История развития вычислительной техники

Август 1, 2022

Главная
Информатика
История развития вычислительной техники

Содержание

2. Первые «вычислительные» машины Сегодня компьютерная техника настолько глубоко вошла в жизнь людей, что она воспринимается как
4. Суммирующая машина Паскаля Паскалина — механическая счётная машина, изобретённая гениальный французским учёным Блезом Паскалем (1623—1662) в
5. Г. Холлерит и счетно-перфорационные машины Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц.
6. Счетно-перфорационная машина В конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины. В них использовались
7. Счетно-перфорационные машины
8. Перфокарта
9. Арифмометр Или «настольная или портативная механическая вычислительная машина», предназначенная для точного умножения и деления, а также
10. Типы арифмометров Настольная или портативная вычислительная машина: Чаще всего арифмометры были настольные или «наколенные» (как современные
11. Предназначение арифмометров Точное вычисление: Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как например логарифмическая линейка) устройствами. Поэтому
12. Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон
13. Электронные лампы –техническая основа для первых ЭВМ В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным
14. Первая ЭВМ Первым компьютером считается ENIAC. Это аббревиатура полного наименования устройства - электронный цифровой вычислитель и
16. ENIAC Если сравнить ENIAC с современными персональными компьютерами, то его можно назвать настоящим левиафаном. Его габариты
17. Джон фон Нейман
18. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная
19. Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы
20. Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе
21. Второе поколение ЭВМ В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на
22. Второе поколение ЭВМ Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие системы связаны
23. Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила
24. Третье поколение ЭВМ Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах. С помощью
25. Третье поколение ЭВМ Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными
26. Третье поколение ЭВМ ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма
27. Третье поколение ЭВМ Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять
28. Машины третьего поколения – это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной
29. Четвертое поколение ЭВМ В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь
30. Четвертое поколение ЭВМ Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel
31. Четвертое поколение ЭВМ Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ Микро
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Первые «вычислительные» машины
Сегодня компьютерная техника настолько глубоко вошла в жизнь людей,

что она воспринимается как что-то обязательное и существующее давно в человеческом обществе. Однако самый первый компьютер в мире на самом деле появился совсем недавно. Особенно, если сравнить этот временной отрезок с историей человеческой цивилизации в целом, которая насчитывает многие тысячелетия.
Первыми «вычислительными» машинами были
русские счеты (16-17век),
суммирующая машина Паскаля (17 век),
механические арифмометры (19век).

Слайд 3

Слайд 4

Суммирующая машина Паскаля
Паскалина — механическая счётная машина, изобретённая гениальный французским учёным Блезом

Паскалем (1623—1662) в 1642 году. Паскаль стал первым изобретателем механических счётных машин
Для своего времени Паскалина имела довольно футуристический вид: механический «ящичек» с кучей шестерёнок. За десять лет Паскалю удалось собрать более 50 различных вариантов устройства.
Складываемые числа вводились в машину при помощи поворотов наборных колёсиков, на каждое из которых были нанесены деления от 0 до 9, т.к. одно колёсико соответствовало одному десятичному разряду числа. Тем самым, чтобы ввести число, колесики прокручивались до соответствующей цифры. При совершении полного оборота, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая рядом расположенное колесо на 1 позицию. Первые экземпляры машины Паскаля имели пять зубчатых колёс, спустя время их число увеличилось до шести, а ещё чуть позже до восьми, что позволяло работать с многоразрядными числами, вплоть до 9 999 999. Ответ арифметических операций был виден в верхней части металлического корпуса устройства.

Слайд 5

Г. Холлерит и счетно-перфорационные машины
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.
Г. Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IBM — ныне самого известного в мире производителя компьютеров.
Непосредственными предшественниками ЭВМ были релейные вычислительные машины.
К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика, которая позволяла кодировать информацию в двоичном виде.
В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.

Слайд 6

Счетно-перфорационная машина
В конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные

машины. В них использовались перфокарты для хранения числовой информации.
Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них.

Слайд 7

Счетно-перфорационные машины

Слайд 8

Перфокарта

Слайд 9

Арифмометр
Или «настольная или портативная механическая вычислительная машина», предназначенная для точного умножения и

деления, а также для сложения и вычитания. Механическая вычислительная машина, ведущая автоматическую запись обрабатываемых чисел и результатов на особой ленте — арифмограф.

