навчальний сайт - Історія обчислювальної техніки
Середа, 07.12.2016, 11:37

Вітаю Вас Гість | RSS
Вивчаємо інформатику
Електронний підручник з інформатики для 9 класу
Проект учнів СЗШ № 8 м. Хмельницького
ГоловнаРеєстраціяВхід

Меню сайту

Форма входу

Що таке комп'ютер                                                          Персональні комп'ютери

Історія обчислювальної техніки

Перш ніж досягти сучасного рівня, обчислювальна техніка пройшла тривалий шлях розвитку. Загалом усю її історію можна поділити на три етапи — домеханічний, механічний та електронно-обчислювальний.

Домеханічний період розпочався дуже давно, щойно люди навчилися рахувати на пальцях. Якщо предметів, які потрібно порахувати, було багато, замість пальців використовували невеличкі камінці. З них складали пірамідки, зазвичай із 10 камінців (за кількістю пальців на руці). Наступний крок — створення переносного обчислювального інструмента, схожого на сучасну рахівницю, — абака 

   

Перший переносний обчислювальний інструмент абак появився у Вавілоні близько 3000року до н.е. Древньогрецький абак (дошка або "саламінська дошка" по імені острова Саламін в Егейському морі) представляв собою посипану морським піском дощечку. На піску проходили бороздки, на яких камінчиками позначалися числа. Одна бороздка відповідала одиницям, друга - десяткам і т.д. Якщо в якійсь борозді при рахунку набиралося більше 10 камінчиків, їх знімали і добавляли один камінчик в наступному розряді. Римляни удосконалили абак, перейшовши від дерев’яних досок, піску і камінчиків до мраморних дошок з виточеними жолобками і мраморними кульками.

   

В Китаї рахівниця суан-пан складалася із дерев’ної рамки, разділеної на верхні та нижні секції. Палочки відповідають колонкам, а бусинки числам. У китайців в основі підрахунків була не десятка, а п’ятірка. Вона разділена на дві частини: в нижній частині на кожному ряду розміщалося по 5 кісточок, в верхній частині - по дві. Таким чином, для того щоб виставити на цій рахівниці число 6, ставили спочатку кісточку, що відповідала п’ятірці, і потім доповнювали одну в розряд одиниць. В Японии цей же пристрій для підрахунків носив назву серобян.

В Росії довгий час рахували кісточками, щорозкладувалися в кучки. Приблизно з XV століття став поширюватися "дощатий рахунок", завезений, очевидно, західними купцями разом з різним товаром і текстилем. "Дощатий рахунок" майже не відрізнявся від звичайної рахівниці і являв собою рамку з закріпленими горизонтальними мотузками, на яких були нанизані просвердлені сливові або вишневі кісточки.  

Перший у свiтi ескiзний малюнок тринадцятирозрядного десяткового пiдсумовуючого пристрою на основi колiс iз десятьма зубцями належить Леонардо да Вiнчi (1452-1519). Вiн був зроблений в одному iз його щоденникiв (учений почав вести щоденник ще до вiдкриття Америки в 1492 р.).  

 

В 1969 году по кресленням Леонардо да Вінчі американська фірма IBM по виробництву комп’ютерів з метою реклами побудувала робочу машину.

Першим реально здiйсненим i ставшим вiдомим механiчним цифровим обчислювальним пристроєм стала "паскалiна" великого французького вченого Блеза Паскаля (1623-1662) - 6-ти (або 8-ми) розрядний пристрiй на зубчатих колесах, розрахований на пiдсумовування та вiднiмання десяткових чисел (1642 р.).

   

Через 30 рокiв пiсля "паскалiни" у 1673 р. з'явився "арифметичний прилад" Готфрiда Вiльгельма Лейбнiца (1646-1716) - дванадцятирозрядний десятковий пристрiй для виконання арифметичних операцiй, включаючи множення i дiлення, для чого, на додаток до зубчатих колiс використовувався схiдчастий валик. "Моя машина дає можливiсть чинити множення i дiлення над величезними числами миттєво" - iз гордiстю писав Лейбнiц своєму другу.

