Конспект урока: Развитие современной техники. Сурков А.А.

Развитие современной техники
Цель: рассмотреть ретроспективу развития персональных компьютеров. Чтобы глубже окунуться в тему тенденции развития ПК необходимо рассмотреть некоторые области, такие как: «Появление персональных компьютеров»»; «Виды персональных компьютеров».

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Теоретический материал

Годы основания ныне крупных компаний, внесших исторический вклад в IT:

Intel – 1968 (Intel 4004 и Intel 8008 позже).

AMD (Advanced Micro Devices) – 1968

IBM (Tabulating Machine Company) – 1911

Apple – 1976

Развитие вычислительной техники (техники вычислений), следуя общепринятой классификации, можно разделить на следующие этапы:

  1. Ручной с 50-го тысячелетия до н.э.
    1. узелковый счет;
    2. счета/абак;
    3. логарифмические таблицы и линейки.
  2. Механический – с середины 17-го века
    1. «Паскалина» – механическая машина Блеза Паскаля, выполняющая арифметические операции над 10-разрядными числами. (1642 год)
    2. Арифмометр Г.В. Лейбница (к нему же: арифмометр Томаса (томас-машина), машину Болле, арифмометры Орднера и т.д.) (1673 год)
    3. Разностная машина Чарльза Бэббиджа (1822 год), в ней использовалась десятичная система счисления. Она оперировала 18-разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту.
    4. С 1834 года Бэббидж работает над созданием прообраза современных компьютеров – аналитической машины, которая, как и современные комплексы, состояла из четырех основных частей: склад (память, для хранения переменных); фабрика или мельница (арифметико-логическое устройство, часть современного процессорора), управляющий элемент, устройство ввода/вывода.
  3. Электромеханический - с 90-х года 19-го века

Электромеханический этап:

  1. Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США в 1887 г. с использованием идей Беббиджа и Джоккарда, Г. Холлеритом (табулятор Холлерита). Он использовался для переписи населения в России (1897 г.), США (1890 г.) и Канаде (1897 г.), для обработки отчетности на железных дорогах США, в крупных торговых фирмах.

История появления IBM:

Первый статистический табулятор был построен американцем Германом Холлеритом, с целью ускорить обработку результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. Идея возможности использования для этих целей перфокарт принадлежала высокопоставленному чиновнику бюро переписи Джону Шоу Биллингсу (будущему тестю Холлерита). Холлерит закончил работу над табулятором к 1890 г. Затем в бюро переписи были проведены испытания, и табулятор Холлерита в соревновании с несколькими другими системами был признан лучшим. С изобретателем был заключен контракт. После проведения переписи Холлерит был удостоен нескольких премий, и получил звание профессора в Колумбийском университете.

Холлерит организовал фирму по производству табуляционных машин TMC (Tabulating Machine Company), продавая их железнодорожным управлениям и правительственным учреждениям (партия табуляторов была также закуплена Российской империей). Этому предприятию сопутствовал успех. С годами оно претерпело ряд изменений — слияний и переименований. С 1924 г. фирма Холлерита стала называться IBM.

  1. В 1944 г. Говард Айкен на предприятии фирмы IBM, с помощью работ Бэббиджа, построил аналитическую машину "МАРК-1" на электромеханическом реле. Скорость вычислений этой машины была в 100-крат быстрее арифмометра с электроприводом. Было создано несколько мфодификаций этой машины.
  2. С 1943- 45 г. группа под руководством Мочли и Эккерта в США создает первую ЭВМ ENIAC на основе ЭКЕКТРОННЫХ ЛАМП. Это была универсальная машина для решения разного рода задач. Эта ЭВМ превосходила производительностью машину МАРК-1 в 1000 раз и была больше неё в 2 раза (вес- 30 т.). ENIAC содержала 18000 электронных ламп, 150 реле, 70000 резисторов, 10000 конденсаторов, потребляя мощность в 140 кВт. Но у нее не было памяти и для задания программы надо было соединить определенным образом провода.

В 1945 г. Джон фон Нейман разработал общие принципы построения цифровой вычислительной машины, которые до сих пор используются в современных ПК.

Согласно этим принципам Джона фон Неймана, компьютер должен иметь:

* арифметическо - логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

* устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

* запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

* внешнее устройство для ввода-вывода информации.

  1. Электронный - с 40-х годов 20-го века.

Поколения ЭВМ:

— Первое поколение ЭВМ - 1949 -1958 г.г.:

1949 г. Морис Уилксом (Англия) создан первый компьютер EDVAC. Это универсальная ЭВМ с хранимыми в памяти программами, которая положила начало первому поколению универсальный ЦИФРОВЫХ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН.

