"История развития ВТ" (10 класс)

История развития вычислительной техники

Древний мир

Во все времена своего существования человек нуждался в инструментах для счёта. В первобытные времена таким инструментом у человека была его собственная рука и, конечно, устный счет.

Затем человек стал использовать для счета самые примитивные устройства – сначала это были деревянные палочки с зарубками – бирки; китайцы, персы, индийцы использовали для счета ремни и веревки с узлами.

В V веке до нашей эры в таких развитых странах как Греция и Египет появились счетные доски абаки – прародители русских конторских счетов.

Механический век

В 17 веке были изобретены логарифмы, и вслед за этим был создан новый счетный инструмент – логарифмическая линейка.

В 1640-х годах один из крупнейших ученых в истории человечества – математик, физик, философ и богослов Блез Паскаль изобрел и изготовил механическое устройство, позволяющее складывать числа, позднее названное в его «Паскалина» (1645 г.).

В 1670-х годах (1673 г.) механическое устройство, позволяющее не только складывать, но и умножать числа, было изготовлено другим великим математиком и философом Готфридом Лейбницем.

Позднее, в 1870 году, это устройство было усовершенствовано русским ученым Однером и получило название «Арифмометр», который прослужил человечеству, более 100 лет, до 1970-х годов.

Наряду с устройствами, предназначенными для вычислений, развивались и механизмы для автоматической работы по заданной программе (музыкальные инструменты, часы с боем и др.). Это были механические устройства, использующие шестерни, колеса, зубчатые рейки. Они умели «запоминать» числа и выполнять элементарные арифметические операции. К таким устройствам можно отнести ткацкий станок французского ткача Жаккарда (XIX в.), в котором узор ткани задавался с помощью программы, записанной на перфокартах (это картонные карточки с пробитыми в них отверстиями). Для смены узора достаточно было по-другому пробить дырочки на перфокартах.

Особую роль в развитии вычислительной техник и сыграли работы выдающегося английского ученого Чарльза Беббиджа. Соединив идею механической арифметической машины Лейбница с идеей программного обеспечения, Беббидж разработал проект машины в 1870-х годах, названной им «аналитической». Этот проект не был реализован, т.к. идеи Беббиджа намного опередили свое время, уровень развития техники того времени не позволил сконструировать такую машину. Однако по своим возможностям аналитическая машина Беббиджа не уступала первым ЭВМ. И все современные вычислительные машины по своей структуре похожи на аналитическую машину Беббиджа. В ней была предусмотрена память для хранения чисел; арифметические операции выполнялись в соответствии с программой, записанной на перфокартах. С машиной Беббиджа связано появление профессии программиста. Первые программы для аналитической машины Беббиджа были составлены талантливым математиком, первым программистом – женщиной в истории человечества – Адой Лавлейс (дочерью поэта Байрона). Конечно же, эти программы существовали только на бумаге, т.к. сама машина не была построена, и не было возможности проверить эти программы. Лишь примерно через 100 лет идеи Беббиджа начали реально претворяться в жизнь.

Электронный век

В 1939 году четыре страны (Великобритания, Германия, США, Советский Союз) независимо друг от друга и под большим секретом приступили к созданию электронно-вычислительной машины, предназначенной для решения задач математической физики.

В связи с Великой Отечественной войной в Европе работы по созданию ЭВМ были прерваны, только Америка продолжила свои разработки. И итогом этой работы стало появление в 1945 году электронно-вычислительной машины марки ЭНИАК (электронно-цифровой интегратор и вычислитель).

Основоположником отечественной вычислительной техники стал Сергей Лебедев. Под его руководством были созданы первые отечественные ЭВМ: 1951 год в г. Киеве МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) и в 1952 году в Москве – БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина). Это были машины огромных размеров, занимали площадь около 100м², энергоемкие, но тем не менее работали по заданной программе с большими и сложными вычислениями.

С середины 50-х годов прошлого века начался бурный рост вычислительной техники. В своем развитии электронная вычислительная техника прошла 5 поколений.

1 поколение (с середины 1940-х годов). Элементная база – электронные лампы. ЭВМ отличаются большими габаритами (ламп в одной машине было свыше 10000 шт.), малой скоростью действия, низкой надежностью, сложной в обслуживании, программирование ведется в кодах.

2 поколение (с конца 1950-х годов). Элементная база – полупроводниковые элементы. По сравнению с ЭВМ предыдущего поколения улучшены все технические характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки – такие как Ассемблер.

3 поколение (с середины 1960-х годов). Элементная база – интегральные схемы (многослойный печатный монтаж). Резкое снижение габаритов, повышение их надежности, увеличение производительности. Именно в 3 поколении зародились персональные ЭВМ.

4 поколение (с конца 1970-х годов). Элементная база – большие интегральные схемы (БИС). Улучшены все технические характеристики. Начинается массовый выпуск персональных компьютеров.

5 поколение (с 1990-х годов и по настоящее время). Элементная база – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), мощные многопроцессорные системы с высокой производительностью, создание дешевых ЭВМ. Ведутся опытные разработки интеллектуальных компьютеров. Внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединение, повсеместное использование компьютерных информационных технологий.

Таким образом, появление нового типа ЭВМ было обусловлено изобретением новой элементной базы. Целью создания ЭВМ является создание искусственного разума. Информационная революция привела к тому, что человеческая цивилизация в конце XX столетия оказалась в состоянии перехода от индустриальной фазы своего развития к информационной.

2