Доэлектронная эпоха
Потребность счета предметов у человека возникла в доисторические времена. Потребности счета заставили людей использовать счетные эталоны. Первое вычислительное устройство - абак. По мере усложнения хозяйственной деятельности и социальных отношений и по прошествии веков стали использовать – счеты.
Блез Паскаль (1623 – 1662 гг.)
Французский религиозный философ, писатель, математик и физик Блез Паскаль в 1642 г. сконструировал первый механический вычислитель, позволяющий складывать и вычитать числа.
Г. Лейбниц
В 1673 г. немецкий ученый Г. Лейбниц разработал счетное устройство, в котором использовал механизм, известный под названием «колеса Лейбница». Его счетная машина выполняла не только сложение и вычитание, но и умножение и деление.
Карл Томас
В XIX веке Карл Томас изобрел первые счетные машины – арифмометры. Функции: сложение, вычисление, умножение, деление, запоминание промежуточные результатов, печать результатов и многое другое.
Аналитическая машина Бэббиджа (середина XIX в.)
Аналитическая машина состоит из 4000 стальных деталей и весит 3 тонны. Вычисления производились в соответствии с инструкциями (программами), которые разработала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Байрона). Графиню Лавлейс считают первым программистом и в ее честь назван язык программирования АДА.
Первая ЭВМ в мире
В 1945 г. американские инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и физик Дж.У. Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу военного ведомства США, первую электронно-вычислительную машину - “ Эниак ” (Electronic Numerical Integrator and Computer)
Первые советские ЭВМ
Первая советская электронная вычислительная машина (получившая в дальнейшим название МЭСМ – малая электронная счетная машина) была создана в 1949 г. в Киеве, а через три года, в 1952 г., в Москве вошла в строй машина БЭСМ (быстродействующая электронная счетная машина). Обе машины были созданы под руководством выдающегося советского ученого Сергея Алексеевича Лебедева (1902-1974), основоположника советской электронной вычислительной техники.
МЭСМ выполняла арифметические действия над 5-6-значными числами со скоростью 50 операций в секунду, имела память на электронных лампах объемом в 100 ячеек, занимала 50 кв. м., потребляла 25 кВ/ч.
БЭСМ - выполняла программы со скоростью примерно 10 000 команд в секунду. Память БЭСМ состояла из 1024 ячеек (по 39 разрядов). Эта память была построена на магнитных сердечниках. Внешняя память ЭВМ была размещена на двух магнитных барабанах и одной магнитной ленте и вмещала 100 000 39-битных слов.
ЭВМ первого поколения (1945 – 1957 гг.)
Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.
ЭВМ второго поколения (1958 – 1964 гг.)
В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ второго поколения, в которых на смену электронным лампам пришли транзисторы. Такие ЭВМ производились малыми сериями и использовались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.
В СССР в 1967 году выпустилась наиболее мощная в Европе машина ЭВМ второго поколения
БЭСМ-6 (Быстродействующая Электронная Счетная Машина 6), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду.
ЭВМ третьего поколения
С 70-х годов прошлого века в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы . ЭВМ на базе интегральных схем стали более компактными, быстродействующими и дешевыми. Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и стали доступны для большинства научных институтов и высших учебных заведений.
Персональные компьютеры
Развитие высоких технологий привело к созданию больших интегральных схем – БИС, включающих десятки тысяч транзисторов. Это позволило приступать к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового использования.
Первый персональный компьютер
В 1977 году был создан первый персональный компьютер Apple II , а в 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компьютеров IBM PC.
Персональные компьютеры
За тридцать лет развития персональные компьютеры превратились в мощные высокопроизводительные устройства по обработке самых различных видов информации, которые качественно расширили сферу применения вычислительных машин. Персональные компьютеры выпускают в стационарном (настольном) и в портативном исполнении.
Ежегодно в мире производится почти 200 миллионов компьютеров, доступных по цене для массового потребителя.
Поколения ЭВМ
Характерис-тика
Годы использования
40 - 50-е гг. ХХ в.
Основной элемент
поколение
поколение
60-е гг. ХХ в.
Электронная лампа
Быстродейст-вие, операций в секунду
Десятки тысяч
Персональ-ные компьютеры
70-е гг. ХХ в.
Количество ЭВМ в мире, шт.
