История вычислительной техники

1.

История Вычислительной Техники
сделал проект: Терентьев Леонид 5Б
Научный руководитель: Лаптев Богдан Валентинович

2.

Тема: История развития вычислительной техники.
Цель : проанализировать, как развивалась вычислительная техника.
Задачи:
1:. Узнать, на какие периоды делится развитие вычислительной
техники и с какими выдающимися личностями оно связано.
2:Описать, какие разработки существуют на данный момент и какие
дальнейшие тенденции развития персональных компьютеров.
3:Придумать викторину и памятку по теме исследования проекта.

3.

Периоды:
Домеханический
электронно-вычислительный
механический

4.

Домеханический период
• История вычислительной техники уходит своими корнями вглубь
так же, как и история развития человечества. Накопление
запасов, дележ добычи, обмен – все эти действия связаны с
вычислениями. Для подсчетов люди использовали собственные
пальцы, камешки, палочки и многие другие приспособления.
Потребность в поиске решений все более сложных задач и
длительных вычислений поставили человека перед
необходимостью искать способы, изобретать приспособления
для счета.

5.

Саламинская доска» по имени острова Саламин в Эгейском море – которые у греков
назывались «абак», у китайцев – «суан – пан», у японцев – «серобян». Вычисления на них
проводились путем перемещения счетных костей и камешков в углублениях досок из бронзы,
камня, слоновой кости, цветного стекла. В своей форме абак представлял собой дощечку,
посыпанную морским песком (позднее он принял вид доски, разделенной на колонки
перегородками). На ней проводились линии, разделявшие ее на колонки, а камешки
раскладывались в эти колонки по тому же принципу, по которому кладется число на наши
счеты. Это было самое первое и удобное изобретение для счета.

6.

В 1654 году Р. Биссакар, а в
1657 году 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 до наших дней.
Простейшая
логарифмическая линейка
состоит из двух шкал в
логарифмическом
масштабе, способных
передвигаться относительно
друг друга. Более сложные
линейки содержат
дополнительные шкалы и
прозрачный бегунок с
несколькими рисками. На
обратной стороне линейки
могут находиться какиелибо справочные таблицы.

7.

Механический период:
Первую механическую счетную машину в 1623 году изготовил профессор математики В. Шиккард. В ней
были механизированы операции сложения и вычитания, а умножение и деление выполнялось с
элементами механизации. Но машина Шиккарда вскоре сгорела во время пожара, поэтому биография
механических вычислительных устройств ведется от суммирующей машины, изготовленной в 1642 году Б.
Паскалем. Эта машина называется «паскалина». Формой своей машина напоминала длинный сундучок.
Она была достаточно громоздкая, имела несколько специальных рукояток, при помощи которых
осуществлялось управление, имела ряд маленьких колес с зубьями. Первое колесо считало единицы,
второе - десятки, третье - сотни и т.д. Сложение в машине Паскаля производилось вращением колес
вперед. Двигая их обратно, выполнялось вычитание.

8.

В 1673 году другой великий математик Г. Лейбниц разработал счетное устройство, на
котором уже можно было умножать и делить. Хоть машина Лейбница и была похожа
на «Паскалину», она имела движущуюся часть и ручку, с помощью которой можно
было крутить специальное колесо или цилиндры, расположенные внутри аппарата.
Такой механизм позволил ускорить повторяющиеся операции сложения,
необходимые для умножения. Само повторение тоже осуществлялось автоматически.
С некоторыми усовершенствованиями эти машины-арифмометры использовались до
недавнего времени.

9.

Французский ткач и механик Ж. Жаккар создал
первый образец машины, управляемой
введением в нее информацией. В 1802 году он
построил машину, которая облегчила процесс
производства тканей со сложным узором. При
изготовлении такой ткани нужно было поднять
или опустить каждую из ряда нитей. После
этого ткацкий станок протягивал между
поднятыми и пущенными нитями другую нить.
Затем каждая из нитей опускалась или
поднималась в определенном порядке и станок
снова пропускал через них нить. Этот процесс
многократно повторялся до тех пор, пока не
была получена нужная длина ткани с узором.
Для задания узора на ткани Жаккар
использовал ряды отверстий на картах. Если
применялось десять нитей, то в каждом ряду
карты предусматривалось место для десяти
отверстий. Карта закреплялась на станке в
устройстве, которое могло обнаруживать
отверстия на карте. Это устройство с помощью
щупов проверяло каждый ряд отверстий на
карте. Информация на карте управляла
станком.

10.

Машина Беббиджа

11.

