Реферати українською » Информатика, программирование » Історія розвитку обчислювальної техніки


Реферат Історія розвитку обчислювальної техніки

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Дніпропетровський ліцей інформаційних технологій

при Дніпропетровському національному університеті

РЕФЕРАТ

на задану тему:

«Історія розвитку обчислювальної техніки»

 

Виконала:

лицеистка ІІ-В-2 курсу

Обласова Марія

Перевірив:

Фомкин С.А.

Дніпропетровськ

2007


СОДЕРЖАНИЕ

1. Счетные устрою до появи ЕОМ.. 3

1.1 Домеханический період. 3

1.1.1. Рахунок пальцями. 3

1.1.2. Рахунок на каменях. 3

1.1.3. Рахунок на Абаке. 3

1.1.4. Палочки Непера. 4

1.1.5. Логарифмическая лінійка. 5

1.2. Механічний період. 6

1.2.1 .Машина Блеза Паскаля. 7

1.2.2. Машина Готфріда Лейбніца. 7

1.2.3. Перфокарты Жаккара. 8

1.2.4. Разностная машина Чарльза Бэббиджа. 8

1.2.5. Герман Холлерит. 10

1.2.6. Конрад Цузе. 10

1.2.7. Говард Айкен. 11

2. Электронно-вычислительный період. 12

2.1. Аналогові обчислювальні машини (АВМ) 12

2.2. Електронні обчислювальні машини (ЕОМ) 13

I покоління. 14

II покоління. 15

III покоління. 16

IV покоління. 17

V покоління. 18

2.3. Аналого-цифровые обчислювальні машини (АЦВМ) 18

3. хронологія. 18

4. Список літератури.. 24


1. Счетные устрою до появи ЕОМ

 

1.1 Домеханический період

 

1.1.1. Рахунок пальцями

Рахунок пальцями, безсумнівно, найдревніший і найпростіший спосіб обчислення. Виявлена в розкопках так звана "вестоницкая кістку" з карбами, залишена древньому людиною ще 30 тис. років до нашої ери, дозволяє історикам припустити, що тоді предки сучасної людини був знайомий із зачатками рахунки. В багатьох народів пальці рук залишаються інструментом рахунки і вищих щаблях розвитку. До цих народів належали і греки, зберігають рахунок пальцями як практичного кошти дуже довго.

1.1.2. Рахунок на каменях

Аби зробити процес рахунки зручнішим, первісний осіб розпочав використовувати замість пальців невеликі каміння. Він складав із каміння піраміду визначав, як у ній каменів, та коли кількість велике, то підрахувати кількість каменів на очей важко. Тому він став складати із каміння менші піраміди однакового розміру, а тому що у руках десять пальців, то піраміду становили саме десять каменів.

1.1.3. Рахунок на Абаке

За часів найдавніших культур людині доводилося виконувати завдання, пов'язані із власними торговими розрахунками, з обчисленням часу, з визначенням площі земельних ділянок та т.д. Зростання обсягів цих розрахунків наводили навіть до того що, що з однієї країни у іншу запрошувалися спеціально навчені люди, добре які володіли технікою арифметичного рахунки. Тому рано чи пізно мали з'явитися устрою, які полегшують виконання повсякденних розрахунків.

Так було в Стародавню Грецію й у у Стародавньому Римі було створено пристосування для рахунки, звані абак (від грецького слова abakion – “дощечка, покрита пилом”). Абак називають також римськими рахунками. Вычисления ними проводилися шляхом переміщення рахункових кісток і камінчиків (калькулей) в полосковых поглибленнях дощок з бронзи, каменю, слонової кості, кольорового скла. У своїй примітивною формі абак був дощечку (пізніше він прибрав вигляд дошки, розділеної на колонки перегородками). Тут проводилися лінії, які розділяли в колонки, а камінчики розкладалися у ці колонки з такого самого позиционному принципу, яким кладеться число на наші рахунки. Ці рахунки збереглися до епохи Відродження.

У країнах Стародавнього Сходу (Китай, Японія, Індокитай) існували китайські рахунки. В кожній нитки чи дроті у тих рахунках було по в п'ять і по дві кісточки. Рахунок здійснювався одиницями і п'ятірками.

У Росії її для арифметичних обчислень застосовувалися російські рахунки, які у 16 столітті, але де-не-де рахунки можна зустріти і сьогодні.

1.1.4. Палочки Непера

Першим пристроєм до виконання множення був набір дерев'яних брусків, відомі як палички Непера. Вони мусили винайдено шотландцем Джоном Непером (1550-1617гг.). Такою наборі з дерев'яних брусків розмістила таблиця множення. З іншого боку, Джон Непер винайшов логарифми.

1.1.5. Логарифмическая лінійка

Розвиток пристосувань для рахунки йшло у ногу досягнення математики. Невдовзі по відкриття логарифмів в 1623 р. була винайдено логарифмічна лінійка.

У 1654 р. Роберт Биссакар, а 1657 р. незалежно З. Патридж (Англія) розробили прямокутну логарифмічну лінійку - це лічильний інструмент спрощення обчислень, з допомогою якого операції над числами замінюються операціями над логарифмами цих чисел. Конструкція лінійки збереглась у основному донині.  

Логарифмической лінійки була призначена довге життя: від 17 століття по наш час. Вычисления з допомогою логарифмічною лінійки виробляються просто, швидко, але наближено. І, отже, вона готовий до точних, наприклад фінансових, розрахунків.

1.2. Механічний період

Ескіз механічного тринадцатиразрядного підсумовуючого пристрою з десятьма колесами розробили ще Леонардо так Вінчі (1452— 1519). За цією кресленням в наші дні фірма IBM з метою реклами побудувала працездатну машину.

Перша механічна лічильна машина було виготовлено 1623 р. професором математики Вільгельмом Шиккардом (1592—1636). У ньому були механизированы операції складання і вирахування, а множення і розподіл виконувалося із елементами механізації. Але машина Шиккарда невдовзі згорів під час пожежі. Тому біографія механічних обчислювальних пристроїв тягнеться з суммирующей машини, виготовленою у 1642 р. Блезом Паскалем.

У 1673 р. інший великий математик Готфрід Ляйбніц розробив рахункове пристрій, у якому вже можна було множити і ділити.

У 1880г. В.Т. Однер створює у Росії арифмометр з зубчаткой зі змінним кількістю зубців, а 1890 року налагоджує масовий випуск удосконалених арифмометрів, які у першої чверті 19-ого століття вони були основними математичними машинами, нашедшими застосування в весь світ. Їх модернізація "Фелікс" випускалася у СРСР до 1950-х років.

Думка з приводу створення автоматичної обчислювальної машини, яка б й без участі людини, уперше було висловлена англійським математиком Чарльзом Бэббиджем (1791—1864) на початку ХІХ ст. У 1820—1822 рр. він побудував машину, яка мала обраховувати таблиці значень багаточленів другого порядку.

1.2.1 .Машина Блеза Паскаля.

Вважається, що перший механічну машину, яка мала виконувати складання і віднімання, винайшов в 1646г. молодий 18-річний французький математик і фізик Блез Паскаль. Вона називається "паскалина".

Формою своєї машина нагадувала довгий скринька. Вона стала досить громіздка, мала кілька спеціальних рукояток, з яких здійснювалося управління, мала ряд маленьких коліс з зубами. Перше колесо вважало одиниці, друге - десятки, третє – сотні мільйонів і т.д. Сложение в машині Паскаля виробляється обертанням коліс вперед. Двигая їх, виконується віднімання.

1.2.2. Машина Готфріда Лейбніца

Таким кроком було винахід машини, яка мала виконувати множення і розподіл. Таку машину винайшов в 1671 р. німець Готфрід Ляйбніц. Хоч машина Лейбніца і було справляє враження "Паскалину", вона мала рухливу частина, й ручку, з допомогою якої було крутити спеціальне колесо чи циліндри, розташовані всередині апарату. Такий механізм дозволив прискорити повторювані операції складання, необхідних множення. Саме повторення теж здійснювалося автоматично.


