Эта машина имела полное программное обеспечение ее сконструировал

Обновлено: 04.05.2024

- Начнем урок с повторения основных устройств, приспособлений для счета, дат и имен в развитии вычислительной техники.

I задание. Назовите представленные приспособления для счета ручного этапа развития ВТ.

А. Саламинская доска. Б. Серобян. В. Суан-пан. Г. Палочки Непера. Д. Русские счеты.

II. Задание. Перед вами таблица. Соотнесите даты и устройства, а также назовите, кто являлся изобретателем данного устройства.

1.	1624 г.	А.	“Ступенчатый вычислитель”.
2.	1642 г.	Б.	Перфокарта.
3.	1673 г.	В.	Разностная машина.
4.	1804 г.	Г.	“Часы для счета”.
5.	1820 г.	Д.	“Паскалина”.
6.	1822 г.	Е.	Арифмометр.
7.	1880 г.	Ж.	Механический калькулятор

1-Г: 1624 г. - “Часы для счета”, Вильгельм Шиккард.

2-Д: 1642 г. - “Паскалина”, Блез Паскаль.

3-А: 1673 г. - “Ступенчатый вычислитель”, Готфрид Вильгельм Лейбниц.

4-Б: 1804 г. - Перфокарта, Мари Жозеф Жаккар.

5-Ж: 1820 г. - Механический калькулятор, Чарльз Ксавьер Томас.

6-В: 1822 г. - Разностная машина, Чарльз Бэббидж.

7-Е: 1880 г. - Арифмометр, Вильгодт Теофилович Однер.

Ответ: создание Марк I Эйкеном, размеры: длина 17 м, высота 2,5 м, имела 750 тыс. деталей, обрабатывала 23 разрядных числа. За день выполняла расчеты, которые вручную выполнялись за 6 месяцев.

IV. Задание. Вам представлены названия машин, назовите, что это за машина и дату создания.

ENIAC – первая ЭВМ, создана Мочли и Эккертом в 1946 г.

EDZAC - первая ЭВМ с хранимой программой, создана в 1949 г.

UNIVAC - первая серийная ЭВМ, создана в 1951 г.

МЭСМ - первая советская ЭВМ, создана под руководством С.А. Лебедева в 1951 г.

БЭСМ – создана в 1952 г.

СТРЕЛА - первая серийная советская ЭВМ создана в 1953 г.

3. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ: ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ.

- 60 лет (2006-1946 = 60) прошло с тех пор, как появилась первая ЭВМ. За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений ЭВМ, а первые ЭВМ – являются музейной редкостью.

Чтобы показать стремительный рост в развитии вычислительной техники, английская писательница и журналистка Ж. Мегарри приводит любопытный пример:

стоил бы сейчас столько, сколько стоит обычная книга,
был бы мощнее самого большого в мире электровоза,
был бы способен объехать вокруг света 3000 раз на одной заправке топливного бака
был бы так мал, что восемь машин можно было бы припарковать на стоянке, не превосходящий по площади точку, которой заканчивается это предложение”.

Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Что же является определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению?

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.

I поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1946 – 1955 гг.

Элементная база – электронно-вакуумные лампы.
Соединение элементов – навесной монтаж проводами.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
Программирование – машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики – программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
Оперативная память – до 2 Кбайт.
Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.

Подведем итог по I поколению ЭВМ:

- возьмите форму таблицы “Поколения ЭВМ” (Приложение 2)

- заполним 1 строку этой таблицы.

II поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1955 - 1965 гг.

К этому времени был сконструирован транзистор.

1948 г. – Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в 1956 г.

1955 г. – создание первой ЭВМ на транзисторах – “Традис”.

"Традис" - первый транзисторный компьютер фирмы "Белл телефон лабораторис" - содержал 800 транзисторов, каждый из которых был заключен в отдельный корпус.

1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надежнее.

1958 г. – создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду – самая мощная ЭВМ

50-х годов в Европе.

1963 г. – сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.

