История развития компьютерной техники Муниципальное образовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №9 Реферат по информатике История развития компьютерной техники Работу подготовил: ученик 7 класса Морозов Алексей Проверил: учитель информатики Белов Ю.В. Тихвин,2022 История развития компьютерной техники Оглавление Оглавление Введение ..................................................... Ошибка! Закладка не определена. Начало эпохи ЭВМ .................................... Ошибка! Закладка не определена. История развития вычислительной техники ............Ошибка! Закладка не определена. Первое поколение ЭВМ............................ Ошибка! Закладка не определена. Второе поколение ЭВМ ............................ Ошибка! Закладка не определена. Третье поколение ЭВМ ............................ Ошибка! Закладка не определена. Четвертое поколение ЭВМ ...................... Ошибка! Закладка не определена. ........................................................................................................ Ошибка! Закладка не определена. С.A.Лебедев................................................. Ошибка! Закладка не определена. Список литературы .................................. Ошибка! Закладка не определена. Итоговая работа Введение Человеческое общество по мере своего развития овладевало не только веществом и энергией, но и информацией. С появлением и массовым распространение компьютеров человек получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности. С этого момента (середина XX века) начался переход от индустриального общества к обществу информационному, в котором главным ресурсом становится информация. Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых являются компьютеры. Рассмотрим основные вехи в истории их развития. Начало эпохи ЭВМ Первая ЭВМ ENIAC была создана в конце 1945 г. в США. История развития компьютерной техники Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были сформулированы в 1946 г. американским математиком Джоном фон Нейманом. Они получили название архитектуры фон Неймана. В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана – английская машина EDSAC. Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев. Серийное производство ЭВМ началось в 50-х годах XX века. Формула 1 (𝐴 = 𝐵) ⇔ (𝐵 = 𝐴) Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения, связанные со сменой элементной базы. Кроме того, машины разных поколений различаются логической архитектурой и программным обеспечением, быстродействием, оперативной памятью, способом ввода и вывода информации и т.д. 1 История в датах История развития вычислительной техники В VI-V вв. до н.э. появился, пожалуй, первый вычислительный прибор – «саламинская доска» по названию острова Саламин в Эгейском море, греки называли его абак. С помощью абака можно было совершать операции сложения и вычитания и несложные умножения. 1642 г. — французский математик Блез Паскаль сконструировал первую механическую счетную машину «Паскалина», которая могла механически выполнять сложение чисел. 1673 г. — Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Первая половина XIX в. — английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, то есть компьютер. Бэббидж называл его аналитической машиной. Он определил, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Компьютер по Бэббиджу — это механическое устройство, программы для которого задаются посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках). 1941 г. — немецкий инженер Конрад Цузе построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Таблица 1 Клавиша Стрелка вверх Стрелка вниз Enter Alt + home Комбинация клавиш для перемещения по таблице Результат нажатия Перемещение курсора на одну строку вверх Перемещение курсора на одну строку вниз Ввод нового абзаца в ячейке Перемещение курсора в первую ячейку текущей строки Термин «компьютер» и аббревиатура «ЭВМ», принятая в русскоязычной научной литературе, являются синонимами. («ЭВМ» как и компьютер - это электронная вычислительная машина). 1 История развития компьютерной техники Alt + End Alt + PgUp Alt + PgDn Перемещение курсора в последнюю ячейку текущей строки Перемещение курсора в первую ячейку текущего столбца Перемещение курсора в последнюю ячейку текущего столбца 1943 г. — в США на одном из предприятий фирмы IBM Говард Эйкен создал компьютер под названием «Марк-1». Он позволял проводить вычисления в сотни раз быстрее, чем вручную (с помощью арифмометра), и использовался для военных расчетов. В нем использовалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. «Марк-1» имел размеры: 15 * 2—5 м и содержал 750 000 деталей. Машина была способна перемножить два 32-разрядных числа за 4 с. 1943 г. — в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Проспера Экерта начала конструировать компьютер ENIAC на основе электронных ламп. 1945 г. — к работе над ENIAC был привлечен математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этом компьютере. В своем докладе фон Нейман сформулировал общие принципы функционирования компьютеров, т. е. универсальных вычислительных устройств. До сих пор подавляющее большинство компьютеров сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил Джон фон Нейман. 