close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

История развития информатики и вычислительной техники

код для вставкиСкачать
История развития информатики и вычислительной техники
В вычислительной технике существует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин. ЭВМ относят к тому или иному поколению в зависимости от типа основных используемых в ней элементов или от технологии их изготовления. Ясно, что границы поколений в смысле времени сильно размыты, так как в одно и то же время фактически выпускались ЭВМ различных типов; для отдельной же машины вопрос о ее принадлежности к тому или иному поколению решается достаточно просто.
Появление ЭВМ или компьютеров –
одна из существенных примет современной научно
-
технической революции. Широкое распространение компьютеров привело к тому, что все большее число людей стало знакомиться с основами вычислительной техники, а программирование постепенно превратилось в элемент культуры. Первые электронные компьютеры появились в первой половине XX века. Они могли делать значительно больше механических калькуляторов, которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были электронные машины, способные решать сложные задачи.
История развития информатики и вычислительной техники
Первые шаги
30 тыс. лет до н.э.
"
Вестоницкая кость
" с зарубками была обнаружена в раскопках и позволяет историкам предположить, что уже тогда наши предки были знакомы с зачатками счета. Историю цифровых устройств начать следует со счетов. Подобный инструмент был известен у всех народов. Древнегреческий абак
(доска или "
саламинская доска
"
по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. VI
-
V век до н.э.
Первые шаги
На песке проходились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая -
десяткам и т.д. Если в какой
-
то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде.
Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.
VI
-
V век до н.э.
Первые шаги
Китайские счеты суан
-
пан состояли из деревянной рамки, разделенной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка.
Она разделена на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части -
по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала
косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц.
VI
-
V век до н.э.
Первые шаги
Первые шаги
У японцев это же устройство для счета носило название серобян
. VI
-
V век до н.э.
Первые шаги
VI
-
V век до н.э.
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение "дощаный счет"
, завезенный, видимо, западными купцами вместе с
текстилем. "Дощаный счет" почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.
Приблизительно в 850 году н.э. арабский ученый математик Мухаммед бен Муса ал
-
Хорезм (из города Хорезма на реке Аму
-
Дарья) написал книгу об общих правилах решения арифметических задач при помощи уравнений. Она называлась "Китаб ал
-
Джебр". Эта книга дала имя науке алгебре. IX век н.э.
Первые шаги
Очень большую роль сыграла еще одна книга ал
-
Хорезми, в которой он подробно описал индийскую арифметику. Триста лет спустя (в 1120 году) эту книгу перевели на латинский язык, и она стала первым учебником "индийской" (то есть нашей современной) арифметики для всех европейских городов.
Мухаммеду бен Муса ал
-
Хорезму мы обязаны появлению термина "
алгоритм
". IX век н.э.
Первые шаги
Французский математик Блэз Паскаль (Blaise Pascal, 1623
-
1662) сконструировал счетное устройство, чтобы облегчить труд своего отца -
налогового инспектора. Это устройство позволяло суммировать десятичные числа.
1642 год
Предыстория информатики Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646
-
1716) создал "ступенчатый вычислитель".
Это счетная машина, позволяющая складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления. Это был более совершенный прибор, в котором использовалась движущаяся часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой оператор вращал колесо. 1673 год
Предыстория информатики Изделие Лейбница постигла печальная судьба предшественников: если им кто
-
то и пользовался, то только домашние Лейбница и друзья его семьи, поскольку время массового спроса на подобные механизмы еще не пришло.
Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60
-
х годов ХХ века. 1673 год
Предыстория информатики Английский математик Чарлз Бэббидж
(Charles Babbage, 1792
-
1871) выдвинул идею создания программно
-
управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати.
Первая спроектированная Бэббиджем машина, Разностная машина
, работала на паровом двигателе. Она высчитывала таблицы логарифмов методом постоянной дифференциации и заносила результаты на металлическую пластину. 1822 год
Предыстория информатики Американский инженер
Герман Холлерит
(Herman Hillerith, 1860
-
1929) взял патент "на машину для переписи населения". Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину. Перфокарта Холлерита оказалась настолько удачной, что без малейших изменений просуществовала до наших дней.
Идея наносить данные на перфокарты и затем считывать и обрабатывать их автоматически принадлежала Джону Биллингсу, а ее техническое решение принадлежит Герману Холлериту.
1884 год
Предыстория информатики Табулятор принимал карточки размером с долларовую бумажку. На карточках имелось 240 позиций (12 рядов по 20 позиций). При считывании информации с перфокарт 240 игл пронизывали эти карты. Там, где игла попадала в отверстие, она замыкала электрический контакт, в результате чего увеличивалось на единицу значение в соответствующем счетчике. Разработанная Холеритом 80
-
колонная перфокарта не претерпела существенных изменений и в качестве носителя информации использовалась в первых трех поколениях компьютеров.
