Файл: История развития средств вычислительной техники (Характеристика поколений ЭВМ).pdf

Введение

Понятие «компьютер» подразумевает под собой слово «вычислитель», другими словами это устройство для вычислений. Такая потребность в автоматизации обработки данных, а также и вычислений, появилась очень давно. Больше чем 1500 лет назад использовались счетные палочки для счета, камешки и другие предметы. В наше современное время трудно себе представить, что можно обойтись без компьютеров. А ведь совсем не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны очень ограниченному кругу специалистов, а их использование, как правило, оставалось под завесой секретности и малоизвестным широкой публике. Но в 1971 году произошло событие, изменившее в корне ситуацию и с феноменальной скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий и нужный инструмент миллионов людей. В том самом знаменательном году еще тогда почти никому не известная компания Intel, выпустила свой первый микропроцессор. Как раз именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем – персональных компьютеров, которыми сейчас пользуются, по сути, все, от учеников начальных классов и бухгалтеров до инженеров и ученых.

В наше время невозможно представить как можно жить без персонального компьютера. Он прочно вошел в нашу жизнь и стал главным помощником человека. На сегодняшний момент в мире есть множество компьютеров разных фирм, разных групп сложности, поколения и назначения. Актуальность темы данной курсовой работы обусловлена тем, что автоматизированные системы являются неотъемлемой частью любого бизнеса и производства. Почти все управленческие и технологические процессы в какой либо степени используют средства вычислительной техники. Всего лишь один компьютер может заметно повысить эффективность управления компанией, при этом не создавая никаких дополнительных проблем. на сегодняшний день персональные компьютеры устанавливают на всех рабочих местах и уже, как правило, никто не сомневается в их нужности. Большие объемы средств вычислительной техники и их особая роль в функционировании каждого предприятия ставят перед руководством целый ряд новых задач.

Объектом данной курсовой работы является вычислительная техника и история ее развития.

Предметом курсовой работы является роль вычислительной техники в жизни человека.

Целью данной курсовой работы является анализ роли вычислительной техники в жизни человека.

Из цели курсовой работы формируются следующие задачи:

---

1. Изучить историю развития вычислительной техники.

2. Проанализировать роль вычислительной техники в современной жизни человека.

При написании данной работы были использованы научная и учебно-методическая литература, статьи в периодических изданиях Российской Федерации.

Основными источниками, раскрывающими теоретические основы развития вычислительной техники, явились работы таких авторов, как В.Э. Фигурнов, А.Н. Саптовский, Ю.А. Первин, А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, Р.А. Сворень, А.П. Пятибратов, А.С. Касаткин, Р.В. Можаров, А. Ю. Королев, В.С. Фигурная, В.Э. Фигурнов.

В данных источниках подробно рассмотрено понятие вычислительной техники и история ее развития.

Источники литературы данной курсовой работы являются надежными, т.к. были опубликованы серьезным издателем. Авторы источников литературы, используемые в данной курсовой работе, имеют научные степени, множество научных трудов и авторитет в научной сфере.

Глава 1. История развития средств вычислительной техники

1.1. Этапы развития средств вычислительной техники

Существует несколько этапов развития средств вычислительной техники, которыми люди пользуются и в настоящее время.

Ручной период начался на заре человеческой цивилизации (период от 50 тысячелетия до н.э. и до XVII века) и основывался на использовании разных частей тела, в основном, пальцев рук и ног. [11]

Древние египтяне предполагали, что в загробном мире душу умершего подвергают экзамену по счету на пальцах. Они смогли научиться даже умножать на пальцах числа от 6 до 9. В последствии пальцевой счет был усовершенствован, и с помощью пальцев научились даже показывать числа до 10 000. Интересеный факт, что китайские купцы торговались, взяв друг друга за руки и указывали цену, нажимая на определенные суставы пальцев. [9]

Североевропейский пальцевой счет позволял показывать пальцами одной руки все числа от 1 до 100. Причем большим и указательным пальцами изображались десятки, другими тремя - единицы. [3]

Счет парами аж до середины XVIII века занимал главное место в жизни россиян, поскольку имел качественное происхождение - пара рук, ног, глаз и прочее. [1]

---

Счет восьмерками тоже основан на пальцевом счете и, по факту, он является сочетанием двоичной и четверичной систем. Элементы восьмеричной системы существовали на Руси уже в начале XX столетия. [5]

Пальцевой счет девятками является одним из самых распространенных русским народным способом умножения на пальцах с помощью девятериц - своеобразной таблицы умножения, которая обозначает девятилетние сроки человеческой жизни. [16]

В Древней Руси был широко распространен счет, который основан на счислении числа фаланг на руке "счетовода". [10]

Счет сороками имел широкое распространение в Древней Руси. Число 40 (четыре десятка) долгое время называли "четыредцать" или "четыредесят". Число 40 на Руси когда-то играло особую роль при пальцевом счете, об этом говорят некоторые поверья. [2]

Фиксация результатов счета осуществлялась разными способами: нанесение насечек, счетные палочки, узелки и другие. К примеру, у народов доколумбовой Америки был очень развит узелковый счет. Более этого, система узелков выполняла также роль хроник и летописей, имея достаточно сложную структуру. Однако использование ее требовало хорошей тренировки памяти. [16]

На смену древнему счету на пальцах пришёл счёт на абаке. Доска абака была разделена на полоски. Каждая из полосок назначалась для откладывания тех или иных разрядов чисел.