1.2.3. Перфокарты Жаккара

Французький ткач і механік Жозеф Жаккар створив перший зразок машини, керованої введенням у неї інформацією. У 1802 р. він побудував машину, який процес виробництва тканин зі складною візерунком. При виготовленні такий тканини треба було підняти чи опустити кожну з низки ниток. Після цього ткацький верстат простягає між піднятими і пущеними нитками іншу нитку. Потім кожна гілка ниток опускається чи піднімається у порядку і верстат знову пропускає них нитку. Цей процес відбувається багаторазово повторюється до того часу, поки що не отримана потрібна довжина тканини з візерунком. Для завдання візерунка на тканини Жаккар використовував ряди отворів картами. Якщо застосовувалося десять ниток, то кожному ряду карти передбачалося місце для десяти отворів. Карта закріплювалася на верстаті у пристрої, що міг виявляти отвори на карті. Це пристрій з допомогою щупів перевіряло кожен ряд отворів на карті. Інформація на карті керувала верстатом.

 

1.2.4. Разностная машина Чарльза Бэббиджа

У 1822 р. англієць Чарльз Бэббидж побудував рахункове пристрій, яке назвав разностной машиною. У цю машину вводилася інформація картами. На виконання низки математичних операцій на машині застосовувалися цифрові колеса з зубами. Через десять років Бэббидж спроектував інше рахункове пристрій, значно більше досконале, яке назвав аналітичної машиною.

У першій половині ХІХ століття англійський математик Чарльз Бэббидж спробував побудувати універсальне обчислювальне пристрій - Аналитическую машину, яка б виконувати обчислення й без участі людини. І тому вони мали вміти виконувати програми, запроваджувані з допомогою перфокарт (карт з щільною папери з туристичною інформацією, наносимой з допомогою отворів, як і ткацьких верстатах), плюс “склад” для запам'ятовування даних, і проміжних результатів (у сучасній термінології - пам'ять). Бэббидж не зміг довести остаточно роботу - вона була дуже складним для технік на той час.

Друг Бэббиджа, графиня Ада Августа Лавлейс, показала, як і використовувати аналітичну машину машину до виконання низки конкретних обчислень. Чарльза Бэббиджа вважають винахідником комп'ютера, а Аду Лавлейс називають першим програмістом комп'ютера. Навіть одини з комп'ютерних мов був офіційно названий на честь графині – ADA.

У 1985 р. співробітники Музею науки у Лондоні вирішили з'ясувати нарешті, чи можливо насправді побудувати обчислювальну машину Бэббиджа. Після кілька років напруженої багатоденної роботи старання увінчалися. У листопаді 1991 р. незадовго до двохсотліття від народження знаменитого винахідника, разностная машина вперше справила серйозні обчислення.

Після смерті Бэббиджа помер його син, але які були він встиг побудувати кілька миникопий разностной машини Бэббиджа і розіслати їх за всьому світу, щоб увічнити цю машину. У 1995 року одне з тих копій було продано на лондонському аукціоні австралійському музею електрики у Сіднеї за 0,000.

1.2.5. Герман Холлерит

Наприкінці в XIX ст. було створено складніші механічні устрою. Найважливішим із них пристрій, розроблене американцем Германом Холлеритом. Винятковість його у цьому, що він уперше було спожито ідея перфокарт та економічні розрахунки велися з допомогою електричного струму. Це поєднання робило машину настільки працездатною, що вона отримала широке використання у свій час. Наприклад, при переписом населення США, проведеного 1890 р., Холлерит, з допомогою свої машини, зміг виконати протягом трьох років те, що вручну робилося протягом семирічного віку, причому значно більшим числом людей.

1.2.6. Конрад Цузе

Лише через 100 років машина Бэбиджа привернула увагу інженерів. Наприкінці 1930-х 20 століття німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ньому широко використовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, наведені на дію електричним струмом. У 1941 р. Конрад Цузе створив машину Z3, повністю керовану з допомогою програми.

1.2.7. Говард Айкен

Великий поштовх у розвитку обчислювальної техніки дала друга світова війна: американською військовою знадобився комп'ютер.

У 1944 р. американець Говард Айкен одному з підприємств фірми ІВМ побудував досить потужну на той час обчислювальну машину «Марк-1». У цьому машині до подання чисел використовувалися механічні елементи – лічильні колеса, а управління застосовувалися електромеханічні реле. Програма обробки даних вводилася з перфоленты. Розміри: 15 X 2,5 м., 750000 деталей. "Марк-1" міг перемножити два 23-ї розрядних числа за 4 з.


2. Электронно-вычислительный період

 

2.1. Аналогові обчислювальні машини (АВМ)

У АВМ все математичні величини видаються як безперервні значення будь-яких фізичних величин. головним чином, як машинної перемінної виступає напруга електричної ланцюга. Їх зміни за тими самими законам, як і зміни заданих функцій. У цих машинах використовується метод математичного моделювання (створюється модель досліджуваного об'єкта). Результати рішення виводяться як залежностей електричних напруг у функції часу на екран осцилографа чи фіксуються вимірювальними приладами. Основним призначенням АВМ є рішення лінійних і диференційованих рівнянь.

Переваги АВМ:

         висока швидкість вирішення завдань, порівнянна зі швидкістю проходження електричного сигналу;

         простота конструкції АВМ;

         легкість підготовки завдання до вирішення;

         наочність перебігу досліджуваних процесів, можливість зміни параметрів досліджуваних процесів під час самого дослідження.

Недоліки АВМ:

         мала точність отриманих результатів (до 10%);

         алгоритмічна обмеженість розв'язуваних завдань;

          ручний введення розв'язуваної завдання у машину;

         великий обсяг задіяного устаткування, зростаючий зі збільшенням складності завдання.


2.2. Електронні обчислювальні машини (ЕОМ)

На відміну від АВМ, в ЕОМ числа видаються як послідовності цифр. У середовищі сучасних ЕОМ числа видаються як кодів двійкових еквівалентів, тобто у вигляді комбінацій 1 і 0. У ЕОМ здійснюється принцип програмного управління. ЕОМ можна розділити на цифрові, електрифіковані і счётно-аналитические (перфораційні) обчислювальні машини.

ЕОМ поділяються великі ЕОМ, мини-ЭВМ і микро-ЭВМ. Вони вирізняються своєю архітектурою, технічними, експлуатаційними і габаритно-весовыми характеристиками, областями застосування.

Переваги ЕОМ:

         висока точність обчислень;

         універсальність;

         автоматичний введення інформації, необхідний виконання завдання;

         розмаїтість завдань, розв'язуваних ЕОМ;

         незалежність кількості устаткування від складності завдання.

Недоліки ЕОМ:

         складність підготовки завдання до вирішення (необхідність спеціальних знань методів вирішення завдань та програмування);

         недостатня наочність перебігу процесів, складність зміни параметрів цих процесів;

         складність структури ЕОМ, експлуатація і технічне обслуговування;

         вимога спеціальної апаратури під час роботи із елементами реальної апаратури.

Электронно-вычислительную техніку заведено поділяти на покоління. Зміна поколінь пов'язані зі зміною елементної бази ЕОМ, з прогресом електронної техніки. Це зумовлювало зростанню обчислювальної потужності ЕОМ, тобто. швидкодії і обсягу пам'яті, і навіть відбувалися зміни у архітектурі ЕОМ, розширювався коло завдань, розв'язуваних на ЕОМ, змінювався спосіб взаємодії між користувачем і комп'ютером. Можна виділити 4 основні покоління ЕОМ.

П Про До Про Л Є М І Я Еге У М

ХАРАКТЕРИСТИКИ I II III IV
Роки застосування 1946-1960 1960-1964 1964-1970 1970-1980
Основний елемент Ел. лампа Транзистор ІВ БІС
|Кількість ЕОМ у світі (прим.) Сотні Тисячі Десятки тисяч Мільйони
Розміри ЕОМ Великі Значно меншою від Мини-ЭВМ микроЭВМ
Быстродействие(усл) 1 10 1000 10000
Носій інформації Перфокарта, перфострічка Магнітна стрічка Диск Гнучкий диск

I покоління

У першій половині XX в. бурхливо розвивалася радіотехніка. Основним елементом радіоприймачів і радіопередавачів тоді були електронно-вакуумні лампи. Електронні лампи стали технічної підвалинами перших електронно-обчислювальних машин (ЕОМ).

Перша ЕОМ - універсальна машина на електронні лампи побудовано

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація