Файл: История развития средств вычислительной техники (Краткая история докомпьютерной эпохи).pdf
Добавлен: 04.04.2023
Просмотров: 246
Скачиваний: 2
ВВЕДЕНИЕ
На протяжении всей истории человечество овладело сначала материей, затем энергией и, наконец, информацией. На заре цивилизации человеку хватало элементарных знаний и первобытных навыков, но, затем, постепенно объем информации увеличивался, и люди почувствовали недостаток индивидуальных знаний.
Необходимо было научиться обобщать знания и опыт, способствующие правильной обработке информации и принятию необходимых решений, иными словами, необходимо научиться целенаправленно работать с информацией и использовать компьютерные информационные технологии для ее получения, обработки и передачи.
Сложность промышленного производства, социальной, экономической и политической жизни, изменение динамики процессов во всех сферах деятельности человека привели, с одной стороны, к росту потребности в знаниях, а с другой – к созданию новых средств и способов удовлетворения этих потребностей. В современном обществе к общей культуре человека добавилась еще одна категория – информация.
Сегодня мир стоит на пороге информационного общества. Началом этого перехода стало внедрение современных средств обработки и передачи информации в различные сферы человеческой деятельности. Переход от индустриального общества к информационному осуществляется через информатизацию общества – процесс, в котором создаются условия, удовлетворяющие потребности любого человека в получении необходимой информации.
Главную роль в информационном обществе, будет играть системы распространения, хранения и обработки информации, формирования информационной среды, которые могут обеспечить доступ ко любой информации.
Новые технологии являются главной движущей силой в дополнение к существующим силам мирового прогресса. Всего несколько ключевых компонентов – микропроцессоры, локальные сети, робототехника, специализированные рабочие станции, датчики, программируемые контроллеры – превратили в реальность концепцию автоматизированного предприятия.
В XXI веке образованный человек-это человек, хорошо владеющий информационными технологиями. Ведь деятельность людей все больше зависит от их информированности, умения эффективно использовать информацию.
Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров, телекоммуникаций и других средств связи. Об информации начинают говорить как о стратегическом ресурсе общества, как о ресурсе, определяющем уровень развития государства.
Можно сделать вывод, что в современных условиях информационные технологии становятся эффективным инструментом совершенствования управления предприятием, особенно в таких областях менеджмента, как стратегическое управление, управление качеством продукции и услуг, маркетинг, делопроизводство, управление персоналом.
Целями данной курсовой работы являются: изучив доступные источники информации, выяснить основные этапы и тенденции развития вычислительной техники и информационных технологий. Для достижения этой цели необходимо:
1. кратко изучить историю докомпьютерной эпохи и познакомиться с открытиями предшествующими появлением компьютеров;
2. рассмотреть поколения ЭВМ и их отличительные особенности;
3. ознакомиться с основными тенденциями развития компьютерных технологий;
1. Краткая история докомпьютерной эпохи
История счетных устройств насчитывает много веков. Самым древним счетным инструментом, который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. Для облегчения счета люди стали использовать пальцы сначала одной руки, затем обеих, а в некоторых племенах и пальцы ног.
Раннему развитию письменного счета препятствовала сложность арифметических операций с умножениями чисел, существовавших в то время.
Кроме того, мало кто умел писать и не было учебного материала для письма – пергамент начали выпускать примерно во II веке до нашей эры, папирус был слишком дорог, а глиняные таблички неудобны в использовании. Эти обстоятельства объясняют появление специального счетного устройства – абака. Это была доска с пазами, в которые по позиционному принципу помещали какие-то предметы – камни, кости и т. д.
Позднее, около 500 г. до н. э., абак был усовершенствован и на свет появились счеты – устройство, состоящее из набора костей, нанизанных на стержни. [3, c. 158]
На Руси долгое время считали костями, выложенными кучами. Примерно с XV века распространился "бортовой счет", который почти ничем не отличался от обычных счетов и представлял собой каркас с укрепленными горизонтальными канатами, на которые нанизывались просверленные сливовые или вишневые косточки.
В конце XV века Леонардо да Винчи (1452-1519) создал эскиз 13-битного суммирующего устройства с десятизубыми кольцами. Но рукопись да Винчи обнаружена только в 1967 году, поэтому механические устройства ведутся от суммирующей машины Паскаля. По его чертежам в наши дни американская фирма по производству компьютеров для рекламы воссоздала оригинальную машину.