Элементная база – полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
Соединение элементов – печатные платы и навесной монтаж. Печатные платы представляли собой пластины из изолирующего материала, на который наносился токопроводящий материал. Для крепления транзисторов имелись специальные гнезда.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
Быстродействие – 100 – 500 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность – оператор ЭВМ.
Программирование – на алгоритмических языках, появление первых операционных систем.
Оперативная память – 2 – 32 Кбайт.
Введен принцип разделения времени – совмещение во времени работы разных устройств, например, одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты. Принцип управления стал микропрограммным и в ЭВМ возникла необходимость наличия постоянной памяти, в ячейках которой присутствуют коды, соответствующие управляющим сигналам.
Недостаток – несовместимость программного обеспечения.

Подведем итог по II поколению ЭВМ – заполним 2 строку таблицы “Поколения ЭВМ”.

III поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1965 – 1975 гг.

1958 г. – Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).

1961 г. – в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.

1965 г. – начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью.

1967 г. – начат выпуск БЭСМ - 6 (1 млн. операций в 1 с) и “Эльбрус” (10 млн. операций в 1 с)

1969 г. - фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.

29 октября 1969 года – проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США

29 октября - день рождения Интернет.

1971 г. – создание первого микропроцессора фирмой Intel. На 1 кристалле сформировали 2250 транзисторов.

Элементная база – интегральные схемы.
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
Быстродействие –1-10 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность - системный программист.
Программирование - алгоритмические языки, операционные системы.
Оперативная память – 64 Кбайт.
Введен принцип разделения времени, принцип микропрограммного управления, принцип модульности – ЭВМ состоит из набора модулей: конструктивно и функционально законченных блоков в стандартном исполнении, принцип магистральности – способ связи всех модулей ЭВМ, входные и выходные устройства соединены одинаковыми проводами – шинами, появление магнитных дисков, дисплеев, графопостроителей.

Подведем итог по III поколению ЭВМ – заполним 3 строку таблицы “Поколения ЭВМ”.

IV поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. - до наших дней.

1975 г. – IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.

1976 г. – фирма IBM создает первый струйный принтер.

1976 г. – создание первой ПЭВМ

Молодые американцы Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров "Apple" ("Яблоко"), предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple 1 по весьма интересной цене - 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.

1976 г. - появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма. Говорят, что ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров.

1982 г.- фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.

1988 г. – был создан первый вирус-“червь”, поражающий электронную почту.

1993 г. - выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.

Элементная база – большие интегральные схемы (БИС).
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки.
Быстродействие – 10 -100 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
Программирование – базы и банки данных.
Оперативная память – 2 -5 Мбайт.
Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.

Подведем итог по IV поколению ЭВМ – заполним 4 строку таблицы “Поколения ЭВМ”

V поколение ЭВМ – разработки с 90-х годов ХХ века.

Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).

В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний, создание экспертных систем.

Традиционный компьютер
Интеллектуальный интерфейс, задача которого понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.

Подведем итог по V поколению ЭВМ – заполним 5 строку таблицы “Поколения ЭВМ”

4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА.

Повторение характерных черт поколений ЭВМ по таблице (Приложение 4)

5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

о развитии вычислительной техники и сети Интернет в Марий Эл.
о вкладе российских ученых в развитие вычислительной техники.

6. ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЙ ТЕСТА (Приложение 1).

Компьютер ЭНИАК

Вклад в появление самой первой сложной вычислительной машины внесли многие разработчики, работающие в разных странах. Это усложняет ответ на вопрос, кто изобрел первый компьютер в мире. Однозначно первый изобретенный ПК стал прорывом в сфере техники, а потому данная тема заслуживает особого внимания.

Первый компьютер в мире – какой он?

Именно ЭНИАК считается первым полноценным компьютером, который является полностью вычислительным устройством. Аналоги были у британцев, однако по приказу Черчилля, информация о них была засекречена, а сами машины уничтожены. Компьютер ЭНИАК был громоздким и неудобным в работе, программирование осуществлялось путем переключения кабелей.

ЭНИАК

Так кто придумал первый компьютер?

Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.

Чарльз Бэббидж

Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.

Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.

Кто создал первый компьютер в России?

Советские разработчики впервые сконструировали компьютер в 1948 году. Придумал электронную счетную машину профессор Лебедев, в конструировании участвовали 20 инженеров и 10 помощников.

Отечественная машина занимала площадь в 60 кв.м. В ее конструкции присутствовало так много ламп и кабелей, что при запуске машина выделяла слишком много тепла. Инженерам даже пришлось разобрать часть крыши, чтобы свежий воздух охлаждал компоненты. Как называлась машина? Довольно незамысловато – МЭСМ.

