Transcript История развития компьютера с глубокой древности и до наших дней. Канивец Марии 5 «А» С чего все начиналось? Первыми приспособлениями для вычислений были счётные палочки.

История развития компьютера
с глубокой древности и
до наших дней.
Канивец Марии 5 «А»
С чего все начиналось?
Первыми приспособлениями для
вычислений были счётные
палочки. Позже появились
финикийские глиняные фигурки
предназначаемые для наглядного
представления количества
считаемых предметов. Также
использовались такие простейшие
счётные устройства как абак или
счёты. Количество
подсчитываемых предметов
соответствовало числу
передвинутых костяшек этого
прибора.
Первый в мире эскизный
рисунок
тринадцатиразрядного
десятичного суммирующего
устройства на основе колес с
десятью зубцами
принадлежит Леонардо да
1614 г. Изобретение
Винчи.
логарифмов шотландцем
Джоном Непером. Вначале
были составлены таблицы
логарифмов, а затем, после
смерти Непера, была
изобретена
логарифмическая линейка.
В 1623 г. через 100 с лишним лет
после смерти Леонардо да Винчи
немецкий ученый Вильгельм Шиккард
предложил свое решение на базе
шестиразрядного десятичного
вычислителя, состоявшего также из
зубчатых колес, рассчитанного на
выполнение сложения, вычитания, а
также табличного умножения
и
1642 г. Первым
реально
осуществленным и ставшим
деления.
известным механическим
цифровым вычислительным
устройством стала "Паскалина",
созданная французским ученым
Блезом Паскалем. Это было шестиили восьмиразрядное устройство на
зубчатых колесах, способное
суммировать и вычитать
десятичные числа.
1673 г. Через 30 лет после
"Паскалины" появился
"арифметический прибор" Готфрида
Вильгельма Лейбница двенадцатиразрядное десятичное
устройство для выполнения
арифметических операций, включая
умножение и деление.
Конец XVIII века. Жозеф Жаккард
создает ткацкий станок с
программным управлением при
помощи перфокарт. Гаспар де Прони
разрабатывает новую технологию
вычислений в три этапа: разработка
численного метода, составление
программы последовательности
арифметических действий,
проведение вычислений путем
арифметических операций над
числами в соответствии с
оставленной программой.
1830-1846 гг. Чарльз Беббидж разрабатывает проект
Аналитической машины - механической
универсальной цифровой вычислительной машины
с программным управлением.Были созданы отдельные
узлы машины. Всю машину
из-за ее громоздкости
создать не удалось.
Гениальную идею Беббиджа
осуществил Говард Айкен,
американский ученый,
создавший в 1944 г. первую
в США релейномеханическую
вычислительную машину. Ее
основные блоки арифметики и памяти были
исполнены на зубчатых
1890 г. Американец Герман Холлерит
построил статистический табулятор.
Машина Холлерита имела большой
успех, на её основе было создано
преуспевающее предприятие, которое
в 1924 году превратилась в фирму IBM.
В 1934 г. немецкий студент Конрад
Цузе решил сделать цифровую
вычислительную машину с
программным управлением. Машина
должна была работать с двоичными
числами. В 1937 г. машина Z1 (Цузе 1)
заработала. Она могла обрабатывать
22-х разрядные двоичные числа с
плавающей запятой, с памятью на 64
числа. Она работала полностью на
механической основе.
В том же 1937 г., когда
заработала первая в мире
двоичная машина Z1,
Джон Атанасов (болгарин
по происхождению,
живший в США) начал
разработку
специализированной
вычислительной машины,
впервые в мире применив
электронные лампы в
количестве 300 штук.
1942-1943 гг. В Англии при
участии Алана Тьюринга была
создана вычислительная машина
"Колосс". В ней было уже 2000
электронных ламп. Машина
предназначалась для
расшифровки радиограмм
германского Вермахта.
1943 г. Под руководством
американца Говарда Айкена, по
заказу и при поддержке фирмы IBM
создан Mark-1 - первый программноуправляемый компьютер. Он был
построен на электромеханических
реле, а программа обработки данных
вводилась с перфоленты.
Первое поколение ЭВМ (1946-1958)
Использование электронной лампы в качестве основного
элемента ЭВМ первого поколения создавало множество
проблем.
Из-за того, что высота стеклянной
лампы - 7см, машины были
огромных размеров. Каждые 7-8
мин. одна из ламп выходила из
строя, а так как в компьютере их
было 15 - 20 тысяч, то для поиска
и замены поврежденной лампы
требовалось очень много времени.
Кроме того, они выделяли огромное количество тепла, и
для эксплуатации "современного" компьютера того
времени требовались специальные системы охлаждения.
Ввод чисел в машины
производился с помощью
перфокарт, а программное
управление
осуществлялось, например
в ENIAC, с помощью
штекеров и наборных
полей. Когда все лампы
работали, инженерный
персонал мог настроить
ENIAC на какую-нибудь
задачу, вручную изменив
подключение 6 000
проводов.
Машины этого
поколения: «ENIAC»,
«МЭСМ», «БЭСМ»,
«IBM -701»,
«Стрела», «М-2»,
«М-3», «Урал»,
«Урал-2», «Минск-1»,
«Минск-12», «М-20»,
лучшей машиной 1
поколения признавалась «БЭСМ-6».
Эти машины занимали большую площадь и использовали
много электроэнергии. Их быстродействие не превышало
2—3 тыс. операций в секунду, оперативная память не
превышала 2 Кб. Только у машины «М-2» оперативная
память была 4 Кб, а быстродействие 20 тыс. операций в
секунду.
Компьютеры второго поколения
(1959-1967)
Данный период характеризуется
широким применением
транзисторов и
усовершенствованных схем памяти
на сердечниках. Большое внимание
начали уделять созданию
системного программного
обеспечения, компиляторов и
средств ввода-вывода.
В конце указанного периода
появились универсальные и
достаточно эффективные
компиляторы для Кобола, Фортрана
и других языков.
Машины предназначались для
решения различных трудоемких
научно-технических задач, а
также для управления
технологическими процессами в
производстве.
Появление полупроводниковых
элементов в электронных схемах
существенно увеличило емкость
оперативной памяти, надежность
и быстродействие ЭВМ.
Уменьшились размеры, масса и
потребляемая мощность.
С появлением машин
второго поколения
значительно
расширилась сфера
использования
электронной
вычислительной
техники, главным
образом за счет
развития программного
обеспечения.
Появились также специализированные машины,
например ЭВМ для решения экономических задач,
для управления производственными процессами,
системами передачи информации и т.д.
Компьютеры третьего поколения
(1968 - 1974)
В 1958 году Роберт Нойс изобрел
малую кремниевую интегральную
схему, в которой на небольшой
площади можно было размещать
десятки транзисторов. Эти схемы
позже стали называться схемами с
малой степенью интеграции (Small
Scale Integrated circuits - SSI).
А уже в конце 60-х годов
интегральные схемы стали
применяться в компьютерах. В это
же время появляется
полупроводниковая память, которая
и по сей день используется в
персональных компьютерах в
качестве оперативной.
Применение интегральных схем
намного увеличило возможности ЭВМ.
Теперь центральный процессор
получил возможность параллельно
работать и управлять
многочисленными периферийными
устройствами.
ЭВМ могли одновременно обрабатывать несколько
программ (принцип мультипрограммирования).
В результате реализации принципа
мультипрограммирования появилась
возможность работы в режиме
разделения времени в диалоговом
режиме.
Удаленные от ЭВМ пользователи получили возможность,
независимо друг от друга, оперативно взаимодействовать с
машиной.
Фирма IBM первой
реализовала серию полностью
совместимых друг с другом
компьютеров от самых
маленьких, размером с небольшой шкаф, до самых
мощных и дорогих моделей. В начале 60-х
появляются первые миникомпьютеры - небольшие
маломощные компьютеры, доступные по цене
небольшим фирмам или лабораториям.
В 1971 г. фирма Intel выпустила первый
микропроцессор, который предназначался
для только появившихся настольных
калькуляторов.
Компьютеры четвертого поколения
(1975 - 1985)
Период с 1975 по 1985 гг.
принадлежит компьютерам
четвертого поколения. Так или
иначе, очевидно, что начиная с
середины 70-х все меньше
становится принципиальных новаций
в компьютерной науке.
Прогресс идет в основном по пути развития
того, что уже изобретено и придумано, прежде всего за счет повышения мощности
и миниатюризации элементной базы и самих
компьютеров. С начала 80-х, благодаря
появлению персональных компьютеров,
вычислительная техника становится
массовой и общедоступной.
Несмотря на то, что персональные
и миникомпьютеры по-прежнему во
всех отношениях отстают от
больших машин, львиная доля
новшеств последнего десятилетия графический пользовательский
интерфейс, новые периферийные
устройства, глобальные сети обязаны своим появлением и
развитием именно этой технике.
Большие компьютеры и
суперкомпьютеры продолжают
развиваться. Но теперь они уже не
доминируют, как было раньше.
Компьютеры пятого поколения
ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ
будущего. 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.
Планировалось вплотную подойти к
решению одной из основных задач
компьютерной науки - задачи хранения и
обработки знаний. Для компьютеров пятого
поколения не пришлось бы писать программ,
а достаточно было бы объяснить на "почти
естественном" языке, что от них требуется.
Предполагается, что их элементной базой
будут служить созданные на их базе
устройства с элементами искусственного
интеллекта. Для увеличения памяти и
быстродействия будут использоваться
достижения оптоэлектроники и биопроцессоры.
На ЭВМ пятого поколения ставятся
совершенно другие задачи, нежели при
разработки всех прежних ЭВМ. Основной
задачей разработчиков ЭВМ V поколения
является создание искусственного
интеллекта машины (возможность делать
логические выводы из представленных
фактов), развитие "интеллектуализации"
компьютеров.
К сожалению, японский проект ЭВМ
пятого поколения повторил
трагическую судьбу ранних
исследований в области
искусственного интеллекта. Более 50ти миллиардов 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 по
методам представления знаний и
параллельного логического вывода
сильно помогли прогрессу в области
систем искусственного интеллекта в
целом.
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.
Многие успехи, которых достиг
искусственный интеллект, используют в
промышленности и деловом мире.
Экспертные системы и нейронные сети
эффективно используются для задач
классификации (фильтрация СПАМа,
категоризация текста и т.д.).
Служат человеку генетические алгоритмы (например, для
оптимизации портфелей в инвестиционной деятельности),
робототехника (промышленность, производство, быт).
Перспективы развития компьютерной
техники.
По словам учёных и
исследователей, в ближайшем
будущем персональные
компьютеры кардинально
изменятся, так как уже сегодня
ведутся разработки новейших
технологий, которые ранее
никогда не применялись.
Примерно в 2020-2025 годах должны
появиться молекулярные компьютеры,
квантовые компьютеры,
биокомпьютеры и оптические
компьютеры. Компьютер будущего
облегчит и упростит жизнь человека
ещё в десятки раз.