21_Глобальная_компьютерная_сеть_Интернет

1. Понятия аппаратных средств ЭВМ, архитектуры аппаратных средств. История развития вычислительных устройств и приборов

ПОНЯТИЯ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЭВМ,
АРХИТЕКТУРЫ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ. ИСТОРИЯ
РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И
ПРИБОРОВ

2. Понятие аппаратных средств ЭВМ

ПОНЯТИЕ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ЭВМ
• Аппаратные средства ЭВМ – это физические
компоненты компьютера, которые обеспечивают его
работу.
• Основные компоненты:
• Процессор (CPU)
• Оперативная память (RAM)
• Жесткий диск (HDD/SSD)
• Материнская плата
• Устройства ввода/вывода (клавиатура, мышь,
монитор)

3. Архитектура аппаратных средств

АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
• Архитектура ЭВМ – это концептуальная
структура, определяющая организацию и
взаимодействие компонентов
компьютера.
• Основные типы архитектур:
• Архитектура фон Неймана:
• Единая память для данных и программ.
• Последовательное выполнение команд.
• Гарвардская архитектура:
• Раздельная память для данных и
программ.
• Параллельное выполнение команд.

4. История развития вычислительных устройств

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
• Ручные вычисления (до XIX
века):
• Абак (Древний мир)
• Логарифмическая линейка (XVII
век)
• 2. Механические устройства
(XIX век):
• Аналитическая машина Чарльза
Бэббиджа (1837)
• Табулятор Германа Холлерита
(1890)
Абак
Логарифмическая линейка

5.

• Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа — это универсальная
вычислительная машина, которая стала прообразом современного
цифрового компьютера.
• Первый набросок машины появился в 1834 году, затем в течение многих
лет, практически до самой смерти, Бэббидж занимался её
усовершенствованием. Было разработано более 300 подробных чертежей
машины и её отдельных узлов, в том числе 25 вариантов общих планов.
• По замыслу автора, машина должна была состоять из четырёх
основных блоков:
1. Первый блок (Бэббидж назвал его «мельница») предназначен для
выполнения четырёх арифметических действий. Вычисления должны
были вестись в десятичной системе счисления, точность представления
чисел составляла 50 десятичных знаков.
2. Второй блок (склад) — устройство для хранения значений переменных,
с которыми производятся операции, и результатов операций. В
современной терминологии это называется памятью. Временное
хранение чисел должно было осуществляться на вертикальных осях с 50
(по числу разрядов) колёсами на каждой. Всего предполагалось иметь на
складе 1000 осей (ячеек памяти). Третий блок представлял собой
устройство управления. Он состоял из двух жаккардовских
перфокарточных механизмов: один для программы, второй — для
исходных данных.
3. Последний, четвёртый блок предназначался для внешнего обмена.
Планировалось иметь широкий спектр устройств ввода-вывода. В
качестве основного устройства вывода использовался карточный
перфоратор, кроме него предполагалось выводить результаты
вычислений на бумагу, а также выдавливать их на металлических
пластинках.
Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа

6.

• Табулятор Германа Холлерита — электромеханическая машина
для автоматической обработки (суммирования и категоризации)
числовой и буквенной информации, записанной на перфокартах,
с выдачей результатов на бумажную ленту или специальные бланки.
• Первый статистический табулятор был построен американцем
Германом Холлеритом с целью ускорить обработку результатов
переписи населения, которая проводилась в США в 1890 году.
• Принцип работы: перфокарты в табуляторе ощупывались
стержнями на пружинках, при наличии отверстия стержень
проходил через него и опускался в чашечку со ртутью, замыкалась
электрическая цепь и срабатывал соответствующий электрический
счётчик импульсов. Число счётчиков в табуляторе менялось от 32 до
120, поэтому за один пропуск колоды карт получалась статистика по
большому числу признаков.
• В 1896 году Холлерит учредил компанию Tabulating Machine
Company и представил интегрирующий табулятор, который мог
складывать числа, закодированные на перфокартах, а не просто
подсчитывать количество отверстий.
• В 1889 году система Холлерита получила золотую медаль на
Всемирной выставке в Париже. Правительства Канады, Норвегии и
Австрии также использовали его механизм для подсчёта и обработки
данных.
Табулятор Германа Холлерита

7. История развития вычислительных устройств (продолжение)

ИСТО РИЯ РА З В ИТ ИЯ В ЫЧ ИСЛ ИТЕЛЬ НЫХ УСТ РО ЙСТВ ( ПР ОДОЛЖЕ НИЕ )
• Электромеханические
устройства (начало XX века):
• Z3 Конрада Цузе (1941) –
первый программируемый
компьютер.
• Марк I (1944) – первый
американский компьютер.
• 4. Электронные компьютеры
(середина XX века):
• ENIAC (1945) – первый
электронный компьютер
общего назначения.
• UNIVAC (1951) – первый
коммерческий компьютер.
Z3 Конрада Цузе
Марк I

8. История развития вычислительных устройств (продолжение)

ИСТО РИЯ РА З В ИТ ИЯ В ЫЧ ИСЛ ИТЕЛЬ НЫХ УСТ РО ЙСТВ ( ПР ОДОЛЖЕ НИЕ )
• Эпоха персональных
компьютеров (1970–1990е годы):
• Apple I (1976)
• IBM PC (1981)
• 6. Современные
компьютеры (2000-е годы
– настоящее время):
• Ноутбуки, смартфоны,
планшеты.
• Квантовые компьютеры
(например, IBM Q System).

9. Примеры вычислительных устройств

ПРИМЕРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
• Ранние устройства:
• Абак
• Аналитическая машина Бэббиджа
• Современные устройства:
• Ноутбуки (MacBook, Dell XPS)
• Смартфоны (iPhone, Samsung Galaxy)
• Суперкомпьютеры (IBM Summit, Fugaku)

10. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Аппаратные средства ЭВМ – основа работы компьютеров.
• Архитектура ЭВМ определяет принципы их работы.
• История вычислительных устройств показывает, как технологии
эволюционировали от простых механических устройств до мощных
современных компьютеров.