МЭСМ

Компьютерный механизм был способен совершать до 3 тысяч вычислений в минуту. В конструкцию было встроено 6 тысяч ламп суммарным потреблением 25 кВт.

Как выглядели первые компьютеры?

МАРК-1

Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.

Programma-101

Резюме

За одно столетие компьютерные технологии совершили колоссальный скачок и продолжают развиваться. Кто знает, когда появятся нейронные или квантовые компьютеры, однако по прогнозам это случится довольно скоро.

Компьютеры.

Компьютер - это устройство (или система устройств), способное выполнять заданную чётко определённую изменяемую последовательность действий (операций). Описания последовательности выполняемых операций называются компьютерными программами.

Компьютерные программы - это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода информации.

Компьютерная система - это устройство или группа взаимосвязанных устройств, одно или более из которых, действуя в соответствии с программой, осуществляет автоматизированную обработку исходных данных.

Компьютеры.

Компьютер. Это слово пришло из английского языка.

Первоначально в английском языке это слово означало человека, производящего арифметические вычисления с привлечением или без привлечения механических устройств. В дальнейшем его значение было перенесено на сами вычислительные машины, однако современные компьютеры выполняют множество задач, не связанных напрямую с математикой.

Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском словаре английского языка. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство.

История развития вычислительных технологий.

Уже 3000 лет до нашей эры в Древнем Вавилоне были изобретены первые счёты - абак.

В XIII веке Луллий Раймунд создал логическую машину в виде бумажных кругов, построенных по троичной логике.

1492 год - Леонардо да Винчи в одном из своих дневников приводит эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубцовыми кольцами. Хотя работающее устройство на базе этих чертежей было построено только в 20-ом веке, и реальность проекта Леонардо да Винчи подтвердилась.

В 16-ом веке, в России появились счёты, в которых было 10 деревянных шариков на проволоке.

1630 год - Уильям Отред и Ричард Деламейн создают круговую и прямоугольную логарифмические линейки.

1673 год - известный немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц построил арифмометр, который выполнял умножение, деление, сложение и вычитание.

Позже Лейбниц описал двоичную систему счисления и обнаружил, что если записывать определенные группы двоичных чисел одно под другим, то нули и единицы в вертикальных столбцах будут регулярно повторяться, и это открытие навело его на мысль, что существуют совершенно новые законы математики. Лейбниц решил, что двоичный код оптимален для системы механики, которая может работать на основе перемежающихся активных и пассивных простых циклов. Лейбниц пытался применить двоичный код в механике и даже сделал чертёж вычислительной машины, работавшей на основе его новой математики, но вскоре понял, что технологические возможности его времени не позволяют создать такую машину.

Примерно в это же время Исаак Ньютон закладывает основы математического анализа.

1723 год - немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен на основе работ Лейбница создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. Кроме того, в ней была предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода данных.

1801 год - Жозеф Мари Жаккар строит ткацкий станок с программным управлением, программа работы которого задается с помощью комплекта перфокарт.

1820 год - первый промышленный выпуск арифмометров. Первенство принадлежит французу Тома де Кальмару.

1840 год — Томас Фаулер построил деревянную троичную счётную машину с троичной симметричной системой счисления.

1855 год - братья Георг и Эдвард Шутц из Стокгольма построили первую разностную машину на основе работ Чарльза Бэббиджа.

1876 год - русским математиком П. Л. Чебышёвым создан суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков. В 1881 году он же сконструировал к нему приставку для умножения и деления (арифмометр Чебышёва).

Создание первых прототипов компьютеров.

В конце 19 века, 1884-1887 годы, Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины. В них использовались перфокарты для хранения числовой информации.

На фотографии табулятор Холлерита.

Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них. Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц.

На этих машинах удавалось решать многие типовые задачи статистической обработки, бухгалтерского учета и другие.

Герман Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IBM - которая внесла огромный вклад в развитие компьютеров и компьютерной техники.

На фотографии ранний табулятор фирмы IBM.

Работы Холлерита стали базовой основой для развития автоматизированных вычислительных машин.

Релейные вычислительные машины.

Изобретение простейших автоматических электрических переключателей – реле, дало возможность создавать более совершенные вычислительные машины.