1947 г. — Д.П. Эккертом и Д.У. Моучли начата разработка первой электронной серийной машины UNIAC (Universal Automatic Computer). Первый образец машины (UNIAC-1) был построен для бюро переписи США и пущен в эксплуатацию весной 1951 г. Синхронная, последовательного действия вычислительная машина UNIAC1 была создана на базе ЭВМ ENIAC и EDVAC. Работала она с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп. Внутреннее запоминающее устройство емкостью 1000 12-разрядных десятичных чисел было выполнено на 100 ртутных линиях задержки. 1949 г. — английским исследователем Морсом Уилксом построен первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана. 1952 г. — фирма IBM выпустила свой первый промышленный электронный компьютер IBM 701, который представлял собой синхронную ЭВМ параллельного действия, содержащую 4000 электронных ламп и 12 000 диодов. Усовершенствованный вариант машины IBM 704 отличался высокой скоростью работы, в нем использовались индексные регистры и данные представлялись в форме с плавающей запятой. 1957 г. — группа под руководством Д. Бэкуса завершила работу над первым языком программирования высокого уровня, получившим название ФОРТРАН. Язык, реализованный впервые на ЭВМ IBM 704, способствовал расширению сферы применения компьютеров. 1960-е гг. — 2-е поколение ЭВМ, логические элементы ЭВМ реализовываются на базе полупроводниковых приборов-транзисторов, развиваются алгоритмические языки программирования, такие как Алгол, Паскаль и другие. 1970-е гг. — 3-е поколение ЭВМ, интегральные микросхемы, содержащие на одной полупроводниковой пластине тысячи транзисторов. Начали создаваться ОС, языки структурного программирования. 1974 г. — несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора Intel-8008 персонального компьютера — устройства, выполняющего те же функции, что и большой компьютер, но рассчитанного на одного пользователя. Август 1981 г. — компания IBM представила персональный компьютер IBM PC. В качестве основного микропроцессора компьютера использовался 16-разрядный микропроцессор Intel-8088, который позволял работать с 1 мегабайтом памяти. История развития компьютерной техники 1980-е гг. — 4-е поколение ЭВМ, построенное на больших интегральных схемах. Микропроцессоры реализовываются в виде единой микросхемы, Массовое производство персональных компьютеров. 1990-е гг. — 5-е поколение ЭВМ, сверхбольшие интегральные схемы. Процессоры содержат миллионы транзисторов. Появление глобальных компьютерных сетей массового пользования. 2000-е гг. — 6-е поколение ЭВМ. Интеграция ЭВМ и бытовой техники, встраиваемые компьютеры, развитие сетевых вычислений. История развития компьютерной техники Таблица 2 Величина Обозначение величины Единица Масса Грузоподъёмность m q Сила f Килограмм Грамм Миллиграмм Тонна. Обозначение единицы Кг. Г. Мг. Т. Работа a(m) Энергия e Мощность n Ньютон Килоньютон Меганьютон Джоуль Килоджоуль Мегаджоуль Ватт Киловатт Мегаватт Дж. КДж. МДж. Вт. КВт. МВт. Первое поколение ЭВМ Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду. Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд, поэтому программирование в те времена было доступно немногим. Второе поколение ЭВМ В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы (это История развития компьютерной техники связано с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации). Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием. Третье поколение ЭВМ Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах: на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см2 монтировались сложные электронные схемы. Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ). Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств — магнитные диски. Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ). В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. История развития компьютерной техники История развития компьютерной техники Четвертое поколение ЭВМ Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвертого поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже. Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой деятельности. Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс. Заключение Разработки в области вычислительной техники продолжаются. ЭВМ пятого поколения — это машины недалекого будущего. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. В них будет возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание». Машины пятого поколения — это реализованный искусственный интеллект. История развития компьютерной техники Сергей Алексеевич Лебедев Сергей Алексеевич Лебедев (1902—1903) — один из основоположников советской отрасли вычислительной техники Таблица 3 Рынок Конкуренты Собственная доля 1-й конкурент Прочие Итого. Доля рынка / ёмкость рынка Рынок А Рынок Б Рынок С Млн % Млн. % Млн. % .руб. руб. руб. 240 85 48 5 32 7 3 11 240 26 32 7 12 4 625 69 390 86 255 100 913 100 454 100 Сумма Млн. руб. 320 275 1027 1622 Родился в Нижнем Новгороде в семье учителя и литератора Алексея Ивановича Лебедева и учительницы из дворян Анастасии Петровны. В 1921 году Лебедев поступил учиться в МВТУ на электротехнический факультет, который закончил в 1928 году, став инженеромэлектриком. Результаты его дальнейших работ были использованы при эксплуатации отечественных электростанций и высоковольтных линий передач. В 1939 году Лебедев защитил докторскую диссертацию по теории искусственной устойчивости энергосистем. После выделения в 1930 году электротехнического факультета МВТУ в самостоятельный Московский энергетический институт стал преподавателем МЭИ. С 1936 году — профессор. В 45 лет С.А.Лебедев, будучи уже известным ученым в области электроэнергетики, переключается полностью на новое для него направление вычислительную технику. В Институте электротехники АН УССР он организовал первый в стране научный семинар, на базе которого была создана лаборатория по разработке ЭВМ, названной МЭСМ (Малая электронная счетная машина). Она стала первой ЭВМ, созданной в России. В начале 60-х годов создается первая ЭВМ из серии больших электронных счетных машин (БЭСМ) - БЭСМ-1. При создании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские разработки. Эта ЭВМ была тогда самой производительной машиной в Европе (8-10 тысяч операций в секунду) и одной из лучших в мире. Под руководством С.А.Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые ЭВМ - БЭСМ-2 и М-20. В 60-х годах были созданы полупроводниковые варианты М-20: БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М-220 и М-222. При проектировании БЭСМ-6 впервые был применен метод предварительного имитационного моделирования работы операционной системы будущей ЭВМ, что позволило найти ряд решений по организации вычислительного процесса, которые обеспечили невиданное в истории вычислительной техники долголетие БЭСМ-6. Кроме фундаментальных разработок, С.А.Лебедев выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов. История развития компьютерной техники Первым шагом в международном признании заслуг Сергея Алексеевича в области информатики явилось присуждение ему в 1996 году медаль «Computer Pioneer Award» за выдающиеся новаторские работы в области создания вычислительной техник В начале 1970-х годов по состоянию здоровья уже не мог руководить ИТМиВТ, и в 1973 году в связи с тяжёлой болезнью ушёл с поста директора, продолжив работать дома, участвуя в проработке принципиальных положений суперкомпьютера «Эльбрус». Умер 3 июля 1974 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище. История развития компьютерной техники Характеристики поколений ЭВМ Поколения ЭВМ Характеристик и Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Годы применения 1946-1960 1960-1964 1964-1970 1970-1990 Электронные Транзистор Интегральная лампы ы система Значительн Миникомпьютер Микрокомпьютер о меньшие ы ы Сотни Тысячи Сотни тысяч 1(условно) 10 1000 100000 2 Кбайт 2–32 Кбайт 64 Кбайт 1-64 Кбайт ЕС-1030, БЕСМ- ШВМ-386, 6 Корвет, УКНЦ Диск Гибкий диск Элементная база Очень большие Размеры (ENIAC, EDSAC) Количество ЭВМ в мире Быстродействие Большая интегральная система Десятки миллионов Объем оперативной памяти UNIVAC, Типичные модели МЭСМ, БЭСМ, «Традис» СТРЕЛА Носитель Перфорированн Магнитный информации ая лента диск История развития компьютерной техники Список литературы и Интернет-ресурсов 1) Поколения ЭВМ: элементная база. История поколений (SYL) https://www.syl.ru/article/192549/new_pokoleniya-evm-elementnaya-baza-istoriya-pokoleniyevm 2) История вычислительной техники (Википедия) - https://ru.wikipedia.org/wiki/ 2) Второе поколение ЭВМ (HIT) - http://all-ht.ru/inf/history/p_4_0.html История развития компьютерной техники Список иллюстраций Список формул Список таблиц
