История обчислювальної техніки

История обчислювальної техники

Информатизация суспільства.

Потребность в автоматизації обробки даних, зокрема обчислень, виникла дуже довго. З розвитком цивілізації з’являлися нові напрями діяльності, пов’язані з обробкою великих обсягів інформації.

Первые комп’ютери використовувались у основному військово-промисловому комплексі, але з часом область їх застосування поступово розширювалася і нині у кожному третьому домі є комп’ютер. А сучасна людина не може існувати без обчислювальної техніки: комп’ютери управляють виробництвом і які розподілом електроенергії, виробляють розрахунки у трилітрові банки, забезпечують безпечне рух залізничного і повітряного транспорту, становлять прогнози погоди.

История розвитку обчислювальної техніки.

Ещё 1500 років тому я для полегшення обчислень використовують порахунки. У 1642 р. Блез Паскаль винайшов пристрій, механічно яке виконує складання чисел, а 1694 р. Готфрід Ляйбніц сконструював арифмометр, дозволяє механічно виробляти чотири арифметичних дії.

Первая лічильна машина, яка використовує електричне реле, сконструювали 1888 р. американцем німецького походження Германом Холлеритом і у 1890 р. застосовувалася при переписом населення. Як носія інформації застосовувалися перфокарти. Вони повинні були настільки вдалими, що змін проіснувала до нашого часу.

Первой електронної обчислювальної машиною прийнято вважати машину ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — електронний числової інтегратор і обчислювач), розроблену під керівництвом Джона Моучли і Джона Экера в Пенсільванському університеті у США. ENIAC містив 17 000 електронних ламп, 7200 кристалічних діодів, 4100 магнітних елементів і обіймав площу перейменують на 300 кв. метром. Він 1000 раз перевершував по швидкодії релейні обчислювальні машини та було побудовано 1945 р.

Первой вітчизняної ЕОМ була МЕЛМ (мала електронна лічильна машина), випущена 1951 р. під керівництвом Сергія Олександровича Лебедєва. Її номінальне быстродействие—50 операцій на секунду.

Компьютеры 40-х і 1950;х років були доступні лише великим компаніям і установам, оскільки вони коштували дуже дороге і спокійно займали кілька великих залів. Перший крок до зменшенню ж розмірів та ціни комп’ютерів стало можливим з винаходом в 1948 р. транзисторів. Через 10 років, в 1958 р. Джек Кілбі придумав, як у однієї пластині напівпровідника отримати кілька транзисторів. У 1959 р. Роберт Нойс (майбутній засновник фірми Intel) винайшов досконаліший метод, що дозволило створити в одній платівці і транзистори, і всі необхідні сполуки між ними. Отримані електронні схеми стали називатися інтегральними схемами, чи чипами. У 1968 р. фірма Burroughs випустила перший комп’ютер на інтегральних схемах, а 1970 р. фірма Intel почала продавати інтегральні схеми пам’яті.

В 1971 р. було зроблено ще одне важливий крок шляху до персонального компьютеру—фирма Intel випустила інтегральну схему, аналогічну за своїми функцій процесору великий ЕОМ. Так з’явився перший мікропроцесор Intel-4004. Вже за рік було випущено процесор Intel-8008, який працював у двічі швидше свого попередника.

Вначале ці мікропроцесори використовувала лише электронщиками-любителями й у різних спеціалізованих пристроях. Перший комерційно який розповсюджується персонального комп’ютера Altair було зроблено з урахуванням процесора Intel-8080, випущеного 1974 р. Розробник Altair—крохотная компанія MIPS з Альбукерка (прим. Нью-Мексико)—продавала машину як комплекту деталей за 397 дол., а повністю собранной—за 498 дол. У комп’ютера була пам’ять обсягом 256 байт, клавіатура і дисплей були відсутні. Можна були лише щёлкать перемикачами і дивитися, як блимають лампочки. Невдовзі в Altair з’явилися б і дисплей, і клавіатура, і додаткова оперативна пам’ять, і пристрій довгострокового зберігання інформації (спочатку на паперової стрічці, та був на гнучких дисках).

А в 1976 р. був випущений перший комп’ютер фірми Apple, який був дерев’яний ящик з електронними компонентами. Якщо порівняти його з выпускаемым зараз iMac, стає ясним, що з часом змінювалася як продуктивність, а й поліпшувався дизайн ПК.

Вскоре до виробництва ПК приєдналася і фірма IBM. 1981;го р. вона випустила перший комп’ютер IBM PC. Завдяки принципу відкритої архітектури цей комп’ютер можна було самостійно модернізувати і додавати до нього додаткові устрою, розроблені незалежними виробниками. За якихось півроку IBM продала 50 тис. машин, а ще через двох років обігнала Apple за обсягом продажів.

Производительность сучасних ПК більше, ніж в суперкомп’ютерів, зроблених десяток років тому. Тому кілька років звичайні персоналки працюватимуть зі швидкістю, якою володіють сучасні суперЕОМ. До речі, у грудні 1999 р. най-швидшою був комп’ютер SGI ASCI Blue Mountain. За результатами тестів Linpack parallel його швидкодія дорівнювало 1,6 TFLOPS (трильйонів операцій із плаваючою точкою в секунду).

Идеи Бэббиджа.

Из всіх винахідників минулих століть, які зробили внесок у розвиток обчислювальної техніки, найближче до створення комп’ютера в сучасному поданні підійшов англієць Чарльз Бэббидж.

Желание механізувати обчислення виникло в Бэббиджа у зв’язку з невдоволенням, яке він відчував, зіштовхуючись із помилками в математичних таблицях, які у найрізноманітніших галузях.

В 1822 р. Бэббидж побудував пробну модель обчислювального устрою, чия «Разностной машиною »: робота моделі виходила з принципі, відомому у математиці як «метод кінцевих разностей ». Він дозволяє обраховувати значення багаточленів, використовуючи лише операцію складання і виконувати множення і розподіл, що значно важче піддаються автоматизації. У цьому передбачалося застосування десяткової системи числення (а чи не двоичной, як у сучасних комп’ютерах).

Однако «Разностная машина «мала досить обмежені можливості. Репутація Бэббиджа як першовідкривача у сфері автоматичних обчислень завойована переважно завдяки іншому, досконалішого устройству—Аналитической машині (до ідеї створення якій він прийшов у 1834 р.), має дивовижно багато з сучасними комп’ютерами.

Предполагалось, що це завжди буде обчислювальну машину на вирішення кола завдань, здатна виконувати основні операції: складання, віднімання, множення, розподіл. Передбачалося його присутність серед машині «складу «і «млини «(в сучасних комп’ютерах їм відповідають пам’ять і процесор). Причому планувалося, що працювати вона за програмою, задаваемой з допомогою перфокарт, а результати можна буде потрапити видавати на печатку (і навіть представляти їх в графічному вигляді) чи перфокарти. Але Бэббидж не зміг довести остаточно працювати над створенням Аналітичної машины—она виявилася дуже складним для техніки на той час.

Машины Фон-Неймановского типу.

В основу побудови основної маси ЕОМ покладено такі загальні принципи, сформульовані 1945 року американським ученим угорського походження ДЖОНОМ фон НЕЙМАНОМ.

Прежде всього, комп’ютер повинен мати такі устрою:

* Арифметическо-логическое пристрій, виконують арифметичні і логічні операції;

* Пристрій управління, яке організує процес виконання програм;

* Запам’ятовуючий пристрій, чи пам’ять для зберігання програм, тож даних;

* Зовнішні устрою для вводу-виводу інформації.

В основі роботи комп’ютера лежать такі принципи:

* Принцип двоичного кодування. Відповідно до цього принципу, всю інформацію, яка надходить ЕОМ, кодується з допомогою двійкових сигналів.

* Принцип програмного управління. З неї слід, що ваша програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично друг за іншому в певної послідовності.

* Принцип однорідності пам’яті. Програми і такі зберігаються у одному й тому ж пам’яті. Тому ЕОМ не розрізняє, що зберігається у цій осередку пам’яті - число, текст чи команда. Над командами можна виконувати такі самі діяння, як та контроль даними.

* Принцип адресності. Структурно основна пам’ять складається з пронумерованих осередків; процесору в довільний час доступна будь-яка осередок.

Машины, побудовані цих принципах, називаються Фон-Неймановскими.

Список литературы

1. У. Еге. Фигурнов «IBM PC для користувачів» — М.: ИНФРА-М, 1996.

2. М. Д. Аксёнова «Енциклопедія для дітей. Математика» — М.: Аванта+, 1998.

3. А. П. Савін «Енциклопедичний словник юного математика» — М.: Педагогіка, 1985.

4. Музей Intel: internet.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.