Краткая история развития вычислительной техники

1.

Краткая история развития
вычислительной техники

2.

На заре цивилизации наш предок – первобытный человек –
знал только числа один, два и «много».
Позже люди научились считать
до пяти и соединять две пятерки
в десяток.
Пальцы – простейший
вычислительный инструмент.
Загнутые пальцы – это еще и
средство запоминания
результата счета.
Когда пальцев не хватает, то на помощь приходят
подручные средства – камушки, палочки, ракушки на
веревках, зарубки на куске дерева. Научившись считать,
человек постоянно совершенствовал методы вычислений и
создавал разнообразные средства счета.
2

3.

Самый древний - древнегреческий абак (V
век до н.э.) представлял собой посыпанную
морским песком дощечку. 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.
Особенного развития достигли вычисления
на абаке в древнем Китае. Китайцы могли
производить на абаке деления и действия с
дробями, извлечения квадратных и
кубических корней.
К таким же устройствам относятся также
китайский суан-пан, японский соробан и
русские счеты.
3

4.

Английский математик Вильям Оутред 1622 год.
Кстати, это именно он ввел обозначение «x» для
умножения. Линейка необыкновенно удобна. Не зря
столько веков просуществовал этот вычислительный
прибор: лишь недавно калькулятор окончательно
вытеснили логарифмическую линейку из инженерного
обихода.
4

5.

Блез Паскаль(1623-1662)
В отличие от счетных инструментов, типа
абака, в арифметической машине
вместо предметного представления
чисел, использовалось их
представление в виде углового
положения оси (вала) или колеса,
которое несет эту ось.
Одна из первых машин такого типа
была создана в 1642 году
знаменитым французским
ученым (математиком, физиком
и философом) Блезом
Паскалем.
5

6.

Арифмометр, умевший не только
складывать и вычитать, но
умножать и делить,
сконструировал замечательный
математик и философ создатель
дифференциального исчисления
Готфрид Вильгельм Лейбниц
(1646-1716).
6

7.

Английский математик
выдвинул идею создания
программно-управляемой
счетной машины, имеющей
арифметическое устройство,
устройство управления,
ввода и печати.
Чарльз Бэббидж
(1791-1871)
Первая спроектированная
Бэббиджем машина,
Разностная машина, работала
на паровом двигателе.
Эту машину можно считать первым
компьютером.
7

8.

1834 год. Предполагалось, что это будет программируемая
вычислительная машина для решения широкого круга задач.
Предусматривалось наличие в ней следующих компонентов:
«Склад» - для хранения промежуточных данных ,
результатов и алгоритмов действий – (память);
«Мельница» - для обработки данных – (арифметикологическое устройство, процессор);
Блок управления последовательностью вычислений –
(процессор);
Блок ввода исходных данных и печати результатов
8

9.

Первая программистка
Ада Лавлейс
(1815-1852)
Дочь известного английского поэта
лорда Байрона, Ада с детства
увлекалась математикой. Её
чрезвычайно заинтересовала
аналитическая машина,
изобретенная Бэббиджем. Она
разработала первые программы
для машины, заложила многие
идеи, разработала начала теории
программирования и ввела ряд
понятий и терминов,
сохранившихся до настоящего
времени (цикл, рабочая ячейка).
9

10.

10

11.

11

12.

Табулятор Холлерита 1887 г
Устройство для
обработки данных,
нанесенных на
перфокарты.
Табуляторами
обрабатывались
данные национальных
переписей населения в
США (1890г.) и России
(1897 г.).
ГерманХоллерит
– один из основателей фирмы IBM
12

13.

Первые вычислительные машины в
ХХ веке
13

14.

В 20-30е годы ХХ века в разных
странах (Германии, СССР, Англии)
было создано много аналоговых
вычислительных машин. Но все
они были довольно громоздки и
могли выполнять только
ограниченное число задач.
14

15.

Во время Второй мировой войны по
заказу военных ведомств в разных
странах усиленно велись разработки
более эффективных счетных машин.
Они нужны были в первую очередь
артиллеристам для расчета
правильности и дальности полета
снарядов. Компьютеры требовались
также и секретным службам для
составления всевозможных шифров и
кодов.
16

16.

1941 – Z3
Немецкий ученый Конрад Цузе
(1910 – 1995). создал первый
автоматический
программируемый
цифровой
компьютер Z3, работающий на
основе электрических реле и
выполнял
3-4
сложения
в
секунду..
Всего
было
использовано 2600 реле. Это
машина
в
основном
использовалась для шифровки
донесений.
Единственная модель уничтожена во время
воздушного налета в 1944 г. На снимке машина Z3
из Немецкого музея в Мюнхене, реконструированная
в 1960 г.
После
войны
Цузе
создал
в
Германии
компьютерную компанию Zuse KG, которая успешно
17
работала многие годы.

17.

1942 год
В Университете штата
Айова Джон Атанасов и
его аспирант Клиффорд
Берри создают первый в
США электронный
цифровой компьютер
(Atanasoff-Berry Computer
- ABC).
Хотя эта машина так и не была завершена она,
как пишут историки, оказала большое влияния на
Джона Мочли, создавшего двумя годами позже
ЭВМ ENIAC.
18

18.

«ЭНИАК» (1946)
Первый компьютер общего
назначения на электронных
лампах:
длина 26 м, вес 35 тонн
сложение – 1/5000 сек,
деление – 1/300 сек
десятичная система счисления
10-разрядные числа
проблема – сложность ввода
программ…
Разработчики –
Джон Моучли и
Преспер Эккерт
19

19.

ПЕРВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ
В
СССР
20

20.

Компьютеры С.А. Лебедева
Здание в Феофании
(сейчас это один из
районов г. Киева),
в котором
размещалась
лаборатория
С.А. Лебедева
1950. МЭСМ – малая
электронно-счетная машина
6 000 электронных ламп
3 000 операций в секунду
двоичная система
21

21.

1952. БЭСМ – большая электронносчетная машина (С.А.Лебедев, г.Москва)
–5 000 электронных ламп
–10 000 операций в секунду
22

22.

Первое поколение ЭВМ
(1945-1955)
на электронных лампах
быстродействие 10-20 тысяч
операций в секунду
каждая машина имеет свой
язык
нет операционных систем
ввод и вывод: перфоленты,
перфокарты, магнитные
ленты
огромные размеры
стоимость несколько млн.$
24

23.

Второе поколение ЭВМ
(1955-1965)
на полупроводниковых элементах –
транзисторах
быстродействие 10-200 тыс. операций в
секунду
первые операционные системы
первые языки программирования: Фортран
(1957), Алгол (1959)
средства хранения информации:
магнитные барабаны,
магнитные диски
25

24.

Второе поколение ЭВМ
(1955-1965)
1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702
1965-1966. БЭСМ-6
60 000 транзисторов
200 000 диодов
1 млн. операций
в секунду
память – магнитная
лента, магнитный
барабан
26

25.

Третье поколение ЭВМ
(1965-1980)
на интегральных микросхемах
быстродействие до 1 млн. операций в секунду
оперативная памяти – сотни тысяч байт
операционные системы – управление
памятью, устройствами, временем процессора
языки программирования Бэйсик (1965),
Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи)
совместимость программ
27

26.

процессор 2436
пульт управления ЕС1036
накопитель ЕС5612М
ЕС ЭВМ, 1983 г. 28

27.

Четвертое поколение ЭВМ (1970-…)
компьютеры на больших и сверхбольших
интегральных схемах (БИС, СБИС)
персональные компьютеры
появление пользователей-непрофессионалов,
необходимость «дружественного» интерфейса
быстродействие более 1 млрд. операций в секунду
оперативная памяти – до нескольких гигабайт
многопроцессорные системы
компьютерные сети
возможности мультимедиа (графика, анимация, звук)
29

28.

Первая мышка, 1963 г.
ПЭВМ ДВК
30

29.

2002 г.
1983 г.
31

30.

1. Монитор
2. Материнская плата
3. Процессор
4. ОЗУ
5. Карты расширения
6. Блок питания
7. Дисковод CD, DVD
8. Винчестер
9. Клавиатура
10. Мышь
32

31.

Компьютер собирается из отдельных частей как
конструктор.
Способы соединения этих частей и обмена
информацией доступны всем желающим.
Много сторонних производителей дополнительных
устройств.
Каждый пользователь может собрать компьютер,
соответствующий его личным требованиям.
33

32.

Характеристика различных поколений ЭВМ
Характеристика
1
2
3
4
поколение поколение поколение поколение
Годы
применения
1946-1960
1960-1964
1964-1970
Интегральная схема
1970-…
Основной Электронэлемент ная лампа
Транзистор
Быстродействие
1000
оп/сек
100000
оп/сек
10000000
оп/сек
Перфокарты
Магнитные
ленты
ГМД, CD,
МагнитDVD,
ные диски
флеш 39
Носитель
информации
(ИС)
Большая
ИС (БИС)
1010
оп/сек

33.

1967 г. – появился первый
прототип флоппи – диска
1968 г. - Уэйн Пикетт разработал концепцию «винчестера»
1969 г. - Intel представила первую микросхему оперативной
памяти объемом в 1 Кбит.
Кеннет Томпсон и Деннис Ритчи создают операционную систему
UNIX.
1970 г. - появился один из первых сетевых вирусов, назывался
The Creeper.
1971 г. – Никлас Вирт создает язык программирования Pascal.
1973 г. - Гэр Килдалл создал первую операционную систему и
дает ей имя CP/М
40

34.

1975 г. - Пол Ален и Бил Гейтс основывают фирмы Micro –
Sofr /через год дефис в названии убрали/.
1976 г. – официальная дата рождения компьютерного
пиратства.
1976 г. - разработан первый текстовый редактор Electric
Pencil.
1978г. – первые матричный и лазерный принтер
1979 г. - компании Philips и Sony разработали технологию
записи звуковой информации на компакт – диск
41

35.

1981 г. - Microsoft заканчивает работу над МS –
DOS
1983 г. – первый CD - ROM представили фирмы
Philips и Sony
1986 году - первая версия графического редактора
1988 г. – первый струйный принтер и первый CD –
RW – диск
1989 г. – IBM выпустила первый винчестер, весом
более 250 кг.
42

36.

1990 г. - Бил Гейтс впервые посетил Россию и сразу же
появилась русская версия МS – DOS
1991 г. – Apple представляет первый монохромный
сканер.
IBM представляет первый ноутбук с экраном на основе
активной цветной жидкокристаллической матрицы.
1998 г. – утверждены спецификации DVD – дисковода, как
однократной так и многократной записи.
Microsoft представляет операционную систему WINDOWS
98.
43

37.

☺Информация
☺Общение
☺Игра
Как же появился Интернет???
44

38.

Первый модем был создан в 1960 году.
1970 году информационная сеть получила
название APRANet и приступила к
работе в полном объеме.
1973 г. - сеть становиться международной и
число пользователь - 2000
1973 г. - в печати появился термин –
Интернет.
1976 г. – программа для соединения двух
компьютеров через обычные
телефонные линии.
Первая программа для электронной почты.
45

39.

1979 г. – в электронных письмах появляются первые
«смайлики»
1992 году начинается история Сообщества Интернет.
И в годом же году появляется
миллионный сервер.
1993 г. - появился пятисотый сайт.
1994 г. - первые Интернет магазины.
1993 г. -первая программа для просмотра страниц Интернета,
т.е. первая версия браузера.
1995 г. – Интернет Internet Explorer.
46

40.

с 1998 года 20 марта Всемирный день Интернета.
47

41.

Тема 1. Введение

42.

Определения
75

43.

Непозиционные системы
– одна цифра обозначает единицу (1 день,
1 камень, 1 баран, …)
I – 1 (палец), V – 5 (раскрытая ладонь, 5 пальцев),
X – 10 (две ладони),
L – 50,
C – 100 (Centum), D – 500 (Demimille),
M – 1000 (Mille)
76

44.

Римская система счисления
Правила:
(обычно) не ставят больше трех одинаковых цифр подряд
если младшая цифра (только одна!) стоит слева от старшей,
она вычитается из суммы (частично непозиционная!)
Примеры:
MDCXLIV =
1000 + 500 + 100 – 10 + 50 – 1 + 5 = 1644
2389 = 2000
MM
+
300
CCC
+
80
LXXX
2389 = M M C C C L X X X I X
+
9
IX
77

45.

Римская система счисления
Недостатки:
для записи больших чисел (>3999) надо вводить новые
знаки-цифры (V, X, L, C, D, M)
как записать дробные числа?
как выполнять арифметические действия:
CCCLIX + CLXXIV =?
Где используется:
номера глав в книгах:
обозначение веков: «Пираты XX века»
циферблат часов
79

46.

Славянская система счисления
алфавитная система счисления (непозиционная)
Часы
Суздальского
Кремля
80

47.

Позиционные системы
сотни десятки единицы
3 7 8
300
70
= 3·102 + 7·101 + 8·100
8
• двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная (информатика)
• двенадцатеричная (1 фут = 12 дюймов, 1 шиллинг = 12 пенсов)
• двадцатеричная (1 франк = 20 су)
• шестидесятеричная (1 минута = 60 секунд, 1 час = 60 минут)
81

48.

Системы счисления
Тема 2. Двоичная система счисления

49.

Перевод целых чисел
Двоичная система:
Алфавит: 0, 1
Основание (количество цифр): 2
10 2
19
18
1
2
9
8
1
2
4
4
0
2
2
2
0
2 10
43210
19 = 100112
2
1
0
2
0
система
счисления
1
разряды
100112 = 1·24 + 0·23 + 0·22 + 1·21 + 1·20
= 16 + 2 + 1 = 19
83

50.

Перевод дробных чисел
10 2
0,375 = 0,0112
0,7 = ?
0,7 = 0,101100110…
2
= 0,1(0110)2
0 ,750
0,75
Многие дробные числа нельзя представить в виде
конечных двоичных дробей.
2
1 ,50
Для их точного хранения требуется бесконечное
число разрядов.
0,5
2
Большинство дробных чисел хранится в памяти с
1 ,0
ошибкой.
2 10
2 1 0 -1 -2 -3
101,0112
2-2 =
1
разряды
= 1·22 + 1·20 + 1·2-2 + 1·2-3
22= 0,25
= 4 + 1 + 0,25 + 0,125 = 5,375
87

51.

Вот и всё !
124