Презентация на тему «Арифмометр» Выполнил: студент 1 -го курса группы ТИ-2 Буланкин Евгений
Арифмометр (от греч. αριθμός — «число» , «счёт» и греч. μέτρον — «мера» , «измеритель» ) — настольная (или портативная) механическая вычислительная машина, предназначенная для точного умножения и деления, а также для сложения и вычитания.
Одна из таких машин, названная «Антиките рским механи змом» , была найдена на затонувшем судне, неподалеку от острова Антикитера и она датируется примерно сотым годом до нашей эры! Механизм содержал большое число бронзовых шестерён в деревянном корпусе, на котором были размещены циферблаты со стрелками и, по реконструкции, использовался для расчёта движения небесных тел. Другие устройства подобной сложности неизвестны в эллинистической культуре. В нём используется дифференциальная передача, которая, как ранее считалось, изобретена не раньше XVI века, а уровень миниатюризации и сложность сопоставимы с механическими часами XVIII века. Ориентировочные размеры механизма в сборе 33× 18× 10 см. Особенности арифмометров: 1. Они были компактными, по сравнению с напольными вычислительными машинами. 2. Первые из них были полностью механическими, и лишь поздние их модели использовали электромотор. 3. Это были цифровые устройства, из чего следовало, что результат их вычислений был абсолютно точным и не зависимым от погрешности считывания.
Первый шаг к созданию современных компьютеров сделал английский математик Чарльз Бэббидж. В 1822 году он построил вычислительное устройство, названное им Разностной Машиной. Машина работала на основе известного в математике метода конечных разностей, позволяла вычислять значения многочленов, выполняя только операцию сложения и не производя при этом умножение и деление. Поскольку Разностная Машина имела ограниченные возможности, дальнейшего развития она не получила. Однако специалисты отмечают, что для того времени это был прорыв в вычислительной технике. Разностная машина Чарльза Бэббиджа Чарльз Бэббидж
Бэббидж не остановился на достигнутом и с 1830 года занялся разработкой программируемой машины, которую назвал Аналитической (Analytical Engine). К сожалению, математик не смог осуществить задуманного, поскольку Analytical Engine оказалась слишком сложна для техники того времени. Но идеи, которые он озвучил, были действительно революционными. Бэббидж придумал практически современный компьютер, но не в электронном, а в механическом исполнении. По замыслу ученого, машина должна была состоять из «склада» , предназначенного для хранения чисел (то, что мы называем память компьютера), из «Мельницы» , которая представляла собой арифметическое устройство (процессор). Бэббидж также задумал устройство, управляющее последовательностью операций в машине (хотя математик никак его не назвал, сейчас используется термин «устройство управления» ). Машины также должна была быть оснащена устройствами ввода и вывода данных. В конце XX английские ученые построили машину Бэббиджа. В идеях великого ученого была обнаружена всего одна ошибка. Аналитическая машина Бэббиджа
«Mark-1» В 1940 -х годах сразу несколько грyпп исследователей предприняли попытки создания вычислительного устройства, но уже на основе техники XX столетия. Первым из них был немецкий ученый Конрад Цузе, который в 1941 г. построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Однако из-за войны его работы не были опубликованы. В 1943 в США на одном из предприятий фирмы IBM (International Business Machines Corporation) американец Говард Эйкен создал более мощный компьютер под названием «Mark -1» . Хотя «Mark-1» был устроен практически так же, как и аналитическая машина Бэббиджа, считал он все же намного быстрее. Кроме того, компьютер мог умножать, делить, возводить числа в степень, находить значение синуса и вычислять логарифмы. Здесь также впервые был реализован принцип независимо хранимой программы. Конрад Цузе «Mark-1» Говард Эйкен
ENIAC Полумеханические компьютеры, такие как Mark — 1, сменили новые, более мощные машины, выполняющие от 10 до 20 тыс. операций в секунду - теперь их называют ЭВМ первого поколения. Одна из них — Electronical Numerical Integrator and Calculator, сокращенно — ENIAC. Этот компьютер на основе электронных ламп был сконструирован в 1946 году. В его конструкцию входило 18 тысяч вакуумных ламп и около 1500 реле, при этом машина занимала отдельное помещение площадью в 85 квадратных метров, весила 30 тонн и потребляла 150 киловатт энергии. В компьютере ENIAC впервые перфолента для хранения программ была заменена на перфокарту. Во время работы перфоленты часто рвались, приходилось либо склеивать их, либо менять целиком. Зачастую запасных не было, поэтому нужно было изготовлять новые. Все это доставляло большие неудобства. С перфокартами процесс намного упростился. Если испортилась одна пластинка, то ее можно было легко заменить. Однако, несмотря на все недостатки, ENIAC своим появлением открыл эру компьютеров.
В СССР первый компьютер был сконструирован в Киеве в 1951 году. Он назывался «МЭВМ» (маленькая электронная вычислительная машина). Уже в 1952 году была построена машина «БЭВМ» (большая электронная вычислительная машина). Этими проектами руководил академик Сергей Лебедев.
Во втором поколении компьютеров вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны — далекие предки современных жестких дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня — Фортран, Алгол, Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла. Хорошим примером ЭВМ второго поколения является IBM 360– 40. Она была изготовлена в 1964 г, имела емкость ОЗУ 256 Кб и производительность 246000 операций в секунду. Однако уже во втором поколении ЭВМ были модели, способные выполнять до двух миллионов операций в секунду. Транзистор IBM 360– 40
Интегральная схема В третьем поколении ЭВМ впервые стали использоваться интегральные схемы — целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной. В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ — серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ. Мощнейшие компьютеры третьего поколения были способны совершать до 300 млн операций в секунду.
Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70 -е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детале большинство компонентов компьютера — что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию — ведь микропроцессор является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера. Но и это еще не все — поистине, рубеж 60 -х и 70 -х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть — зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ( «Си» ), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.
Первым мини-компьютером считают PDP-8 корпорации DEC. Эта машина создавалась для управления ядерным реактором. Но она стала популярна на частных производственных предприятий и в высших учебных заведениях. Ее массовый выпуск начался 1965 году и к началу 70 -х количество этих ЭВМ превысило 100 000 штук. Важный переход от мини-компьютеров к микро-компьютерам, это создание микропроцессора. Благодаря БИС (Большая Интегральная Схема) стало возможным разместить все основные элементы центрального процессора на одном кристалле. Первым микропроцессором стал Intel-4004 созданный 1971 г. Он содержал в себе более двух тысяч полупроводников, которые разместились на одной подложке. В одной интегральной схеме разместились арифметическое - логическое устройство и управляющее устройство. Intel-4004 PDP-8
Характеристики ЭВМ четвертого поколения: 1. 2. 3. 4. Мультипроцессорность Языки высокого уровня Компьютерные сети Параллельная и последовательная обработка данных Одним из первых персональных компьютеров четвертого поколения считается Altair 8800. Созданный на базе микропроцессора Intel-8080. Его появление стимулировало рост периферийных устройств, компиляторов высокого уровня. Если компьютеры третьего поколения могли совершать 300 миллионов операций в секунду, то современные могут совершать миллиарды. Вычислительная техника за период своего развития шагнула далеко вперед, предвосхищая будущие ИИ и биологические процессоры. Altair-8800 Intel-8080