ИСТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. Первые средства счета Кости с зарубками («вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э) Узелковое письмо (Южная Америка, - презентация

1 ИСТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

2 Первые средства счета Кости с зарубками («вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э) Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.) узлы с вплетенными камнями узлы с вплетенными камнями нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото) нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото) десятичная система десятичная система

3 «Саламинская доска» «Саламинская доска» (300 лет до н.э.) – остров Саламин в Эгейском море бороздки – единицы, десятки, сотни, … количество камней – цифры десятичная система

4 Соробан (Япония) – XV- XVI века. Суан-пан (Китай) - VI век. Абак (Древний Рим) - V-VI век. Счеты (Россия) – XVII век.

5 Первые проекты счетных машин Леонардо да Винчи (XV век) – суммирующее устройство с зубчатыми колесами: сложение 13-разрядных чисел В. Шиккард (XVI век) – суммирующие «счетные часы»: сложение и умножение 6-разрядных чисел

6 «Паскалина» (1642) Блез Паскаль ( ) машина построена! зубчатые колеса сложение и вычитание 8-разрядных чисел

7 Машина Лейбница (1672) Вильгельм Готфрид Лейбниц ( ) сложение, вычитание, умножение, деление! 12-разрядные числа

8 Построена в 1960-х годах по чертежам Ч. Бэббиджа. Автоматическое выполнение операций («мельница»). Для хранения данных используется память («склад»). Программа вводится «на ходу». Первая программистка – Ада Лавлейс (1842). Аналитическая машина Ч. Бэббиджа (1821)

9 Прогресс в науке Основы математической логики: Джордж Буль ( ). Электронно-лучевая трубка (Дж. Томсон, 1897) Вакуумные лампы – диод, триод (1906) Триггер – устройство для хранения бита (М.А. Бонч-Бруевич, 1918). Использование математической логики в компьютерной технике (К. Шеннон, 1936)

10 Первые компьютеры Компьютеры Конрада Цузе: Z1, Z2, Z3, Z4. электромеханические реле (устройства с двумя состояниями) двоичная система использование булевой алгебры ввод данных – с киноленты Первый макет электронного лампового компьютера, Дж. Атанасофф двоичная система решение систем 29 линейных уравнений

11 «Марк-I» (1944) Разработчик – Говард Айкен ( ) Первый автоматический компьютер в США: длина 17 м, вес 5 тонн электронных ламп 3000 механических реле сложение – 3 секунды, деление – 12 секунд

12 «Марк-I» (1944) Хранение данных на бумажной ленте А это – программа…

13 Принципы фон Неймана («Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945) Принцип двоичного кодирования: вся информация кодируется в двоичном виде. Принцип программного управления: программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Принцип адресности: память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

14 Поколения компьютеров I поколение ( ) электронно-вакуумные лампы II поколение ( ) транзисторы III поколение ( ) интегральные микросхемы IV поколение ( …) большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)

15 Первое поколение ЭВМ ( ) на электронных лампах быстродействие тысяч операций в секунду каждая машина имеет свой язык нет операционных систем ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты

16 «ЭНИАК» (1946) Разработчики – Дж. Моучли и П. Эккерт Первый компьютер общего назначения на электронных лампах: длина 26 м, вес 35 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа сложно вводить программы

17 Компьютеры С.А. Лебедева МЭСМ – малая электронно-счетная машина электронных ламп операций в секунду двоичная система БЭСМ – большая электронно-счетная машина электронных ламп операций в секунду

18 Второе поколение ЭВМ ( ) на полупроводниковых элементах – транзисторах (1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли) быстродействие тыс. операций в секунду первые операционные системы первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959) средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски

19 Второе поколение ЭВМ ( ) IBM 604, IBM 608, IBM БЭСМ транзисторов диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан

20 Третье поколение ЭВМ ( ) на интегральных микросхемах (1958, Дж. Килби) быстродействие до 1 млн. операций в секунду оперативная памяти – сотни тысяч байт операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи) совместимость программ

21 Мэйнфреймы IBM IBM/360 фирмы IBM. большие универсальные компьютеры (мэйнфреймы) кэш-память конвейерная обработка команд операционная система OS/360 1 байт = 8 бит (а не 4 или 6!) разделение времени IBM/ IBM/390

22 Компьютеры ЕС ЭВМ (СССР) ЕС тыс. операций в секунду память 256 Кб ЕС млн. операций в секунду память 8 Мб ЕС ,5 млн. операций в секунду память 16 Мб

23 Мини-компьютеры Серия PDP фирмы DEC меньшая цена проще программировать графический экран Система малых машин – СМ ЭВМ (СССР) до 3 млн. операций в секунду память до 5 Мб

24 Четвертое поколение ЭВМ (1980-…) компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС, СБИС) персональные компьютеры появление пользователей-непрофессионалов, необходимость «дружественного» интерфейса быстродействие более 1 млрд. операций в секунду оперативная памяти – до нескольких гигабайт многопроцессорные системы компьютерные сети возможности мультимедиа (графика, анимация, звук)

25 Суперкомпьютеры «ILLIAC-IV» (США) 20 млн. операций в секунду многопроцессорная система «Cray-1» (США) 166 млн. операций в секунду память 8 Мб векторные вычисления «Эльбрус-1» (СССР) 15 млн. операций в секунду память 64 Мб «Эльбрус-2» (СССР) 8 процессоров 125 млн. операций в секунду память 144 Мб водяное охлаждение

26 Суперкомпьютеры «Cray-2» 2 млрд. операций в секунду «Cray-3» 5 млрд. операций в секунду «GRAPE-4» (Япония) 1692 процессора 1,08 трлн. операций в секунду «Earth Simulator» (NEC) 5120 процессоров 36 трлн. операций в секунду «BlueGene/L» (IBM) процессора 596 трлн. операций в секунду

27 Микропроцессоры Микропроцессор Intel битные данные 2250 транзисторов 60 тыс. операций в секунду Микропроцессор Intel битные данные деление чисел

28 Первый микрокомпьютер Микрокомпьютер «Альтаир-8800» (Э. Робертс) Б. Гейтс и П. Аллен написали транслятор языка Бейсик для «Альтаира»

29 Компьютеры «Apple» «Apple-I» С. Возняк и С. Джобс «Apple-II» - стандарт в школах США в 1980-х тактовая частота 1 МГц память 48 Кб цветная графика звук встроенный язык Бейсик первые электронные таблицы VisiCalc

30 Компьютеры «Apple» «Apple-IIe» память 128 Кб 2 дисковода 5,25 дюйма с гибкими дисками «Lisa» первый компьютер, управляемый мышью «Apple-IIc» портативный компьютер жидкокристаллический дисплей

31 Компьютеры «Apple» «Macintosh» системный блок и монитор в одном корпусе нет жесткого диска дискеты 3,5 дюйма Excel для «Macintosh» PowerBook PowerMac G3 (1997) PowerMac G4 (1999) iMac (1999)PowerMac G4 Cube (2000)

32 Компьютеры IBM PC 1. Монитор 2. Материнская плата 3. Процессор 4. ОЗУ 5. Карты расширения 6. Блок питания 7. Дисковод CD, DVD 8. Винчестер 9. Клавиатура 10. Мышь

33 Принцип открытой архитектуры Компьютер собирается из отдельных частей как конструктор. Способы соединения этих частей и обмена информацией доступны всем желающим. Много сторонних производителей дополнительных устройств. Каждый пользователь может собрать компьютер, соответствующий его личным требованиям.

34 Компьютеры IBM PC IBM 5150 процессор Intel 8088 частота 4,77 МГц память 64 Кб гибкие диски 5,25 дюйма IBM PC XT память до 640 Кб винчестер 10 Мб IBM PC AT процессор Intel частота 8 МГц винчестер 20 Мб

35 Процессоры Intel для IBM PC Intel транзисторов виртуальная память Intel ,2 млн. транзисторов Pentium частоты МГц Pentium-II, Celeron 7,5 млн. транзисторов частоты до 500 МГц Pentium-III, Celeron 28 млн. транзисторов частоты до 1 ГГц 2000-… Pentium 4 42 млн. транзисторов частоты до 3,4 ГГц

36 Процессоры AMD для IBM PC K5 (аналог Pentium) K6 частота 450 МГц Athlon K7 (Pentium-III) частота до 1 ГГц MMX, 3DNow! Duron (Celeron) частота до 1,8 ГГц Athlon XP (Pentium 4) 2003-… Opteron (серверы) частота до 3 ГГц 2004-… Sempron (Celeron D) частота до 2 ГГц

37 Microsoft Windows Windows 1.0 многозадачность графический интерфейс Windows 3.1 виртуальная память Windows NT профессиональная ОС файловая система NTFS Windows 95 длинные имена файлов вытесняющая многозадачность файловая система FAT Windows Windows 2000, Windows Me Windows XP Windows 2003 Server Windows Vista

38 Мультимедиа Multi-Media – использование различных средств (текст, звук, графика, видео, анимация, интерактивность) для передачи информации «Amiga-1000» процессор Motorolla 7 МГц память до 8 Мб дисплей до 4096 цветов мышь многозадачная ОС 4-канальный стереозвук технология Plug and Play (autoconfig)

39 Устройства мультимедиа Дисковод CD/DVD Видеокарта TV-тюнер Звуковая карта Звуковые колонки Наушники Джойстик Руль Шлемы виртуальной реальности Геймпад Микрофон

40 Современная цифровая техника Ноутбук КПК – карманный персональный компьютер MP3-плеер Электронная записная книжка GPS-навигатор Мультимедийный проектор Цифровой фотоаппарат Цифровая видеокамера