Этапы развития вычислительной техники.

Электромеханический период развития ВТ

Элементная база – основным считающим устройством было электромеханическое устройство – реле - это переключатель с двумя позициями: включено - выключено. Появился новый тип машин – счетно-аналитические, которые не только выполняли счетные операции, но и автоматически проводили сопоставления и анализ данных. Это были предшественники современных СУБД – систем управления базами данных. И первый настоящий работающий компьютер – универсальный автоматический вычислительный прибор – был электромеханическим.

ü (20 слайд) «Табулятор Холлерита», 1887г, США – счетно-аналитический комплекс с использованием идей Беббиджа и Жаккара. Он использовался для переписи населения России, Канаде, США, для обработки отчетности на железных дорогах США, в крупных торговых фирмах.

ü (21 слайд) «Z3», 1939-1941г – релейная машина с программным управлением и запоминающим устройством Z3. Программа в машину вводилась с помощью восьмиканальной перфорированной киноленты. Полноценным компьютером она не может считаться, т.к. не могла решать задачи с разветвляющимися алгоритмами.

ü (22 слайд) «Mark-1», 1944г – Айкен на предприятии фирмы IBMс помощью работ Беббиджа построил аналитическую машину на электромеханическом реле. Скорость вычислений этой машины была во сто крат быстрее арифмометра с электроприводом. Было создано несколько модификаций этой машины. Размеры «Mark-1» впечатляют: она была 17м в длину и по 2,5 м в высоту и ширину. Объем памяти был равен 72 словам, скорость вычислений – 3 сложения в секунду.

ü (23 слайд) «РВМ – 1», 1957г, в СССР – релейная вычислительная машина. Это был последний крупный проект релейной ВТ. В этот период создаются машинно-счетные станции, которые являлись предприятиями механизированного счета.

 

Электронный период развития ВТ

Элементная база – электронные приборы – электронно-вакуумные лампы, транзисторы, интегральные схемы, большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы. В соответствии с этими элементами в электронном этапе выделяют поколения ЭВМ (электронно-вычислительных машин).

Началось все в 40-х годах XX– в обстановке строжайшей секретности (начало второй мировой войны и далее холодной войны) по заказу Министерства обороны США.

ü (24 слайд) «ЭВМ ENIAC», 1943-1945 г – на основе электронных ламп группа под руководством Моучли и Эккерта – машина для решения разного рода задач. Эта машина превосходила производительностью «Mark-1».(размеры длина 17м, высота 2,5м, имела 750 тысяч деталей, обрабатывала 23 разрядные числа. За день выполняла расчеты, которые вручную выполнялись за 6 месяцев), в 1000 раз и была больше нее в 2 раза (вес 30тонн).ENIAC содержала 18000 электронных ламп, 150 реле, 70000 резисторов, 10000 конденсаторов, потребляя мощность в 140 кВт. Но у неё не было памяти и для задания программы надо было соединить определенным образом провода.

ü (25 слайд) «Принципы Джона фон Неймана», 1946 г – общие принципы построения цифровой вычислительной машины, которые до сих пор используются в современных ПК. Компьютер должен иметь:

o арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции

o устройство управления, которое организует процесс выполнения программ

o запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных

o внешнее устройство ввода-вывода данных

 

Поколения ЭВМ

Электронный период рассмотрим более подробно. Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Компьютеры этого периода делятся на поколения условно. Смена поколений связана со сменой элементной базы электронно-вычислительных машин. (26, 27 слайд)

1) Первое поколение ЭВМ ( 1945-1954 гг.)

Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - американский ученый, который в 1945 г сформулировал общие принципы, положенные в основу построения подавляющего большинства компьютеров.

Элементной базой компьютеров первого поколения былиэлектронные лампы (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники.

Ввод чисел в первые машины производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось, например в ENIAC, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штеккеров и наборных полей.

Первой серийно выпускавшейся ЭВМ 1-го поколения стал компьютер UNIVAC (Универсальный автоматический компьютер). Разработчики: Джон Мочли (John Mauchly) и Дж. Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert).

