Проект "История создания процессоров" «Будущее всегда выглядит иначе, чем мы себе его представляем» (Станислав Лем) Автор: Субботкин Денис, 10б класс Руководитель: учитель информатики Содержание Слайд Проект реализуется в рамках курса информатики и рассчитан на учащихся 10-11 классов.

Проект "История создания процессоров"

«Будущее всегда выглядит иначе, чем мы себе его представляем» (Станислав Лем)

Автор: Субботкин Денис, 10б класс

Руководитель: учитель информатики

Содержание

Слайд

Проект реализуется в рамках курса информатики и рассчитан на учащихся 10-11 классов.

 Актуальность исследования объясняется тем фактом, что компьютеры проникли во все сферы деятельности человека, начиная с начального образования и заканчивая изучением новейших технологий, изучения новых видов материи, неизвестных пока человечеству. 

 Благодаря разнообразию программного и аппаратного обеспечения сегодня возможно использование всех потенциальных возможностей компьютерных технологий. Это позволяет хранить огромное количество информации, занимая при этом минимальное место.

 Также компьютерные технологии позволяют быстро эту информацию обрабатывать и держать ее в защищенном виде. Практически у каждого из нас есть разнообразная так называемая вычислительная техника: калькуляторы, компьютеры. У всех перечисленных устройств главный элемент – процессор.


Слайд 2.




Проблема: А многие ли задумывались, как устроен процессор!

Цель: сформировать представление об архитектуре процессора. 

Задачи:

  • изучить и проанализировать литературу по данной теме;
  • узнать, как устроен процессор;
  • определить понятие «процессор» и выявить их виды.

Слайд 3.

Но прежде чем говорить о процессорах, давайте вспомним историю создания первой вычислительной машины.

Самым первым механическим устройством для счета, которое знает история развития вычислительной техники, стала счетная машина, которую в 1642 году построил выдающийся французский ученый Блез Паскаль. Его механический «компьютер» мог производить такие действия, как сложение и вычитание. Эту машину звали «Паскалина».

Слайд 4.

Затем в 1673 году немецкий математик Лейбниц создал устройство, которое могло не только вычитать и складывать, но также делить и умножать. В отличие от машины Паскаля колеса были зубчатые и имели девять разных длин зубьев, чем и обеспечивались такие невероятно «сложные» действия, как умножение и деление.

Слайд 5.

История развития вычислительной техники знает много имен, но одно имя известно даже неспециалистам.  Это английский математик Чарльз Бэббидж. Его заслуженно называют отцом всей современной вычислительной техники. Именно ему принадлежит идея, что в вычислительной машине необходимо устройство, которое будет хранить числа. Причем это устройство должно не только хранить числа, но и давать команды вычислительной машине, что она должна с этими числами делать. Идея Бэббиджа и легла в основу устройства и разработки всех современных компьютеров. Такой блок в вычислительной машине называют процессором.

Слайд 6.

XX век дал новый толчок развитию вычислительной техники, связанный с электричеством. Было изобретено электронное устройство, которое запоминало электрические сигналы – ламповый триггер. Созданные с его помощью первые компьютеры могли считать в тысячи раз быстрее, чем самые совершенные механические счетные машины, но были еще очень громоздкими.

Слайд 7.

Первые ЭВМ весили около 30 тонн и занимали помещение размером больше 100 кв. метров.

Слайд 8.

Дальнейшее развитие вычислительные машины получили с появлением чрезвычайно важного изобретения – транзистора. Ну а современные средства вычислительной техники немыслимы без применения микропроцессора – сложной интегральной микросхемы, разработанной в июне 1971 года. Такова краткая история развития вычислительной техники. Современные достижения науки и техники подняли уровень современных компьютеров на небывалую высоту.

Слайд 9.

Процессор – это «мозг» компьютера, его основная микросхема. Процессор управляет работой каждого устройства компьютера и разрешает выполнение программного кода. Быстродействие компьютера напрямую зависит от скорости процессора.

Начиная с 70-х гг. прошлого века процессоры для ПК  выпускались довольно большим количеством различных компаний, причем каждая из них вносила в разработку устройств новые технологии. Но далеко не у всех получилось завоевать мировой рынок, так, как у Intel или AMD: одни компании начинали выпускать иную продукцию, другие – просто прекратили свое существование. Но сначала – обо всем по порядку.

Первые процессоры компьютеров 50-х гг. прошлого века работали на основе механического реле, позже появлялись модели, задействовавшие электронные лампы, затем — транзисторы. Сами же компьютеры, использующие данные виды процессоров, представляли собой огромные, очень дорогие и сложные устройства.


Слайд 10.

Устройства еще довольно продолжительное время изготавливались как набор отдельных микросхем.