 

Принципове значення для подальшого розвитку цифрової обчислювальної технiки має винахід - "програмне" за допомогою перфокарт керування ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакардом (1752-1834)

    Технологiя обчислень при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Пронi (1755-1838), котрий розподiлив числовi обчислення на три етапи: розробка чисельного методу обчислень, який зводив рiшення задачi до послiдовностi арифметичних операцiй, складання програми послiдовностi арифметичних дiй, проведення власне обчислень шляхом арифметичних операцiй над числами вiдповiдно до складеної програми.

Чарльз Беббiдж (1791-1881) здiйснив якiсно новий крок у розвитку засобiв цифрової обчислювальної технiки - перехiд вiд ручного до автоматичного виконання обчислень по складенiй програмi. Ним був розроблений проект Аналiтичної машини - механiчної унiверсальної цифрової обчислювальної машини з програмним керуванням (1830-1846 рр.). Машина включала п'ять пристроїв (як i першi ЕОМ, що з'явилися 100 рокiв по тому): арифметичний (АП), що запам'ятовує (ЗП), керування, вводу, виводу. АП будувалося на основi зубчатих колiс, на них же пропонувалося реалiзувати ЗП (на 1000 50-розрядних чисел!). Для вводу даних i програми використовувалися перфокарти. Гадана швидкiсть обчислень - додавання i вiднiмання за 1 сек, множення i дiлення - за 1 хв. Крiм арифметичних операцiй була команда умовного переходу. Програми для розв'язання задач на машинi Беббiджа, а також опис принципiв її роботи були складенi Адою Августою Лавлейс - дочкою Байрона (1816-1852). Були створенi окремi вузли машини. Всю машину через її громiздкiсть створити не вдалося. Тiльки зубчатих колiс для неї знадобилося б понад 50000. Змусити таку машину працювати можна було тiльки за допомогою парової машини, що i намiчав Беббiдж.

 

Цiкаво зазначити, що у 1870 р. (за рiк до смертi Беббiджа) англiйський математик Джевонс сконструював (мабуть, першу у свiтi) "логiчну машину", що дозволяла механiзувати найпростiшi логiчнi висновки. В Росiї про роботу Джевонса стало вiдомо в 1893 р., коли професор унiверситету в Одесi I.Слешинський опублiкував статтю "Логiчна машина Джевонса" ("Вiсник дослiдної фiзики та елементарної математики", 1893 , р.7). "Будiвельниками" логiчних машин у дореволюцiйнiй Росiї стали Павло Дмитрович Хрущов (1849-1909) i Олександр Миколайович Щукарєв (1884-1936), якi працювали в навчальних закладах України. Першим вiдтворив машину Джевонса професор П.Д.Хрущов. Примiрник машини, створений ним в Одесi, одержав "у спадщину" професор Харкiвського технологiчного iнституту Щукарьов, де вiн працював починаючи з 1911 р. Вiн сконструював машину наново, привнесши в неї цiлий ряд удосконалень i неодноразово виступав iз лекцiями про машину i про її можливi практичнi застосування.

 

Логарифмічна лінійка — аналоговий обчислювальний пристрій, що дозволяє виконувати кілька математичних операцій, включаючи множення і ділення чисел, піднесення до степеня (частіше всього до квадрату і кубу) та обчислення квадратних і кубічних коренів, обчислення логарифма, тригонометричних функцій та інші операції. Принцип дії логарифмічної лінійки заснований на тому, що множення і ділення чисел замінюється відповідно додаванням і відніманням їх логарифмів. Перший варіант лінійки розробив англійський математик-аматор Вільям Отред у 1622 році. Логарифмічна лінійка цікавий винахід, широко використовувалась до винайдення калькуляторів. Вона, судячи по назві, може вираховувати логарифми, а ще множити/ділити, додавати та віднімати. Знаходити синуси і косинуси та ще багато іншого.