Электронно-Вычислительный
период
Идеи создания электронных вычислительных машин возникли в конце 30-х - начале 40-х гг.
XX века независимо друг от друга в четырех странах: СССР, США, Великобритании и
Германии. Во время второй мировой войны (с 1939 по 1945 год) были построены
несколько первых электромеханических компьютеров.
ЭВМ появились, когда возникла острейшая необходимость в очень трудоемких и точных
расчетах, особенно в таких областях науки и техники, как атомная физика и теория
динамик полета и управления летательными аппаратами. Между тем доэлектронная
вычислительная техника (механическая и электромеханическая) позволяла только в
ограниченной степени механизировать процессы вычислений. Требовался переход к
элементам, работающим в более быстром темпе.

12.

Электронный этап условно разделили на поколения ЭВМ, сменявших друг
друга в ходе общего развития вычислительной техники. Все ЭВМ первого
поколения (до 1955 года) были сделаны на основе электронных ламп, что
делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти
компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими
машинами, весили сотни тонн. Лампы потребляли огромное количество
электроэнергии и выделяли много тепла. Набор команд был небольшой,
для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные
ленты и печатающие устройства.

13.

Второе поколение (50-60-е гг.). В 1958 году в ЭВМ были применены
полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 году У. Шокли, они
были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно
более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1
транзистор способен был заменить примерно 40 электронных ламп и
работать с большей скоростью. В качестве носителей информации
использовались магнитные ленты («БЭСМ-6», «Минск-2», «Урал-14») и
магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства
для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые
магнитные диски. В качестве программного обеспечения стали
использовать языки программирования высокого уровня. Появились
мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения
программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные
операционные системы.

14.

Машины третьего поколения имели
развитые операционные системы. Они
обладали возможностями
мультипрограммирования, то есть
одновременного выполнения нескольких
программ. Многие задачи управления
памятью, устройствами и ресурсами стала
брать на себя операционная система или
же непосредственно сама машина.

15.

Четвертое поколение (примерно 70-80-е гг.).
Впервые стали применяться большие
интегральные схемы (БИС), которые по
мощности примерно соответствовали 1000
интегральным схемам. Это привело к
снижению стоимости производства
компьютеров. Наиболее яркие представители
четвертого поколения ЭВМ – персональные
компьютеры (ПК). Связь с пользователем
осуществлялась посредством цветного
графического дисплея с применением языков
высокого уровня.

16.

Пятое поколение ЭВМ (примерно 90-е гг.)
основано на создании искусственного
интеллекта и создано на основе сверхбольших
интегральных схем (СБИС), которые отличаются
колоссальной плотностью размещения
логических элементов на кристалле. Главным
отличием от четвертого поколения стало
непосредственное общение с машиной на
естественном языке благодаря графическим и
звуковым средствам.

17.

2.
Современное развитие ЭВМ
Шестое поколение можно определить как эру интеллектуальных
компьютеров, основанных на искусственных нейронных сетях или
«искусственных мозгах». Искусственный интеллект (AI) или
искусственный мозг - это концепция в программировании, которая
позволяет устройствам думать и действовать самостоятельно. Эта
концепция повлияла на мир игр, робототехники и распознавания
голоса. Это будут компьютеры, которые используют
сверхпроводники в качестве сырья для своих процессоров, что
позволит не тратить электричество на тепло из-за отсутствия
сопротивления, повысить производительность и сэкономить
энергию. Об этом говорит сайт https://intellect.icu. Прирост
производительности будет примерно в 30 раз выше, чем у
процессора той же частоты, использующего базовые металлы.
Искусственный интеллект – главное изменение в шестом
поколении компьютеров.

18.

Памятка история электронно-вычислительной
техники:
1. 1 поколение инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и физик Дж.У. Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу
военного ведомства США, первую электронно-вычислительную машину – «Эниак». Которая предназначалась для решения задач баллистики.
Она выполняла за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений многоразрядных чисел. Размеры этой машины были 30 метров в длину,
объём - 85 метров3, вес - 30 тонн.
2. 2 поколение (примерно 50-60 годы). В 1958 году в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 году У.
Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой
оперативной памятью.
3.3 поколение (примерно 60-70-е гг.). В 1960 году появились первые интегральные схемы (ИС), которые получили широкое распространение
в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. Интегральные схемы - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно
10 мм2. Одна интегральная схема способна заменить десятки тысяч транзисторов.
4. 4 поколение (80-90 годы) в этом поколении начали появляться большие интегральные схемы которые по мощности составляли 1000
интергальных схем. Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК).
5. 5 поколение (2000 - … годы) основано на создании искусственного интеллекта и создано на основе сверхбольших интегральных схем
(СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле. Главным отличием от четвертого
поколения стало непосредственное общение с машиной на естественном языке благодаря графическим и звуковым средствам.
6. в обозримом будущем аналитики считают что мы будем ждать 6 поколение из которого мир станет ярче.