КОМПЬЮТЕР – УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАШИНА

ДЛЯ РАБОТЫ С ИНФОРМАЦИЕЙ.

ИСТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.

При разработке использован источник :http://istrasvvt.narod.ru/

СЧЕТ В ДРЕВНОСТИ

Древнейшим счетным инструментом, который природа предоставили в распоряжение человека, была его собственная рука.Понятие числа и фигуры взято не откуда-нибудь, а из окружающего мира. Десять пальцев, на которых люди учились считать (производить первую арифметическую операцию). От пальцевого счета берет начало пятеричная система счисления (одна рука), десятеричная (две руки), двадцатеричная (пальцы рук и ног). У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и наиболее высоких ступенях развития.

РУЧНОЙ СЧЕТ

Издревле употребляется еще один вид инструментального счета - с помощью деревянных палочек с зарубками (бирок). В средние века бирками пользовались для учета и сбора налогов. Другие народы - китайцы, персы, индийцы, перуанцы - использовали для представления чисел и счета ремни или веревки с узелками.

СЧЕТ В ДРЕВНОСТИ

УЗЕЛКОВЫЙ СЧЕТ

Абаком называлась дощечка покрытая слоем пыли, на которой

острой палочкой проводились линии и какие-нибудь предметы,

размещавшиеся в полученных колонках по позиционному принципу.

РУЧНОЙ СЧЕТ В ДРЕВНОСТИАБАК

Китайская разновидность абака – Суан-пан - появилась в VI веке н.э. Суан-пан представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или веревки числом от девяти и более; перпендикулярно этому направлению Суан-пан перегорожен на две неравные части. В большом отделении("земля") на каждой проволоке нанизано по пять шариков, в меньшем("небо") - по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам.

В Древнем Риме абак появился, вероятно в V-VI вв н.э. и назывался calculi или abakuli. Изготовлялся абак из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. До нашего времени дошёл бронзовый римский абак.

Соробан (Серобан) - японский абак, происходит от китайского Суан-паня, который был завезен в Японию в XV- XVI веках. Соробан проще своего предшественника, у него на "небе" на один шарик меньше, чем у Суан-паня .

Долгое время считалось, что русские счеты ведут свое происхождение от китайского суан-паня , и лишь в 60-х годах XX века было доказано русское происхождение этого счетного прибора - у него:- во-первых, горизонтальное расположение спиц с косточками;- во-вторых, для представления чисел использована десятичная (а не пятеричная) система счисления.

ДОЩАНЫЙ СЧЕТ

Десятичный строй - довольно веское основание для того, чтобы признать временем возникновения этого прибора XVI век, когда десятичный принцип счисления был впервые применен в денежном деле России.

РУЧНОЙ СЧЕТ

Логарифмы послужили основой создания замечательного вычислительного инструмента - логарифмической линейки, более 360 лет служащего инженерно-техническим работникам всего мира. Существуют разные виды модификаций данного устройства.

РУЧНОЙ СЧЕТВ начале XVII века Джон Непер открыл логарифмы и составил логарифмические таблицы, позволившие заменить умножениеи деление соответственно сложением и вычитанием. Однако использование таблиц в работе было не очень удобно, поэтому Джон Непер в качестве альтернативного метода предложил специальные счетные палочки (названные впоследствии палочками Непера)

Логарифмическая линейка - аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе, умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб), вычисление логарифмов, тригонометрических функций и другие операции.

ДИСКОВАЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА ИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ

ЛИНЕЙКАЦ

ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА УАТТА

ИНЖЕНЕРНО – НАВИГАЦИОННАЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА

МЕХАНИЧЕСКИЙ СЧЕТСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ

Своего рода модификацию абака предложил Леонардо да Винчи (1452-1519) в конце XV - начале XVI века. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Чертежи данного устройства были найдены среди двухтомного собрания Леонардо по механике, известного как "Codex Madrid". Компания IBM в 1969 году по чертежам Леонардо сделала рабочую машину в целях рекламы и она оказалась вполне работоспособной.

ПАСКАЛЕВО КОЛЕСО

МЕХАНИЧЕСКИЙ СЧЕТ

Первая механическая машина была описана в 1623 г. профессором математики Тюбингенского университета Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.

МАШИНА ШИККАРДА

В 1642 году Блез Паскаль сконструировал 8-разрядную суммирующую машину (или Паскалево колесо).Эта машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. Когда первое колесико делало полный оборот от 0 до 9, в действие автоматически приводилось второе колесико. Когда и оно достигало цифры 9,начинало вращаться третье и так далее.Машина Паскаля могла складывать и вычитать,умножать (делить) лишь путем многократного сложения (вычитания).

МЕХАНИЧЕСКИЙ СЧЕТ

Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгейм Лейбниц (создал "ступенчатый вычислитель" – счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, делить, умножать, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления. Это был более совершенный прибор, в котором использовалась движущаяся часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой оператор вращал колесо. Изделие не получило массового распространения, поскольку спроса на подобные механизмы еще не было. Но машина явилась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60-х годов ХХ века.

КАЛЬКУЛЯТОР ЛЕЙБНИЦА

АРИФМОМЕТР ПОЛЕНИВ начале XVIII века итальянский математик, астроном, физик Джованни Полени изобрёл счетную машину, основные детали которой были выточены из дерева. Машина Полени, в отличие от всех известных счётных машин приводится в движение грузом-гирькой F, висящей свободно на канате.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ МАШИНА БЭББИДЖА

В 1834 году англичанин Чарльз Бэббидж изобрел аналитическую машину. Она состояла из "склада" для хранения чисел (накопитель) "мельницы" - для производства арифметических действий над числами (арифметическое устройство), устройства управляющего в определенной последовательности операциями машины, устройства ввода и устройства вывода данных. Двигатель приводился в действие последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу). В аналитической машине предусматривалось три различных способа вывода полученных результатов: печатание одной или двух копий, изготовление стереотипного отпечатка, пробивки на перфокартах. Аналитическая машина не была построена. Но Бэббидж сделал более 200 чертежей ее различных узлов и около 30 вариантов общей компоновки машины. При этом было использовано более 4 тысяч механических обозначений. Аналитическую машинуБэббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Она состоит из четырех тысяч железных,бронзовых и стальных деталей и весит три тонны.Аналитическая машина Бэббиджа - первый прообраз современных компьютеров

С начала 1990-х годов термин "компьютер" вытеснил термин "электронная вычислительная машина" (ЭВМ), которое, в свою очередь, в 1960-х годах заменило понятие "цифровая вычислительная машина" (ЦВМ). Все эти три термина в русском языке считаются равнозначными. Само слово "компьютер" является транскрипцией английского слова computer, что означает вычислитель. Английское понятие "computer" гораздо шире, чем понятие "компьютер" в русском языке. В английском языке компьютером называют любое устройство, способное производить математические расчеты, вплоть до логарифмической линейки, но чаще в это понятие объединяют все типы вычислительных машин, как аналоговые, так и цифровые. Еще не так давно, всего три десятка лет назад, ЭВМ представляла собой целый комплекс огромных шкафов, занимавших несколько больших помещений. А всего и делала-то, что довольно быстро считала. Нужна была буйная фантазия журналистов, чтобы увидеть в этих гигантских арифмометрах думающие агрегаты, и даже пугать людей тем, что ЭВМ вот-вот станут разумнее человека. Когда говорят о техническом прогрессе в области электронных вычислительных машин, то обычно выделяют пять поколений, которые выделяют в соответствии с применяемом на каждом из них элементной базой: электронные лампы, полупроводниковые (дискретные) диоды и транзисторы, интегральные микросхемы различной степени интеграции.

КОМПЬЮТЕР - computer

ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ(1945-1958)

ЭВМ первого поколения появились в 1946 году. Они были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства. Оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.

Компьютеры данного поколения сумели зарекомендовать себя в прогнозировании погоды, энергетических задач, задач военного характера и других сложнейших операциях, но они были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами. Притом для каждой машины использовался свой язык программирования. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими.

  ЭВМ первого поколения «СТРЕЛА»

Появился широкий набор программ для решения разнообразных математических задач. Но машинам второго поколения была свойственна программная несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе.

ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ(1955-1964) Во втором поколении компьютеров вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные операционные системы.

В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ - серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф, до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ.

ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ(1965-1974) Машины третьего поколения - это семейства программно совместимых машин, основанных на интегральных схемах.

Интегральные схемы - это целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной.

Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.

ЧЕТВЕРТОЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ(1975 по настоящее время)

Совершенствование интегральных схем привело к появлению микропроцессоров, выполненных в одном кристалле, включая оперативную память (БИС — большие интегральные схемы), что ознаменовало переход к четвертому поколению ЭВМ.

Они стали менее габаритными, более надежными и дешевыми. Создание ЭВМ четвертого поколения привело к бурному развитию мини- и особенно микро- ЭВМ — персональных компьютеров, которые позволили массовому пользователю получить средство для усиления своих интеллектуальных возможностей. В свою очередь персональные ЭВМ (ПВМ) развивались по этапам: появились сначала 8-ми, 16-ти, а затем и 32-х разрядные ЭВМ. Шина данных современного компьютера 64-х разрядная. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.

ЭВМ V ПОКОЛЕНИЯ ИЛИ СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ

Сейчас ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения. Разработка последующих поколений компьютеров производится на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). Ставятся совершенно другие задачи, нежели приразработки всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с I по IV поколений стояли такие задачи, как увеличение производительности в области числовых расчётов, достижение большой ёмкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ V поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представленных фактов), развитие "интеллектуализации" компьютеров - устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой. Это позволит общаться с ЭВМ всем пользователям, даже тем, кто не обладает специальными знаниями в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.

КОМПЬЮТЕР - УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАШИНАДЛЯ РАБОТЫ С ИНФОРМАЦИЕЙ.

Объект, пригодный для многих

целей, с разнообразным назначением,

выполняющий разные функции,

называют универсальным.

Компьютер - универсальная машина

для работы с информацией. Слово

«универсальная» подчеркивает, что

компьютер может применяться для

многих целей: обрабатывать, хранить

и передавать самую разнообразную

информацию, использоваться в самых

разных видах человеческой

деятельности.