Тема: « История развития компьютерной техники»

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 1 г. Шебекино Белгородской обл.» Реферат Тема: « История развития компьютерной техники». Автор: ученик 11-б класса Сериков Сергей. Руководитель-консультант: Город Шебекино 2006 год.

Содержание.

1.Введение…………………………………………………………………. 3

2. Предпосылки возникновения вычислительной техники…………….. 4

3. Счетно-решающие средства до появления ЭВМ…………………….. 5

4. Поколения ЭВМ………………………………………………………... 11

а) принципы Джона фон Неймана……………………………….... 11

б) общая характеристика поколений ЭВМ………………………... 12

в) первое поколение ЭВМ………………………………………….. 15

г) второе поколение ЭВМ…………………………………………... 17

д) третье поколение ЭВМ…………………………………………... 19

е) четвёртое поколение ЭВМ……………………………………….. 21

ж) пятое поколение ЭВМ…………………………………………… 23

5. Перспективы развития компьютерных систем……………………….. 24

6. Словарь используемых терминов……………………………………… 25

7. Используемые источники………………………………………………. 26

Введение.

Почему меня заинтересовала эта тема?

Выбирая специальность, каждый выпускник школы пытается заглянуть в будущее, очертить возможные перспективы приложения своей энергии, знаний, оценить наличие объективных условий для достижения достойного положения в обществе после завершения обучения в ВУЗе.

Сейчас в стране ощущается острый дефицит специалистов, владеющих информационными технологиями. Это связанно с высокими темпами компьютеризации всех сторон жизни и созидательной деятельности нашего общества. Указанный дефицит будет сохраняться еще долго, так как наша страна стоит еще только на пороге компьютеризации промышленных предприятий и организаций.

Поэтому я выбрал для дальнейшего своего образования факультет автоматизации производств и информационных технологий (АПиИТ) Белгородского государственного технологического университета имени . Он готовит специалистов в области компьютерных технологий в управлении техническими системами и автоматизированной обработки информационных потоков в производственных, электроэнергетических, организационных, банковских и других структурах.

Чтобы быть современным человеком и хорошо ориентироваться в бесконечном компьютерном мире, я уверен, что прежде всего мне нужно знать историю развития компьютерной техники от греческого абака до нейрокомпьютера. Это пригодится и для моей будущей специальности – информационные системы и технологии.

Предпосылки возникновения

вычислительной техники.

История вычислений уходит своими корнями в глубь веков так же, как и история развития человечества. Накопление запасов, делёж добычи, обмен - все эти действия связаны с вычислениями. Для подсчётов люди использовали собственные пальцы, камешки, палочки, узелки и прочее.

Потребность в поиске решений все более и более сложных задач и, как следствие, все более сложных и длительных вычислений, поставила человека перед необходимостью находить способы, изобретать приспособления, которые смогли бы ему в этом помочь. Исторически сложилось так, что в разных странах возникли собственные денежные единицы, меры веса, длины, объемов, расстояния. Для перевода из одной системы измерений в другую требовались вычисления, которые чаще всего могли производить лишь специально обученные люди, постигшие логику математических действий. Их нередко приглашали даже из других стран. И совершенно естественно возникла потребность в изобретении устройств, помогающих счету. Так постепенно стали появляться механические помощники. До наших дней дошли свидетельства о многих таких изобретениях, навсегда вошедших в историю техники.

Счетно-решающие устройства

до появления ЭВМ.

Необходимость производить вычисления существовала всегда.

Люди в стремлении усовершенствовать процесс вычисления изобретали всевозможные приспособления. Об этом свидетельствует и греческий абак, и японский серобян, и китайский суан-пан, и русские «щоты» и ещё множество разнообразных устройств.

А б а к.

Одним из первых устройств (V-IV вв. до н. э.), облегчавших вычисления, можно считать специальную доску, названную впоследствии абаком. Вычисления на ней проводились перемещением костей или камешков в углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости и пр. Со временем эти доски стали расчерчиваться на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал уже в V веке до н. э., у японцев он назывался "серобян", у китайцев - "суан-пан".

« Р у с с к и й щ о т »

В Древней Руси при счете применялось устройство, похожее на абак. Называлось оно "русский щот". В XVII веке этот прибор уже обрел вид привычных русских счетов, которые можно кое-где встретить и сегодня.

Паскалина.

В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, все острее ощущалась необходимость в изобретении счетной машины. И в середине века молодой французский математик и физик Блез Паскаль создал первую "суммирующую" машину, названную Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание.

Машина Лейбница.

В годах немецкий математик Готфрид Лейбниц сконструировал счетную машину, которая выполняла все четыре арифметических действия. В течение следующих двухсот лет было изобретено и построено еще несколько подобных счетных устройств, которые из-за своих недостатков, в том числе медлительности в работе, не получили широкого распространения.

Феликс.

Лишь в 1878 году русский ученый П. Чебышев предложил счетную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел. Наибольшую популярность получил тогда арифмометр, сконструированный петербургским инженером Однером в 1874 году. Конструкция прибора оказалась весьма удачной, так как позволяла довольно быстро выполнять все четыре арифметических действия. В 30-е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр - "Феликс" . Эти счетные устройства использовались несколько десятилетий, став основным техническим средством, облегчающим труд людей, связанных с обработкой больших массивов числовой информации.

Вычислительные машины Чарлза Беббиджа.

Важным событием XIX века было изобретение английского математика Чарлза Беббиджа, который вошел в историю как создатель первой вычислительной машины - прообраза настоящих компьютеров. В 1812 году он начал работать над так называемой "разностной" машиной. Предшествующие вычислительные приборы Паскаля и Лейбница выполняли только арифметические действия. Беббидж же стремился сконструировать машину, которая выполняла бы определенную программу, проводила бы расчет числового значения заданной функции. В качестве основного элемента своей машины Беббидж ввел зубчатое колесо - для запоминания одного разряда десятичного числа. В результате он смог оперировать 18-разрядными числами. К 1822 году ученый построил небольшую действующую модель и рассчитал на ней таблицу квадратов.

Совершенствуя разностную машину, Беббидж приступил в 1833 году к разработке "аналитической машины". Она должна была отличаться большей скоростью при более простой конструкции, нежели прежняя "разностная" машина. Новую машину предполагалось приводить в действие силой пара.

Аналитическая машина была задумана как чисто механическая машина с тремя основными блоками. Первый блок - устройство для хранения чисел на регистрах из зубчатых колес и система, которая передает эти числа от одного узла к другому (в современной терминологии - это память). Второй блок - устройство, позволяющее выполнять арифметические операции. Беббидж назвал его "мельницей". Третий блок предназначался для управления последовательностью действий машины. В конструкцию аналитической машины входило также устройство для ввода исходных данных и печати полученных результатов. Предполагалось, что машина будет действовать по программе, которая задавала бы последовательность выполнения операций и передачи чисел из памяти в мельницу и обратно. Программы, в свою очередь, должны были кодироваться и переноситься на перфокарты. В те времена подобные карты уже применялись для автоматического управления ткацким станком. Тогда же математик леди Ада Лавлейс - дочь английского поэта лорда Байрона - разрабатывает первые программы для машины Беббиджа. Она ввела ряд понятий и терминов, которые используются и по сей день.
К сожалению, из-за недостаточного развития технологии проект Беббиджа не был реализован. Тем не менее его изобретение имело важное значение; многие последующие изобретатели воспользовались идеями придуманных им устройств.

Табулятор.

Необходимость автоматизировать вычисления при переписи населения в США подтолкнула Генриха Холлерита к созданию в 1888 году табулятора, где информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. Это устройство позволило обработать данные переписи населения всего за три года, вместо затрачиваемых ранее восьми лет. В 1924 году Холлерит основал фирму IBM для серийного выпуска табуляторов. Огромное влияние на развитие вычислительной техники оказали теоретические разработки математиков: англичанина А. Тьюринга и американца Э. Поста. "Машина Тьюринга (Поста)" - прообраз программируемого компьютера. Эти ученые показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии, что ее можно представить в виде алгоритма с учетом выполняемых в машине операций.
С начала возникновения идеи Беббиджа о создании аналитической машины до ее реального внедрения в жизнь прошло более полутора столетий. Почему же столь большим оказался разрыв во времени между рождением идеи и ее техническим воплощением? Это обусловлено тем, что при создании любого устройства, в том числе и компьютера, очень важным фактором является выбор элементной базы, т. е. тех элементов, из которых строится вся система.

Поколения ЭВМ.

Принципы Джона фон Неймана.

В основу построения подавляющего большинства ЭВМ положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 году американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.
Принцип двоичного кодирования.
Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов.
Принцип программного управления.
Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти.
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Принцип адресности.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.
Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:
* Устройства ввода/вывода информации.
* Память компьютера.
* Процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ)
Машины, построенные на этих принципах, называются фон-неймановскими.

Общая характеристика поколений ЭВМ.

В 1944 году, американский физик и математик Говард Айкен совместно с группой инженеров фирмы IBM закончил работу над первым вариантом своей универсальной машины, известной под названием «Марк-1». Машина была передана Гарвардскому университету и эксплуатировалась в течении многих лет. Эта программно управляемая вычислительная машина весом 5 т. и стоимостью 500 тыс. долларов предназначалась для баллистических расчетов ВМС США. Как и машины Цузе, она была построена на электромеханических реле и управлялась при помощи команд, закодированных на бумажной перфоленте. Машина производила умножение 23-значных чисел за 3 с и могла легко настраиваться на решение разнообразных задач оборонного характера, возникающих в ходе войны.

Вообще, всю историю развития вычислительной техники можно разделить на эру простейших машин, эру радиоламп, эру транзисторов и эру интегральных схем. Но в настоящее время более распространено иное деление по периодам развития компьютерной техники - по поколениям машин. Каждому поколению свойственны определенные характеристики. Предки нынешних машин - ЭВМ первого поколения - ламповые гиганты, вобрали в себя все премудрости электроники 40-х и начала 50-х годов нашего столетия. Жили они не очень долго - до середины 50-х годов. Выпускались же они значительно дольше и эксплуатировались вплоть до 70-х годов.

Характерными чертами машин первого поколения можно считать не только использование электронных ламп в триггерах и вспомогательных схемах, но и некоторые другие особенности. Так, в Кембриджской машине «Эдсак», построенной в начале 50-х годов, была впервые реализована идея иерархической структуры памяти, т. е. Использовано несколько запоминающих устройств, отличающихся по емкости и быстродействию.

Еще, так сказать, в недрах первого поколения стали зарождаться машины нового типа - второго поколения. Здесь главную роль играют уже полупроводники. Вместо громоздких и горячих электронных ламп стали употребляться миниатюрные и «теплые» транзисторы. Машины на транзисторах обладали более высокой надежностью, меньшим употреблением энергии, более высоким быстродействием. Их размеры настолько сократились, что конструкторы стали поговаривать уже о настольных вычислительных машинах. Появились возможности увеличения в сотни раз оперативной памяти, программирования на так называемых алгоритмических языках. Машины также обладали развитой и совершенной системой ввода-вывода.

Появившиеся в начале 70-х годов машин третьего поколения постепенно оттеснили полупроводниковые машины. Появление новых ЭВМ неразрывно связано с достижением микроэлектроники, основным направлением развития которой явилась интеграция элементов электронных схем. На одном небольшом кристалле полупроводника площадью в несколько квадратных миллиметров стали изготовлять уже не один, а несколько транзисторов и диодов, объединенных в интегральную схему, ставшей основой машин третьего поколения. Прежде всего произошла миниатюризация размеров машин, а вследствие этого появилась возможность каждый раз увеличивать рабочую частоту и, следовательно, быстродействие машины. Но главным достоинством было то, что электронный мозг перерабатывать теперь не только числа, но и слова, фразы, тексты, т. е. оперировать с буквенно-цифровой информацией. Изменилась форма общения человека с машиной, которою разбили на отдельные независимые модули: центральный процессор и процессоры для управления устройствами ввода-вывода. Это позволило и позволило перейти на мультипрограммный режим работы.

И наконец еще одна особенность машин третьего поколения: их стали разрабатывать не поодиночке, а семействами. ЭВМ одного семейства могли отличаться быстродействием, объемом памяти, однако все они являлись конструктивно и программно совместимыми.

