История развития ВТ

История развития ВТ

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВТ

до механический (с древних, древних времен до н.э.)

механический (с середины XVII-го века н.э.)

электронно-вычислительный (с 90-х годов XIX-го века)

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

• РУЧНОЙ СПОСОБ :

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании различных частей тела, в первую очередь, пальцев рук и ног.

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

• РУЧНОЙ СПОСОБ :

С их помощью можно было считать до 5, а если взять две руки, то и до 10. А в странах, где люди ходили босиком, по пальцам легко было считать до 20.

Пальцы оказались настолько тесно связанными со счетом, что на древнегреческом языке понятие "считать" выражалось словом "упятерить".

В русском языке слово "пять" напоминает "пясть" - часть кисти руки (слово "пясть" сейчас упоминают редко, но производное от него - "запястье" - часто используют и сейчас). Кисть руки, пясть, - синоним и фактически основа числительного «ПЯТЬ» у многих народов.

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

2. ЗАСЕЧКИ:

Вид инструментального счета - с помощью деревянных палочек с зарубками (бирок ).

В средние века бирками пользовались для учета и сбора налогов. Бирка разрезалась на две продольные части, одна оставалась у крестьянина, другая - у сборщика налогов. По зарубкам на обеих частях и велся счет уплаты налога, который проверяли складыванием частей бирки. В Англии, этот способ существовал до конца XVII столетия

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

3. УЗЕЛКОЫЙ МЕТОД:

Система узелков выполняла также роль своего рода хроник и летописей, имея достаточно сложную структуру. Однако, использование ее требовало хорошей тренировки памяти

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. АБАК :

Около 3000 лет назад (V век до нашей эры), в Египте для счета стали использовать первый счетный прибор — абак , с которого и началось развитие вычислительной техники

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. АБАК :

Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. АБАК :

Абак явился первым развитым счетным прибором в истории человечества, основным отличием которого от предыдущих способов вычислений было выполнение вычислений по разрядам.

Таким образом, использование абака уже предполагает наличие некоторой позиционной системы счисления, например, десятичной, троичной, пятеричной и др.

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

5. СЧЕТЫ:

В  VI  веке нашей эры, появились китайские счеты  суан-пан

Проволоки соответствуют десятичным разрядам. Китайцы заменили камешки шариками, нанизанными на прутики, проволоки или веревки. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

6. 13-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО:

В конце XV века Леонардо да Винчи (1452-1519) создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами.

Но рукописи да Винчи обнаружили лишь в 1967г., поэтому биография механических устройств ведется от суммирующей машины Паскаля

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

6. 13-РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО:

Специалисты известной американской фирмы IBM, 1969 году, воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого.

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Воспроизведенный прибор IBM

Эскиз Леонардо да Винчи

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

7. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ЛИНЕЙКИ:

Уильяма Отред и Ричард Деламейн –изобретатель первых логарифмических линеек

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

7. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ЛИНЕЙКИ:

В 1654 году англичанин Роберт Биссакер предложил конструкцию прямоугольной логарифмической линейки, сохранившуюся до нашего времени.

Аналогичную конструкцию изобрел в 1657 году лондонский учитель математики Сет Патридж.

ДО МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

7. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ЛИНЕЙКИ:

Идея бегунка – неотъемлемого элемента современной логарифмической линейки – была высказана великим Исаком Ньютоном. 24 июня 1675 года.

Но физически бегунок появился лишь спустя 100 лет, когда Джон Робертсон, преподаватель Королевской математической школы в Портсмуте, предложил собственную линейку, предназначенную для навигационных расчетов.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

1. ПАСКАЛИНА:

С 1642 года начинается история развития механических вычислительных устройств

В 1642 г. 19-летний Блез Паскаль , создает действующую суммирующую машину ("паскалину") - более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Блез Паскаль (1623-1662)

"Паскалина"

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

1. ПАСКАЛИНА:

Паскалина позволяла суммировать десятичные числа.

При работе на «паскалине» складываемые числа вводились путём соответствующего поворота наборных колесиков. Каждое колесико с нанесёнными на него делениями от 0 до 9 соответствовало одному десятичному разряду числа - единицам, десяткам, сотням и т.д. Избыток над 9 колесико «переносило», совершая полный оборот и продвигая соседнее слева «старшее» колесико на единицу вперёд

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

2. АРИФМОМЕТР:

В 1673 году, Лейбниц создал механический калькулятор (арифмометр), выполняющий сложение, вычитание, умножение и деление чисел.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Готфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646 - 1716)

— немецкий философ, математик, юрист, дипломат

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

2. АРИФМОМЕТР:

В отличие от Паскаля Лейбниц стал использовать цилиндры, а не колесики и приводы. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел 9 рядов выступов или зубцов. При этом первый ряд содержал 1 выступ, второй - 2 и так вплоть до 9-го ряда, который содержал 9 выступов. Цилиндры были подвижными и приводились в определенное положение оператором. Этот цилиндр впоследствии получил название «ступенчатого валика».

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Арифмометр

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

3. МАШИНА ЖАККАРДА:

В 1802 г. французский ткач и механик Жозеф Мари Жаккар (1752-1834) создал первый образец машины, управляемой введением в нее информации.

Его машина, облегчила процесс производства тканей. Изготовление такой ткани нужно опустить каждую из ряда нитей, ткацкий станок протягивает между поднятыми и пущенными нитями другую нить. Затем каждая из нитей опускается или поднимается в определенном порядке и станок снова пропускает через них нить. Этот процесс многократно повторяется до тех пор, пока не будет получена нужная длина ткани с узором.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Жозеф Мари Жаккар (1752-1834)

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

3. МАШИНА ЖАККАРДА:

Для задания узора на ткани Жаккар использовал ряды отверстий на картах. Если применялось десять нитей, то в каждом ряду карты предусматривалось место для десяти отверстий. Карта закреплялась на станке в устройстве, которое могло обнаруживать отверстия на карте. Это устройство с помощью щупов проверяло каждый ряд отверстий на карте. Информация на карте управляла станком.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Перфокарты

Машина Жаккарди

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. Аналитическая машина Чарльза Беббиджа:

Бэббидж, является первым автором идеи создания вычислительной машины, которая в наши дни называется компьютером.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. Аналитическая машина Чарльза Беббиджа:

В 1822 году Чарльз Бэббидж построил счетное устройство, способную     производить арифметические операции с точностью до шестого знака после запятой.  

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. Аналитическая машина Чарльза Беббиджа:

Первая спроектированная Бэббиджем машин, Разностная машина , работала на паровом двигателе. Она высчитывала таблицы логарифмов методом постоянной дифференциации и заносила результаты на металлическую пластину.

Работающая модель, которую он создал в 1822 году, была шести цифровым калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы.  Затем он ставит   задачу   шире   и продвинутую   версию -вычислять   производные   второго   порядка.  

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

4. АНАЛИТИЧЕСКАЯ МАШИНА ЧАРЛЬЗА БЕББИДЖА:

Аналитическую машину Бэббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны.

Пользоваться ею очень тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен (а то и тысяч) раз крутить ручку автомата.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Разностная машина

Аналитическая машина

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

5. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ:

Одновременно с английским ученым работала леди Ада Лавлейс (1815-1852). Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Ада Августа Байрон Кинг, графиня Лавлейс (1815 – 1852)

Первый программист

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

5. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ:

Предсказала появление современных компьютеров как многофункциональных машин не только для вычислений, но и для работы с графикой, звуком.

В середине 70-х гг. нашего столетия министерство обороны США официально утвердило название единого языка программирования американских вооруженных сил. Язык носит название Ada. С недавнего времени у программистов всего мира появился свой профессиональный праздник. Он так и называется – «День программиста» – и празднуется 10 декабря. В день рождения Ады Лавлейс.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

6. ПЕРВЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПЬЮТЕР:

В 1855 г. братья Джорж и Эдвард Шутц из Стокгольма построили первый механический компьютер, используя работы Ч. Бэббиджа

Первый механический компьютер

Эдвард Шутц

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

7. СУММИРУЮЩИЙ АППАРАТ:

В 1878 г. русский математик и механик Пафнутий Львович Чебышев создает суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков , а в 1881 году – приставку к нему для умножения и деления

МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД

Суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

1. ЭЛЕКТРОННОЕ РЭЛЕ:

В 1918 год. Русский ученый М.А. Бонч-Бруевич и английские ученые В. Икклз и Ф. Джордан (1919) независимо друг от друга создали электронное рэле , названное англичанами триггером, которое сыграло большую роль в развитии компьютерной техники.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Реле

М.А. Бонч-Бруевич

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР:

В 1930г . Виннивер Буш (1890-1974) конструирует дифференциальный анализатор.

По сути, это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие научные вычисления. Роль Буша в истории компьютерных технологий очень велика, но наиболее часто его имя всплывает в связи с пророческой статьей "As We May Think" (1945), в которой он описывает концепцию гипертекста.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Виннивер Буш

Дифференциальный анализатор

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР:

С 1928 по 1930 год профессор Буш с группой своих сотрудников разрабатывает "анализатор сетей", позволяющий моделировать системы электропередачи.

Одновременно ведет работы по созданию универсальной машины для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Усовершенствовав подход к автоматизации решения обыкновенных дифференциальных уравнений созданный А.Н.Крыловым, Буш создает электромеханический дифференциальный анализатор.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

3. Mark-1:

В 1937 году гарвардский математик Говард Эйкен предложил проект создания большой счетной машины. Спонсировал работу президент компании IBM Томас Уотсон, который вложил в нее 500 тыс.$. Проектирование Mark-1 началось в 1939 году, строило этот компьютер нью-йоркское предприятие IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов.

Mark-1

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Томас Уотсон

Говард Эйкен

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

4. АРХИТЕКТУРА ЭВМ:

В 1946 году Джон фон Нейман предложил ряд новых идей организации ЭВМ , в том числе концепцию хранимой программы, т.е. хранения программы в запоминающем устройстве. В результате реализации идей фон Неймана была создана архитектура ЭВМ, во многих чертах сохранившаяся до настоящего времени

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Джон фон Нейман

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

4. АРХИТЕКТУРА ЭВМ:

Принципы Неймана

1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд . Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды "стоп". Таким образом, процессор исполняет программу автоматически , без вмешательства человека.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

4. АРХИТЕКТУРА ЭВМ:

Принципы Неймана

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции – перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

4. АРХИТЕКТУРА ЭВМ:

Принципы Неймана

3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка

Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

4. Mark-2:

В 1947 году появилась счётная машина Mark-2 , которая представляла собой первую многозадачную машину – наличие нескольких шин позволяло одновременно передавать из одной части компьютера в другую несколько чисел.

23 декабря 1947г. сотрудники Bell Telephone Laboratories Джон Бардин и Уолтер Бремен впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название транзистор . Это устройство спустя десять лет открыло совершенно новые возможности.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

транзистор

Джон Бардин, Уолтер Бремен и Уильям Шокли

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

6. первый проект отечественной цифровой электронно-вычислительной машины:

В 1948 году академиком С.А. Лебедевым (1890-1974) и Б.И. Рамеевым предложен первый проект отечественной цифровой электронно-вычислительной машины :

сначала МЭСМ – малая электронная счетная машина (1951 год, Киев),

затем БЭСМ – быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались Стрела, Урал, Минск, Раздан, Наири.

С.А. Лебедев

Б.И. Рамеев

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

7. ПЕРВЫЕ СЕРИЙНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ FERRANTI MARK-1 :

В 1951 году в Англии появились первые серийные компьютеры Ferranti Mark-1 и LEO-1. Минск-32

Через 5 лет фирма Ferranti выпустила ЭВМ Pegasus , в которой впервые нашла воплощение концепция регистров общего назначения

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

7. ПАМЯТЬ НА МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКАХ:

Джей Форрестер  запатентовал  память на магнитных сердечниках . Впервые такая память применена на машине Whirlwind-1. Она представляла собой два куба с 32х32х17 сердечниками, которые обеспечивали хранение 2048 слов для 16-разрядных двоичных чисел с одним разрядом контроля четности. 

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

7. ПАМЯТЬ НА МАГНИТНЫХ СЕРДЕЧНИКАХ:

  В этой машине была впервые использована универсальная неспециализированная шина (взаимосвязи между различными устройствами компьютера становятся гибкими) и в качестве систем ввода-вывода использовались два устройства: электронно-лучевая трубка Вильямса и пишущая машинка с перфолентой (флексорайтер).

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Память на магнитных сердечниках

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

8. язык PASCAL:

В 1968-1970 годах профессор Никлаус Вирт создал в Цюрихском политехническом университете язык PASCAL , названный в честь Блеза Паскаля – первого конструктора устройства, которое теперь относится к классу цифровых вычислительных машин.

PASCAL создавался как язык, который, с одной стороны, был бы хорошо приспособлен для обучения программированию, а с другой – давал бы возможность эффективно решать самые разнообразные задачи на современных ЭВМ.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД

В 1993г. фирма Intel выпустила 64-разрядный микропроцессор Pentium , который состоял из 3,1 млн. транзисторов и мог выполнять 112 млн. операций в секунду. Появился формат сжатия видео MPEG

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОНИКОВ

• История развития вычислительной техники [Режим доступа] http :// www.informatika.edusite.ru/lezione8_10a.htm
• История развития вычислительной техники [Режим доступа] http :// www.kolomna-school7-ict.narod.ru/st10501.htm
• Сайт о правильных сайтах [Режим доступа] http :// cssblok.ru/computer/istvtexnika.html
• Основные этапы развития ВТ[Режим доступа]
• http :// automationlab.ru/index.php/2014-08-25-13-20-03/433-8-