Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Історія створення і розвитку обчислювальної техніки





Скачати 20.42 Kb.
Дата конвертації02.02.2018
Розмір20.42 Kb.
Типдоповіді

Історія створення і розвитку засобів обчислювальної техніки

В обчислювальній техніці існує своєрідна періодизація розвитку електронних обчислювальних машин. ЕОМ відносять до того чи іншого покоління в залежності від типу основних використовуваних в ній елементів або від технології їх виготовлення. Ясно, що кордони поколінь у сенсі часу сильно розмиті, так як в один і той же час фактично випускалися ЕОМ різних типів; для окремої ж машини питання про її приналежності до того чи іншого покоління вирішується досить просто.

Ще за часів найдавніших культур людині доводилося розв'язувати задачі, пов'язані з торговельними розрахунками, з обчисленням часу, із визначенням площі земельних ділянок і т. Д. Зростання обсягів цих розрахунків приводив навіть до того, що з однієї країни в іншу запрошувалися спеціально навчені люди, добре владешіе технікою арифметичного рахунку. Тому рано чи пізно повинні були з'явитися пристрої, що полегшують виконання повсякденних розрахунків. Так, у Стародавній Греції і в Стародавньому Римі були створені пристрої для лічби, звані абак. Абак називають також римськими рахунками. Ці рахунки представляли собою кістяну, кам'яну або бронзову дошку з заглибленнями - смугами. У поглибленнях перебували кісточки, і рахунок здійснювався пересуванням кісточок.

У країнах Стародавнього Сходу існували китайські рахунки. На кожній нитки або дроту в цих рахунках було по пятьі по дві кісточки. Рахунок здійснювався одиницями і п'ятірками. У Росії для арифметичних обчислень застосовувалися російські рахунки, що з'явилися в 16 столітті, але подекуди - де рахунки можна зустріти і сьогодні.

Розвиток пристосувань для рахунку йшло в ногу з досягненнями математики. Незабаром після відкриття логарифмів в 1623 р була винайдена логарифмічна лінійка, її автором був англійський математик Едмонд Гантер. Логарифмічною лінійці судилося довге життя: від 17 століття до нашого часу.

Однак ні абак, ні рахівниця, ні логарифмічна лінійка не означають механізації процесу обчислень. У 17 столітті видатним французьким вченим Блез Паскаль було винайдено принципово нове рахункове пристрій - арифметична машина. В основу її роботи Б. Паскаль поклав відому до нього ідею виконання обчислень за допомогою металевих шестерень. У 1645 р їм була побудована перша підсумовуються машина, а 1675 р Паскалю вдається створити справжню машину, що виконує всі чотири арифметичні дії. Майже одночасно з Паскалем в 1660 - 1680 рр. Сконструював лічильну машину великий німецький математик Готфірд Лейбніц.

Рахункові машини Паскаля і Лейбніца стали прообразом арифмометра. Перший арифмометр для чотирьох арифметичних дій, який знайшов арифметичне застосування, вдалося побудувати тільки через сто років, 1790 р німецькому вартовому майстру Гану. Згодом пристрій арифмометра удосконалювався багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовувалися для виконання складних обчислень при проектуванні і будівництві кораблів. Мостів, будівель, при проведенні фінансових операцій. Але продуктивність роботи на арифмометрах залишалася невисокою, настійною вимогою часу була автоматизація обчислень.

У 1833 р анлійскій вчений Чарльз Бебідж, займався складанням таблиць для навігації, розробив проект «аналітичної машини». За його задумом, ця машина повинна була стати гігантським арифмометром з програмним управлінням. У машині Бебіджа передбачені були також арифметичні та пристрої, що запам'ятовують. Його машина стала прообразом майбутніх комп'ютерів. Але в ній використовувалися далеко не досконалі вузли, наприклад, для запам'ятовування розрядів десяткового числа в ній застосовувалися зубчасті колеса. Здійснити свій проект Бебіджем не вдалося з - за недостатнього розвитку техніки, і «аналітична машина» на час була забута.

Лише через 100 років машина Бебіджа привернула внімкніе інженерів. В кінці 30 - х років 20 століття німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ній широко використовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, які приводяться в дію електричним струмом. У 1941 р К. уцзе створив машину Z3, цілком керовану за допомогою програми.

У 1944 р американець Говард Айкен на одному з підприємств фірми IBM побудував потужну на той час машину «Марк - 1». У цій машині для подання чисел використовувалися механічні елементи - лічильні колеса, а для управління застосовувалися електромеханічні реле.

покоління ЕОМ

Історію розвитку ЕОМ зручно описувати, користуючись уявленням про поколіннях обчислювальних машин. Кожне покоління ЕОМ характеризується констуктівнимі особливостями і возможноть. Приступимо до опису кожного з поколінь, проте потрібно пам'ятати, що розподіл ЕОМ на покоління є умовним, оскільки в один і той же час випускалися машини різного рівня.

перше покоління

Різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки відбувся в 40 - х роках, після Другої світової війни, і пов'язаний він був з появою якісно нових електронних пристроїв - електронно - вакуумних ламп, працювали значно швидше, ніж схеми на електромеханічному реле, а релейні машини швидко витіснені болеепроізводітельнимі і надійними електронними обчислювальними машинами (ЕОМ). Застосування ЕОМ значно розширило коло вирішуваних завдань. Стали доступні завдання, які раніше просто не ставилися: розрахунки інженерних споруд, обчислення двежения планет, балістичні розрахунки і т.д.

Перша ЕОМ створювалася в 1943 - 1946 рр. в США і називалася вона ЕНІАК. Ця машина містила близько 18 тисяч електронних ламп, багато електромеханічних реле, причому щомісяця виходило з ладу близько 2 тисяч ламп. ЦУ машини ЕНІАК, а також у інших перших ЕОМ, був серйозний недолік - програма, що виконується зберігалася не в пам'яті машини, а набаралась складним чином за допомогою зовнішніх перемичок.

У 1945 р відомих математик і фізик - теоретик фон Нейман сформулював загальні принципи роботи універсальних обчислювальних пристроїв. Згідно фон Нейманом обчислювальна машина повинна була управлятися програмою з послідовним виконанням команд, а сама програма - зберігатися в пам'яті машини. Перша ЕОМ з зберiгається в пам'ятi була побудована в Англії в 1949 р

В1951 році в СРСР була створена МЕСМ, ці роботи проводилися в Києві в Інституті електродинаміки під керівництвом найбільшого конструктора обчислювальної техніки С. А. Лебедєва.

ЕОМ постійно вдосконалювалися, завдяки чому до середини 50 - х років їх швидкодію вдалося підвищити від кількох сотень до кількох десятків тисяч операцій в секунду. Однак при цьому електронна лампа залишалася самим надійним елементом ЕОМ. Використання ламп стало гальмувати подальший прогрес обчислювальної техніки.

Згодом на зміну лампам прийшли напівпровідникові прилади, тим самим завершився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління

Дійсно, ЕОМ першого покоління розміщувалися у великих машинних залах, споживали багато електроенергії і вимагали охолодження за допомогою потужних вентілятогров. Програми для цих ЕОМ потрібно було складати у машинних кодах, і цим могли займатися тільки фахівці, які знають в деталях пристрій ЕОМ.

друге покоління

Розробники ЕОМ завжди прямували за прогресом в електронній техніці. Коли в середині 50 - х років на зміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прилади, почався переклад ЕОМ на напівпровідники.

Полуповодніковие прилади (транзистори, діоди) були, по - перше, значно компактніше своїх лампових попередників. По - друге вони володіли значно більшим терміном служби. По - третє, споживання енергії у ЕОМ на напівпровідниках було істотно нижче. З впровадженням цифрових елементів на напівпровідникових приладах почалося створення ЕОМ другого покоління.

Завдяки застосуванню більш досконалої елементної бази почали створюватися відносно невеликі ЕОМ, сталося природне поділ обчислювальних машин на великі, середні та малі.

В СРСР були розроблені і широко використовувалися серії малих ЕОМ «Раздан», «Наірі». Унікальною за своєю архітектурою була машина «Мир», розроблена в 1965 р в Інституті кібернетики Академії Наук УРСР. Вона призначалася для інженерних розрахунків, які виконував на ЕОМ сам користувач без допомоги оператора.

До середніх ЕОМ ставилися вітчизняні машини серій «Урал», «М - 20» і «Мінськ». Але рекордною серед вітчизняних машин цього поколнія і однією з кращих в світі була БЕСМ - 6 ( «велика електронно - рахункова машина», 6 - я модель), яка була створена колективом академіка С. А. Лебедєва. Продуктивність БЕСМ - 6 була на два - три порядки вище, ніж у малих і середніх ЕОМ, і становила понад 1 млн. Операцій в секунду. За кордоном найбільш поширеними машинами другого покоління були «Елліот» (Англія), «Сіменс» (ФРН), «Стретч» (США).

третє покоління

Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60 - х років при заміні напівпровідникових приладів в пристроях ЕОМ на інтегральлие схеми. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика пластинка кристалу кремнію, на якій розміщуються сотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів і т. Д.

Застосування інтегральних схем дозволило збільшити кількість електронних елементів в ЕОМ без збільшення їх реальних розмірів. Швидкодія ЕОМ зросла до 10 мільйонів операцій в секунду. Крім того, складати програми для ЕОМ стало під силу простим користувачам, а не тільки фахівцям - електронникам.

У третьому поколінні з'явилися великі серії ЕОМ, що розрізняються своєю продуктивністю і призначенням. Це сімейство великих і середніх машин IBM360 / 370, розроблених в США. У Радянському Союзі і в країнах РЕВ були створені аналогічні серії машин: ЄС ЕОМ (Єдина Система ЕОМ, машини великі і середні), СМ ЕОМ (Система Малих ЕОМ) і «Електроніка» (система мікро - ЕОМ).

четверте покоління

В процесі вдосконалення мокросхем збільшувалася їхня надійність і щільність розміщених в них елементів. Це призвело до появи великих інтегральних схем (ВІС), в яких на один квадратний сантиметр доводилося кілька десятків тисяч елементів. На основі БІС були розроблені ЕОМ наступного - четвертого покоління.

Завдяки ВІС на одному крихітному кристалі кремнію стало возвожно розмістити таку велику електронну схему, як процесор ЕОМ. Однокрісальние процесори згодом стали називатися мікропроцесорами. Перший мікропрцессор був ство компанією Intel (США) в 1971 р Це був 4 - розрядний мікропроцесор Intel 4004, який містив 2250 транзисторів і виполнл 60 операцій в секунду.

Мікропроцесори поклали початок міні - ЕОМ, а потім і персональних комп'ютерів, тобто ЕОМ, орієнтованих на одного користувача. Почалася епоха персональних комп'ютерів (ПК), що триває й донині. Однак четверте покоління ЕОМ - це не тільки покоління ПК. Крім персональних комп'ютерів, існують і інші, значно потужніші комп'ютерні системи.

Вплив персональних комп'ютерів на уявлення людей про обчислювальну техніку виявився настільки великим, сто поступово з ужитку зник термін «ЕОМ», а його місце міцно зайняло слово «комп'ютер».

п'яте покоління

Починаючи з середини 90 м- х років, в потужних комп'ютерах починають застосовуватися БІС супермасштаба, які вміщують сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. Багато фахівців почали говорити про комп'ютери п'ятого покоління.

Характерною рисою комп'ютерів п'ятого покоління повинно бути використання штучного інтелекту і природних мов спілкування. Предпологаестя, що обчислювальні машини п'ятого покоління будуть легко керовані. Користувач зможе голосом подавати машині команді.

В даний час інформатика і її практичні результати стають найважливішим двигуном науково-технічного прогресу і розвитку людського суспільства. Її технічною базою є засоби обробки і передачі інформації. Швидкість їх розвитку разюча, в історії людства цьому бурхливо розвивається процесу немає аналога. Тепер уже очевидно, що XXI століття буде століттям максимального використання досягнень інформатики в економіці, політиці, науці, освіті, медицині, побуті, військовій справі і т. Д. Протягом останніх десятиліть XX століття характерні зростанням інтересу до історії розвитку інформатики, в першу чергу до історії появи перших цифрових обчислювальних машин і їх творцям. У більшості розвинених країн створені музеї, що зберігають зразки перших машин, проводяться конференції та симпозіуми, випускаються книги про пріоритетні досягнення в цій галузі.

Поява ПК було підготовлено всім попереднім історією розвитку ЕОМ. На початку обчислювальні машини займали величезні зали, споживали багато енергії і створювали багато шуму. Потім ЕОМ стали трохи менше і почали працювати ефективніше, але як і раніше вимагали для себе окремих приміщень. Найбільш потужні ЕОМ розміщувались в окремих комплексах, які називалися обчислювальними центрами (ВЦ). В ті не надто далекі часи (70 - ті роки) мало хто уявляв собі компактну ЕОМ, яка може вміститися на робочому столі. Про таку машині інженери і вчені могли тільки мріяти, а звичайним людям тридно було б пояснити, навіщо взагалі така обчислювальна машина потрібна.

Першою ластівкою став комп'ютер KENBAK-1, сконструйований Джоном Бланкейнбейкером в 1971 р Зовні він нагадував швидше автомобільний радіоприймач з індикаторними лампочками і перемикачами, ніж звичний нашому оку персональний комп'ютер.

З 1971 р по 1974 р різними фірмами створювалися різні моделі ПК. Однак зважаючи на обмежені возмодность цих комп'ютерів інтерес до них був невеликий. По - справжньому користувачі і виробники зацікавилися персональнмі комп'ютерами в 1974 р, коли американська фірма MITS на основі мікропроцесора Intel 8080 розробила комп'ютер Altair. Цей персональний комп'ютер був значно зручніше своїх попередників і мав більш широкими можливостями.

Значно більш досконала модель персонального комп'ютера була розроблена в 1976 р двома молодими американцями Стівом Возняком і Стівом Джобсом. Свій комп'ютер вони назвали Apple і швидко розгорнули його виробництво і продаж. Завдяки невисокій ціні (приблизно 500 доларів) в перший же рік ними було продано близько 100 комп'ютерів .. У наступному році вони випустили модель Apple II, яка мала материнську плату, дисплей, клавіатуру і зовні нагадувала собою телевізор. Кількість замовників на ПК стало обчислюватися сотнями і тисячами.

Персональні комп'ютери швидко удосконалювалися. У 1976 р для них була розроблена операційна система СР / М. У 1978-му був сконструйований гнучкий магнітні диск діаметром 5.25 дюйма (1 дюйм = 2,45 см), призначений для зберігання інформації. Зусиллями фірми MOTOROLA в 1979 році був створений мокропроцессор motorola 68000, який перевершував своїх конкурентів по швидкості, продуктивності і можливостям роботи з графічними програмами. У 1980 р в персональних комп'ютерах з'явився жорсткий магнітний диск, правда, він вміщував в себе всього лише 5 Мбайт даних.

Перші Пк були 8 - розрядними і більше були схожі на дорогу іграшку, ніж на серйозну ЕОМ. Так тривало до тих пір, поки в галузі індивідуальних компьтеров не з'явилося комп'ютерний гігант - фірма IBM, яка спеціалізувалася на виготовленні великих ЕОМ. У 1982 р фірма IBM випустила дуже вдалу модель - 16 - розрядний комп'ютер. Він був побудований на основі мікропроцесора Intel 8088, що працював з тактовою частотою 4.77 МГц і використовував операційну систему MS - DOS. Називалася ця модель комп'ютера як IBM PC або просто PC.

Далі розвиток Пк відбувалося дуже високими темпами: фірма IBM щороку створювала за новою моделлю. У 1983 р з'явилася модель PC XT, а в 1984 - більш досконалий і продуктивний комп'ютер PC AT. Вони швидко завойовували ринок ПК і стали свого роду стандартами, які намагалися наслідувати фірми - конкуренти.

Фірма IBM створювала свій персональний комп'ютер не «з нуля», а використовуючи вузли інших виробників (в першу чергу, мікропроцесор Intel). При цьому вона не робила секрету з того, як вузли комп'ютера повинні з'єднуватися і взаємодіяти один з одним. В результаті до створення і вдосконалення комп'ютера могли підключатися інші фірми - архітектура комп'ютерів IBM PC виявилася «відкритої». У комп'ютерів IBM з'явилися численні «клони», тобто різні сімейства комп'ютерів, похлжіх на IBM PC. Надалі ЕВМЮ підтримують стандарт IBM PC, стали називатися просто «персональними комп'ютерами». З плином часу ПК виправдали свою назву, оскільки для багатьох людей вони стали необхідною частиною дозвілля, інсрументом для бізнесу та досліджень.

Крім IBM - сумісних ПК, існує ще одне сімейство персонгальних ЕОМ, званих Macintosh. Ці комп'ютери ведуть свій родовід від тієї самої моделі Apple, їх виробництвом займалася фірма Aplle Computer. Архітектура комп'ютерів Macintosh, на відміну від IBM PC, що не була відкритою. Тому, незважаючи на свої більш просунуті в порівнянні з IBM PC графічні можливості, «Маки» не змогли завоювати такий великий ринок. Чисельність «Маків» в десятки разів менша за чисельність IBM PC - сумісних комп'ютерів.

Головною тенденцією розвитку обчислювальної техніки в даний час є подальше розширення сфер застосування ЕОМ і, як наслідок, перехід від окремих машин до їх систем - обчислювальних систем і комплексів різноманітних конфігурацій з широким діапазоном функціональних можливостей і характеристик.

Найбільш перспективні, створювані на основі персональних ЕОМ, територіально розподілені багатомашинні обчислювальні системи - обчислювальні мережі - орієнтуються не стільки на обчислювальну обробку інформації, скільки на комунікаційні інформаційні послуги: електронну пошту, системи телеконференцій та інформаційно-довідкові системи.

Фахівці вважають, що на початку XXI ст. в цивілізованих країнах відбудеться зміна основної інформаційного середовища.

При розробці і створенні власне ЕОМ істотний і стійкий пріоритет в останні роки мають надпотужні комп'ютери - суперЕОМ і мініатюрні, і надмініатюрні ПК. Ведуться, як уже вказувалося, пошукові роботи по створенню ЕОМ 6-го покоління, що базуються на розподіленої нейронної архітектурі, - ней-рокомпьютеров. Зокрема, в нейрокомп'ютер можуть використовуватися вже наявні спеціалізовані мережеві МП - трансп'ютерів - мікропроцесори мережі з вбудованими засобами зв'язку.

Широке впровадження засобів мультимедіа, в першу чергу аудіо- та відеозасобів введення і виведення інформації, дозволить спілкуватися з комп'ютером на природній мові. Мультимедіа можна трактувати вузько, тільки як мультимедіа на ПК. Можна говорити про побутовому (домашньому) мультимедіа, що включає в себе і ПК, і цілу групу споживчих пристроїв, які доводять потоки інформації до споживача і активно забирають інформацію у нього.

Фахівці пророкують в найближчі роки можливість створення комп'ютерної моделі реального світу, такою віртуальною (уявній, уявній) системи, в якій ми можемо активно жити і маніпулювати віртуальними предметами. Найпростіший прообраз такого уявного світу вже зараз існує в складних комп'ютерних іграх. Але в майбутньому можна говорити не про ігри, а про віртуальну реальність в нашому повсякденному житті, коли нас в кімнаті, наприклад, будуть оточувати сотні активних комп'ютерних пристроїв, які автоматично включаються і виключаються при необхідності, активно відстежують наше місце розташування, постійно постачають нас ситуаційно необхідної інформацією, активно сприймають нашу інформацію і керуючих багатьма побутовими приладами та пристроями.

Міністерство освіти і науки України

Донецький Університет Економіки і Права

реферат

З дисципліни

Інформатика та комп'ютерна техніка

По темі: історія створення і розвитку засобів обчислювальної техніки

підготувала

Студентка I курсу

Група ПО1

Шинкарюк Н. А.

Донецьк 2008 р