Так как у римлян камешек называли калькулюс, то счет на абаке получил название калькуляция. Даже сейчас подсчет расходов называют калькуляцией, а человека, который выполняет этот подсчет – калькулятором. Но после того как два десятка лет тому назад были сделаны маленькие приборы, которые выполняют за считанные секунды сложные расчеты, название "калькулятор" перешло к ним. Один и тот же камешек на абаке может означать и единицы, и десятки, и сотни, и тысячи – все дело лишь в том, на какой полоске он лежал. Чаще всего абаком пользовались для денежных расчетов. [13]

Наши счеты также представляют собой абак, который состоит из рамки с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны сливовые или вишневые косточки (по 10 штук).

Долгий путь усовершенствования абака привел к созданию счетного прибора законченной классической формы, который использавался вплоть до эпохи расцвета клавишных настольных ЭВМ. Счёты представляют собой раму с нанизанными на спицы костяшками. В совсем недавнем прошлом в СССР их использовали достаточно часто. Хотя еще и сегодня временами их можно встретить. И только появление карманных электронных калькуляторов смогло создать реальную угрозу для дальнейшего использования русских, китайских и японских счетов - трех основных классических форм абака, которые сохранились до наших дней. [7]

---

Использование абака уже предполагает наличие некоторой позиционной системы счисления, к примеру, десятичной, троичной, пятеричной и др. Однако изобрели ее только в IX веке н.э. индийские ученые. При записи числа, в котором отсутствует какой-либо разряд, индийцы вместо названия цифры говорили слово "пусто". При записи на его месте ставили точку, а потом начали рисовали кружок. Этот кружок назывался "сунья" - на языке хинди это значило"пустое место". Арабские математики перевели данное слово по смыслу на свой язык - они говорили "сифр". Современное слово "нуль" родилось относительно недавно - позднее, чем "цифра". Оно происходит от латинского слова "nihil" - "никакая". [11]

Современная десятичная позиционная система возникла на основе нумерации, которая зародилась в Индии. До этого в Индии имелись системы, в которых применялся не только принцип сложения, но и принцип умножения. Аналогично строились старокитайская системы и некоторые другие. Если, например, условно обозначить число 3 символом III, а число 10 символом X, то число 30 запишется как IIIX. Данные системы могли служить подходом к созданию десятичной позиционной нумерации. Десятичная позиционная система дает принципиальную возможность записывать любые большие числа. Запись чисел в ней компактна и удобна для производства арифметических операций. Поэтому вскоре после возникновения десятичная позиционная система начинает распространяться из Индии на Запад и Восток. Арабский ученый, математик Мухаммед бен Муса ал-Хорезми (из города Хорезма на реке Аму-Дарья) в своей книге подробно описал индийскую арифметику. Триста лет спустя (в 1120 году) данную книгу перевели на латинский язык, и она стала первым учебником "индийской" арифметики для всех европейских городов. Относительно в это же время индийские цифры начали применять и другие арабские учёные. Кроме того ал-Хорезми примерно в 850 году н.э. написал книгу об общих правилах решения арифметических задач при помощи уравнений. Она называлась "Китаб ал-Джебр". Данная книга дала имя науке алгебре. Мухаммеду бен Муса ал-Хорезми мы обязаны появлению понятия "алгоритм". В первой половине XII века книга ал-Хорезми в латинском переводе проникла в Европу. Переводчик, имя которого, к сожалению, до нас не дошло, дал ей название «Алгоритми о счёте индийском». [15]

В 9 в. появляются рукописи на арабском языке, в которых излагается эта система, в 10 в. десятичная позиционная нумерация приходит в Испании, в начале 12 в. она приходит и в другие страны Европы. Новая система получила название арабской, т.к. в Европе с ней познакомились впервые по латинским переводам с арабского. Только в 16 в. новая нумерация получила широкое распространение в науке и в житейском обиходе. В России она начинала распространяться в 17 в. С введением десятичных дробей десятинная позиционная система стала универсальным средством для записи всех чисел. [3]

---

В десятичной системе используются цифры от 0 до 10. Причем, т.к. система позиционная, положение цифр имеет важное значение: справа налево разряд увеличивается. Десятичная система во многом наиболее удобна для людей, т.к. у нас по десять пальцев на руках и ногах. [7]

Развитие механики в XVII в. стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, которые используют механический принцип вычислений. Данные устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда. Эти устройства были способны выполнять уже не два, а четыре арифметических действия и назывались арифмометрами.

Своего рода модификацию абака предложил Леонардо да Винчи (1452-1519) в конце XV - начале XVI века. Он создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Данное устройство что-то вроде счетной машинки в основе которой находятся стержни, с одной стороны меньшее с другой большее, все стержни (всего 13) располагались таким образом, чтобы меньшее на одном стержне касалось большего на другом. Десять оборотов первого колеса должны были приводить к одному полному обороту второго, 10 второго к одному полному третьего и т.д. [1]

Первая механическая машина была описана в 1623 г. профессором математики Тюбингенского университета Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами. [12]

Машина Шиккарда содержала суммирующее и множительное устройства, а еще механизм для записи промежуточных результатов. Первый блок — шестиразрядная суммирующая машина — представляла собой соединение зубчатых передач. На каждой оси имелась шестерня с десятью зубцами и вспомогательное однозубое колесо — палец. Этот палец служил для того, чтобы передавать единицу в следующий разряд. При вычитании шестеренки нужно было вращать в обратную сторону. Контроль хода вычислений нужно было вести при помощи специальных окошек, в которых появлялись цифры. Для перемножения использовалось устройств главную часть, которой составляли шесть осей с «навернутыми» на них таблицами умножения. Использованная принципиальная схема машины Шиккарда являлась классической - она использовалась в большинстве последующих механических счетных машин вплоть до замены механических деталей электромагнитными. Однако из-за недостаточной известности машина Шиккарда и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие вычислительной техники, но она по праву открывает эру механической вычислительной техники. [16]

---