В 1969 г. компанией Busicom было заказано 12 микросхем у Intel, предназначенных для их собственной разработки – настольного калькулятора. Уже тогда у разработчиков Intel возникла мысль – соединить несколько микросхем в одну. Идея была одобрена руководством корпорации, так как технология позволяла хорошо сэкономить на производстве микросхем, к тому же, специалисты смогли сделать процессор универсальным и использовать его во многих других устройствах, производящих вычисления.

Так появился первый микропроцессор, который получил название  Intel 4004. Он мог выполнять 60000 операций в секунду, обрабатывать двоичные числа. Но процессор так и не смогли применить в ПК – их тогда попросту не выпускали.


Слайд 11.

Первый в мире персональный компьютер разработал американский студент Джонатан Титус. Известный журнал «Электроника» назвал его ПК «Mark 8». Титус хотел заработать, продавая печатные платы тем, кому нужно было собрать свой собственный  ПК. Остальные устройства клиентам приходилось покупать в магазинах.

Естественно, «Модель 8» не принесла много прибыли своему создателю, но Джонатан оказал человечеству бесценную услугу, создав полноценный ПК.


Слайд 12.

После Intel 4004 на свет появился процессор Intel 8008, который работал с частотой 600-800 кГц, содержал 3500 транзисторов, он сильно отличался от своего предшественника. Intel 8008 применялся в различных цифровых устройствах и калькуляторах.  В то время на рынке высоких технологий стали появляться персональные компьютеры, поэтому корпорация Intel вскоре решила, что для ПК будут нужны куда более мощные процессоры. Вскоре был разработан производительный  Intel 8080, который по своим характеристикам превосходил «808-ого» примерно в десять раз.


Слайд 13.

Тем временем в СССР

Отечественная вычислительная техника быстро развивалась вплоть до начала 70-х гг., в то время разрабатывались различные ЭВМ, которые не уступали в производительности зарубежным образцам. В 1970 году правительство нашей страны издало указ «об аппаратной и программной совместимости ЭВМ», который способствовал появлению новой концепции вычислительных машин. В их основу легла американская технология IBM 360, а позже ее место заняла архитектура PDP-11.

Советские разработки стали не нужны, компьютерное производство включало в себя лишь копирование импортных образцов, что привело к неизбежному отставанию СССР от Америки в плане электронного производства. Полностью исчезла технология PDP-11, все компьютеры, выпущенные в 80-е гг.работали на аналогах процессоров Zilog и Intel. Американские технологии опережали отечественные более чем на 10 лет.


Слайд 14.

Наверное все смотрели фильм «Терминатор». Там есть сцены, в которых робот глазами сканирует окрестности, а в это время на его экране постоянно бегают строчки неизвестного программного кода. Спустя несколько лет выяснилось, что эти строчки принадлежат программе процессора MOS Technology 6502. Сей факт выглядит очень забавно, ведь действие фильма происходит в далеком будущем, где, однако, до сих пор используются процессоры 70-х годов.


Слайд 15.

Компания Intel стала лидером среди производителей процессоров

Знаменитый процессор Intel 80286

В 1982 году вышел процессор Intel 80286, который разгромил конкурентов в лице Motorola и Zilog. Он был намного мощнее и быстрее своего предшественника Intel 8086, работал с большими объемами памяти и не имел проблем с аппаратной и программной совместимостью. Значит, пользователям больше не нужно было обновлять дорогостоящее программное обеспечение. Все это было достигнуто с помощью введения нового режима работы процессора, благодаря которому обеспечивалась работа сразу нескольких программ. Защищенный режим повышал производительность чипа в разы – в этом был секрет успеха Intel 80286.


Слайд 16.

Я могу сказать, что у компании богатая история и сложно охватить каждого из представителей семейства Intel. Поэтому, если Вас заинтересовал какой-либо процессор, пишите мне в комментариях и в ближайшее время я напишу более подробный обзор.

После долгой и упорной борьбы за лидерство среди производителей процессоров, наконец, определились победители – ими являются Intel и AMD. Обе корпорации заслуживают первого места – и те, и другие внесли огромный вклад в развитие микропроцессоров для ПК и не только.  Но в настоящее время Intel все же чуть опережает AMD своими передовыми технологиями. Удастся ли AMD восстановить равновесие? Узнаем это в ближайшем будущем.


Слайд 17.

Промышленность производит несколько десятков видов процессоров, которые предназначены для решения различных универсальных и специализированных задач.

В современном компьютере может быть один или несколько Центральных процессоров и Графический процессор. Центральный процессор(ЦП) является наиболее распространённым термином. Зачастую под термином процессор подразумевается именно Центральный процессор.

Слайд 18.

Графический процессор выполняет специфические функции по обработке графической информации. Он обычно монтируется на видеокарте или материнской плате. Как правило, в литературе центральный и графический процессоры обозначают сокращённо термином процессор.

Слайд 19.

Физический процессор (англ.: PhysicsProcessingUnit, PPU) – специализированный процессор, предназначен для выполнения математических вычислений при моделировании различных физических процессов, таких как расчёт динамики тел, обнаружение столкновений и пр. 


Слайд 20.

Цифровой сигнальный процессор — специализированный микропроцессор, предназначенный для цифровой обработки сигналов.

Слайд 21.

Сетевой процессор  – это микропроцессор, размещаемый в сетевых устройствах, выполняющий специализированные операции, которые востребованы при передаче данных по сетям. Как правило, сетевой процессор размещается в сетевом устройстве: сетевых платах, маршрутизаторах, коммутаторах и пр. 


Слайд 22.

В различных современных музыкальных системах применяются Звуковые сигнальные процессоры (ЗСК) или просто Звуковые процессоры (ЗП), которые обрабатывают звуки и музыку, например, создают эффект эха.

Слайд 23.

У каждого из нас есть разнообразная так называемая вычислительная техника: калькуляторы, компьютеры, планшеты, телефоны. У всех перечисленных устройств главный элемент – процессор.

Сложно в это поверить, но современный процессор является самым сложным готовым продуктом на Земле – а ведь, казалось бы, чего сложного в этом куске железа?



Давайте перенесемся с вами в виртуальную лабораторию и узнаем, как на свет рождается процессор.

Вкратце процесс изготовления процессора выглядит так: из расплавленного кремния на специальном оборудовании выращивают монокристалл цилиндрической формы.

  • В результате образуется так называемая «буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая дуля весит порядка 100 кг.

  • Получившийся слиток охлаждают и режут на «блины», поверхность которых тщательно выравнивают и полируют до зеркального блеска.
  • Затем в «чистых комнатах» полупроводниковых заводов на кремниевых пластинах методами фотолитографии и травления создаются интегральные схемы.
  • После повторной очистки пластин, специалисты лаборатории под микроскопом производят выборочное тестирование процессоров – если все «ОК», то готовые пластины разрезают на отдельные процессоры, которые позже заключают в корпуса. 
  • На следующем этапе процессор упаковывается в подложку.
  • Подложка, кристалл и теплораспределительная крышка соединяются вместе – именно этот продукт мы будем иметь ввиду, говоря слово «процессор». 
  • И сейчас из лаборатории мы отправляемся на завод, где
    процессоры проходят финальные испытания на предмет соответствия основным характеристикам.
  • Видео
  • В таком виде процессоры уйдут производителям или поступят в OEM-продажу.
  • Еще какая-то партия пойдет на продажу в виде BOX-версий – в красивой коробке вместе со стоковой системой охлаждения.


Слайд 24.



Слайд 25.

ВИДЕО


Аналитики часто рассуждают, каким будет персональный компьютер будущего. Грядущие перемены в краткосрочной перспективе серьезные аналитики видят в минимализации устройств без потери производительности. Если в настоящее время преобладают настольные ПК, которые постепенно вытесняются ноутбуками, лэптопами, ультрабуками и планшетными компьютерами, то вскоре всех их могут заменить компьютеры нового поколения на базе модернизированных смартфонов.

Особую роль здесь должно сыграть появление гибких дисплеев, которые уже производятся в США и Японии с 2008 года. Кстати, гибкие гаджеты, которые складываются, как книга, либо их дисплеи сворачиваются в трубочку, уже созданы.

Главные надежды в этом направлении связаны с оптическими (фотонными) ЭВМ. Идея оптических (фотонных) вычислений – вычислений, производимых с помощью фотонов, которые сгенерированы лазерами или диодами, – имеет достаточно давнюю историю. Преимущества очевидны: используя фотоны (движущиеся со скоростью света), возможно достигнуть несравнимо более высоких скоростей передачи сигнала, чем используя электроны (как в нынешних компьютерах). Это станет принципиальным прорывом в сфере hardware и позволит создать революционно новое (настоящее) 5 поколение компьютеров.



Жить в XXI веке образованным человеком можно, только хо­рошо владея информационными технологиями. С помощью изучения истории развития средств вычислитель­ной техники можно познать все строение и значение ЭВМ в жизни человека. Это поможет лучше в них разбираться и с легкостью вос­принимать но­вые прогрессирующие технологии, ведь не нужно за­бывать о том, что компьютерные технологии прогрессируют, почти, каждый день и если не разобраться в строении машин, которые были много лет назад, трудно будет преодолеть нынешнее поколение.

В представленном проекте удалось показать с чего начиналось и чем заканчивается развитие средств вычислительной техники, устройство процессор и ка­кую важ­ную роль играют они для людей в настоящее время.

Спасибо за внимание!


Слайд 26.




Подпишитесь на рассылку:


Автомобили бывают разные
знакомство с большой автомобильной семьей

Автомобильная история
или как создавали автомобиль

Информатика

Проекты по теме:

Педагогика
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.