Арифмометр 1932 года выпуска

Слайд 10

Типы арифмометров
Настольная или портативная вычислительная машина: Чаще всего арифмометры были настольные

или «наколенные» (как современные ноутбуки), изредка встречались карманные модели (Curta). Этим они отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (Т-5М) или механические компьютеры (Z-1, Разностная машина Чарльза Бэббиджа). Механическая вычислительная машина : Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются пользователю (выводятся в окнах счётчиков или печатаются на ленте) с использованием только механических устройств. При этом арифмометр может использовать исключительно механический привод (то есть для работы на них надо постоянно крутить ручку. Этот примитивный вариант используется, например, в «Феликсе») или производить часть операций с использованием электромотора (Наиболее совершенные арифмометры — вычислительные автоматы, например «Facit CA1-13», почти при любой операции используют электромотор). Непрограммируемый арифмометр: При работе на арифмометре порядок действий всегда задаётся вручную — непосредственно перед каждой операцией следует нажать соответствующую клавишу или повернуть соответствующий рычаг. Это особенность арифмометра не включается в определение, так как программируемых аналогов арифмометров практически не существовало.

Слайд 11

Предназначение арифмометров
Точное вычисление: Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как например логарифмическая

линейка) устройствами. Поэтому результат вычисления не зависит от погрешности считывания и является абсолютно точным. Умножение и деление: Арифмометры предназначались в первую очередь для умножения и деления. Поэтому почти у всех арифмометров есть устройство, отображающее количество сложений и вычитаний — счётчик оборотов (так как умножение и деление чаще всего реализовано как последовательное сложение и вычитание; подробнее — см. ниже). Сложение и вычитание: Арифмометры могут выполнять сложение и вычитание. Но на примитивных рычажных моделях (например, на арифмометре «Феликс») эти операции выполнялись очень медленно — быстрее, чем умножение и деление, но заметно медленнее, чем на простейших суммирующих машинах или даже вручную.

Слайд 12

Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны

крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом
В 1946 году в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства».
В этой статье были изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них — принцип хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа помещаются в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили название «архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана».
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 50-х годах.

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

Слайд 13

Электронные лампы –техническая основа для первых ЭВМ
В первой половине XX века

бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы.

Слайд 14

Первая ЭВМ
Первым компьютером считается ENIAC. Это аббревиатура полного наименования устройства -

электронный цифровой вычислитель и интегратор. На английском языке - Electronic Numerical Integrator And Computer. Эта электронная машина была введена в эксплуатацию в США в 1946 году. В изготовление ENIAC в масштабах того времени было вложено довольно много средств. Общая сумма инвестиций составила полмиллиона долларов.
Сооружение машины происходило в 1943-1945 годы, во время бушевавшей в то время II мировой войны. Как и большинство высокотехнологичных, современных изобретений компьютер создавали для военных нужд, а именно, артиллерии и авиации. Его основной задачей был обсчет баллистических таблиц. В дальнейшем умная техника стала применяться в проекте создания водородной бомбы, а также в мирных целях - для анализа излучений из космоса.
Скорость счета этой машины 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.

Слайд 15

Слайд 16

ENIAC
Если сравнить ENIAC с современными персональными компьютерами, то его

можно назвать настоящим левиафаном. Его габариты были исполинскими, сопоставимыми с размерами самого крупного животного на земле - кита. В частности:
площадь 85 метров2;
масса 28 тонн;
длина 30 метров;
энергопотребление до 200 кВт;
количество электронных ламп - 19 тыс. штук.
Если сопоставить его энергопотребление с чем-то обычным, то оно равнялось с потребностями громадного супермаркета в зимнее время года. Компьютер состоял из 42 металлических шкафов, внутреннее содержимое которых охлаждалось множеством вентиляторов. Для диагностики аппаратуры было предусмотрено пять мобильных стоек на колесиках. И все это опутывалось множеством кабелей. Программирование и настройка самого первого компьютера в мире осуществлялись аналогично старинным шнуровым телефонным коммутаторам. Никаких клавиатур и мониторов, конечно, у него не было.