Транзистор
поколение
Сотни тысяч
Интегральная схема
80-е гг. ХХ в. – настоящее время
Большая интегральная схема
Миллионы
Миллиарды
Сотни тысяч
Механический период Арифмометр – счетная машина, выполняющая все 4 арифметических действия (1874 год, Однер) Аналитическая машина - первая вычислительная машина, выполняющая определенные программы (1833 год, Ч. Беббидж)Ч. Беббидж Применялись вплоть до сер. 20 века Проект не был реализован из-за недостаточного развития технических средств, но идеи Беббиджа использовались многими изобретателями
Чарльз Беббидж (г.) – изобретатель компьютера. Ада Лавлейс – первый программист компьютера. назад
Механический период Табулятор - машина, использующая перфокарты, с которых информация считывалась с помощью электрического тока (1888 год, Г. Холлерит) Данная машина была использована при переписи населения, проводимой в США (1890 год), что позволило обработать результаты переписи за 3 года. В 1924 году Холлерит основал фирму IBM для серийного выпуска табуляторов.
Первое поколение ЭВМ. ЭНИАК (1946 год Д. Эккерт, Д. Моучли) Размеры: 30 м. в длину, вес 30 тонн. Состояла из эл. ламп. Выполняла 300 операций умножения и 5000 сложений многоразрядных чисел в секунду ЭДСАК (1949 год) – первая машина с хранимой программой (Англия). Данная ЭВМ была создана в соответствии с принципами фон Неймана. МЭСМ (1951 год) – первая отечественная ЭВМ, разработана академиком С.А. Лебедевым. ЮНИВАК (1951год) – впервые использовались магнитные ленты для записи и хранения информации (Англия). БЭСМ-2 (1952 год) – отечественная ЭВМ.
Характерные черты ЭВМ первого поколения: элементная база: электронно-вакуумные лампы; габариты: выполнена в виде громадных шкафов и занимает специальный зал; быстродействие: тыс. операций в секунду; носитель информации: перфокарта, перфолента; программы состоят из машинных кодов; количество машин в мире – десятки.
Второе поколение ЭВМ (). Полупроводниковый транзистор (заменял 40 электронных ламп) БЭСМ-6 (большая электронная счетная машина) – лучшая в мире. МИНСК-2 УРАЛ-14
Характерные черты ЭВМ второго поколения: элементная база: транзисторы; габариты: выполнена в виде стоек, чуть выше человеческого роста, занимает специальный зал; быстродействие: до 1 млн. операций в секунду; носитель информации: магнитные ленты; программы пишутся на алгоритмических языках; количество машин в мире – тысячи.
Третье поколение ЭВМ (). Интегральная схема (микросхема) 1964 год - создание шести моделей IBM-360 IBM-370 СМ ЭВМ (семейство малых ЭВМ) Все машины 3-го поколения программно совместимы и имеют развитую операционную систему.
Характерные черты ЭВМ третьего поколения: элементная база: ИС; габариты: выполнена в виде стоек, чуть выше человеческого роста, не требует специального зала (мини ЭВМ); быстродействие: до миллионов операций в секунду; носитель информации: магнитные диски; программы пишутся на языках программирования; количество машин в мире – сотни тысяч.
Четвертое поколение ЭВМ (с 1971 г.- по настоящее время). Возникновение БИС и СБИС: одна БИС по мощности соответствует 1000 ИС 1971 год – создание первого микропроцессора фирмой Intel год - создание первого персонального компьютера фирмой MITS год – массовое производство ПК фирмой «Apple» 1981 год – создание ПК IBM PC фирмы «IBM».
Характерные черты ЭВМ четвертого поколения: элементная база: БИС и СБИС; габариты: микро ЭВМ; быстродействие: до тысяч миллионов операций в секунду; носитель информации: гибкие и лазерные диски; программы пишутся на языках программирования; количество машин в мире – миллионы.
1 из 37
Презентация - История развития вычислительной техники
3,704
просмотра
Текст этой презентации
История развития вычислительной техники
Введение
На современном этапе развития нашего общества невозможно представить себе жизнь и деятельность без использования современной вычислительной и компьютерной техники, высоких компьютерных технологий. Вычислительная техника в двадцатом веке сделала грандиозный рывок в своем развитии от громоздких и, порой, примитивных ламповых гигантов, потребляющих для своей работы такое же гигантское количество энергии до современных компактных ПК и NOTEBOOK. Компьютеры давно уже стали надежными и удобными помощниками на производстве, в торговле и бизнесе, компьютер, прочно обосновались в дизайнерских бюро, телестудиях, студиях звукозаписи, давно перестал быть только вычислительной техникой.
Этапы развития вычислительной техники
Ручной ……… с 50-го тысячелетия до н.э. Механический ……..с середины XVII века Электромеханический ……. с 90-х годов XIX века Электронный …… с 40-х годов XX века
Ручной этап
Счеты
Счеты - первый истинный предшественник счетных машин и компьютеров. Вычисления на них проводились с помощью перемещения счетных костей и камешков (калькулей) в углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости. Первым счетным устройством, известным еще задолго до нашей эры, был абак. Известно несколько разновидностей абака: греческий, египетский и римский абак, китайский суан-пан и японский соробан.
Счеты
Абак
Китайский суан-пан
Русские счеты
Счетное устройство Непера
В начале 17 века шотландский математик Джон Непер изобрел математический набор, состоящий из брусков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и кратными им числами. Для умножения какого-либо числа два бруска располагали рядом так, чтобы цифры на торцах составляли это число. На боковых сторонах брусков после несложных вычислений можно увидеть ответ.
Джон Непер
Логарифмическая линейка
Логарифмическая линейка была изобретена английским математиком Э. Гантером вскоре после открытия логарифмов и описана им в 1623 году. Логарифмическая линейка - инструмент для несложных вычислений, с помощью которого операции над числами (умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня) заменяются операциями над логарифмами этих чисел. Логарифмическая линейка - простой и удобный счетный инструмент для инженерных расчетов. В конце 20 века логарифмические линейки были вытеснены инженерными электронными калькуляторами.
Механический этап
Механические счетные устройства
Проект одной из первых механических суммирующих машин был разработан немецким ученым Вильгельмом Шиккардом. Эта шестиразрядная машина была построена предположительно в 1623 году. Однако это изобретение оставалось неизвестным до середины двадцатого столетия, поэтому никакого влияния на развитие вычислительной техники не оказало.
Вильгельм Шиккард
Суммирующая машина Паскаля
В 1642 году Блез Паскаль сконструировал устройство, механически выполняющее сложение чисел, в 1645 году было налажено серийное производство этих машин.
С ее помощью можно было складывать числа, вращая колесики с делениями от 0 до 9, связанные друг с другом. Были отдельные колесики для единиц, десятков, сотен. Машина не могла выполнять никаких других арифметических действий, кроме сложения. Вычитать, умножать или делить на ней можно было лишь путем многократного сложения (вычитания). Изобретенный Паскалем принцип связанных колес стал основой для вычислительных устройств следующих трех столетий.
Блез Паскаль
Калькулятор Лейбница
В 1673 году Лейбниц изготовил механический калькулятор, в частности, чтобы облегчить труд своего друга астронома Христиана Гюйгенса. В машине Лейбница использовался принцип связанных колец суммирующей машины Паскаля, но Лейбниц ввел в нее подвижный элемент, позволивший ускорить повторение операции сложения, необходимое при перемножении чисел. Вместо колесиков и приводов в машине Лейбница находились цилиндры с нанесенными на них цифрами. Каждый цилиндр имел девять рядов выступов или зубцов.
Готфрид Вильгельм
фон Лейбниц
Арифмометры
Арифмометр (от греч. - число) - настольная вычислительная машина ручным приводом для выполнения арифметических действий сложения, вычитания, умножения и деления. Арифмометр снабжен механизмом для установки и переноса чисел в счетчик, счетчиком оборотов, счетчиком результата, устройством для гашения результата, ручным или электрическим приводом. Арифмометр эффективен при выполнении операций умножения и деления. В течение многих десятков лет он был самой распространенной вычислительной машиной. С развитием вычислительной техники арифмометры были вытеснены электронными микрокалькуляторами.
Арифмометры
Первый арифмометр
Арифмометр «Феликс» (русская конструкция)
Арифмометр Resulta
Разностная машина Бэббиджа
Разностная машина Бэббиджа - вычислительная машина британского математика Чарльза Бэббиджа, предназначенная для автоматизации вычислений путем аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей.
Электромеханический этап
Табулятор Холлерита
В 1888 году Холлерит сконструировал электромеханическую машину, которая могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. Эта машина, названная табулятором, состояла из реле, счетчиков, сортировочного ящика. В 1890 году изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. То, чем за десять лет до этого 500 сотрудников занимались в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 вычислительных машинах за 4 недели.
Электронный этап
Поколения компьютерной техники
Поколение 1 2 3 4 5
Годы применения
Элементная база
Кол-во в мире
Объем оперативной памяти
Быстродействие
(опер. в сек.)
Носители информации
Первое поколение ЭВМ 1946 - 1953 гг.
Элементной базой машин этого поколения были электронные лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач.
К этому поколению ЭВМ можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение. Быстродействие их не превышало 2-3 тысяч операций в секунду, емкость оперативной памяти-2 КВ.
