История развития вычислительной техники

ИСТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Первые вычислительные устройства

Первые вычислительные устройства

( названия )

Ученые

(страна)

Период времени создания устройств

Назначение, возможности,

достоинства и недостатки устройств

• 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
• узлы с вплетенными камнями
• нити разного цвета (красная – число воинов, желтая – золото)
• десятичная система

Абак – V век до н.э.

Египет

Древняя греция

Древний Рим

Абак представлял собой дощечку с желобками, в которых размещались камешки ( calculus) или косточки. Каждый желобок соответствовал определённому разряду числа.

• Суан-пан (Китай) - VI век.

• Соробан (Япония) – XV-XVI века.

• Счеты (Россия) – XVII век.

Леонардо да Винче ( XV век)

Сложение и вычитание 13 – ти значных чисел

Блез Паскаль (1642) Первая в мире механическая счётная машина на основе часового механизма

Ее изобрёл 19-тилетний французский математик Блез Паскаль.

Арифмометр представляет собой комбинацию взаимосвязанных зубчатых колёсиков с нанесенными цифрами от 0 до 9. Если первое колёсико делает оборот от 0 до 9, то начинает двигаться второе колёсико и т.д. Подобный принцип работы – в обычном счётчике электроэнергии.

Счётная машина Паскаля могла только складывать и вычитать.

Арифмометр Лейбница (1673)

Счётную машину для 12-разрядных десятичных чисел создал немецкий учёный Вильгельм Готфрид фон Лейбниц. К зубчатым колёсам он прибавил ступенчатый валик, который кроме сложения и вычитания позволяет выполнять операции умножения и деления .

Усовершенствованный арифмометр использовался для расчетов в различных организациях до 70 годов ХХ столетия

1830-1870 – Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа

12 лет Чарльз Бэббидж разрабатывал механический прототип первых ЭВМ. Его вычислительная машина должна была выполнять вычисления по программе, задаваемой с помощью перфокарт. Результаты вычислений планировалось выдавать на печать или на перфокарты. К сожалению, технологии того времени не позволили Бэббиджу полностью воплотить идею создания аналитической машины.

Прообраз ПК

• Автоматическое выполнение операций («мельница»)
• Для хранения данных используется память («склад»)
• Ввод и вывод информации при помощи перфокарт

Первый программист (1842)

Среди ученых, которые отчетливо понимали важность создания вычислительных машин, была математик леди Ада Августа Лавлейс - дочь английского поэта лорда Байрона. Именно она убедила Бэббиджа использовать в его изобретении двоичную систему счисления вместо десятичной (которой мы пользуемся при обычных расчетах).Она также разработала основные принципы для создания языков программирования , и поэтому один из современных языков программирования называется АДА в честь леди Ады Августы Лавлейс.

ПРИЗНАКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

Это, прежде всего :

• элементная база , т. е из каких в основном
• элементная база , т. е из каких в основном

элементов они построены,

• элементов они построены,

• важнейшие характеристики : быстродействие, объем оперативной памяти, программное обеспечение, устройства ввода-вывода.
• важнейшие характеристики : быстродействие, объем оперативной памяти, программное обеспечение, устройства ввода-вывода.

Деление ЭВМ на поколения условное. Существует немало моделей, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим – к другому поколению.

Первое поколение ЭВМ (1945-1955 гг.)

ЭНИАК (США, 1946 г.)

Таблица «ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ»

I ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ

• Элементная база – электронно-вакуумные лампы (20000). Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов. Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду. Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя
• Элементная база – электронно-вакуумные лампы (20000). Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов. Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду. Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя
• Элементная база – электронно-вакуумные лампы (20000).
• Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.
• Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду.
• Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя

электронно-вакуумных ламп.

• электронно-вакуумных ламп.
• электронно-вакуумных ламп.

• Программирование – машинные коды (0;1). Оперативная память – до 2 Кбайт. Ввод и вывод данные с помощью перфокарт,
• Программирование – машинные коды (0;1). Оперативная память – до 2 Кбайт. Ввод и вывод данные с помощью перфокарт,
• Программирование – машинные коды (0;1).
• Оперативная память – до 2 Кбайт.
• Ввод и вывод данные с помощью перфокарт,

перфолент .

• перфолент .
• перфолент .

I поколение ЭВМ в СССР

С.А. Лебедев,

1902-1974 гг.

1951г. - МЭСМ

1952г. - БЭСМ

ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ

ЭВМ II ПОКОЛЕНИЯ

23 декабря 1947 года

Трое сотрудников исследовательской лаборатории Bell Telephone Laboratories

Джон Бардин , Уолтер Бремен и Уильям Шокли продемонстрировали свое изобретение, получившее название транзистор .

Второе поколение ЭВМ (1955-1965 гг.)

БЭСМ-6 (1 млн опер/сек, лучшая в мире машина)

II ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ

• Элементная база – транзисторы Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек Быстродействие – 100 тыс. операций в секунду. Программирование – алгоритмические языки (Алгол, Фортран, Бейсик). Оперативная память – 32 Кбайт. Недостаток – большие размеры, недоступность широкому кругу пользователей.
• Элементная база – транзисторы Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек Быстродействие – 100 тыс. операций в секунду. Программирование – алгоритмические языки (Алгол, Фортран, Бейсик). Оперативная память – 32 Кбайт. Недостаток – большие размеры, недоступность широкому кругу пользователей.
• Элементная база – транзисторы
• Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек
• Быстродействие – 100 тыс. операций в секунду.
• Программирование – алгоритмические языки (Алгол, Фортран, Бейсик).
• Оперативная память – 32 Кбайт.
• Недостаток – большие размеры, недоступность широкому кругу пользователей.

Консоль управления БЭМС-6

20

Третье поколение ЭВМ (1965-1975 гг.)

ЕС ЭВМ

процессор

Дисплейные станции

пульт управления

накопитель

принтер

21

III ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ

• Элементная база – интегральные схемы. Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек. Быстродействие – 1-10 млн. операций в секунду. Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы , новая специальность - системный программист. Программирование - Операционные системы ( MS DOS, Norton Commander) Оперативная память – 64 Кбайт. Появление дисплеев (терминалов), клавиатур
• Элементная база – интегральные схемы. Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек. Быстродействие – 1-10 млн. операций в секунду. Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы , новая специальность - системный программист. Программирование - Операционные системы ( MS DOS, Norton Commander) Оперативная память – 64 Кбайт. Появление дисплеев (терминалов), клавиатур
• Элементная база – интегральные схемы.
• Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
• Быстродействие – 1-10 млн. операций в секунду.
• Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы , новая специальность - системный программист.
• Программирование - Операционные системы ( MS DOS, Norton Commander)
• Оперативная память – 64 Кбайт.
• Появление дисплеев (терминалов), клавиатур

21

ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ

ЭВМ IV ПОКОЛЕНИЯ

1971 год

Фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор (МП) - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС. Автором микропроцессора Intel-4004 - многокристальной схемы, содержащей все основные компоненты центрального процессора, являлся Эдвард Хофф . 

Процессор 4004 был 4-битный и мог выполнять 60 тыс. операций в секунду.

21

Четвертое поколение ЭВМ (1975 - …)

Первая мышка, 1963 г.

Мини и микро ЭВМ

ПЭВМ ДВК

IV ПОКОЛЕНИЕ ЭВМ

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ

• Элементная база – большие (БИС) и супер большие интегральные схемы (СБИС). Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки. Быстродействие – более 100 млн. операций в секунду. Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ. Программирование – графические операционные системы ( Windows) .
• Элементная база – большие (БИС) и супер большие интегральные схемы (СБИС). Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки. Быстродействие – более 100 млн. операций в секунду. Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ. Программирование – графические операционные системы ( Windows) .
• Элементная база – большие (БИС) и супер большие интегральные схемы (СБИС).
• Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки.
• Быстродействие – более 100 млн. операций в секунду.
• Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
• Программирование – графические операционные системы ( Windows) .

Персональный компьютер (ПК)

1977 г.

19 82 г.

Apple II

IBM PC

Персональный компьютер (ПК)

Кодирование информации в ПК. Единицы измерения информации

Вся информация в ПК кодируется при помощи 0 и 1 .

Такое кодирование информации называется двоичным кодированием.

0 и 1 – это биты (минимальные единицы измерения информации)

Например : 01000001 – А , т. е. 8 бит = 1 байт

1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2 20 байт = 1024 Кбайт (приблизительно 1 млн. байт)

1 Гбайт = 2 30 байт = 1024 Мбайт (приблизительно 1 млрд. байт)

1 Тбайт = 2 40 байт = 1024 Гбайт (приблизительно 1 трлн. байт)