К 1930-м годам релейная автоматика получила большое развитие, и позволяла кодировать информацию в двоичном виде. Так как, в процессе работы релейной вычислительной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.

На фотографии релейная вычислительная машина.

Электронно-вычислительные машины.

ЭВМ первого поколения.

В первой половине 20-го века стала стремительно развиваться радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы.

Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Первая ЭВМ - универсальная машина на электронных лампах построена в США в 1945 году.

Эта машина называлась ENIAC (расшифровывается так: электронный цифровой интегратор и вычислитель). Конструкторами ENIAC были Дж.Моучли и Дж.Эккерт.

На фотографии ЭВМ ENIAC.

Скорость счета ENIAC превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз. Первый электронный компьютер ENIAC программировался с помощью штеккерно-коммутационного способа, то есть программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной доске. Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации.

Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом.

В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана - английская машина EDSAC. Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC. Названные машины существовали в единственных экземплярах. Серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 1950-х годах.

В СССР первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ - малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев.

Все эти ЭВМ относят к ЭВМ первого поколения.

Появление электронно-вычислительных машин создало новые уникальные возможности для развития компьютерной техники, которые начали успешно реализовываться с появлением новой электронной элементной базой.

ЭВМ второго поколения.

В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. Транзисторы начали быстро внедрять в радиотехнику.

1957 год - американской фирмой NCR создан первый компьютер на транзисторах.

В 1960-х годах транзисторы стали основной элементной базой для ЭВМ второго поколения.

Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам:

- Они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими.

- Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду.

- Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения.

Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти:

- накопители на магнитных лентах.

Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации. Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ.

Составление компьютерной программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться.

На фотографии ЭВМ второго поколения.

ЭВМ третьего поколения.

С помощью новых технологий специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см, достаточно сложные электронные схемы - их назвали интегральными схемами (ИС).

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 1960-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Это были машины на ИС. Немного позднее стали выпускаться машины серии IBM-370, построенные на больших интегральных схемах (БИС).

На фотографии ЭВМ - IBM-360.

Переход к третьему поколению привел с существенными изменениями архитектуры ЭВМ.

Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Начали широко использоваться новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и автоматического управления (АСУ).

Мини ЭВМ.

В 1970-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь стали машины американской фирмы DEC серии PDP-11.

ЭВМ четвертого поколения.

Очередное революционное событие в электронике и создании компьютеров произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.

Микропроцессор – это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера – процессора. По сути, микропроцессор, - это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, разработчики компьютеров получили новый тип компьютера: микроЭВМ.

МикроЭВМ относятся к ЭВМ четвертого поколения.

Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна.

МикроЭВМ – это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.

Персональные компьютеры!

Появление феномена персональных компьютеров (ПК) связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка.

В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.

В аппаратном комплекте ПК используется:

- цветной графический дисплей,

- удобные для пользователя компактные диски (магнитные и оптические).

Преимущества ПК.

Программное обеспечение ПК позволяет человеку легко общаться с машиной, быстро усваивать основные приемы работы с ней, получать пользу от компьютера, не прибегая к программированию.

Общение человека и ПК может принимать форму игры с красочными картинками на экране, звуковым сопровождением.

Неудивительно, что машины с такими свойствами быстро приобрели популярность, причем не только среди специалистов.

ПК становится такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Их начинают выпускать огромными тиражами, продают в магазинах.

В конце 1980-х - начале 1990-х годов большую популярность приобрели ПК фирмы Apple Corporation марки Macintosh.

Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением.

Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания.

Есть и другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения. Это - создание суперЭВМ. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду.

Первой суперЭВМ четвертого поколения была американская машина ILLIAC-4, за ней появились CRAY, CYBER и др.

ЭВМ пятого поколения.

Компьютеры - автоматизированные вычислительные машины. История компьютора.

Компьютеры: компьютеры первого поколения, компьютеры второго поколения, компьютеры третьего поколения, компьютеры четвертого поколения, компьютеры пятого поколения, компьютеры новых поколений, компьютеры будущего.

Содержание

Этимология

Впервые трактовка слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском словаре английского языка. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить понятия цифрового, аналогового и электронного компьютера.

История

Экспоненциальное развитие компьютерной техники

После изобретения интегральной схемы развитие компьютерной техники резко ускорилось. Этот эмпирический факт, замеченный в 1965 году соучредителем компании Intel Гордоном Е. Муром, назвали по его имени Законом Мура. Столь же стремительно развивается и процесс миниатюризации компьютеров. Первые электронно-вычислительные машины (например, такие, как созданный в 1946 году ЭНИАК) были огромными устройствами, весящими тонны, занимавшими целые комнаты и требовавшими большого количества обслуживающего персонала для успешного функционирования. Они были настолько дороги, что их могли позволить себе только правительства и большие исследовательские организации, и представлялись настолько экзотическими, что казалось, будто небольшая горстка таких систем сможет удовлетворить любые будущие потребности. В контрасте с этим, современные компьютеры — гораздо более мощные и компактные и гораздо менее дорогие — стали воистину вездесущими.

Математические модели

Архитектура и структура

Архитектура компьютеров может изменяться в зависимости от типа решаемых задач. Оптимизация архитектуры компьютера производится с целью максимально реалистично математически моделировать исследуемые физические (или другие) явления. Так, электронные потоки могут использоваться в качестве моделей потоков воды при компьютерном моделировании (симуляции) дамб, плотин или кровотока в человеческом мозгу. Подобным образом сконструированные аналоговые компьютеры были обычны в 1960-х годах, однако сегодня стали достаточно редким явлением.

Результат выполненной задачи может быть представлен пользователю при помощи различных устройств ввода-вывода информации, таких как ламповые индикаторы, мониторы, принтеры, проекторы и т. п.

Классификация

По назначению

Элементная основа

Поверхностный характер представленного подхода к классификации компьютеров очевиден. Он обычно используется лишь для обозначения общих черт наиболее часто встречающихся компьютерных устройств. Быстрые темпы развития вычислительной техники означают постоянное расширение областей её применения и быстрое устаревание используемых понятий. Для более строгого описания особенностей того или иного компьютера обычно требуется использовать другие схемы классификаций.

Физическая реализация

Более строгий подход к классификации основан на отслеживании используемых при создании компьютеров технологий. Самые ранние компьютеры были полностью механическими системами. Тем не менее, уже в 1930-х годах телекоммуникационная промышленность предложила разработчикам новые, электромеханические компоненты (реле), а в 1940-х были созданы первые полностью электронные компьютеры, имевшие в своей основе электронные лампы. В 1950—1960-х годах на смену лампам пришли транзисторы, а в конце 1960-х — начале 1970-х годов — используемые и сегодня полупроводниковые интегральные схемы (кремниевые чипы).

Приведённый перечень технологий не является исчерпывающим; он описывает только основную тенденцию развития вычислительной техники. В разные периоды истории исследовалась возможность создания вычислительных машин на основе множества других, ныне позабытых и порою весьма экзотических технологий. Например, существовали планы создания гидравлических и пневматических компьютеров, между 1903 и 1909 годами некто Перси И. Луджет даже разрабатывал проект программируемой аналитической машины, работающей на базе пошивочных механизмов (переменные этого вычислителя планировалось определять при помощи ниточных катушек).

В настоящее время ведутся серьёзные работы по созданию оптических компьютеров, использующих вместо традиционного электричества световые сигналы. Другое перспективное направление подразумевает использование достижений молекулярной биологии и исследований ДНК. И, наконец, один из самых новых подходов, способный привести к грандиозным изменениям в области вычислительной техники, основан на разработке квантовых компьютеров.

Впрочем, в большинстве случаев технология исполнения компьютера является гораздо менее важной, чем заложенные в его основу конструкторские решения.

Гидравлический компьютер

Биокомпьютер Адлемана

По способностям

Одним из наиболее простых способов классифицировать различные типы вычислительных устройств является определение их способностей. Все вычислители могут, таким образом, быть отнесены к одному из трёх типов:

специализированные устройства, умеющие выполнять только одну функцию (например, Антикитерский механизм87 года до н. э. или ниточный предсказатель Вильяма Томсона 1876 года);
устройства специального назначения, которые могут выполнять ограниченный диапазон функций (первая разностная машина Чарльза Бэббиджа и разнообразные дифференциальные анализаторы);
устройства общего назначения, используемые сегодня. Название компьютер применяется, как правило, именно к машинам общего назначения.

Современный компьютер общего назначения

Конструктивные особенности

Современные компьютеры используют весь спектр конструкторских решений, разработанных за всё время развития вычислительной техники. Эти решения, как правило, не зависят от физической реализации компьютеров, а сами являются основой, на которую опираются разработчики. Ниже приведены наиболее важные вопросы, решаемые создателями компьютеров:

Цифровой или аналоговый

Фундаментальным решением при проектировании компьютера является выбор, будет ли он цифровой или аналоговой системой. Если цифровые компьютеры работают с дискретными численными или символьными переменными, то аналоговые предназначены для обработки непрерывных потоков поступающих данных. Сегодня цифровые компьютеры имеют значительно более широкий диапазон применения, хотя их аналоговые собратья все ещё используются для некоторых специальных целей. Следует также упомянуть, что здесь возможны и другие подходы, применяемые, к примеру, в импульсных и квантовых вычислениях, однако пока что они являются либо узкоспециализированными, либо экспериментальными решениями.

Среди наиболее простых дискретных вычислителей известен абак, или обыкновенные счёты; наиболее сложной из такого рода систем является суперкомпьютер.

Система счисления

Примером компьютера на основе десятичной системы счисления является первая американская вычислительная машина Марк I.

Важнейшим шагом в развитии вычислительной техники стал переход к внутреннему представлению чисел в двоичной форме. [9] Это значительно упростило конструкции вычислительных устройств и периферийного оборудования. Принятие за основу двоичной системы счисления позволило более просто реализовывать арифметические функции и логические операции.

Тем не менее, переход к двоичной логике был не мгновенным и безоговорочным процессом. Многие конструкторы пытались разработать компьютеры на основе более привычной для человека десятичной системы счисления. Применялись и другие конструктивные решения. Так, одна из ранних советских машин работала на основе троичной системы счисления, использование которой во многих отношениях более выгодно и удобно по сравнению с двоичной системой (проект троичного компьютера Сетунь был разработан и реализован талантливым советским инженером Н. П. Брусенцовым).

В целом, однако, выбор внутренней системы представления данных не меняет базовых принципов работы компьютера — любой компьютер может эмулировать любой другой.

Хранение программ и данных

Программирование

Способность машины к выполнению определённого изменяемого набора инструкций (программы) без необходимости физической переконфигурации является фундаментальной особенностью компьютеров. Дальнейшее развитие эта особенность получила, когда машины приобрели способность динамически управлять процессом выполнения программы. Это позволяет компьютерам самостоятельно изменять порядок выполнения инструкций программы в зависимости от состояния данных. Первую реально работающую программируемую вычислительную машину сконструировал немец Конрад Цузе в 1941 году.

При помощи вычислений компьютер способен обрабатывать информацию по определённому алгоритму. Решение любой задачи для компьютера является последовательностью вычислений.

В большинстве современных компьютеров проблема сначала описывается в понятном им виде (при этом вся информация как правило представляется в двоичной форме — в виде единиц и нулей, хотя компьютер может быть реализован и на других основаниях, как целочисленных — например, троичный компьютер, так и нецелых), после чего действия по её обработке сводятся к применению простой алгебры логики. Поскольку практически вся математика может быть сведена к выполнению булевых операций [источник не указан 512 дней] , достаточно быстрый электронный компьютер может быть применим для решения большинства математических задач, а также и большинства задач по обработке информации, которые могут быть сведены к математическим.

Было обнаружено, что компьютеры могут решить не любую математическую задачу. Впервые задачи, которые не могут быть решены при помощи компьютеров, были описаны английским математиком Аланом Тьюрингом.

Применение

Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего, они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.

Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.

Четвёртое. Компьютеры развились настолько, что стали главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. Теперь почти любая работа с информацией зачастую осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи. Основное применение современных домашних компьютеров — навигация в Интернете и игры.

Пятое. Современные суперкомпьютеры используются для компьютерного моделирования сложных физических, биологических, метеорологических и других процессов и решения прикладных задач. Например, для моделирования ядерных реакций или климатических изменений. Некоторые проекты проводятся при помощи распределённых вычислений, когда большое число относительно слабых компьютеров одновременно работает над небольшими частями общей задачи, формируя таким образом очень мощный компьютер.

Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.

Читайте также: