История развития вычислительной техники
Вычислительная Техника :
- Совокупность технических и математических средств, используемых для механизации и автоматизации процессов вычислений и обработки информации.
2) Отрасль техники, занимающаяся разработкой, изготовлением и эксплуатацией вычислительных машин, устройств и приборов.
Этапы вычислительной техники:
- Ручной - с древних, древних времен до н.э.
- Механический - с середины XVII-го века н.э.
- Электромеханический - с 90-х годов XIX-го века
- Электронный - с 40-х годов XX-го века
Ручной этап развития вычислительной техники
- Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании различных частей тела, в первую очередь, пальцев рук и ног.
Абак
- Счет с помощью группировки и перекладывания предметов явился предшественником счета на абаке - наиболее развитом счетном приборе древности, сохранившимся до наших дней в виде различного типа счетов.
Соробан
- Традиционные счеты. Широко использовались в Японии начиная с ХVI в., попав туда из Китая.
Механический этап развития вычислительной техники
- Развитие механики в 17 в. стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Такие устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда.
- Первая механическая машина была описана в 1623 г. В. Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.
Машина Блейза Паскаля
- В машине Б. Паскаля использовалась более сложная схема переноса старших разрядов, в дальнейшем редко используемая; но построенная в 1642 г. первая действующая модель машины, а затем серия из 50 машин способствовали достаточно широкой известности изобретения и формированию общественного мнения о возможности авто-матизации умственного труда. До нашего времени дошло только 8 машин Паскаля, из которых одна является 10-разрядной. Именно машина Паскаля положила начало механического этапа развития ВТ.
Арифмометры
- В 17-18 веках предлагался целый ряд различного типа и конструкции суммирующих устройств и арифмометров, пока в 19 в. растущий объем вычислительных работ не определил устойчивого спроса на механические счетные устройства и не способствовал их серийному производству на коммерческой основе.
- В 1881 г. Л. Томас организовывает в Париже серийное производство арифмометров.
Аналитическая машина Ч.Бэббиджа состояла из следующих четырех основных частей:
- блок хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений.
- арифметическое устройство.
- устройство управления.
- устройство ввода/вывода.
Электромеханический этап развития вычислительной техники
- Классическим типом средств электро-механического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.
- Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США Г. Холлеритом в 1887 г
- Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США Г. Холлеритом в 1887 г. и состоял из: ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора.
- В 1897 г. Холлерит организовал фирму, которая в дальнейшем стала называться IBM.
Заключительный период этого этапа заключался в создании целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением
- Конрад Цузе (K. Zuse) явился пионером создания универсальной вычислительной машины с программным управлением и хранением информации в запоминающем устройстве
Электронный этап развития вычислительной техники
- Первой ЭВМ принято считать машину ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), созданную в США в конце 1945 г.
Проект EDVAC и первая водородная бомба
- В качестве официальной апробации ЭВМ была выбрана задача оценки принципиальной возможности создания водородной бомбы.
- Машина успешно выдержала испытания,обработав около 1 млн. перфокарт фирмы IBM с исходными данными.
Поколения ЭВМ
Компьютер EDSAC положил начало новому этапу развития ВТ - первому поколению универсальных ЭВМ.
Первое поколение ЭВМ 1950-1960-е годы
- Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.
Второе поколение ЭВМ: 1960-1970-е годы
- Логические схемы строились на дискретных полупроводниковых и магнитных элементах. Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках1 и на флоппи-дисках. В 1964 году появился первый монитор.
Третье поколение ЭВМ: 1970-1980-е годы
- Логические схемы ЭВМ 3-го поколения уже полностью строились на малых интегральных схемах. Тактовые частоты работы электронных схем повысились до единиц мегагерц. Снизились напряжения питания (единицы вольт) и потребляемая машиной мощность. Существенно повысились надежность и быстродействие ЭВМ.
Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990-е годы
- Начиная с 1980 года практически все ЭВМ стали создаваться на основе микропроцессоров. Самым востребованным компьютером стал персональный.
Первый персональный компьютер
- Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 года два друга, Стив Джобе (1955 г. р.) - сотрудник фирмы Atari, и Стефан Возняк (1950 г. р.), работавший на фирме Hewlett-Packard. На базе интегрального 8-битного контроллера жестко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер "Apple", имевший бешеный успех. В начале 1977 года была зарегистрирована Apple Сотр., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple.
Пятое поколение ЭВМ: 1990-настоящее время
Кратко основную концепцию ЭВМ пятого поколения можно сформулировать следующим образом:
- Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.
- Компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы.
Компьютеры будущего
Компьютер и мышь из будущего компании NEC
Структурно-функциональная организация ЭВМ
- Компьютер — это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.
В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:
- Принцип программного управления
- Принцип однородности памяти
- Принцип адресности
Схема Дж. Фон Неймана
Основные логические узлы компьютера :
- центральный процессор;
- основная память;
- внешняя память;
- периферийные устройства.
В состав системного блока входят все основные узлы компьютера:
- системная плата;
- блок питания;
- накопитель на жестком магнитном диске;
- накопитель на гибком магнитном диске;
- накопитель на оптическом диске;
- разъемы для дополнительных устройств.
На системной (материнской) плате в свою очередь размещаются:
- микропроцессор;
- математический сопроцессор;
- генератор тактовых импульсов;
- микросхемы памяти;
- контроллеры внешних устройств;
- звуковая и видеокарты;
- таймер.
- Микропроцессор — это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
Микропроцессор выполняет следующие основные функции:
- чтение и дешифрацию команд из основной памяти;
- чтение данных из основной памяти и регистров адаптеров внешних устройств;
- прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание внешних устройств;
- обработку данных и их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств;
- выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков компьютера.
- В состав микропроцессора входят следующие устройства.
Все микропроцессоры можно разделить на группы:
- микропроцессоры типа CISC с полным набором системы команд;
- микропроцессоры типа RISC с усеченным набором системы команд;
- микропроцессоры типа VLIW со сверхбольшим командным словом;
- микропроцессоры типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:
- тактовая частота. Характеризует быстродействие компьютера. Тактовая частота измеряется в МГц;
- разрядность процессора — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция.
- Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой.
- Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера.
Внешняя память используется для долговременного хранения информации
- Источник питания — это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера
- Таймер — это внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем текущего момента времени.
ИЕРАРХИЯ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
ПК
Микропроцес-
сорная память
основная память
кэш-память
внешняя память
ПЗУ
ОЗУ
Аппаратные средства мультимедиа
Звуковая карта
Видеокарта
Акустика
Наушники
Микрофон
Видеопроектор
Подключение в звуковую карту:
Наушники
Колонки
Микрофон
Подключение акустики в системный блок
Подключение видеопроектора в видеокарту:
Подключение видеопроектора в системный блок:
Развитие мультимедийных технологий
определите какие аппаратные устройства мультимедиа подключаются в данные порты ПК?
?
?
?
?
?
Аппаратное обеспечение для подключения к сети Интернет
Встроенный модем
Внешний модем
Маршрутизатор