Слайд 17

Джон фон Нейман

Слайд 18

В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ

— малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев

Под руководством С.А. Лебедева в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина), БЭСМ-2, М-20.
В то время эти машины были одними из лучших в мире.
В 60-х годах С.А. Лебедев руководил разработкой полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222.
Выдающимся достижением того периода была машина БЭСМ-6. Это первая отечественная и одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду. Последующие идеи и разработки С.А. Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.

Слайд 19

Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения
Смены поколений чаще всего были связаны

со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники.
Это всегда приводило к росту вычислительной мощности ЭВМ, то есть быстродействия и объема памяти.
Но это не единственное следствие смены поколений. При таких переходах, происходили существенные изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.

Слайд 20

Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов
Это были довольно громоздкие сооружения,

содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт
Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд. Это довольно трудоемкая работа.
Поэтому программирование в те времена было доступно немногим.
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику.

Слайд 21

Второе поколение ЭВМ
В 60-х годах транзисторы стали 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: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

Слайд 22

Второе поколение ЭВМ
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 программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.
Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.

Слайд 23

Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов
Скорость счета самых быстрых машин

первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду (ЭВМ М-20).
Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты.
Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных.

Слайд 24

Третье поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных

схемах. С помощью очень сложной технологии специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см, достаточно сложные электронные схемы.
Их назвали интегральными схемами (ИС)
Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.).

Слайд 25

Третье поколение ЭВМ
Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их

стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС.

Слайд 26

Третье поколение ЭВМ
ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-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 БИС.
В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ) по образцу IBM-360/370.

Слайд 27

Третье поколение ЭВМ
Переход к третьему поколению связан 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.
Как и на магнитных лентах, на дисках можно хранить неограниченное количество информации.
Но накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем НМЛ.
Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители.

Слайд 28

Машины третьего поколения – это семейства машин с единой архитектурой, т.е.

программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также называются микросхемами

Слайд 29

Четвертое поколение ЭВМ
В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини)

ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь стали машины американской фирмы DEC серии PDP-11.
В нашей стране по этому образцу создавалась серия машин СМ ЭВМ (Система Малых ЭВМ). Они меньше, дешевле, надежнее больших машин.
Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими машинами.
Во второй половине 70-х годов производство мини-ЭВМ превысило производство больших машин.

Слайд 30

Четвертое поколение ЭВМ
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году,

когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.
Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора

Слайд 31

Четвертое поколение ЭВМ
Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый

тип компьютера: микроЭВМ
Микро ЭВМ относятся к машинам четвертого поколения.
Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна.
Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.

История развития вычислительной техники

Содержание

Первые «вычислительные» машиныСегодня компьютерная техника настолько глубоко вошла в жизнь людей,

Суммирующая машина ПаскаляПаскалина — механическая счётная машина, изобретённая гениальный французским учёным Блезом

Г. Холлерит и счетно-перфорационные машиныСчетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод

Счетно-перфорационная машинаВ конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные

Счетно-перфорационные машины

Перфокарта

АрифмометрИли «настольная или портативная механическая вычислительная машина», предназначенная для точного умножения и

Типы арифмометров Настольная или портативная вычислительная машина: Чаще всего арифмометры были настольные

Предназначение арифмометров Точное вычисление: Арифмометры являются цифровыми (а не аналоговыми, как например логарифмическая

Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны

Электронные лампы –техническая основа для первых ЭВМ В первой половине XX века

Первая ЭВМ Первым компьютером считается ENIAC. Это аббревиатура полного наименования устройства -

ENIAC Если сравнить ENIAC с современными персональными компьютерами, то его

Джон фон Нейман

В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ

Электронно-вычислительную технику принято делить на поколенияСмены поколений чаще всего были связаны

Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годовЭто были довольно громоздкие сооружения,

Второе поколение ЭВМ В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения.Переход

Второе поколение ЭВМ Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы. Такие

Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годовСкорость счета самых быстрых машин

Третье поколение ЭВМТретье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных

Третье поколение ЭВМ Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их

Третье поколение ЭВМ ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х

Третье поколение ЭВМ Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась