 була не тільки першою швидкодіючою радянською ЕОМ, з продуктивністю 8 -10 тис. оп. /сек. (операцій в секунду), але й самої високопродуктивною машиною в Європі й однією з кращих в світі. Незабаром була створена й сама популярна в ті роки машина БЕСМ-6 з швидкодією 1 млн. операцій в секунду. Вона серійно випускалась з 1964 по 1984 рр. БЕСМ На конференції у Дармштадті у 1956 році доповідь С. О. Лебедєва про БЕСМ викликала сенсацію: мало кому відома за межами СРСР машина була визнана найбільш швидкодіючою в Європі.
Електронно-обчислювальні машини С. О. Лебедєв В ІТМ і ВТ С. А. Лебедєв очолив роботи по створенню трьох поколінь радянських ЕОМ - це знаменита серія БЕСМ-1, -2, 3 М, -4, -6 та машини М-20, М-220. МЕСМ За видатні заслуги в галузі обчислювальної техніки академіку АН УРСР (1945 р) С. А. Лебедєву в 1953 р. було надано звання академіка АН СРСР, в 1956 р. - героя Соціалістичної Праці. З 1953 р. і до кінця свого життя він був директором інституту ТМ і ВТ АН СРСР. С. А. Лебедєв був нагороджений державними преміями СРСР (1950 р. , 1969 р. ) і Ленінською премією (1966 р. ).
Електронно-обчислювальні машини В. М. Глушков У грудні 1957 р. на базі лабораторії був створений Обчислювальний центр Академії наук. Тут було завершено і створення першої на Україні великої ЕОМ “Київ” (1959 р. ). Наступним етапом у розвитку обчислювальних машин у дослідницькій діяльності Глушкова було створено ЕОМ з нейманівською архітектурою. Ці ідеї, що до архітектури і структури, спочатку рекурсивної, а потім макроконвеєрної ЕОМ були реалізовані у багатопроцесорних обчислювальних комплексах з макроконвеєрною організацією обчислювань ЄС 2701 й ЄС 1766. В 1984 -1987 р. р це були наймогутніші в СРСР обчислювальні системи. Їхня продуктивність оцінювалась півмільярда операцій за секунду. У 1992 р. було реалізовано ідею Глушкова про створення Кібернетичного центру, яка виникла у нього ще в 1967 р. , але не дістала підтримки. Нині Кібернетичний центр включає в себе власне Інститут ім. В. М. Глушкова, Інститут проблем математичних машин і систем та Інститут програмних систем.
Електронно-обчислювальні машини В. М. Глушков У 1977 р. за цикл робіт з автоматизацій проектування Глушкова і його учнів було удостоєно Державної премії СРСР. В. М. Глушков був членом більшості зарубіжних академій і наукових закладів. Заслужений діяч наук УРСР (1978), Ленінська премія (1964), Державна премія СССР (1967, 1968, 1977), Державна премія УРСР (1970), премія ім. Н. М. Крилова (1968), премія ім. С. А. Лебедєва (1979), премія ім. А. Н. Крилова (1980), медаль ім. С. І. Вавилова. Президентом АН УРСР в 1982 р. була заснована премія ім. В. М. Глушкова, його ім’я присвоєно Інституту кібернетики АН УРСР. Віктор Михайлович дуже багато зробив для розвитку теоретичної кібернетики. На основі його досліджень народжується нова обчислювальна техніка. Зокрема, завдяки теорії цифрових автоматів, українські кібернетики створили першу в Європі універсальну керуючу машину широкого призначення “Дніпро”. На основі розробленої Глушковим алгебраїчної теорії автоматів конструювання самої обчислювальної техніки автоматизується. Машини проектують собі подібних і роблять це краще від найдосвідченіших конструкторів.
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ Розподіл комп'ютерної техніки на покоління - вельми умовна класифікація обчислювальних систем в залежності від розвитку апаратних і програмних засобів, а також способів спілкування з комп'ютером. Але загальний розподіл на покоління йде в залежності від елементної бази комп'ютера. 4 На перших комп'ютерах застосовувалися електронні лампи. Скляні лампи-діоди були створені в 1904 році англійським інженером Джоном Флемінгом (1849 -1945). 4 У 1948 році їх замінили транзистори, винайдені американськими вченими Джоном Бардіним (р. 1908), Уолтером Браттейном (1902 -1987) і Уїльямом Шоклі (1910 -1989). За свій винахід вони отримали в 1956 році Нобелівську премію з фізики. У 1957 році американською фірмою NCR був створений перший комп’ютер на транзисторах.
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ 4 У 1958 році Джек Кілбі з фірми Texas Instruments створив першу інтегральну схему (ІС). В комп'ютерах стали застосовувати мікросхеми, що складаються із багатьох тисяч транзисторів (ІС). У 1975 році був винайдений так званий "кристал" або "чіп", який еквівалентний схемам із десятками тисяч транзисторів (великим інтегральним схемам - БІС). 4 У 1971 році Эдвард Хофф розробив мікропроцесор Intel— 4004, який налічував 2250 транзисторів, що містились у кристалі розміром не більше голівки цвяху. Цей мікропроцесор став революційним винаходом, що відкрив шлях до створення штучних інтелектуальних систем взагалі та персонального комп’ютера 4 в частці.
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ До першого покоління, як правило, відносять машини, створені на рубежі 50 -х років. Ці комп'ютери були величезними, незручними і дуже дорогими машинами, які могли придбати тільки великі корпорації та уряди. У їх схемах використовувалися електронні лампи. Лампи споживали безліч електроенергії і виділяли багато тепла. Набір команд був невеликий, схема арифметико-логічного пристрою і пристрою управління досить проста, програмне забезпечення практично було відсутнім. Показники об'єму оперативної пам'яті і швидкодії були низькими. Для введення-виведення використовувалися перфострічки, перфокарти, магнітні стрічки і друкуючі пристрої. Швидкодія порядку 10 -20 тисяч операцій в секунду. Програми для цих машин писалися на мові конкретної машини. Математик, що склав програму, сідав за пульт управління машини, вводив і налагоджував програми і проводив по них рахунок. Процес налагоджування був найбільш тривалим за часом. Незважаючи на обмеженість можливостей, ці машини дозволили виконати найскладніші розрахунки, необхідні для прогнозування погоди, розв'язання задач атомної енергетики та ін. . Вітчизняні машини першого покоління: МЭСМ (малая электронная счётная машина), БЭСМ, Стріла, Урал, М-20.
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ До другого покоління, як правило, відносять машини, створені приблизно в 1955 -65 рр. . Ці комп'ютери характеризуються використанням в них як електронних ламп, так і дискретних транзисторних логічних елементів. Їх оперативна пам'ять була побудована на магнітному сердечнику. У цей час з'явилися високопродуктивні пристрої для роботи з магнітними стрічками, магнітні барабани і перші магнітні диски. Швидкодія - до сотень тисяч операцій в секунду, об’єм пам'яті - до декількох десятків тисяч слів. З'явилися мови високого рівня. З'явився широкий набір бібліотечних програм для рішення різноманітних математичних задач. З'явилися моніторні системи для керування режимом трансляції і виконання програм. З моніторних систем надалі виросли сучасні операційні системи. Вітчизняні машини другого покоління: БЭСМ-6.
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ До третього покоління, як правило, відносять машини, створені у 60 -х роках. Машини третього покоління - це сімейства машин з єдиною архітектурою, тобто програмно сумісних. Як елементна база в них використовуються інтегральні схеми, які також називаються мікросхемами. Машини третього покоління мають розвинені операційні системи. Вони володіють можливостями мультипрограмування, тобто одночасного виконання декількох програм. Швидкодія машин змінюється від декількох десятків тисяч до мільйонів операцій в секунду. Місткість оперативної пам'яті досягає декількох сотень тисяч слів. Вітчизняні машини третього покоління: сімейства IBM-360, IBM-370, ЄС ЕОМ (Єдина система ЕОМ), СМ ЕОМ (Сімейство малих ЕОМ).