В конце 70-х с развитием микроэлектроники появилась возможность создания следующего поколения машин - четвертого поколения. В целом система теперь представляла собой гигантскую иерархическую конструкцию. Электронные процессоры, как кирпичи, составляли структуру ЭВМ. Каждый процессор имел прямой доступ к устройствам ввода-вывода и был снабжен своим местным индивидуальным запоминающим устройством небольшой емкости, но с колоссальной скоростью работы. Наконец вся вычислительная система управлялась центральным управляющим процессором - самостоятельным ЭВМ. По своей сути же принцип работы ЭВМ оставался прежним, просто повысилась степень интеграции электронных схем и появились большие интегральные схемы (БИС).

Применение БИС привело к новым представлениям о функциональных возможностях элементов и узлов ЭВМ. В зависимости от программы одна и та же универсальная БИС могла теперь выполнять широкий круг обязанностей: быть и радиоприемником, и сумматором ЭВМ, и блоком памяти, и телевизором. Развитие этого направления и привело к созданию микропроцессоров, построенных на одном или нескольких кристаллах и содержащих в едином миниатюрном приборе арифметическое устройство, устройство управления и память ЭВМ.

Появились микропроцессоры в начале 70-х годов и сразу нашли широкое применение в самых различных областях деятельности человека. На базе микропроцессоров стали строить микроЭВМ и микроконтроллеры. МикроЭВМ представляло собой микропроцессор вместе с запоминающим устройством, устройством ввода-вывода информации и устройствами связи. Эти устройства могут выполняться в виде отдельных БИС и составляют при этом вместе с микропроцессором так называемый микропроцессорный наборный комплект. Если же микропроцессор выполняет функцию управления, то его называют контроллером. В настоящий момент нельзя найти область в которой не применялись бы микропроцессоры.

И наконец пятое поколение ЭВМ получило развитие в конце 80-х годов. Это были принципиально такие же машины, в которых начали использовать сверхбольшие интегральные системы, что позволило увеличить объем памяти, быстродействие, универсальность и другие характеристики.

Первое поколение ЭВМ.

Появление электронно-вакуумной лампы позволило ученым претворить в жизнь идею создания вычислительной машины. Она появилась в 1946 году в США для решения задач и получила название ЭНИАК (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator), в переводе "электронный численный интегратор и калькулятор").

Дальнейшее совершенствование ЭВМ определялось прогрессом электроники, появлением новых элементов и принципов действий, т. е. развитием элементной базы. В наши дни насчитывается уже несколько поколений ЭВМ. Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели электронно-вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах. Каждое следующее поколение отличалось новыми электронными элементами, технология изготовления которых была принципиально другой. Приведем краткую характеристику каждого поколения.
Первое поколение (1946 - середина 50-х годов). Элементной базой служат электронно-вакуумные лампы, устанавливаемые на специальных шасси, а также резисторы и конденсаторы. Элементы соединяли проводами навесным монтажом. В ЭВМ ЭНИАК было 20 тыс. электронных ламп, из которых ежемесячно заменялось 2000. За одну секунду машина выполняла 300 операций умножения или же 5000 сложений многоразрядных чисел.
Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика , и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина). Затем в эксплуатацию вводится БЭСМ-2 (большая электронная счетная машина). Самой мощной ЭВМ 50-х годов в Европе стала советская ЭВМ М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с, объем оперативной памяти - 4000 машинных слов.
С этого момента начался бурный расцвет отечественной вычислительной техники, и к концу 60-х годов в нашей стране успешно функционировала лучшая ЭВМ того времени по производительности (1 млн оп/с) - БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы компьютеров.
С появлением новых моделей ЭВМ произошли изменения и в наименовании этой сферы деятельности. Ранее в качестве общего названия для всей техники, призванной помогать человеку при вычислениях, использовали определение "счетно-решающие приборы и устройства". Теперь все, что имеет отношение к ЭВМ, образует класс, получивший название "вычислительная техника".

Характерные черты ЭВМ первого поколения:

· Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов - навесной монтаж проводами.

· Габариты: ЭВМ выполнена в виде громоздких шкафов и занимает специальный машинный зал.

· Быстродействие: 10-20 тыс. оп/с.

· Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя. Существует опасность перегрева ЭВМ.

· Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все команды машины, их двоичное представление, а также различные структуры ЭВМ. Этим в основном были заняты математики-программисты, которые непосредственно и работали на ее пульте управления. Общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма.

Второе поколение ЭВМ.

Второе поколение приходится на период от конца 50-х до конца 60-х годов.

К этому времени был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), в также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы элек­тронных ламп. Изменилась и технология соединения элементов. Появи­лись первые печатные платы — пластины из изо­ляционного материала, напри­мер гетинакса, на которые по специальной технологии фото­монтажа наносился токопроводящий материал. Для крепле­ния элементной базы на печат­ной плате имелись специальные гнезда. Такая формальная замена одного. типа элементов на другой суще­ственно повлияла на все характеристики ЭВМ: габариты, надеж­ность, производительность, условия эксплуатации, стиль программи­рования и работы на машине. Изменился технологический процесс изготовления ЭВМ.

Перечислим характерные черты ЭВМ второго поколения.

• Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.

• Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Для их размещения требуется специально оборудованный машинный зал, в котором под полом проклады­ваются кабели, соединяющие между собой многочисленные ав­тономные устройства.

• Производительность: от сотен тысяч до 1 млн од/с.

Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные цент­ры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанав­ливалось обычно несколько ЭВМ. Так возникло понятие цент­рализованной обработки информации на компьютерах. При вы­ходе из строя нескольких элементов производилась замена целиком всей платы, а не каждого элемента в отдельности, как в ЭВМ предыдущего поколения.

* Программирование: существенно изменилось, так как стало вы­полняться преимущественно на алгоритмических языках. Про­граммисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мульти­программном) режиме, то есть все программы вводились в ЭВМ подряд друг за другом, и их обработка велась по мере освобож­дения соответствующих устройств. Результаты решения распе­чатывались на специальной перфорированной по краям бумаге.

Произошли изменения как в структуре ЭВМ, так и в принципе ее организации. Жесткий принцип управления заменился мик­ропрограммным. Для реализации принципа программируемости необходимо наличие в компьютере постоянной памяти, в ячейках которой всегда присутствуют коды, соответствующие различным комбинациям управляющих сигналов. Каждая такая комбинация позволяет выполнить элементарную опера­цию, то есть подключить определенные электрические схемы.

• Введен принцип разделения времени, который обеспечил совме­щение во времени работы разных устройств, например одновре­менно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнит­ной ленты.

Третье поколение ЭВМ.

Этот период длился с конца 60-х до конца 70-х годов. Подобно тому как возникновение транзисторов привело к созданию второго поколения компьютеров, появление интегральных схем ознаменовало новый этап в развитии вычислительной техники - рождение машин третьего поколения.
В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему. Такие схемы могут содержать десятки, сотни и даже тысячи транзисторов и других элементов, которые физически неразделимы.

Интегральная схема выполняет те же функции, что и аналогичная
ей схема на элементной базе ЭВМ второго поколения, но при этом существенно уменьшаются размеры и увеличивается надежность работы.
Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схемах, была IBM-360 фирмы IBM. Она положила начало большой серии моделей, название которых начиналось с IBM, а далее следовал номер.

Совершенствование моделей этой серии находило отражение в ее номере. Чем он больше, тем больше возможности, предоставляемые пользователю.
Аналогичные ЭВМ стали выпускать и в странах СЭВ (Совета экономической взаимопомощи): СССР, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, ГДР, Польше. Это были совместные разработки, причем каждая страна специализировалась на определенных устройствах. Выпускались два семейства ЭВМ:

· большие - ЕС ЭВМ (единая система), например ЕС-1022, ЕС-1035, ЕС-1065;

· малые - СМ ЭВМ (система малых), например СМ-2, СМ-3, СМ-4.
В то время любой вычислительный центр оснащался одной - двумя моделями ЕС ЭВМ. Представителей семейства СМ ЭВМ, составляющих класс миниЭВМ, можно было довольно часто встретить в лабораториях, на производстве, на технологических линиях, на испытательных стендах.
Особенность этого класса ЭВМ в том, что все они могли работать в реальном масштабе времени, т. е. ориентируясь на конкретную задачу.

Характерные черты ЭВМ третьего поколения:

· Элементная база - интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате.