Зовнішній вигляд лінійки:

Виготовлено лінійку у 1978 році

1936 р. Англiйський математик А.Тьюрiнг та (незалежно вiд нього) американський математик i логiк Е.Пост (народився в Польщi) висунули i розробили концепцiю абстрактної обчислювальної машини. "Машина Тьюрiнга" - гiпотетичний унiверсальний перетворювач дискретної iнформацiї, теоретична обчислювальна система. Тьюрiнг i Пост показали принципову можливiсть розв'язування автоматами будь-якої проблеми за умови можливостi її алгоритмiзацiї з урахуванням операцiй, що виконують автомати.

  

Джон фон Нейман один із видатних вчених ХХ століття, який працював в областях математики, фізики, хімії, астрономії, біології, економіки. Сформулював основні принципи будови ЕОМ. Ідея фон Неймана про створення надійної машини із ненадійних елементів стала принципом створення електронних обчислювальних машин і мереж.

Лише через сто років, у 1940-х роках, було створено програмовану обчислювальну машину на основі електромеханічних реле. Але серійно її не випускали, оскільки невдовзі з'явилися електронно-обчислювальні машини (ЕОМ) на основі радіоламп.  

Першу ЕОМ «Еніак» було створено у США 1946 року. До групи її розробників входив видатний вчений XX століття Джон фон Нейман, який сформулював основні принципи будови ЕОМ. У той час над проектами ЕОМ працювали також у Великій Британії та СРСР.

Внесок вітчизняних вчених у розвиток ЕОМ

Україна має повне право пишатися вітчизняними вченими, які працювали в галузі обчислювальної техніки. Так, першу ЕОМ у континентальній Європі та СРСР було створено 1951 року в Києві на базі Інституту електротехніки під керівництвом видатного вченого академіка Сергія Олексійовича Лебедева (1902-1974).  

 

 

Сергій Олексійович Лебедев  

 

 

У Києві працював також академік Віктор Михайлович Глушков (1923-1983, під керівництвом якого розроблено й створено такі машини, як «Дніпро», «Промінь», «МІР», «Іскра», «Київ», «Рось», «Київ-67», «Київ-70» та ін.

За ініціативи В. М. Глушкова було розпочато спорудження спеціалізованого заводу (пізніше відомого як ВО «Електронмаш»), де здійснювався серійний випуск ЕОМ «Дніпро». Цю машину, яка гідно конкурувала з кращими американськими аналогами, понад десять років використовували у виробництві. 

Про більшість розробок за ідеями В. М. Глушкова можна сказати, що вони виконані вперше. Серед них — дистанційне комп'ютерне керування конвертерним цехом металургійного заводу та хімічним виробництвом, оптимальне розкроювання сталевих листів на суднобудівельних верфях, автоматизоване управління цілими промисловими підприємствами. Вікторові Михайловичу належить ідея однократного введення даних в системи обробки інформації. На цій ідеї ґрунтується метод безпаперової технології, завдяки застосуванню якого зникає потреба готувати цілі потоки документів вручну.

Завдяки своєму багатогранному таланту В.М. Глушков отримав блискучі наукові результати світового значення в математиці, кібернетиці, обчислювальній техніці та програмуванні, створив у цих галузях науки власні школи.

За розробку теорії цифрових автоматів, створення багатопроцесорних макроконвеєрних супер-ЕОМ і заснування Інституту кібернетики АН України міжнародна організація IEEE Computer Society 1998 року посмертно нагородила В. М. Глушкова медаллю «Computer Pioneer».

Перші програми для першої ЕОМ, побудованої під керівництвом С. О. Лебедева, розробила вчений-кібернетик Катерина Логвинівна Ющенко (1919-2001), яку називають українською Адою Лавлейс. За сорок років роботи в Інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова нею було створено широковідому в Україні та за кордоном наукову школу теоретичного програмування.

Покоління ЕОМ

Електронно-обчислювальна техніка за час своєї короткої історії пройшла великий шлях еволюції. Змінювались її конструкція та елементна база — замість ламп почали використовувати транзистори, а потім мікросхеми. З'являлися нові сфери застосування комп'ютерів, вдосконалювався спо¬сіб їх взаємодії з користувачем. Відповідно до етапів цієї еволюції ЕОМ умовно поділяють на покоління.

Перша на Євразійському континенті електронна обчислювальна машина.

Створена в Інституті електротехніки Академії наук України під керівництвом академіка Сергія Олексійовича Лебедєва. Реалізована на 3500 тріодах і 2500 діодах, займала приміщення 60 м2, споживала з електромережі 25 кВт. У 1952-1953 роках "МЭСМ" була найбільш швидкодіючою (3 тис. операцій у хвилину) і практично єдиною в Європі машиною, що знаходилась у постійній експлуатації.  

 

Перше покоління (1946—1957). Машини створювалися на основі вакуумних електронних ламп; керувати ними можна було з пульта і за допомогою перфокарт (картонних карток з отворами, що кодували біти даних). Параметри першої такої машини: загальна маса — 30 тонн, кількість електронних ламп — 18 тисяч, споживана потужність — 150 кВт (потужність, якої було достатньо для підтримки роботи невеликого заводу).

Перша мiнi ЕОМ в Українi "УПО-1" (пристрiй первинної обробки даних у вимiрювальних системах). Розроблювачi: Iнститут кiбернетики АН України та Житомирський завод "Измеритель". Керiвник робiт Б.М.Малиновський. Виконавцi: В.С.Каленчук, П.М.Сиваченко, спiвробiтники Житомирського заводу "Измеритель". 1972 р.

 

Перше покоління (1945 р. – середина 50-х років) – це машини з швидкодією 10 – 20 тис. операцій в секунду (ІВМ, "БЭСМ-1,-2", "Мінськ - 1, -12", М – 20, "Урал – 2, - 4"). Характерні риси ЕОМ першого покоління: громізкість; велике споживання енергії; низька швидкодія; елементна база – електронні лампи; розділення пам’яті машини на швидкодіючу оперативну обмеженого обсягу на магнітних осередях та повільнодіючу неоперативну значно більшого обсягу на магнітних барабанах; уведення даних із перфострічок та перфокарт.

Перший комп’ютер був завдовжки з чотири автобуса і звався «Колосс». Його збудовано в Англії й почав роботу він у 1943 році. У той час про нього знали дуже мало людей, бо одне з його найперших завдань полягало у розшифруванні секретних кодів під час війни.

Першим кроком до зменшення розмірів ЕОМ став винахід транзисторів – мініатюрних пристроїв, що замінили електронні лампи. Транзистори виготовлялися кожен окремо, і, збираючи, їх треба було об`єднати і запаяти. У 1958 році Джек Кілбі придумав, як на одній пластині напівпровідника отримати декілька транзисторів. У 1959 році Роберт Нойс (майбутній засновник фірми Інтел) винайшов більш досконалий метод, який дозволяв не тільки розмістити на одній пластині потрібні транзистори, але й відповідно їх об`єднати. Ці електронні схеми отримали назву інтегральних схем, або чіпів.

Друге покоління (1958—1963). Ці обчислювальні машини з'явилися у 1960-х роках (рис. 3.4). їх елементи було побудовано на основі напівпровідникових транзисторів. Дані та програми у машини вводили за допомогою перфокарт і перфострічок (паперових стрічрк з отворами).

Третє покоління (1964—1970). Електронно-обчислювальні машини цього покоління виготовляли з використанням інтегральних мікросхем. Це пристрої, що  складаються з десятків або тисяч електронних елементів, розміщених на маленькій (1x1 см) пластині. Керували роботою таких машин за допомогою алфавітно-цифрових терміналів. Дані та програми вводили з термінала або з використанням перфокарт і перфострічок.

Комп’ютери третього покоління (середина 60-х – початок 70-х років ХХ століття) працювали зі швидкодією в декілька мільйонів операцій за секунду. Це досягалося застосуванням у них інтегральних схем. У складі цих ЕОМ з’явилися пристрої (вони отримали назву каналів), які забезпечували обмін даними між оперативною пам’яттю та іншими блоками ЕОМ. Представниками цих ЕОМ були комп’ютери типу ІВМ – 360 та ЄС "Ряд – 1".  

Четверте покоління (з 1971). Машини створюються на основі великих інтегральних схем (щільність електронних елементів — десятки тисяч на кубічний сантиметр). Зв'язок із користувачем здійснюється за допомогою кольорового графічного монітора. Найяскравіші представники цього покоління ЕОМ — персональні комп'ютери (ПК). Один із перших серійних ПК було створено 1981 року в компанії IBM. Він отримав назву IBM PC  

У 1970 році фірма Інтел почала продавати інтегральні схеми пам`яті. У цьому ж році була сконструйована інтегральна схема, аналогічна за своїми функціями центральному процесорові великої ЕОМ, яку назвали мікропроцесором. Перший комп’ютер ІВМ РС був запропонований користувачам у 1981 році. Він вигідно відрізнявся від усіх попередників тим, що будувався за принципом відкритої архітектури. Тобто фірма зробила його не єдиною системою, як раніше, а забезпечила можливість його збирання аналогічно до дитячого конструктора. Одначе, саме це досягнення й не дало можливості фірмі ІВМ користуватися результатами власного успіху. Фірма ІВМ розраховувала, що відкритість архітектури дозволить незалежним виробникам розробляти різні додаткові пристрої, завдяки чому зросте популярність комп`ютера. Але відразу ж з’явилося багато виробників більш дешевших комплектуючих, повністю аналогічних тим, які застосовувалися в комп’ютері IBM PC. Найбільше виграли користувачі, отримавши можливість збирати комп’ютер на свій розсуд, не обмежуючись досягненнями будь-якої однієї фірми.

   
  П'яте покоління (зараз та в майбутньому). ЕОМ цього покоління створено на основі надвеликих інтегральних схем, які характеризуються величезною щільністю розміщення елементів на кристалі. Наразі ми перебуваємо на порозі революції в комп'ютерній техніці, яку спричинила поява нових, квантових, комп'ютерів. Вони базуються на зовсім інших фізичних засадах, ніж усі сучасні комп'ютери, і дають змогу за лічені хвилини розв'язати задачі, які за допомогою сучасної обчислювальної техніки потрібно було б розв'язувати мільйони років. Теоретичну модель квантового комп'ютера було запропоновано в середині 1990-х років, а у 2008 році розроблено перший діючий зразок квантового процесора.  Тоді компанія IBM не надавала великого значення персональним комп'ютерам, а відтак використала в IBM PC багато «чужих» елементів (зокрема, процесор фірми Intel) і не запатентувала низку власних технологій та компонентів. Це дало змогу іншим фірмам, застосовуючи опубліковані специфікації, створювати клони, які називають IBM PC-сумісними комп'ютерами.  В ЕОМ четвертого покоління (70-і – початок 80-х років ХХ століття) за рахунок використання великих інтегральних схем швидкодія досягла десятків мільйонів операцій за секунду. Ці ЕОМ мали в своєму складі декілька центральних процесорів, а це забезпечувало одночасне розв'язання декількох завдань (власне, такі ЕОМ уже належали до обчислювальних систем). Представниками цих ЕОМ були комп`ютери типу ІВМ-370 та ЄС "Ряд – 2, - 3".  
пр
Календар
«  Грудень 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Наше опитування
Оцініть мій сайт
Всього відповідей: 3040

Міні-чат

Друзі сайту
CЗОШ І-ІІІ ступенів №8 м.Хмельницького (офіційний сайт) Кликніть тут

Сайт початкової школи СЗОШ №8 Кликніть тут  

Проект учнів школи Інтерактивна книга "Українські народні казки". Кликніть тут


Сайт нашої першої вчительки, вчителя початкової школи Атаманюк Н.В. Кликніть тут  

Сайти нашого вчителя інформатики та математики Кравчук Г.Т.. Сайт-портфоліо чи Профільна інформатика

Проект учнів профільного класу. Тематичні блоги "Мій рідний край - Хмельницький"

 Каталог - Сайти шкіл та освітніх закладів

Статистика

Онлайн всього: 7
Гостей: 7
Користувачів: 0

Пошук


Copyright MyCorp © 2016Безкоштовний конструктор сайтів - uCoz