Программное обеспечение компьютеров 1-го поколения состояло в основном из стандартных подпрограмм.

Машины этого поколения: «ENIAC», «МЭСМ», «БЭСМ», «IBM -701», «Стрела», «М-2», «М-3», «Урал» (занимаемая площадь 50 кв. м.), «Урал-2», «Минск-1», «Минск-12», «М-20» и др.

Эти машины занимали большую площадь, использовали много электроэнергии и состояли из очень большого числа электронных ламп. Например, машина «Стрела» состояла из 6400 электронных ламп и 60 тыс. штук полупроводниковых диодов. Их быстродействие не превышало 2—3 тыс. операций в секунду, оперативная память не превышала 2 Кб. Только у машины «М-2» (1958) оперативная память была 4 Кб, а быстродействие 20 тыс. операций в секунду.

 (28 слайд) В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин, в которых на смену механическим деталям пришли электронные лампы. ЭВМ первого поколения требовали для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.

(29, 30 слайд) В 1945 году в США был построен ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор), а в 1950 году в СССР была создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина).

  (31-34 слайд) ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью несколько тысяч операций в секунду, последовательность выполнения которых задавалась программами. Программы писались на машинном языке, алфавит которого состоял из двух знаков: 1 и 0. 

 

2) Второе поколение ЭВМ (1955-1964)

В качестве основного элемента были использованы уже не электронные лампы, а полупроводниковые диоды и транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Второе отличие этих машин — это то, что появилась возможность программирования на алгоритмических языках. Были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол.

Машины этого поколения: «РАЗДАН-2», «IВМ-7090», «Минск-22,-32», «Урал- 14,-16» (занимаемая площадь 20 кв. м.), «БЭСМ-3,-4,-6», «М-220, -222» и др.

Применение полупроводников в электронных схемах ЭВМ привели к увеличению достоверности, производительности до 30 тыс. операций в секунду, и опера­тивной памяти до 32 Кб. Уменьшились габаритные размеры машин и потребление электроэнергии. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой.

Соответственно расширялась и сфера применения компьютеров.

(35, 36 слайд) В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ второго поколения, основанные на новой элементной базе — транзисторах, которые имеют в десятки и сотни раз меньшие размеры и массу, более высокую надежность и потребляет значительно меньшую электрическую мощность, чем электронные лампы. Такие ЭВМ производились малыми сериями и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.

(37, 38 слайд) В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (Большая Электронная Счетная Машина), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду.

(39 слайд) В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно-цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений. Работа программистов по разработке программ существенно упростилась, так как стала проводиться с использованием языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.).

3) Третье поколение ЭВМ (1965-1974)

Машины третьего поколения — это семейства машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы - целых устройств и узлов из десятков и сотен транзисторов, выполненных на одном кристалле полупроводника, которые также называются микросхемами.

Машины третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ.

Примеры машин третьего поколения — семейства IBM—360, IBM—370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др.

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

В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 году одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

В 1971 г. фирма Intel, выпустила первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов.

В конце 1973 г. Intel разработала однокристальный 8-разрядный МП 8080, рассчитанный для многоцелевых применений.

Стив Возняк (будущий «отец» компьютеров Apple) собрал свой первый компьютер в 1972 году из деталей, забракованных местным производителем полупроводников в городе Беркли, штат Калифорния. Стив назвал свое изобретение Cream Soda Computer, поскольку пил именно этот напиток во время сборки аппарата.

(40 слайд) Начиная с 70-х годов прошлого века, в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы. В интегральной схеме (маленькой полупроводниковой пластине) могут быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имеет размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса.

(41-43 слайд) ЭВМ на базе интегральных схем стали гораздо более компактными, быстродействующими и дешевыми. Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и были доступными для большинства научных институтов и высших учебных заведений.

4) Четвертое поколение ЭВМ

Обычно считается, что период с 1975 г. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Их элементной базой стали большие интегральные схемы (БИС. В одном кристалле интегрированно до 100 тысяч элементов). Быстродействие этих машин составляло десятки млн. операций в секунду, а оперативная память достигла сотен Мб.

Однако, есть и другое мнение - многие полагают, что достижения периода 1975-1985 г.г. не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров. И только с 1985г., когда появились супербольшие интегральные схемы (СБИС. В кристалле такой схемы может размещаться до 10 млн. элементов.), следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день.

Развитие ЭВМ 4-го поколения пошло по 2 направлениям:

1-ое направление — создание суперЭВМ - комплексов многопроцессорных машин. Быстродействие таких машин достигает нескольких миллиардов операций в секунду. Они способны обрабатывать огромные массивы информации. Сюда входят комплексы ILLIAS-4, CRAY, CYBER, «Эльбрус-1», «Эльбрус-2» и др. "Эльбрус-2" эксплуатировались в Центре управления космическими полетами, в ядерных исследовательских центрах. Наконец, именно комплексы "Эльбрус-2" с 1991 года использовались в системе противоракетной обороны и на других военных объектах.

2-ое направление — дальнейшее развитие на базе БИС и СБИС микро-ЭВМ и персональных ЭВМ (ПЭВМ). Первыми представителями этих машин являются Apple, IBM - PC (XT, AT, PS /2), «Искра», «Электроника», «Мазовия», «Агат», «ЕС-1840», «ЕС-1841» и др.

Начиная с этого поколения ЭВМ стали называть компьютерами.

1983-1984 гг. – появились первые 32-разрядные микропроцессоры на мировом рынке, но их широкое использование в высокопроизводительных ПК началось с 1985 г. после выпуска фирмами Intel и Motorola микропроцессоров 80386 и М68020 соответственно. Эти БИС открыли новое микропроцессорное поколение, реализующее обработку данных на уровне "больших" ЭВМ.

В 1989 г. был начат выпуск более мощного МП 80486 с быстродействием более 50 млн. операций в секунду.

В марте 1993 г. фирма Intel продолжает ряд 80х86 выпуском микропроцессора Р5 "Pentium" с 64-разрядной архитектурой.

Потом были "Pentium 2", "Pentium 3". Сегодня самым популярным МП является "Pentium 4".

Тактовые частоты современных ПК превышают 3 ГГц, объемы оперативной памяти до 4 ГБ. Емкость накопителей на жестких дисках выросла до 500 ГБ.

Широкое распространение получили сегодня переносные ПК - noutebook, карманные ПК (КПК) и мобильные ПК – смартфоны, объединяющие функции ПК и телефона.

(44-47 слайд) Развитие высоких технологий привело к созданию больших интегральных схем — БИС, включающих десятки тысяч транзисторов. Это позволило приступить к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового пользователя.

(48-50 слайд) Современные персональные компьютеры компактны и обладают в тысячи раз  большим быстродействием по сравнению с первыми персональными компьютерами (могут выполнять несколько миллиардов операций в секунду).

5) Современные супер-ЭВМ

(51 слайд) Это многопроцессорные комплексы, которые позволяют добиться очень высокой производительности и могут применяться для расчетов в реальном времени в метеорологии, военном деле, науке и т. д.

Недостаток всех ЭВМ: для решения своих задач необходимо записать их на языках программирования, чтобы понял компьютер, что недоступно простым пользователям.

Пятое поколение ЭВМ

ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. Предполагается, что их элементной базой будут служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с элементами искусственного интеллекта. Для увеличения памяти и быстродействия будут использоваться достижения оптоэлектроники и биопроцессоры.

Программа разработки, так называемого, пятого поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач искусственного интеллекта.

К сожалению, японский проект ЭВМ пятого поколения повторил трагическую судьбу ранних исследований в области искусственного интеллекта. Более 50-ти миллиардов йен инвестиций были потрачены впустую, проект прекращен, а разработанные устройства по производительности оказались не выше массовых систем того времени. Однако проведенные в ходе проекта исследования и накопленный опыт сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

На ЭВМ пятого поколения ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработки 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.

Уже сейчас компьютеры 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 позволяет общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области.

Сейчас ведутся разработки компьютеров на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции, использования оптоэлектронных принципов (лазеры, голография). Ставятся совершенно другие задачи, нежели для прежних компьютеров. Если перед предыдущими четырьмя поколениями ЭВМ ставились задачи увеличения производительности в области числовых расчетов, достижение большой емкости памяти, то основной задачей разработчиков ЭВМ пятого поколения является создание искусственного интеллекта машины (возможность делать логические выводы из представления фактов), развитие «интеллектуализации» компьютеров – устранение 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 специальных знаний в этой области. ЭВМ будет помощником человеку во всех областях.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Область применения ЭВМ огромна и непрерывно расширяется.

На протяжении всего 50 лет компьютеры превратились из неуклюжих диковинных электронных монстров в мощный, гибкий, удобный и доступный инструмент. Компьютеры стали символом прогресса в XX веке. По мере того как человеку понадобится обрабатывать все большее количество информации, будут совершенствоваться и средства ее обработки - компьютеры.

 

Функции ОС

· управление работой устройств компьютера и обмен данными между ними;

· хранение данных в оперативной памяти и на внешних носителях;

· выполнение других программ;

· распределение ресурсов компьютера между отдельными программами, которые работают одновременно;

· организацию обмена данными между пользователем и компьютером.

Операционная система скрывает от пользователя сложные подробности работы аппаратного и программного обеспечения. Это предоставляет пользователю больше времени для творческой деятельности.

Основными составляющими операционной системы являются:

· базовая система ввода/вывода – BIOS – независимый от конкретной версии операционной системы набор базовых команд, которые используются для обеспечения обмена данными между устройствами;

· ядро операционной системы – набор программ, которые организовывают выполнение команд, распределяют ресурсы между устройствами и программами, предоставляют расширенные возможности по управлению устройствами компьютера и т. д.;

· файловая система – структура хранения данных на внешних носителях и совокупность программ, которые обеспечивают работу с этой структурой. Как правило, операционная система может работать с несколькими файловыми системами;

· драйверы устройств (англ. driver – водитель, управляющий устройством) – программы, которые обеспечивают обмен данными между операционной системой и конкретной моделью устройства;

· интерфейс пользователя (англ. interface – средства согласования) – совокупность средств, которые обеспечивают обмен данными между пользователем и ОС.

· библиотеки системных функций

Для установки ОС на компьютере нужно выполнить специальную операцию, которая называется инсталляцией операционной системы. Во время инсталляции происходит размещение составных ОС на выбранном диске, настройка ее взаимодействия с аппаратной составляющей компьютера. Диск, на который установлена операционная система, называется системным.

Каково назначение ОС? Ее главное назначение – управление ресурсами компьютерной системы: временем центрального процессора, оперативной памятью и файлами на внешних запоминающих устройствах. До создания ОС необходимость в таком управлении также была, но эту проблему решал человек, сидящий непосредственно за пультом ЭВМ и отлаживающий прикладную программу. При этом значительную часть своего времени он тратил именно на управление ресурсами и только оставшееся время на свою задачу. Конечно, появление ОС позволило значительно поднять уровень эффективности такого управления, в частности, все современные компьютерные системы именно благодаря ОС стали мультизадачными, т.е. при наличии одного процессора в системе работает несколько задач, каждая из которых по специальным алгоритмам получает доступ к ресурсам компьютерной системы, и в конкретный момент выполняется одна из задач. Кроме того, ОС обеспечивают более простой, наглядный интерфейс (систему взаимодействия) между человеком и компьютером, упрощают множество действий человека и др. Современные ОС имеют графический интерфейс, что делает работу с ними достаточно простой и удобной.

Как известно, после загрузки ОС Windows на экране возникает так называемый рабочий стол. Как и на обычном рабочем столе, на нем могут быть представлены те инструменты, которые наиболее часто используются вами при работе на компьютере.

Для оформления рабочего стола достаточно нажать правую кнопку мыши и в появившемся меню выбрать Рабочий стол (Active Desktop). Используя появившееся меню, можно настроить элемент рабочего стола, определить его вид и т.д. Мелкие значки в нижней части экрана предназначены для быстрого вызова отдельных программ, таких как универсальный мультимедиапроигрыватель, регулятор звука, программа вызова Интернета (браузер) и т.д.

На рабочем столе также можно разместить ярлыки программ и фоновую картинку. Названия кнопок и пункты меню рабочего стола могут меняться в зависимости от установленной ОС.

Работа с файлами может проводиться как через графический интерфейс (например, при работе с файловым менеджером), так и с помощью командной строки. Практически все операции с файлами являются интуитивно понятными и не требуют каких-либо особых знаний.

В случае работы в режиме командной строки все действия выполняются с помощью специальных команд (для Windows и Unix-систем языки, на которых пишутся команды, различаются).

И тем не менее главное назначение ОС – управление ресурсами компьютера. Операционные системы осуществляют контроль за работоспособностью аппаратной части компьютерной системы, содержат средства диагностики и поиска неисправностей, позволяют оптимальным образом использовать ресурсы, обеспечивают работу компьютера в различных сетях (локальных и глобальных), дают возможность подключать к компьютеру самые разнообразные устройства, включая соответствующие программы – драйверы, учитывают дату и время за счет системного таймера, содержат множество программ, обеспечивающих выполнение элементарных системных действий.

O сн o вные o бъекты, с которыми рaботaют оперaционные систeмы Windows: o кн a, внешние зап o мин a ющи e устр o йств a, п a пки, ф a йлы, ярлыки. Кaждoму из этих oбъeктoв, крoмe oкoн, oтвeчаeт зн a чок (пиктограмма) с подписью.

Каждый объект Windows имеет свойства. Их значения пользователь может изменять, выполняя определенные операции над этим объектом. К основным операциям над объектами относят: создание, выделение, переименование, удаление, открытие, перемещение, копирование, просмотр и изменение значений свойств.

В Windows эти программы содержатся в специальных динамически загружаемых библиотеках (DLL). К числу системных программ относят программы - оболочки, большое количество вспомогательных, сервисных программ – утилит, в частности:

• программы резервирования, обеспечивающие надежность хранения информации;

• антивирусные программы, позволяющие бороться с компьютерными вирусами;

• архиваторы, позволяющие хранить информацию в упакованном формате, используя меньшее количество памяти;

• программы-перекодировщики, обеспечивающие, например, русификацию клавиатуры;

• диагностические программы, позволяющие осуществлять контроль состояния самого компьютера и его составных частей;

• программы ускорения или замедления процессов;

• программы защиты информации от несанкционированного доступа и разграничения доступа к данным и т.д.

Очень важной частью ОС является командный интерпретатор. Именно он переводит язык привычных команд на язык «железа», понятный аппаратуре.

Мир прикладного ПО настолько огромен и многообразен, что описать его вкратце достаточно трудно. Прикладное ПО можно условно разделить на группы программ общего и специального назначения.

К программам общего назначения можно отнести приложения (на примере MS Office) – это текстовый редактор Word, электронные таблицы Excel, мастер создания презентаций PowerPoint, СУБД Access, графические редакторы (например, Paint).

Широко известны такие прикладные пакеты, как Photoshop, применяемый для обработки графической информации; CorelDRAW, используемый в издательском деле; СУБД (например, Oracle); программы управления правовыми БД («Гарант»); программы – персональные информационные менеджеры (Lotus Organizer); программы планирования, необходимые, в частности, для планирования выполнения проекта (MS Project); программы распознавания символов, использующиеся при сканировании (FineReader), программы – переводчики с иностранных языков (Lingvo). Все эти программы имеют удобный графический интерфейс, достаточно просты в освоении и широко используются. К этому же классу можно отнести системы программирования, позволяющие создавать новые программы и включающие в себя входной язык, транслятор (переводчик на язык компьютера) и библиотеки программ, облегчающих процесс программирования.

Специализированное программное прикладное обеспечение менее известно широкому кругу компьютерных пользователей, зато его активно применяют в тех профессиональных сферах, для которых оно и создано. Например, в системах автоматизированного проектирования эффективно применяется программа AutoCAD. Широко известны бухгалтерские программы 1C, «Турбо Бухгалтер» и т.д.

Наряду с коммерческими программными продуктами широкое распространение получило так называемое «свободное» программное обеспечение. Дистрибутивы (программы, готовые для установки на компьютере – инсталляции) размещены в Интернете для широкого круга пользователей. Большинство разработчиков свободного ПО позиционирует свои продуты как «free for non commercial use» – свободные для некоммерческого использования. Эго означает, что такое ПО может быть свободно использовано частными лицами и образовательными учреждениями, но не может использоваться кем-либо для изготовления коммерческих продуктов.

Этапы развития вычислительной техники.

Счетные устройства появились, как только человек задумался о количественном учете. С тех пор устройства, помогающие человеку учитывать материальные ценности, различные ресурсы и производить научные и технические расчеты совершенствуются с нарастающей скоростью. Вычислительная техника прошла долгий и интересный путь развития.

(2 слайд) Развитие вычислительной техники можно разделить на следующие этапы:

§ ручной – с 50-ого тысячелетия до н.э

§ механический – с середины XVII в

§ электромеханический – с 90-х годов XIX в

§ электронный – с 40-х годов XX в

При этом хорошо зарекомендовавшие себя средства всех четырёх этапов развития ВТ используются и в настоящее время.

 

Ручной период развития ВТ базируется на использовании:

o для вычислений – различных частей тела человека, в первую очередь пальцев;

o для фиксации результатов счета – различных предметов (узелки, палочки, насечки)

Элементная база – простейшие механические приспособления (были одновременно и арифметическим устройством и памятью машины). Вся программа расчета выполнялась человеком.

(3 слайд) Потребность счета у человек возникла ещё в доисторические времена. Древнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль счетного эталона. У большинства народов первым таким эталоном были пальцы (счет на пальцах). Расширяющиеся потребности в счете заставили людей употреблять другие счетные эталоны (зарубки на палочке, узлы на веревке и т. д.).

ü Пальцевой счет в десятичной и двенадцатеричной системе (4 пальца руки, у каждого по 3 фаланги – всего 12)

Вот как описывает пальцевой счет туземцев Новой Гвинеи знаменитый русский путешественник Н.Н.Миклухо-Маклай.

«…Папуас загибает один за другим пальцы руки, причем издает определенный звук, например: «бе, бе, бе…». Досчитав до пяти, он говорит «ибон-бе» (рука). Затем он загибает пальцы другой руки, снова повторяет «бе, бе…», пока не дойдет до «ибон али» (две руки). Затем он идет дальше, приговаривая «бе, бе, …», пока не дойдет до «самба-бе» и «самба-али» (одна нога, две ноги). Если нужно считать дальше, папуас пользуется пальцами рук и ног кого-нибудь другого…»

ü Узелковый счет – у народов доколумбовой Америки (4 слайд)

ü Счет с помощью группировки и перекладывания предметов (перед появлением счетов) (5 слайд)

ü Счет на счетах. (6 слайд) В древнем мире при счете больших количеств предметов для обозначения определенного их количества (у большинства народов — десяти) стали применять новый знак, например зарубку на другой палочке. Первым вычислительным устройством, в котором стал применяться этот метод, стал абак. (7 слайд) Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая — десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующий разряд. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.Абак – первый счетный прибор. Древнеримский абак – саламинская доска. (Счеты появились в XVI в)

(8 слайд) По мере усложнения хозяйственной деятельности и социальных отношений (денежных расчетов, задач измерений расстояний, времени, площадей и т. д.) возникла потребность в арифметических вычислениях. Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) стали использовать абак, а по прошествии веков — счеты.

ü Палочки Непера. (9 слайд) Непер предложил в 1617 году другой (не логарифмический) способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Непера, состоял из тонких пластин, или блоков. Каждая сторона блока несет числа, образующие математическую прогрессию. Манипуляции с блоками позволяют извлекать квадратные и кубические корни, а также умножать и делить большие числа.