История развития вычислительной техники

Правила по технике безопасности:

1. Ходить в кабинете нужно спокойно, не бегать;

2. Включение и выключение ПК производить только с разрешения учителя;

3. Нельзя трогать вилки, провода, розетки;

4. Нельзя работать за ПК во влажной одежде или с мокрыми руками;

5. Нельзя трогать руками экран монитора;

6. Нельзя класть свои принадлежности на средства ПК;

7. Нельзя подходить к разобранным средствам ПК;

8. Если вы, работая за ПК, почувствовали запах гари, услышали непонятные звуки или стали возникать сбои при работе нужно немедленно прекратить работу и немедленно сообщить учителю.

История развития вычислительной техники

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки, узелки и т.д.

Одним из первых устройств, облегчающих вычисления можно считать приспособление абак, изобретенное в 5 веке до н. э. (от греческого «абакс» — доска). Абак служил не столько для облегчения собственно вычислений, сколько для запоминания промежуточных результатов.

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Эта машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и приводов. Когда первое колесико делало полный оборот от 0 до 9, в действие автоматически приводилось второе колесико. Когда и оно достигало цифры 9, начинало вращаться третье и так далее.

В 1673 г. Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. В отличие от Паскаля Лейбниц использовал в своей машине не колесики и приводы, а цилиндры с нанесенными на них цифрами. Специально для нее Лейбниц впервые применил двоичную систему счисления, использующую вместо обычных для человека десяти цифр две: 0 и 1. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия — счетчик — человек, работающий с арифмометром

В конце 19 века в США всвязи с переписью населения возникает необходимость учета и обобщения огромного количества данных о населении страны. Поэтому в 1888 году американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину-Табулятор. Табулятор в несколько раз превосходил арифмометр по скорости вычислений и имел память на перфокартах – картонных картах, на которых пробивались (перфорировались) специальные отверстия. Определенная система отверстий изображала число или операцию. Табуляторы нашли широкое применение и явились предшественниками вычислительный машин нашего времени.

Однако идеи, положенные в основу принципа действия современных ЭВМ были сформулированы Ч.Беббиджем.

В 30 г. 19 в. английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство — Аналитическую машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт, и иметь «склад»(память) для запоминания данных и промежуточных результатов. Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени.

Вычисления производились Аналитической машиной в соответствии с инструкциями (программами), которые раз­работала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Байро­на). Графиню Лавлейс считают первым программистом и в ее честь назван язык программирования АДА.

Воплотить идеи Бэббиджа в жизнь смог в 1943 г. американец Говард Эйкен. На основе электромеханических реле он смог построить на одном из предприятий фирмы IBM такую машину и назвал её «Марк-1».

I поколение ЭВМ

В 1945 году великий математик-универсал Джон фон Нейман (1903-1957 его звали было Янош, он родился в Будапеште, в 1927 — 1929 годах работал в Германии, с 1930 года переселился в США) первым предложил хранить команды для вычислительной машины (на современном языке — программы) в ее запоминающем устройстве и в цифровом виде.

В 1946 г. группой специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США была создана первая ЭВМ на основе электронных ламп и назвали её ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer — электрон­ный числовой интегратор и калькулятор). ENIAC работала в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. Размером она была с двухэтажный дом и весила 30 тонн. Содержала около нескольких миллионов электронных ламп, каждая из которых выходила из строя в среднем каждые 12 минут. Поэтому для ее обслуживания требовалось много специалистов. Для задания ее программы приходилось в течении нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Поэтому чтобы работать на этой машине люди по 8-10 лет учились. Таких специалистов было единицы в мире и они были очень дорогими. Стоимость такой машины достигала 1 миллиона долларов, поэтому позволить их себе могли лишь крупные корпорации.

В нашей стране первая ЭВМ была разработана в 1951 г. Под руководством академика Лебедева «МЭСМ-1»(Малая Электронная Счетная Ма­шина) (рис. 1.7).

II поколение ЭВМ

Первый шаг к уменьшению размеров компьютеров стал возможен с изобретением в 1948 г. транзисторов – миниатюрных электронных приборов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы (Один транзистор заменяет 40 электронных ламп, кроме того они гораздо надежнее и долговечнее электронных ламп).

В середине 50-х г. были найдены очень дешевые способы производства транзисторов, и во второй половине 50-х годов появились компьютеры, основанные на транзисторах. К середине 60-х годов появились и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP—8 размером с холодильник и стоимостью 20 тыс. дол.

В 1957 году американской фирмой NCR создан первый компьютер на транзисторах.

В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (Быстродействую­щая Электронная Счетная Машина 6) могла выполнять 1 миллион операций в секунду.

Работа программистов по разработке программ существен­но упростилась, так как стала проводиться при помощи языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и другие).

III поколение ЭВМ

В 1958 г. Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов.

В 1959 г. Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел более совершенный метод, позволивший создать на одной пластине и транзисторы и все необходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами или чипами.

В 1968 г. фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать интеграль­ные схемы памяти.

IV поколение ЭВМ

В 1970 г Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel—4004, который был выпущен в про­дажу в конце 1970 г. В 1973 г. фирма Intel выпустила 8-битовый процессор Intel-8008, а в 1974 г. — его усовершенствованную версию Intel-8080, которая до конца 70-х годов стала стандартом микрокомпьютерной индустрии.

В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый компьютер Альтаир-8800, построенный на основе микропроцессора Intel— 8080.

В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Все это приводит к тому, что компьютеры становятся персональными, т.е. практически каждый пользователь при желании может работать на компьютере.

Первый персональный компью­тер Apple II («дедушка» современных компьютеров Macintosh) был создан в 1977 году.

В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персо­нальных компьютеров IBM PC («де­душки» современных IBM-совмести­мых компьютеров).

В 1995 - первая полномасштабная тридцатидвухразрядная операционная система семейства Windows, не требующая предварительной установки MS-DOS — Windows 95 в короткое время стала самой популярной компьютерной операционной системой.

Почти одновременно по крайней мере двум компаниям (Intel и Motorola) удалось решить задачу по преодолению нового рубежа в технологии микросхем: изготовлена кремниевая пластина площадью 300 кв. мм с минимальным линейным размером элемента, равным 0,13 мк. В октябре 2001 года компания Intel сообщила, что ею разработана новая технология изготовления корпусов микросхем. Благодаря ей в могут быть созданы процессоры, содержащие более миллиарда транзисторов и работающие на тактовых частотах около 20 ГГц. Технология, получившая название BBUL (от Bumpless Build-Up Layer), позволит повысить скорость работы процессора, снизить его энергопотребление и уменьшить его размеры. По новой технологии корпус «выращивается» вокруг процессора. Традиционно в полупроводниковой промышленности кристалл процессора изготавливают отдельно и лишь затем закрепляют в корпусе.