Электронные лампа
Первое поколение ЭВМ 1948 - 1953 гг.
МЭСМ-1
БЭСМ-2
Сетунь
Перфокарта
Элементной базой машин этого поколения были полупроводниковые приборы. 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.
Именно в этот период возникла профессия специалиста по информатике, и многие университеты стали предоставлять возможность получения образования в этой области.
Полупроводник
БЭСМ-6
Минск
Второе поколение ЭВМ1953 - 1959 гг.
Перфолента
Элементная база ЭВМ - малые интегральные схемы (МИС). Машины предназначались для широкого использования в различных областях науки и техники (проведение расчетов, управление производством, подвижными объектами и др.). Благодаря интегральным схемам удалось существенно улучшить технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ. Например, машины третьего поколения по сравнению с машинами второго поколения имеют больший объем оперативной памяти, увеличилось быстродействие, повысилась надежность, а потребляемая мощность, занимаемая площадь и масса уменьшились.
Третье поколение ЭВМ 1959 - 1970 гг.
Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ)
IBM-360
Магнитная лента
Четвертое поколение ЭВМ 1970 - 1974 гг.
Элементная база ЭВМ - большие интегральные схемы (БИС). Машины предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. Высокая степень интеграции способствует увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности, что ведет к увеличению быстродействия ЭВМ и снижению ее стоимости.
ЕС ЭВМ
Процессор
Пульт управления
Накопитель
Дисковод
Дискеты
8 дюймов
5,25 дюймов
Пятое поколение ЭВМ 1974 - …гг.
В 1974 году несколько фирм объявила о создании на основе микропроцессора Intel-8008 компьютера, т.е. устройства выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ. В начале 1975 года появился первый коммерчески распространенный компьютер, построенный на основе микропроцессора Intel - 8080.
Apple 1 - один из первых персональных компьютеров (1976)
Альтаир 8800
Первые комплектные компьютеры
Apple 2
Apple 3
Портативные персональные компьютеры
Портативные персональные компьютеры (переносные компьютеры) - компьютеры, имеющие небольшие габаритные размеры и вес, совмещающие в себе как внутренние элементы системного блока, так и устройства ввода-вывода.
Первым портативным персональным компьютером называют Osborne-1 (1981). Его процессор ZiLOG Z80A, 64 Кбайт оперативной памяти, клавиатура, модем, два дисковода 5,25-дюйма помещались в складном чемоданчике. Все это весило свыше 10 кг.
IBM PC
В 1980 году руководство IBM приняло решение о создании персонального компьютера. При его конструировании был применен принцип открытой архитектуры: составные части были универсальными, что позволяло модернизировать компьютер по частям. Появление IBM PC в 1981 году породило лавинообразный спрос на персональные компьютеры, которые стали теперь орудием труда людей самых разных профессий. Наряду с этим возник гигантский спрос на программное обеспечение и компьютерную периферию. На этой волне возникли сотни новых фирм, занявших свои ниши компьютерного рынка.
Современные носители информации
Дискета 3,5 дюйма
Жесткий диск
CD- и DVD-диски
Flash-диск
Код для вставки видеоплеера презентации на свой сайт:
Cлайд 1
Cлайд 2
Cлайд 3
Ещё 1500 лет назад для облегчения вычислений стали использовать счёты. В 1642 г. Блез Паскаль изобрёл устройство, механически выполняющее сложение чисел, 1654 -логарифмическая линейка, изобретение перфокарты, первое устройство, сделавшее вычисления быстрыми и получившее широкое распространение. а в 1694 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически производить четыре арифметических действия, 1822-1838 - Разностная машина Чарльза Бэббиджа, первая попытка создать программируемое вычислительное устройство.
Cлайд 4
Cлайд 5
Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля, который в 1642г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла только складывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36(13(8 сантиметров. Инженерные идеи Паскаля оказали огромное влияние на многие другие изобретения в области вычислительной техники.
Cлайд 6
Cлайд 7
Чарльз Бэббидж изобрел первый универсальный программируемый компьютер. В 1812 году английский математик Чарльз Бэббидж начал работать над так называемой разностной машиной, которая должна была вычислять любые функции, в том числе и тригонометрические, а также составлять таблицы. Свою первую разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал на ней таблицу квадратов, таблицу значений функции y=x2+x+41 и ряд других таблиц. Однако из-за нехватки средств эта машина не была закончена. Но эта неудача не остановила Бэббиджа, и в 1834 году он приступил к новому проекту – созданию Аналитической машины, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. С 1842 по 1848 год Бэббидж упорно работал, расходуя собственные средства. К сожалению, он не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Заслуга Бэббиджа в том, что он впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений. Именно Аналитическая машина по своей сути явилась прототипом современного компьютера. Эта идея и ее инженерная детализация опередили время на 100 лет!
Cлайд 8
Cлайд 9
Первый статистический табулятор был построен американцем Германом Холлеритом, с целью ускорить обработку результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. Идея возможности использования для этих целей перфокарт принадлежала высокопоставленному чиновнику бюро переписи Джону Шоу Биллингсу (будущему тестю Холлерита). Холлерит закончил работу над табулятором к 1890 г. Затем в в бюро переписи были проведены испытания, и табулятор Холлерита в соревновании с несколькими другими системами был признан лучшим. С изобретателем был заключен контракт. После проведения переписи Холлерит был удостоен нескольких премий, и получил звание профессора в Колумбийском университете.
Cлайд 10
Cлайд 11
В 1938 году Цьюз завершил работу над прототипом электромеханического двоичного программируемого калькулятора V1 (после войны он был переименован в Z1). Эта машина могла работать с плавающей точкой и отрицательными числами.
Cлайд 12
6. Первое поколение компьютеров с архитектурой фон Неймана Память на ферритовых сердечниках. Каждый сердечник - один бит.
Cлайд 13
Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский «Baby» - Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году; в 1949 году за ним последовал компьютер Манчестерский Марк I, который уже был полной системой, с трубками Уильямса и магнитным барабаном в качестве памяти, а также с индексными регистрами. Другим претендентом на звание «первый цифровой компьютер с хранимой программой» стал EDSAC, разработанный и сконструированный в Кембриджском университете. Заработавший менее чем через год после «Baby», он уже мог использоваться для решения реальных проблем.
Cлайд 14
Cлайд 15
Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники, стало изобретение транзистора в 1947 году. Они стали заменой хрупким и энергоёмким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении», которое доминировало в 1950-х и начале 1960-х. Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров и объёмов потребляемой энергии, а также повышение надёжности.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Древние средства счета Первые вычислительные машины Первые компьютеры Принципы фон Неймана Поколения компьютеров (I-IV) Персональные компьютеры Современная цифровая техника
2 слайд
Описание слайда:
Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были всем известные счётные палочки, камешки, косточки и любые другие подручные мелкие предметы. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества считаемых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени.
3 слайд
Описание слайда:
Кости с зарубками («вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э) Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.) узлы с вплетенными камнями нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото) десятичная система Древние средства фиксации счета
4 слайд
Описание слайда:
Китайские счетные палочки Примерно за тысячу лет до новой эры в Китае появилась счетная доска, считающаяся одним из первых инструментов счета. Вычисления на счетной доске велись с помощью палочек, различные комбинации из которых обозначали числа. Для нуля особого обозначения не было. Вместо него оставляли пропуск - пустое место. На счетной доске производилось сложение, вычитание, умножение и деление. Рассмотрим пример сложения двух чисел на счетной доске (6784 + 1 348 = 8 132). 1. Снизу доски выкладывается оба слагаемых. 2. Складываются старшие разряды (6000+1000=7000) и результат выкладывается над первым слагаемым, с соблюдением разрядности. 3. Оставшиеся разряды первого слагаемого выкладываются в середину строки результата сложения старших разрядов. Оставшиеся разряды второго слагаемого выкладываются над этим слагаемым. 4. Складываются разряды сотен (700+300=1000) и результат прибавляется к ранее полученному (1000+7000=8000). Полученное число выкладывается в третьей строке, над первым слагаемым. Неиспользованные разряды слагаемых так же выкладываются в третьей строке. 5. Аналогичную операцию проводим с разрядами десяток. Полученный результат (8120) и оставшиеся разряды слагаемых (4 и 8) выкладываем в четвертую строку. 6. Складываем оставшиеся разряды (4+8=12) и прибавляем к ранее полученному результату (8120+12=8132). Полученный результат выкладываем в пятую строку. Число в пятой строке и есть результат сложения чисел 6784 и 1348.
5 слайд
Описание слайда:
о. Саламин в Эгейском море (300 лет до н.э.) Размер 105×75, мрамор Саламинская доска Саламинская доска служила для пятеричного счисления, что подтверждают буквенные обозначения на ней. Камешки, символизирующие разряды чисел, укладывались только между линиями. Колонки, располагающиеся на плите слева, использовались для подсчета драхм и талантов, справа – для долей драхмы (оболы и халки).
6 слайд
Описание слайда:
Абак (Древний Рим) – V-VI в. до н.э. Суан-пан (Китай) – II-VI в. Соробан (Япония) XV-XVI в. Счеты (Россия) – XVII в. Абак и его «родственники»
7 слайд
Описание слайда:
Доска абака была разделена линиями на полосы, счёт осуществлялся с помощью размещённых на полосах камней или других подобных предметов. Счётные марки (камешки, косточки) передвигались по линиям или углублениям. В 5 в. до н. э. в Египте вместо линий и углублений стали использовать палочки и проволоку с нанизанными камешками. Реконструкция римского абака
8 слайд
Описание слайда:
Китайский и японский варианты суаньпань Впервые упоминается в книге «Шушу цзии» (数术记遗) Сюй Юэ (岳撰) (190 год). Современный тип этого счётного прибора был создан позднее, по-видимому, в XII столетии. Суаньпань представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или верёвки числом от девяти и более. Перпендикулярно этому направлению суаньпань перегорожен на две неравные части. В большом отделении («земля») на каждой проволоке нанизано по пять шариков (косточек), в меньшем («небо») - по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам. Суаньпань изготовлялись всевозможных размеров, вплоть до самых миниатюрных - в коллекции Перельмана имелся привезённый из Китая экземпляр в 17 мм длины и 8 мм ширины. Китайцы разработали изощрённую технику работы на счётной доске. Их методы позволяли быстро производить над числами все 4 арифметические операции, а также извлекать квадратные и кубические корни.
9 слайд
Описание слайда:
Вычисления на соробане ведутся слева направо, начиная со старшего разряда следующим образом: 1.Перед началом счета соробан сбрасывается путем встряхивания косточек вниз. Затем верхние косточки отодвигаются от поперечной планки. 2.Вводится первое слагаемое слева направо, начиная со старшего разряда. Стоимость верхней косточки – 5, нижних – 1. Для ввода каждого разряда необходимое число косточек придвигается к поперечной планке. 3.Поразрядно, слева направо, прибавляется второе слагаемое. При переполнении разряда прибавляется единица к старшему (левому) разряду. 4.Вычитание производится аналогично, но при нехватке косточек в разряде они занимаются у старшего разряда.
10 слайд
Описание слайда:
Счёты в XX веке часто использовали в магазинах, в бухгалтерском деле, для арифметических расчётов. С развитием прогресса их заменили электронные калькуляторы. Тот железный прут в счётах, на котором находятся всего 4 костяшки, использовался для расчётов в полушках. 1 полушка была равна половине деньги, то есть четверти копейки, соответственно, четыре костяшки составляли одну копейку. В наши дни этот прут отделяет целую часть набранного на счётах числа от дробной, и в вычислениях не используется.
11 слайд
12 слайд
Описание слайда:
Вильгельм Шиккард (XVI в.) – (машина построена, но сгорела) Первые проекты счетных машин 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 состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел. Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание - последовательным вводом уменьшаемого и вычитаемого. Для выполнения операции умножения использовалась идея умножения решеткой. Третья часть машины использовалась для записи числа длиною не более 6 разрядов. Использованная принципиальная схема машины Шиккарда явилась классической - она (или ее модификации) использовалась в большинстве последующих механических счетных машин вплоть до замены механических деталей электромагнитными. Однако из-за недостаточной известности машина Шиккарда и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие ВТ, но она по праву открывает эру механической вычислительной техники.
13 слайд
Описание слайда:
’ «Паскалина» (1642) Принцип действия счетчиков в машине Паскаля прост. Для каждого разряда имеется колесо (шестеренка) с десятью зубцами. При этом каждый из десяти зубцов представляет одну из цифр от 0 до 9. Такое колесо получило название "десятичное счетное колесо". С прибавлением в данном разряде каждой единицы счетное колесо поворачивается на один зубец, т. е. на одну десятую оборота. Задача теперь в том, как осуществить перенос десятков. Машина, в которой сложение выполняется механически, должна сама определять, когда нужно производить перенос. Допустим, что мы ввели в разряд девять единиц. Счетное колесо повернется на 9/10 оборота. Если теперь прибавить еще одну единицу, колесо "накопит" уже десять единиц. Их надо передать в следующий разряд. Это и есть передача десятков. В машине Паскаля ее осуществляет удлиненный зуб. Он сцепляется с колесом десятков и поворачивает его на 1/10 оборота. В окошке счетчика десятков появится единица - один десяток, а в окошке счетчика единиц снова покажется нуль. Блез Паскаль (1623 - 1662)
14 слайд
Описание слайда:
Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646 - 1716) сложение, вычитание, умножение, деление! 12-разрядные числа десятичная система Арифмометр «Феликс» (СССР, 1929-1978) – развитие идей машины Лейбница Машина Лейбница (1672)
15 слайд
Описание слайда:
Имя этого человека, которому суждено было открыть новую и, пожалуй, наиболее яркую страницу в истории вычислительной техники - Чарльз Бэббидж. За свою долгую жизнь (1792-1871) кембриджский профессор математики сделал немало открытий и изобретений, значительно опередивших его время. Круг интересов Бэббиджа был чрезвычайно широк, и все же главным делом его жизни, по словам самого ученого, были вычислительные машины, над созданием которых он работал около 50 лет. В 1833 г., приостановив работы над разностной машиной, Бэббидж начал осуществлять проект универсальной автоматической машины для любых вычислений. Это устройство, обеспечивающее автоматическое выполнение заданной программы вычислений, он назвал аналитической машиной. Аналитическая машина, которую сам изобретатель, а затем его сын, строили с перерывами в течение 70 лет, так и не была построена. Изобретение это настолько опередило свое время, что идеи, заложенные в нем, удалось реализовать лишь в середине XX века в современных ЭВМ. Но какое удовлетворение испытал бы этот замечательный ученый, узнав, что структура вновь изобретенных почти через столетие универсальных вычислительных машин, по существу, повторяет структуру его аналитической машины. Машины Чарльза Бэббиджа
16 слайд
Описание слайда:
Разностная машина (1822) Аналитическая машина (1834) «мельница» (автоматическое выполнение вычислений) «склад» (хранение данных) «контора» (управление) ввод данных и программы с перфокарт ввод программы «на ходу» работа от парового двигателя Ада Лавлейс (1815-1852) первая программа – вычисление чисел Бернулли (циклы, условные переходы) 1979 – язык программирования Ада Машины Чарльза Бэббиджа
17 слайд
Описание слайда:
Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки в 1991 году. Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны. Машины Чарльза Бэббиджа
18 слайд
Описание слайда:
Аналитическая машина Бэббиджа представляла собой единый комплекс специализированных блоков. По проекту она включала следующие устройства. Первое - устройство для хранения исходных данных и промежуточных результатов. Бэббидж назвал его "складом"; в современных вычислительных машинах устройство такого типа называется памятью или запоминающим устройством. Для хранения чисел Бэббидж предложил использовать набор десятичных счетных колес. Каждое из колес могло останавливаться в одном из десяти положений и таким образом запоминать один десятичный знак. Колеса собирались в регистры для хранения многоразрядных десятичных чисел. По замыслу автора запоминающее устройство должно было иметь емкость в 1000 чисел по 50 десятичных знаков "для того, чтобы иметь некоторый запас по отношению к наибольшему числу, которое может потребоваться". Для сравнения скажем, что запоминающее устройство одной из первых ЭВМ имело объем 250 десятиразрядных чисел. Для создания памяти, где хранилась информация, Бэббидж использовал не только колесные регистры, но и большие металлические диски с отверстиями. В памяти на дисках хранились таблицы значений специальных функций, которые использовались в процессе вычислений. Второе устройство машины - устройство, в котором осуществлялись необходимые операции над числами, взятыми из "склада". Бэббидж назвал его "фабрикой", а сейчас подобное устройство называется арифметическим. Время на производство арифметических операций оценивалось автором: сложение и вычитание - 1с; умножение 50-разрядных чисел - 1 мин; деление 100-разрядного числа на 50-разрядное - 1 мин.
19 слайд
Описание слайда:
И наконец, третье устройство машины - устройство, управляющее последовательностью операций, выполняемых над числами. Бэббидж назвал его "конторой"; сейчас оно - устройство управления. Управление вычислительным процессом должно было осуществляться с помощью перфокарт - набором картонных карточек с разным расположением пробитых (перфорированных) отверстий. Карты проходили под щупами, а они, в свою очередь, попадая в отверстия, приводили в движение механизмы, с помощью которых числа передавались со "склада" на "фабрику". Результат машина отправляла обратно на "склад". С помощью перфокарт предполагалось также осуществлять операции ввода числовой информации и вывода полученных результатов. По сути дела, этим решалась проблема создания автоматической вычислительной машины с программным управлением.
20 слайд
Описание слайда:
Арифмометр 1932 года выпуска. Настольная или портативная: Чаще всего арифмометры были настольные или «наколенные» (как современные ноутбуки), изредка встречались карманные модели (Curta). Этим они отличались от больших напольных вычислительных машин, таких как табуляторы (Т-5М) или механические компьютеры (Z-1, Разностная машина Чарльза Бэббиджа). Механическая: Числа вводятся в арифмометр, преобразуются и передаются пользователю (выводятся в окнах счётчиков или печатаются на ленте) с использованием только механических устройств. При этом арифмометр может использовать исключительно механический привод (то есть для работы на них надо постоянно крутить ручку. Этот примитивный вариант используется, например, в «Феликсе») или производить часть операций с использованием электромотора (Наиболее совершенные арифмометры - вычислительные автоматы, например «Facit CA1-13», почти при любой операции используют электромотор).
21 слайд
Описание слайда:
Арифмометр Феликс, курский завод счётных машин «Феликс» - самый распространённый в СССР арифмометр. Выпускался с 1929 по 1978 гг. на заводах счётных машин в Курске, в Пензе и в Москве. Эта счётная машина относится к рычажным арифмометрам Однера. Она позволяет работать с операндами длиной до 9 знаков и получать ответ длиной до 13 знаков (до 8 для частного). Арифмометр Facit CA 1-13 Арифмометр Mercedes R38SM
22 слайд
Описание слайда:
Суммирующая машина - механическая машина, автоматически суммирующая числа, вводимые в неё оператором. Классификация Суммирующие машины бывают двух типов - незаписывающие (отображающие результат вычисления результаты вычисления с помощью поворота цифровых колёс) и записывающие (печатающие ответ на ленте или на листе бумаги). Resulta BS 7 Незаписываюшие Записываюшие Precisa 164 1
23 слайд
Описание слайда:
Основы математической логики: Джордж Буль (1815 - 1864). 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 компьютерах (К. Шеннон, 1936) Прогресс в науке
24 слайд
Описание слайда:
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. («Предварительный доклад о машине EDVAC», 1945) Принципы фон Неймана
25 слайд
Описание слайда:
1937-1941. Конрад Цузе: Z1, Z2, Z3, Z4. электромеханические реле (устройства с двумя состояниями) двоичная система использование булевой алгебры ввод данных с киноленты 1939-1942. Первый макет электронного лампового компьютера, Дж. Атанасофф двоичная система решение систем 29 линейных уравнений Первые электронно-вычислительные машины
26 слайд
Описание слайда:
Разработчик – Говард Айкен (1900-1973) Первый компьютер в США: длина 17 м, вес 5 тонн 75 000 электронных ламп 3000 механических реле сложение – 3 секунды, деление – 12 секунд Марк-I (1944)
27 слайд
Описание слайда:
28 слайд
Описание слайда:
I. 1945 – 1955 электронно-вакуумные лампы II. 1955 – 1965 транзисторы III. 1965 – 1980 интегральные микросхемы IV. с 1980 по … большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС) Поколения ЭВМ
29 слайд
Описание слайда:
на электронных лампах Электронная ла́мпа - электровакуумный прибор, работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами. Электронные лампы массово использовались в ХХ веке как активные элементы электронной аппаратуры (усилители, генераторы, детекторы, переключатели и т.п.). быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду каждая машина имеет свой язык нет операционных систем ввод и вывод: перфоленты, перфокарты I поколение (1945-1955)
30 слайд
Описание слайда:
Electronic Numerical Integrator And Computer 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 ЭНИАК (1946)
31 слайд
Описание слайда:
1951. МЭСМ – малая электронно-счетная машина 6 000 электронных ламп 3 000 операций в секунду двоичная система 1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина 5 000 электронных ламп 10 000 операций в секунду Компьютеры С.А. Лебедева
32 слайд
Описание слайда:
на полупроводниковых транзисторах (1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли) Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод - радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. 10-200 тыс. операций в секунду первые операционные системы первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959) средства хранения информации: магнитные барабаны, магнитные диски II поколение (1955-1965)
33 слайд
Описание слайда:
1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702 1965-1966. БЭСМ-6 60 000 транзисторов 200 000 диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан работали до 90-х гг. II поколение (1955-1965)
34 слайд
Описание слайда:
на интегральных микросхемах (1958, Дж. Килби) быстродействие до 1 млн. операций в секунду оперативная памяти – сотни Кбайт операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи) совместимость программ III поколение (1965-1980)
35 слайд
Описание слайда:
большие универсальные компьютеры 1964. IBM/360 фирмы IBM. кэш-память конвейерная обработка команд операционная система OS/360 1 байт = 8 бит (а не 4 или 6!) разделение времени 1970. IBM/370 1990. IBM/390 дисковод принтер Мэйнфреймы IBM