Електронно-обчислювальні машини Покоління ЕОМ До четвертого покоління, як правило, відносять машини, створені після 1970 року. Найбільш важливий критерій, по якому ці комп'ютери можна відділити від машин третього покоління, полягає в тому, що машини четвертого покоління проектувалися з розрахунку на ефективне використання мов високого рівня і спрощення процесу програмування для кінцевого користувача. В апаратному відношенні для них характерне широке використання інтегральних схем як елементної бази, а також наявність швидкодіючих запам'ятовуючих пристроїв з довільною вибіркою місткістю в десятки мегабайт. З точки зору структури машини цього покоління являють собою багатопроцесорні та багатомашинні комплекси. Швидкодія складає до декількох десятків мільйонів операцій в секунду, об'єм оперативної пам'яті – від одного до десятків Мбайт. Цей період характеризує: · поява персональних комп'ютерів; · широке застосування систем управління базами даних; · комп'ютерні мережі і телекомунікаційна обробка даних.
Електронно-обчислювальні машини Типи ЕОМ За способом подання та обробки інформації ЕОМ поділяються на цифрові обчислювальні машини (ЦВМ), що оперують з інформацією, наданою в цифровій (дискретній) формі, 4 аналогові обчислювальні (безперервній) формі, 4 машини, що обробляють дані, надані в аналоговій гібридні обчислювальні машини, в яких інформація, що переробляється, представляється частково в безперервних формах. 4
Електронно-обчислювальні машини Типи ЕОМ За умовами експлуатації комп'ютери поділяються на: · офісні (універсальні); · спеціальні. Офісні призначені для розв'язання широкого класу задач у нормальних умовах експлуатації. Спеціальні комп'ютери служать для розв'язання більш вузького класу задач або навіть однієї задачі, що вимагає багаторазового розв'язання, і функціонують в особливих умовах експлуатації.
Електронно-обчислювальні машини Типи ЕОМ За продуктивністю та характером використання комп'ютери можна умовно поділити на: · мікрокомп'ютери, в тому числі, персональні комп'ютери; · міні-комп'ютери; · мейнфрейми (універсальні комп'ютери); · Супер-комп'ютери. Мікрокомп'ютери - це комп'ютери, в яких центральний процесор виконаний у вигляді мікропроцесора. Міні-комп'ютери і суперміні-комп'ютери - це машини, конструктивно виконані в одній стойці, які займають об'єм порядку половини кубометру. Зараз комп'ютери цього класу поступаються місцем мікрокомп'ютерам. Мейнфрейми - складні та дорогі машини, призначені для розв'язання широкого класу науково-технічних задач. Їх доцільно застосовувати у великих системах при наявності не менше за 200 робочих місць. Суперкомп'ютери - це дуже могутні комп'ютери з продуктивністю понад 100 мегафлопів (1 мегафлоп - мільйон операцій з плаваючою точкою в секунду).
Мікрокомп'ютери. Персональні та портативні ЕОМ.
Електронно-обчислювальні машини Мікрокомп'ютери. Персональні та портативні ЕОМ. Вступ. За минулі роки принципи роботи ЕОМ практично не змінилися, але обчислювальна техніка в своєму розвитку зробила такий крок, якого вона не робила за всі попередні триста років свого існування. Розвиток і вдосконалення ЕОМ, зростання їх кількості в світі та розширення типів задач, що вирішуються за допомогою ЕОМ, забезпечили цей крок.
Електронно-обчислювальні машини Мікро. ЕОМ Вдосконалення ЕОМ, впровадження в їх виробництво нових технологій привело до зниження цін на комп'ютери. Невелика ціна відкрила дорогу їх широкому поширенню. Якщо в 1954 році у всьому світі нараховувалось приблизно 100 ЕОМ, в 1975 році - всього 150 тисяч ЕОМ, то зараз тільки в США кількість мікрокомп'ютерів наближається до сотні мільйонів. Вони стали такими же поширеними, як радіоприймачі й телевізори. Мікро. ЕОМ може бути вбудована буквально в будь-яку річ: електроплитку, пральну машину, автомобіль, радіоприймач, касовий апарат, духовку, світлофор. ЕОМ, створені спочатку для розв'язання обчислювальних задач, почали обробляти текстову, графічну й інші види інформації. Частіше мікро. ЕОМ називають машини малих розмірів, які можна пересувати. ЕОМ великих розмірів називають універсальними, а комп'ютери проміжних розмірів - мініЕОМ. Однак, це умовний розподіл. Відомий всім такий прилад для обчислення як мікрокалькулятор (його назва сталася від "калкулюс" - галька, "калькулатор" - обчислювати) також є мікрокомп'ютером.
Електронно-обчислювальні машини Персональні ЕОМ З появою персональних електронно-обчислювальних машин (ПЕОМ) коло користувачів безперервно поширюється не тільки за рахунок фахівців, знайомих з обчислювальною технікою, але й людей самих різноманітних професій. Персональні комп'ютери (ПК) це мікрокомп'ютери універсального призначення, розраховані на одного користувача і керовані однією людиною. Незважаючи на велику різноманітність та швидкий технічний розвиток, персональні комп'ютери (ПК) мають наступні загальні характеристики: призначені для індивідуального застосування (деякі моделі - для невеликої групи користувачів); 4 працюють в діалоговому режимі, тобто людина веде діалог з машиною, яка відповідає на його вимоги й виконує подані команди; 4 мають малі габаритні розміри, масу, порівняно дешеві й в той же час задовольняють переважній більшості вимог користувачів в обробці інформації. 4 Як же йшов розвиток мікрокомп'ютерів?
Електронно-обчислювальні машини Персональні ЕОМ У 1974 р. невелика компанія MITS (Micro Instrumentation Telemetry Systems) в Альбукеркі (штат Нью-Мексико) створила перший персональний комп`ютер “Altair 8800” на основі мікропроцесора Intel 8080, який мав реальні перспективи. Цей мікрокомп`ютер являв собою металеву коробку, до якої не було ні клавіатури, ні монітору. А введення та виведення даних здійснювалось за допомогою панелі перемикачів. Команди вводились на “машинній” мові – у вигляді послідовності 0 та 1. За допомогою світлових індикаторів на панелі виводився результат. Робота з “Альтаїр” вимагала значних технічних знань, але все-рівно комп`ютер мав великий комерційний успіх, він продавався поштою і широко використовувався для домашнього використання. Альтаір Комп’ютер названий за ім’ям зірки, до якої був запущений міжпланетний корабель "Энтерпрайз" з телесеріалу "Космічна одіссея".
Електронно-обчислювальні машини Персональні ЕОМ Ед Робертс, молодий офіцер ВПС США, інженер - електронщик, засновник MITS, розумів, що “Альтаіру” потрібно надати просту мову програмування, наприклад, Бейсік. Але самі представники Intel вважали, що чіп 8080 не дуже потужний для такої мови програмування. У 1975 р. молодий програміст, співробітник фірми в Бостоні, Пол Аллен и студент Гарвардського університету Білл Гейтс реалізували для Альтаїра мову Бейсік. Б. Гейтс та П. Аллен випадково дізнались про “Альтаїр” з журналу “Popular Electronics”. Вони знайшли опис роботи мікропроцесору Intel 8080 та змоделювали його роботу. За 6 тижнів Білл Гейтс і Поль Аллен розробили версію мови Basic для комп'ютера "Altair 8800". В той час ними й була заснована фірма Microsoft, яка зараз є провідною фірмою по виробництву програмного забезпечення для ЕОМ, а Altair Basic її перший програмний продукт. Білл Гейтс Поль Аллен
Електронно-обчислювальні машини Персональні ЕОМ У 1976 році молоді інженери Стів Джобс і Стів Возняк розробляють мікрокомп'ютер "Apple 1". Для продажу комп'ютера організується фірма Apple Computer. У 1977 році поступає в продаж комп'ютер "Apple 2". Стів Джобс і Стів Возняк У 1983 році корпорація Apple Computer побудувала персональний комп’ютер Lisa — перший офісний комп’ютер, що працював під управлінням маніпулятора миша. Фірма Apple Computer зараз займає одне із провідних місць у світі по виробництву комп'ютерів. ПК цієї фірми користуються популярністю у студентів, лікарів, вчителів.
