Возможности ЭВМ по обработке информации. Аппаратное обеспечение ЭВМ

1. Лекция (4 часа) ВОЗМОЖНОСТИ ЭВМ ПО ОБРАБОТКЕ ИНФОРМАЦИИ. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ

1. История создания вычислительной
техники. Классификация ЭВМ.
2. Аппаратное обеспечение ЭВМ
3. Правила эксплуатации ЭВМ
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
1

2. 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)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
2

3.

Период ручного счета
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
3

4. Первое счетное устройство на Земле

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
4

5. Примитивный счет

На заре цивилизации для счета люди использовали
камешки, зерна, ракушки и т.п.
Калькуо – древнеяпонская веревка с
узелками
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
5

6.

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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
6

7. 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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
7

8. 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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
8

9. Механический период

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
9

10.

Эскиз механического
тринадцатиразрядно
го 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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
10

11.

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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
11

12. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
12

13.

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 называютКаф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
первым программистом .
13

14. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
14

15. Электро-механический период

Электромеханический
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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
15

16. Эпоха ЭВМ

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
16

17. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
17

18. 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.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
18

19. ЭНИАК

1946г. ЭНИАК
15 февраля 1946 г.
американские инженерэлектронщик Дж. П. Эккерт и
физик Дж.У. Моучли в
Пенсильванском университете
сконструировали, по заказу
военного ведомства США,
первую электронновычислительную 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
19

20. Поколения ЭВМ

Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
20

21. 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.
1951г.
1951г.
1952г.
ЭДСАК (США)
МЭСМ (СССР)
UNIVAC-1 (Англия)
БЭСМ-2 (СССР)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
21

22. II   поколение (1958-1964)

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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
уровня.
22

23. 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 IBM360, IBM-370, ЕС ЭВМ
(Единая система ЭВМ), СМ
ЭВМ (Семейство малых ЭВМ)
и др.
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
23

24. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
24

25. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
25

26. Персональный компьютер

В 1976 году
появился первый
персональный
компьютер. Его
создали в США
Стивен Джобс и
Стивен Возник.
Первый
компьютер носил
название «APPLE»
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
26

27. Билл Гейтц (28.10.1955)

В 1978 году
основал
корпорацию
MICROSOFT
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
27

28. Классификация компьютеров

По назначению:
- большие ЭВМ
- мини ЭВМ
- персональные
компьютеры
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
28

29. По уровню специализации

- Универсальные
- Специализированные (для
решения конкретных задач)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
29

30. По типоразмерам

- Настольные
(desktop)
-портативные
(notebook)
- карманные
(palmtop)
- мобильные
(смартфоны)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
30

31. По совместимости

-
-
На аппаратной платформе фирмы
IBM PC
На аппаратной платформе фирмы
Macintosh
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
31

32. 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)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
32

33. Вычитание

5-3=
5+7 (дополнение до 10)=
12 (разряд переноса
игнорируется)=
2
80-60=
80+40=120=20
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
33

34. Умножение

2*5= 2+2+2+2+2=10
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
34

35. 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
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
35

36. Архитектура компьютера

Компьютер состоит из 2 частей:
- аппаратная часть (HARDWARE)
- программная (SOFTWARE)
Каф. ОРД ТФ МосУ МВД РФ, 2007
36