История развития вычислительной техники

Вычисления в доэлектронную эпоху Древнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль счетного талона. 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.). 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.

Счеты 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.

Арифмометр Развитие науки и техники требовало проведения все более сложных математических расчетов, и в XIX веке были изобретены механические счетные машины арифмометры. Арифмометры могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и т. д.

Аналитическая машина Бэббиджа В середине XIX века английский математик Чарльз Бэббидж выдвинул идею создания программно управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати. Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны. Чарльз Бэббидж

Ада Лавлейс - первый в мире программист. Вычисления производились Аналитической машиной в соответствии с инструкциями (программами), которые разработала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Джорджа Байрона). Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА.

Перфокарты Первыми носителями информации, которые использовались для хранения программ, были перфокарты. Программы записывались на перфокарты путем пробития в определенном порядке отверстий в плотных бумажных карточках. Затем перфокарты помещались в Аналитическую машину, которая считывала расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой.

ЭВМ первого поколения В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин, в которых на смену механическим деталям пришли электронные. 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. 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.

Общий вид компьютера ENIAC.

Первая отечественная электронная цифровая вычислительная машина - МЭСМ.

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. Программы вводились в ЭВМ, с помощью перфокарт или перфолент, причем наличие отверстия на перфокарте соответствовало знаку 1, а его отсутствие знаку 0. Результаты вычислений выводились с помощью печатаю­щих устройств в форме длинных последовательностей нулей и единиц. Писать программы на машинном языке и расшиф­ровывать результаты вычислений могли только высококвалифицированные программисты, понимавшие язык первых ЭВМ.

ЭВМ второго поколения В 60-е годы XX века были со­зданы ЭВМ второго поколения, основанные на новой эле­ ментной 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.

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.

БЭСМ-6 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.).

ЭВМ третьего поколения 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. 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.

Персональные компьютеры 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.

Apple II Первым персональным компью­тером был Apple II («дедушка» современных компьютеров Macintosh), созданный в 1977 году. В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компью­ теров IBM PC («дедушек» современных IBM- совместимых компьютеров). IBM PC Apple II

Современные персональные компьютеры компактны и обладают в тысячи раз большим быстродействием по сравнению с первыми персональными компьютерами (могут выполнять несколько миллиардов операций в секунду). Ежегодно в мире производится почти 200 миллионов компьютеров, доступных по цене для массового потребителя.

Современные супер-ЭВМ Современные супер-ЭВМ – 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. Не имеющий аналогов суперкомпьютер « Скиф »

Таблица развития электронной вычислительной техники Характеристика Поколения Первое ВтороеТретье Персональные компьютеры Годы использования гг. XX в.60-е гг. XX в.70-е гг. XX в.80-е гг. XX в. – настоящее время Основной элемент Электронная лампа Транзистор Интегральная схема Сверхбольшая интегральная схема (процессор) Быстродействие (операций в секунду) Десятки тысяч Сотни тысяч МиллионыМиллиарды Количество ЭВМ в мире, шт. Сотни ТысячиСотни тысяч Около миллиарда

Домашнее задание П. 1.1 ст