В 40-50-х годах ЭВМ были огромны и примитивны. В качестве элементной базы использовались электронные лампы и реле; оперативная память - на триггерах, позднее на ферритовых сердечниках; быстродействие - в пределах 5-30 тыс. арифметических операций в секунду. Программирование для таких ЭВМ велось в машинных кодах, позднее появились автокоды и ассемблеры. Использовались для научно-технических расчетов. Типичные представители - EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал.

— Второе поколение ЭВМ - 1959 - 1963 гг.:

* 1948 г. - изобретен транзистор и во второй половине 50-х годах появились ЭВМ на транзисторах.

* 1959 г., США - создана ЭВМ второго поколения RCA-501.

* 1960 г. - IBM 7090, LARC.

* 1961 - Stretsh.

* 1962 - ATLAS.

* В СССР ЭВМ второго поколения представлены такими машинами как РАЗДАН, Наири, Мир, МИНСК, Урал-11, М-220, БЭСМ-4, М-4000.

* ЭВМ второго поколения характеризуются элементной базой на транзисторах (полупроводники), оперативной памятью на миниатюрных ферритовых сердечниках, объемом до 512 Кб, производительностью до 3 000 000 операций в секунду. Они обеспечивают совмещение функциональных операций (режим разделенного времени) и режим мультипрограммирования, т.е. одновременную работу центрального процессора и каналов ввода/вывода. По габаритам ЭВМ делятся на малые, средние, большие и специальные. Параллельно с совершенствованием ЭВМ, развивается программное обеспечение, появляются алгоритмические языка программирования, АСУ, диспетчеры.

— Третье поколение ЭВМ - 1964 - 1976 г.г.:

* 1958 г. - Джек Килби придумал, как на одной пластине разместить несколько транзисторов.

* 1959 г. - Роберт Нойд сконструировал первые чипы (интегральные схемы).

* Первой ЭВМ третьего поколения можно считать серию моделей IBM/360 (1964 г., США).

* К ЭВМ третьего поколения можно отнести PDP-8 (Первый мини-компьютер, был создан в 1965 г. и стоил 20 тыс. $), PDP-11,B-3500, серию ЕС-ЭВМ.

* ЭВМ третьего поколения характеризуются элементной базой на ИС и частично БИС, оперативной памятью полупроводниковой на интегральных схемах и объёмом 16 Мб, производительностью до 30 млн. операций в секунду. По габаритам ЭВМ делятся на большие, средние, мини и микро. Типичные модели поколения - ЕС-ЭВМ, СМ-ЭВМ, IBM/360, PDP, VAX. Характерной особенностью ЭВМ третьего поколения явилось наличие операционной системы, появление возможности мультипрограммирования и управление ресурсами (периферийными устройствами) самой аппаратной частью ЭВМ или непосредственно операционной системой. Программное обеспечение ЭВМ усложняется за счет появления ОС, ППП, СУБД, САПР, новых алгоритмических языков высокого уровня (ПЛ-1, АЛГОЛ, КОБОЛ…).

— Четвертое поколение ЭВМ - 1977 - наши дни:

* Наиболее известная серия первых ЭВМ четвертого поколения - IBM/360.

* Конструктивно - технологической основой ВТ четвертого поколения стали большие интегральные схемы (БИС) и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), созданные в 70-80 годах, быстродействующие запоминающие устройства. ЭВМ рассчитываются на эффективное использование ЯВУ, упрощение процесса программирования для проблемного программиста.

* Парк машин четвертого поколения можно разделить на микро-ЭВМ, ПК, мини-ЭВМ, ЭВМ общего назначения, специальные ЭВМ, супер-ЭВМ.

* Оперативная память машин четвертого поколения - полупроводниковая на СБИС и объёмом 16 Мб и более.

* Типичные представители этого поколения - IBM/370, SX-2, IBM PC/XT/AT, PS/2, Cray.

* Персональные компьютеры:

* ПК - наиболее распространенные ЦЭВМ в настоящее время. Их появление восходит к первой мини-ЭВМ PDP-8.

* 1970 г. - фирма INTEL начала продавать интегральные схемы памяти и в августе - интегральную схему, аналогичную центральному процессору большой ЭВМ (микропроцессор Intel - 4004).

* 1975 г. - появился первый персональный компьютер Альтаир-8800 с микропроцессором Intel 8080.

* 1977 г. – выпуск Apple II

* 1981 г. - фирма IBM начинает выпуск персональных компьютеров IBM PC.

* 1983 г. - выпущен компьютер IBM PC XT c жестким диском.

* 1985 г. - начат выпуск ПК IBM PC AT .