Предыстория информатики Поколения компьютеров
Первое поколение ЭВМ
(1948 -
1958 гг.) Поколения компьютеров
Характерные черты
ЭВМ первого поколения
Элементная база: электронно –
вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.
Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов занимающих специальный зал.
Быстродействие: 10 –
20 тыс. оп/с.
Эксплуатация слишком сложна из
-
за частого вывода из строя электронно
-
вакумных ламп. Существует опасность перегрева ЭВМ.
Характерные черты
ЭВМ первого поколения
Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все команды машины, их двоичное представление, архитектуру ЭВМ. Эти в основном были заняты математики программисты, которые непосредственно и работали за ее пультом управления. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
Второе поколение ЭВМ
(1959 -
1967 гг.)
Поколения компьютеров
Характерные черты
ЭВМ второго поколения
Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов: печатная плата и навесной монтаж
Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом прокладываются кабели, соединяющие между собой многочисленные автономные устройства.
Производительность: от сотен тысяч до 1 млн. оп/с.
Характерные черты
ЭВМ второго поколения
Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные центры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанавливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие централизованной обработки информации на компьютерах. При выходе из строя нескольких элементов производилась замена целиком всей платы, а не каждого элемента в отдельности, как в ЭВМ предыдущего поколения
Характерные черты
ЭВМ второго поколения
Программирование: существенно изменилось, так как стало выполняться преимущественно на алгоритмических языках. Программисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мультипрограммном) режиме, то есть все программы вводились в ЭВМ подряд друг за другом, и их обработка велась no мере освобождения соответствующих устройств. Результаты решения распечатывались на специальной перфорированной no краям бумаге.
Характерные черты
ЭВМ второго поколения
Произошли изменения как в структуре ЭВМ, так и в принципе ее организации. Жесткий принцип управления заменился микропрограммным. Для реализации принципа программируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой всегда присутствуют коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную операцию, то есть подключить определенные электрические схемы.
Характерные черты
ЭВМ второго поколения
Введен принцип разделения времени, который обеспечил совмещение во времени работы разных устройств, например одновременно с процессором работает устройство ввода
-
вывода с магнитной ленты.
Третье поколение ЭВМ
(1968 -
1973 гг.)
Поколения компьютеров
Характерные черты
ЭВМ третьего поколения
Элементная база: интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате.
Габариты: внешнее оформление EC
ЭВМ схоже с ЭВМ второго поколения. Для их размещения также требуется машинный зал. А малые ЭВМ -
это в основном две стойки приблизительно в полтора человеческих роста и дисплей. Они н
e нуждались, как EC
ЭВМ, в специально оборудованном помещении.
Производительность: от сотен тысяч до миллионов операций в секунду.
Характерные черты
ЭВМ третьего поколения
Эксплуатация: несколько изменилась. Более оперативно производится ремонт обычных неисправностей, но из
-
за большой сложности системной организации требуется штат высококвалифицированных специалистов. Большую роль играет системный программист.
Технология программирования и решения задач: такая же, как н
a предыдущем этапе, хотя несколько изменился характер взаимодействия с ЭВМ. Во многих вычислительных центрах появились дисплейные залы, где каждый программист в определенное время мог подсоединиться к ЭВМ в режиме разделения времени. Как и прежде, основным оставался режим пакетной обработки задач.
Характерные черты
ЭВМ третьего поколения
Произошли изменения в структуре ЭВМ. Наряду с микропрограммным способом управления используются принципы модульности и магистральности. Принцип модульности проявляется в построении компьютера на основе набора модулей -
конструктивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Под магистральностью понимается способ связи между модулями компьютера, то есть все входные и выходные устройства соединены одними и теми же проводами (шинами). Это прообраз современной системной шины.
Характерные черты
ЭВМ третьего поколения
Увеличились объемы памяти. Магнитный барабан постепенно вытесняется магнитными дисками, выполненными в виде автономных пакетиков. Появились дисплеи, графопостроители.
Четвертое поколение ЭВМ
(1974 -
1982 гг.) Поколения компьютеров
Характерные черты
ЭВМ четвертого поколения поколения
Компьютеры четвертого поколения развиваются в двух направлениях. Первое –
создание многопроцессорных вычислительных систем. Второе –
изготовление дешевых персональных компьютеров как в настольном виде, так и в переносном исполнении, а на их основе –
компьютерных сетей.
Особого упоминания заслуживает так называемое пятое поколение
, программа разработки которого была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта. С помощью языка Пролог и новшеств в конструкции компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки -
задачи хранения и обработки знаний
. Коротко говоря, для компьютеров "пятого поколения" не пришлось бы писать программ, а достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется. Поколения компьютеров
Автор
stas.gatilin
Документ
Категория
Презентации по информатике
Просмотров
1 258
Размер файла
944 Кб
Теги
информатика, техника, история, вычислительной, развития
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа