Возможности ЭВМ по обработке информации. Аппаратное обеспечение ЭВМ

Содержание

Слайд 2

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 История развития вычислительной техники

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

История развития вычислительной техники

Период ручного

счета (до 17 века)
Механический период (17-19 в.в.)
Электро-механический период (середина 19- середина 20в.в.)
Эпоха ЭВМ (40-е годы 20 в. по настоящее время)
Слайд 3

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Период ручного счета Период ручного счета

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Период ручного счета

Период ручного

счета
Слайд 4

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Первое счетное устройство на Земле

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Первое счетное устройство на Земле

Слайд 5

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 На заре цивилизации для

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

На заре цивилизации для счета

люди использовали камешки, зерна, ракушки и т.п.

Калькуо – древнеяпонская веревка с узелками

Примитивный счет

Слайд 6

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Счет на Абаке Счет

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Счет на Абаке

Счет на Абаке

Следующим

шагом было создание древнейших из известных счетов – "саламинская доска" по имени острова Саламин в Эгейском море – которые у греков и в Западной Европе назывались "абак", у китайцев – "суан - пан", у японцев – "серобян".
Абак был «походным инструментом» греческого купца. На абаке считали и Архимед, и Пифагор
На Руси таким абаком стали канцелярские счеты
Слайд 7

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Палочки Непера Первым устройством

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Палочки Непера

Первым устройством для

выполнения умножения был набор деревянных брусков, известных как палочки Непера. Они были изобретены шотландцем Джоном Непером (1550-1617гг.). На таком наборе из деревянных брусков была размещена таблица умножения. Кроме того, Джон Непер изобрел логарифмы.
Слайд 8

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Логарифмическая линейка. В 1654

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Логарифмическая линейка.
В 1654 г. Роберт

Биссакар, а в 1657 г. независимо С. Патридж (Англия) разработали прямоугольную логарифмическую линейку - это счетный инструмент для упрощения вычислений, с помощью которого операции над числами заменяются операциями над логарифмами этих чисел. Конструкция линейки сохранилась в основном до наших дней.
Слайд 9

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Механический период

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Механический период

Слайд 10

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Эскиз механического тринадцатиразрядного суммирующего

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Эскиз механического тринадцатиразрядного суммирующего устройства

с десятью колесами был разработан еще Леонардо да Винчи (1452— 1519). По этим чертежам в наши дни фирма IBM в целях рекламы построила работоспособную машину.
Слайд 11

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Машины Паскаля и Лейбница

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Машины Паскаля и Лейбница

Машины Паскаля

и Лейбница

    Первую механическую машину, которая могла выполнять сложение и вычитание, изобрел в 1646г. молодой 18-летний французский математик и физик Блез Паскаль. Она называлась "паскалина".
Следующим шагом было изобретение машины, которая могла выполнять умножение и деление. Такую машину изобрел в 1671 г. немец Готфрид Лейбниц.

Слайд 12

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Перфокарты Жаккарда. Французский ткач

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Перфокарты Жаккарда.

Французский ткач и

механик Жозеф Жаккард создал первый образец машины, управляемой введением в нее информацией.
В 1802 г. он построил машину, которая облегчила процесс производства тканей со сложным узором. Для задания узора на ткани Жаккард использовал ряды отверстий на картах. Информация на карте управляла станком
Слайд 13

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Машина Чарльза Бэббиджа Машина

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Машина Чарльза Бэббиджа

Машина Чарльза Бэббиджа

В

1822 г. англичанин Чарльз Бэббидж построил счетное устройство, которое назвал разностной машиной. В эту машину вводилась информация на картах. Для выполнения ряда математических операций в машине применялись цифровые колеса с зубьями. Десять лет спустя Бэббидж спроектировал другое счетное устройство, гораздо более совершенное, которое назвал аналитической машиной.
Дочь поэта Байрона, графиня Ада Августа Лавлейс, показала, как можно использовать аналитическую машину машину для выполнения ряда конкретных вычислений. Чарльза Бэббиджа считают изобретателем компьютера, а Аду Лавлейс называют первым программистом .
Слайд 14

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Арифмометр Однера Русский ученый

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Арифмометр Однера

Русский ученый Вильгодт

Теофилович Однер в 1890 году наладил массовый выпуск арифмометров. Их модификация "Феликс" выпускалась до 50-х годов. В первой четверти 20-го века счетные аппараты Однера под разными названиями выпускались во всем мире. Механические арифмометры "жили" более 100 лет. Лишь в конце 1960-х годов производство "Феликсов" прекратилось
Слайд 15

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Электро-механический период В конце

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Электро-механический период

В конце XIX в.

были созданы более сложные механические устройства. Самым важным из них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом. Исключительность его заключалась в том, что в нем впервые была употреблена идея перфокарт и расчеты велись с помощью электрического тока. Это сочетание делало машину настолько работоспособной, что она получила широкое применение в своё время.
Слайд 16

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Эпоха ЭВМ

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Эпоха ЭВМ

 

Слайд 17

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Идейные творцы ЭВМ Норберт

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Идейные творцы ЭВМ

Норберт Винер (1894

- 1957)- создатель науки «Кибернетика» (науки об управлении различными системами)
Джон Фон Нейман (1903 - 1957) разработал принципы организации информации в компьютере, создал двоичную систему счисления
Слайд 18

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Первые шаги 1943г. COLOSSUS-1

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Первые шаги

1943г. COLOSSUS-1
Первым прообразом

компьютера стал английский COLOSSUS-1, который использовался для расшифровки секретного кода, который применяла Германия для передачи сообщений особой важности.
1944г. МАРК-1
Большой толчок в развитии вычислительной техники дала вторая мировая война: американским военным понадобилась вычислительная машина для вавтоматизации расчетов. Ею стал “Марк-1”, изобретённый в 1944 г. профессором Айкнем. В нём использовалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. Программа обработки данных вводилась с перфоленты. Размеры: 15 X 2,5 м., 750000 деталей. "Марк-1" мог перемножить два 23-х разрядных числа за 4 с.  
Слайд 19

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 ЭНИАК 1946г. ЭНИАК 15

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

ЭНИАК

1946г. ЭНИАК
15 февраля

1946 г. американские инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и физик Дж.У. Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу военного ведомства США, первую электронно-вычислительную машину - “Эниак” (Electronic Numerical Integrator and Computer), которая предназначалась для решения задач баллистики. Она работала в тысячу раз быстрее, чем "Марк-1", выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений многоразрядных чисел. Размеры: 30 на 15 м. , вес - 30 тонн. Использовалось около 20000 электронных ламп и1500 реле. Потребляемая мощность - 150 кВт
Слайд 20

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Поколения ЭВМ

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Поколения ЭВМ

Слайд 21

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 I поколение (до 1955

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

I поколение (до 1955 г.)


 Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти ЭВМ были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами.
Основные ЭВМ первого поколения:
1949г. ЭДСАК (США)
1951г. МЭСМ (СССР)
1951г. UNIVAC-1 (Англия)
1952г. БЭСМ-2 (СССР)
Слайд 22

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 II поколение (1958-1964) В

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

II   поколение (1958-1964)

В 1958 г. в

ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить 40 электронных ламп и работал с большей скоростью.
В качестве программного обеспечения стали использовать языки программирования высокого уровня.
Слайд 23

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 III поколение (1964-1972) В

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

III поколение (1964-1972)

В 1960 г.

появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.
Примеры машин третьего поколения — семейства IBM-360, IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.
Слайд 24

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 IV поколение (с 1972

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

IV поколение (с 1972 г.

по настоящее время)

В 1972 году компьютеры стали создаваться на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые позднее стали называться процессорами. Вся техника, которая нас сейчас окружает - это процессорная техника

Слайд 25

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 V поколение Главное отличие

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

V поколение

Главное отличие машин пятого

поколения заключается в том, что они научатся принимать решения в условиях неполной информации. Таким образом компьютеры перестанут быть простыми вычислителями
Слайд 26

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Персональный компьютер В 1976

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Персональный компьютер

В 1976 году появился

первый персональный компьютер. Его создали в США Стивен Джобс и Стивен Возник. Первый компьютер носил название «APPLE»
Слайд 27

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Билл Гейтц (28.10.1955) В 1978 году основал корпорацию MICROSOFT

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Билл Гейтц (28.10.1955)

В 1978 году

основал корпорацию MICROSOFT
Слайд 28

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Классификация компьютеров По назначению:

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Классификация компьютеров

По назначению:
- большие ЭВМ
-

мини ЭВМ
- персональные компьютеры
Слайд 29

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 По уровню специализации -

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

По уровню специализации

- Универсальные
- Специализированные

(для решения конкретных задач)
Слайд 30

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 По типоразмерам - Настольные

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

По типоразмерам

- Настольные (desktop)
-портативные (notebook)
-

карманные (palmtop)
- мобильные (смартфоны)
Слайд 31

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 По совместимости На аппаратной

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

По совместимости

На аппаратной платформе фирмы

IBM PC
На аппаратной платформе фирмы Macintosh
Слайд 32

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Особенности вычислений в компьютере

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Особенности вычислений в компьютере

Все вычисления

сводятся к сложению
Введено понятие дополнительного числа (т.е. дополнение числа до 10, 100, 1000 в зависимости от разрядности используемых чисел)
Слайд 33

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Вычитание 5-3= 5+7 (дополнение

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Вычитание

5-3=
5+7 (дополнение до 10)=
12

(разряд переноса игнорируется)=
2
80-60=
80+40=120=20
Слайд 34

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Умножение 2*5= 2+2+2+2+2=10

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Умножение

2*5= 2+2+2+2+2=10

Слайд 35

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007 Деление 13:4=13-4=13+6=19 9-4= 9+6=

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007

Деление

13:4=13-4=13+6=19
9-4= 9+6= 15
5-4=

5+6= 11
Действия выполнялись 3 раза. Следовательно ответ – 3 ,
остаток 1