Електронно-обчислювальні машини Персональні ЕОМ Багато великих комп'ютерних фірм вважали випуск персональних комп'ютерів справою неперспективною. Але попит на ПК збільшувався, і ті фірми, що спочатку зневажали ринком персональних ЕОМ, повинні були наздогнати упущене. В 1981 році фірма IBM уперше виходить на ринок персональних комп'ютерів з ПЕОМ IBM РС, побудованому на базі мікропроцесора Intel 8088. Комп'ютер мав один дисковод для гнучких дисків на 5. 25 дюйми, хоч в 1980 році вже з'явилися перші накопичувачі на магнітних дисках типу winchester (вінчестер). Цей комп'ютер "перша ластівка" серед персональних машин фірми IBM, що завоювали комп'ютерний світ і принесли фірмі мільйонні прибутки. Ряд технічних і конструкторських рішень дозволили цьому комп'ютеру й подальшим моделям стати фактично стандартом у промисловості сучасних ПЕОМ. Для залучення сторонніх компаній по виробництву периферійного обладнання для ПК фірма IBM опублікувала технічну схему комп'ютера. Однак багато які фірми вирішили більш вигідним виробляти свої комп'ютери, сумісні з IBM РС. Так виникло виробництво "клонових" машин. Це не влаштовувало фірму IBM, і 2 квітня 1987 року вона оголосила про випуск нової серії персональних ЕОМ IBM РS/2. Ця серія мала деякі відмінності від попереднього сімейства ЕОМ і, не дивлячись на програмну сумісність, на апаратному рівні була несумісна з попередніми комп'ютерами IBM.
Електронно-обчислювальні машини Портативні ЕОМ Зараз великою популярністю користуються портативні комп'ютери, хоч вони й багато коштують. Можна вважати, що ринок портативних комп'ютерів був відкритий в 1981 році, коли фірмою Epson America був випущений портативний комп’ютер НХ-20, що можна віднести до laptop (”що лежить на колінах”) комп'ютерів. У 1984 г. був створений перший комп’ютер типу laptop ( «наколінний» ), в якому системний блок був об’єднаний з дисплеєм та клавіатурою в єдиний блок. Notebook (блокнот, записник). За розміром він ближче до книги великого формату. Має вагу біля 3 кг. Вміщується в портфель-дипломат. Для зв'язку з офісом його звичайно комплектують модемом. Ноутбукі часто забезпечують приводами CD ROM. Notebook
Електронно-обчислювальні машини Портативні ЕОМ Palmtop (надолонник) - маленькі сучасні персональні комп'ютери, що вміщуються на долоні. Магнітні диски в них замінює енергонезалежна електронна пам'ять. Немає накопичувачів на дисках - обмін інформацією із звичайними комп'ютерами йде по лініях зв'язку. Palmtop з набором ділових програм, записаних в його постійну пам'ять, складає персональний цифровий помічник (Personal Digital Assistant). Palmtop Personal Digital Assistant
Електронно-обчислювальні машини Питання і завдання. 1. Яку машину називають "прообразом сучасної ЕОМ"? 2. Коли, ким, в якій машині були вперше реалізовані основні ідеї Беббіджа? 3. Хто і коли створив першу машину на електричних реле? 4. Хто в Німеччині займався створенням обчислювальних машин на реле? 5. Як називалася машина Атанасова? Чому? 6. Приведіть приклади релейних машин. 7. В чому недолік релейних машин? 8. Хто в Англії очолював роботи по створенню обчислювальних машин? 9. Коли в Англії була створена перша електронна машина? 10. Чому ЕОМ, створена в Англії, не дістала права називатися "першою ЕОМ"? 11. Яку машину називають "першою ЕОМ"? 12. Хто очолював роботи по її створенню? 13. Коли в США були випущені перші серійні ЕОМ? Як вони називались?
Електронно-обчислювальні машини Питання і завдання. 14. Коли і ким була створена перша радянська ЕОМ? Як вона називалась? 15. Коли була створена БЕСМ-1? 16. Яка з радянських ЕОМ була найпопулярнішою? 17. Під чиїм керівництвом велась робота над створенням ЕОМ в нашій країні? 18. Скільки існує поколінь ЕОМ? 19. Чим відрізнялися машини різних поколінь? 20. Опишіть основні ознаки машин заданого покоління? 21. З чим пов'язаний швидкий розвиток обчислювальної техніки в наші часи? 22. На які класи по своєму розміру можна умовно поділити ЕОМ? 23. Що таке мікро-ЕОМ? 24. Де вони використовуються? 25. Як ще називаються великі ЕОМ? 26. Де вони використовуються?
Електронно-обчислювальні машини Питання та завдання. 27. Приведіть синоніми терміну "персональний комп'ютер". 28. Які загальні характеристики мають ПК? 29. Чим відрізняється ПК від великих ЕОМ? 30. Хто і коли створив перший персональний комп'ютер? Як він називався? 31. Хто розробив для нього перше програмне забезпечення? 32. Хто і яку фірму очолює один з розробників? 33. Які програмні продукти цієї фірми Ви знаєте? 34. Коли створила свій перший ПК фірма “Apple” ? 35. Як він називався? Хто його творці? 36. Коли випустила свій перший ПК фірма IBM? Як він називався? 37. Коли і ким був створений перший портативний комп'ютер? Як він називався? 38. Які персональні комп'ютери Ви знаєте? 39. Що таке laptop комп'ютери? 40. На комп'ютерах яких типів Ви вже працюєте або будете працювати?
Іменний покажчик Бібліографічні дані про людей, чиї імена зустрічались у тексті презентації
Іменний покажчик Аллен Пол (Allen Paul), народився в 1953 році, - один з засновників Microsoft (1975), товариш дитинства Біла Гейса. Потім глава фірми програмного забезпечення Asymetrix. Атанасов А. В. - американський вчений болгарського походження, професор математики в коледжі (штат Айова), розробник обчислювальних машин, творець обчислювальної машини “АВС”. Бардін Джон (Bardeen) (р. 1908) - американський вчений, в 1948 р. винайшов транзистори, за свій винахід спільно з У. Браттейном і У. Шоклі отримав в 1956 році Нобелівську премію з фізики. Один із авторів мікроскопічної теорії надпровідності, лауреат Нобелівської премії 1972 р. спільно з Л. Купером і Дж. Шріффером. Беббідж Чарльз (1791 -1871) - англійський вчений, декан кафедри математики Кембріджського університету, автор "аналітичної машини". Беррі К. (Berry) - соратник Атанасова А. В. по створенню обчислювальної машини "АВС". Братейн Уолтер (Brattain) (1902 -1987) - американський вчений, в 1948 р. винайшов транзистори, за свій винахід спільно з Дж. Бардіном і У. Шоклі отримав в 1956 році Нобелівську премію з фізики. Буль Джорж (Boole) (1815 -1864) - ірландський математик, один з основоположників математичної логіки, автор книги "Математичний аналіз логіки"(1847).
Іменний покажчик Буш Ванневар - професор, автор диференціального аналізатора - релейної спеціалізованої обчислювальної машини, один з ініціаторів Манхеттенського проекту, що привів до створення атомної бомби. Вінер Норберт (1894 -1964 ) - американський вчений, професор математики Массачусетського технологічного інституту, “отець кібернетики”. Возняк Стів (Wozniak Steve) – засновник фірми Apple Computer разом із Стівом Джобсом, конструктор перших комп`ютерів Apple. Гейтс Білл (Gates Bill) (народ. 1955 р. ) – уродженець Сіетлу, засновник та президент фірми Microsoft (з 1975 р. ) Глушков В. М. (19 - 19 ) - видатний радянський вчений в галузі кібернетики та обчислювальної техніки Джобс Стів (Jobs Steve) – засновник фірми Apple Computer, відповідальний за проект Macintosh. Вийшов з Apple у 1985 р. , засновник компанії Next Inc. , яка у 1988 р. випустила свій перший комп`ютер. Потім знову повернувся до фірми Apple Computer. Ейкен Говард - американський інженер, розробник обчислювальних машин на базі електромагнітних реле. Еккерт Джон (1919 -1995) - Еккерт Преспер-молодший (повне ім'я Еккерт Джон Преспер Джуніор, Eckert J. Presper, Jr. ) - американський інженер і винахідник (1946, спільно з Дж. Мочлі) першого універсального комп'ютера, що став прототипом більшості сучасних ЕОМ.
Іменний покажчик Лебедєв Сергій Олексійович (1902 -1974) - радянський вчений в галузі електроенергетики й обчислювальної техніки, керівник проектів по створенню перших радянських ЕОМ (МЕСМ, БЕСМ), директор Інституту точної механіки та обчислювальної техніки. Мочлі Джон (1907 -1980) - американський інженер, один з розробників ENIAC. Нейман Джон (1903 -1957) - американський математик, угорець за походженням. Узагальнив досвід, отриманий в ході розробки лічильних машин, і виклав його у вигляді основних принципів побудови ЕОМ. Ожегов Сергій Іванович (1900 -1964) - радянський мовознавець, лексиколог, дослідник норм літературної російської мови, доктор філологічних наук, професор. Робертс Ед (Roberts Ed) – президент компанії MITS, яка у 1975 р. створила Altair один з перших мікрокомп`ютерів. Синсклер Клайв (Sinclair Clive), нар. в 1940 р. , - англійський лорд, інженер, фахівець з електроніки, творець Z 80 – першого дешевого комп`ютеру. Тьюрінг Алан Матісон (Turing) (1912 -1954) - англійський математик. Основні праці з математичної логіки, обчислювальної математики. Розробив декілька типів цифрових обчислювальних машин. Ввів поняття абстрактної обчислювальної машини ("машина Тюрінга"). Його труди сприяли створенню сучасних ЕОМ.
Іменний покажчик Флемінг Джон (Fleming) (1849 -1945) - англійський інженер, створив в 1904 році лампи -діоди, які успішно використовувалися в ЕОМ перших поколінь. Цузе Конрад - німецький інженер, який працював в галузі обчислювальної техніки, в 1937 -1942 рр. розробив проект ЕОМ. Шеннон Клод (1916 -2001) - американський вчений, засновник теорії інформації. Шоклі Уїльям (Shockley) (1910 -1989) - американський вчений, у 1948 р. винайшов транзистори, за свій винахід спільно з У. Браттейном і Дж. Бардіном отримав в 1956 році Нобелівську премію з фізики.
Післямова Презентація “Історія обчислювальної техніки” (CSH-1. 3 - Computer System History - версія 1. 3) складається з чотирьох частин і є комп'ютерною підтримкою авторської програми спецкурсу ”Історія обчислювальної техніки в прикладах та задачах” для учнів 5 -7 класів вчителя інформатики М. М. Корнієнко Презентація № 1 - “Історія лічби та рахунку”. “Способи запису чисел”. “Методи обчислень”. Презентація № 2 - “Системи числення”. Презентація № 3 - “Прилади для лічби”. “Механічні обчислювальні машини”. Презентація № 4 - “Електронно-обчислювальні машини”. Методичний матеріал до програми спецкурсу: · · · Календарно-тематичне планування, Зошит учня. Комп'ютерні презентації № 1 -4 Розробка підсумкового уроку (турнір) Список літератури та сайтів за темою. Авторська програма спецкурсу призначена для учнів 5 -7 класів. Також вона може бути використана і на факультативних заняттях з інформатики для початківців.
Скачать презентацию М М Корнієнко Історія обчислювальної техніки 4
tetr4_ukr.ppt