· Габариты: внешнее оформление ЕС ЭВМ схоже с ЭВМ второго поколения. Для их размещения также требуется машинный зал. А малые ЭВМ - это, в основном, две стойки приблизительно в полтора человеческих роста, дисплей. Они не нуждались, как ЕС ЭВМ, в специально оборудованном помещении.

· Производительность: сотни тысяч - миллионы операций в секунду.

· Эксплуатация: несколько изменилась. Более оперативно производится ремонт стандартных неисправностей, но из-за большой сложности системной организации требуется штат высококвалифицированных специалистов. Незаменимую роль играет системный программист.

· Технология программирования и решения задач: такая же, как на предыдущем этапе, хотя несколько изменился характер взаимодействия с ЭВМ. Во многих вычислительных центрах появились дисплейные залы, где каждый программист в определенное время мог подсоединиться к ЭВМ в режиме разделения времени. Как и прежде, основным оставался режим пакетной обработки задач.

· Произошли изменения в структуре ЭВМ. Наряду с микропрограммным способом управления, используются принципы модульности и магистральности. Принцип модульности проявляется в построении компьютера на основе набора модулей - конструктивно и функционально законченных электронных блоков в стандартном исполнении. Под магистральностью понимается способ связи между модулями компьютера, т. е. все входные и выходные устройства подсоединены одними и теми же проводами (шинами). Это прообраз современной системной шины.

· Увеличились объемы памяти. Магнитный барабан постепенно вытесняется магнитными дисками, выполненными в виде автономных пакетов. Появились дисплеи, графопостроители.

Четвертое поколение.

С середины 70 – х. годов. Элементная база – микропроцессоры, большие интегральные схемы. Массовый выпуск персональных компьютеров. Первые персональные компьютеры относятся к 4 - му поколению ЭВМ. Первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Altair был сделан на базе процессора Intel-8080, выпущенного в 1974 г. Разработчик Altair—крохотная компания MIPS из Альбукерка (шт. Нью-Мексико)—продавала машину в виде комплекта деталей за 397 долл., а полностью собранной—за 498 долл. У компьютера была память объёмом 256 байт, клавиатура и дисплей отсутствовали. Можно было только щёлкать переключателями и смотреть, как мигают лампочки. Вскоре у Altair появились и дисплей, и клавиатура, и добавочная оперативная память, и устройство долговременного хранения информации (сначала на бумажной ленте, а затем на гибких дисках). А в 1976 г. был выпущен первый компьютер фирмы Apple, который представлял собой деревянный ящик с электронными компонентами. Если сравнить его с выпускаемым сейчас iMac, то становится ясным, что со временем изменялась не только производительность, но и улучшался дизайн ПК.

1974г. Altair 1976г. Apple

В компьютерах этого типа за основу был взят принцип создания «дружественной» обстановки работы человека на ЭВМ. ЭВМ повернулась лицом к человеку.

Дальнейшее ее совершенствование шло с учетом удобства работы пользователя. Например, децентрализация, когда один пользователь может работать с несколькими компьютерами.

Направление развития.

1. Мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью.

2. Создание дешевых микро – ЭВМ.

С 1982 года фирма IBM приступила к выпуску моделей персонального компьютера, ставшего эталоном на долгие времена.

Фирма выпустила документацию по аппаратуре и программные спецификации, что позволило другим фирмам разрабатывать как аппаратное, так и программное обеспечение. Таким образом, появились семейства (клоны) «двойников» персональных компьютеров IBM.

Современные ЭВМ превосходят компьютеры предыдущих поколений компактностью, огромными возможностями и доступностью.

Пятое поколение.

С середины 80-х. годов. Началась разработка интеллектуальных компьютеров, пока не увенчанная успехом. Внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединения, исполняемых определенной обработке данных, повышенного применения компьютерных технологий.

Изменение цели использования компьютеров наблюдается уже сегодня. Прежде компьютеры служили исключительно для выполнения различных научно-технических и экономических расчетов, и работали на них пользователи с общей компьютерной подготовкой и программисты. Благодаря появлению телекоммуникаций кардинально изменяется область применения компьютеров пользователями. В будущем потребность в компьютерных телекоммуникациях будет расширяться и все больше людей станет обращаться и Интернету.

Для обеспечения качественного и повсеместного обмена информацией между компьютерами будут использоваться принципиально новые способы связи:

·  инфракрасные каналы в пределах прямой видимости;

·  телевизионные каналы;

·  беспроводная технология высокоскоростной цифровой связи на частоте 10 М Гц.

Это позволит строить системы сверхскоростных информационных магистралей, связывающих воедино все существующие системы. При обеспечении практически неограниченной пропускной способности передачи информации в перспективе ожидается разработка и использование медиа-серверов, способных хранить и предоставлять информацию в режиме реального времени по множеству одновременно приходящих запросов.

Например, уже существует ArcView-самая популярная в мире настольная ГИС (Географическая информационная система), помогает тысячам организаций выявить пространственные взаимосвязи в их данных, принять лучшие решения, решить задачи быстрее.

Перспективы развития

компьютерных систем.

*Устройства, отслеживающие состояние и местоположение человека – чипы.

*Мобильный ноутбук с радиомодемом.

*Аудио - и видеосредства для общения с компьютером на естественном языке.

*Медиа – серверы.

*Беспроводная технология высокоскоростной цифровой связи на частоте 10 Мгц.

*Нейрокомпьютеры шестого поколения.

Компьютеры все больше и больше проникают в нашу жизнь. Каждый компьютер не только умеет безошибочно и быстро считать, но и представляет собой вместительное хранилище информации. В настоящее время все шире используется наиболее специфическая функция компьютеров – информационная, и именно это является одной из причин наступающей «всеобщей компьютеризации».

Компьютер не будет привязан к какому-либо специальному помещению. Он должен быть полностью мобильным и снабжен радиомодемом для входа в компьютерную сеть. Прообразы таких компьютеров – ноутбук и органайзер - уже сейчас существуют.

В перспективе портативные компьютеры должны стать более миниатюрными при быстродействии, сравнимом с производительностью современных суперЭВМ.

Словарь используемых терминов.

Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

БИС (большая интегральная схема) – схема, состоящая из десятков и сотен тысяч элементов на одном кристалле.

Интегральная схема – схема, содержащая десятки, сотни, тысячи транзисторов уменьшенных размеров.

Информационная технология – информационный процесс, в результате которого создается информационный продукт.

Микропроцессор – минимальный по составу аппаратуры процессор, содержащий более двух тысяч транзисторов на одном кристалле.

Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).

Нейрокомпьютер – компьютер, в основе которого лежит моделирование нейронов – нервных клеток человеческого мозга.

Ноутбук – портативный (переносной) компьютер в виде чемоданчика весом до 6 кг.

Объем памяти – максимальное количество хранимой в ней информации.

Оперативная память – устройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы.

Органайзер – портативный (переносной) компьютер весом до 200г; электронная записная книжка.

Паскалина – вычислительное устройство Блеза Паскаля.

Поколения ЭВМ – типы и модели электронно-вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.

Программирование (кодирование) – процесс составления программы для компьютера.

Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управление другими устройствами компьютера.

Сервер – мощный компьютер, используемый в вычислительных сетях, который обеспечивает обслуживание подключенных к нему компьютеров и выход в другие сети.

Суперкомпьютер – компьютер, в котором используется мультипроцессорный (многопроцессорный) принцип обработки информации.

Табулятор – счетная машина, расшифровывающая информацию с перфокарты с помощью электрического тока.

Транзисторы, диоды – полупроводниковые элементы, пришедшие на смену электронным лампам.

Феликс – арифмометр; счетная машина, выполняющая сложение и вычитание многозначных чисел.

Используемые источники.

1.  Информатика, С-П: Питер, 2001.

2.  Роберт информационные технологии в образовании, М:Школа-Пресс, 1994.

3.  , Сенокосов , М: Дрофа, 1998.

4.  Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации № 4(46), М: ГИС-

Ассоциация, 2004.

5.  Шафрин компьютерной технологии, М: ABF, 1996.

6.  IBM PC для пользователя, М: Наука 1989.

7.  , Щегалев информатики и вычислительной

техники, М: Просвещение 1990.

8.  Газета Технолог №6, Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005.

9.  Интернет.

Приложение.

1. Презентация на тему: «История развития компьютерной техники».

(30 слайдов)