Первые компьютеры
В 1623 году Вильгельм Шикард (Schickard), профессор университета описал устройство "часов для счета". Это была первая механическая машина, которая могла только складывать и вычитать. В наше время по его описанию построена её модель.
В 1642 году французский математик Блез Паскаль (1623-1662) сконструировал счетное устройство, чтобы облегчить труд своего отца – налогового инспектора. Это устройство позволяет суммировать десятичные числа. Внешне это была коробка с многочисленными шестернями. Основой суммирующей машины был счетчик-регистратор, или счетное устройство. На нем было десять разрядов, каждая из которых была помечена цифрами.
Для передачи десятки на шестерне располагался один удлиненный зуб, зацепляющийся и вращающий промежуточную шестерню, которая передавала вращение шестерне десятки. Дополнительная шестерня была необходима, чтобы сделать обе счетные шестерни – единиц и десятков – вращались в одном направлении. Счетная шестерня при помощи храпового механизма (передающего прямое движение и не передающего обратного) был подключен к рычагу. Отклонение рычага на тот или иной угол позволяло вводить в счетчик однозначные числа и суммировать их. В машине Паскаля храповой привод был присоединен ко всем счетным шестерням, что позволяло суммировать многозначные числа. [4, c. 89]
В 1673 году немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) создал "шаговый калькулятор" – вычислительную машину, которая позволяет складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом используя двоичную систему счисления. Это более продвинутое устройство, которое используется движущаяся часть (прообраз каретки) и ручка, с помощью которой оператор вращал колесо. Машина являлась прототипом арифмометра, использовавшегося с 1820 по 60 - е годы XX века.
В 1804 году французский изобретатель Жозеф Мари Жаккард (1752-1834) придумал способ автоматического контроля за нитью при работе на ткацком станке. Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых контролируется одним ходом челнока. Переходя к новой картине, оператор просто заменял одну колоду перфокарт другой. Создание ткацкого станка, управляемого картами с пробитыми на них отверстиями и соединенными друг с другом в виде ленты, является одним из ключевых открытий, которые привели к дальнейшему развитию компьютерных технологий.
Чарльз Ксавье Томас (1785-1870) в 1820 году создал первый механический калькулятор, который мог не только складывать и умножать, но и вычитать и делить. Бурное развитие механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 году был добавлен ряд полезных функций: запоминание промежуточных результатов с использованием их в последующих операциях, печать результата и др., создание недорогих, надежных машин позволило использовать их в коммерческих целях и научных расчетах. [1, c. 79]
В 1822 году. Английский математик Чарльз Бэббидж (1792-1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. Первая машина, разработанная Бэббиджем, разностный двигатель, приводилась в действие паровым двигателем. Она рассчитала таблицы логарифмов методом постоянного дифференцирования и ввела результаты на металлическую пластину. Рабочая модель, которую он создал в 1822 году, представляла собой шестизначный калькулятор, способный вычислять и печатать числовые таблицы.
Аналитический двигатель Бэббиджа построили энтузиасты из лондонского Музея науки. Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны. Однако пользоваться им очень сложно – каждый при каждом расчете нужно несколько сотен (а то и тысяч) раз повернуть ручку машины. Номера записываются (набираются) на диски, расположенные вертикально и установленные в позиции от 0 до 9. Двигатель приводится в действие последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу).
Одновременно с английским ученым работала леди Ада Лавлейс (1815-1852). Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.
Леди Лавлейс была единственной дочерью Джорджа Гордона Байрона. Она предсказала появление современных компьютеров как многофункциональных машин не только для вычислений, но и для работы с графикой и звуком. В середине 1970-х годов министерство обороны США официально утвердило название единого языка программирования американских вооруженных сил. Язык называется Ада. В последнее время у программистов всего мира появился свой профессиональный праздник. Он называется "День программиста" и отмечается 10 декабря.
В 1855 г. братья Джорж и Эдвард Шутц из Стокгольма построили первый механический компьютер, используя работы Чарльза Бэббиджа.
В 1878 г. русский математик и механик Пафнутий Львович Чебышев создал суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков, а в 1881 году – приставку к нему для умножения и деления.
В 1880 году. Вильгодт считал, что Однер, гражданин Швеции, живший в Санкт-Петербурге, построил вычислительную машину. Его арифмометры были надежны, среднего размера и просты в использовании. Над счетной машиной Однер начал работать в 1874 году, а в 1890 году он наладил массовое производство счетных машин. Их модификация "Феликс" выпускалась до 50-х годов XX века. [7, c. 205]
Начало XX века
1918. Русский ученый М. А. Бонч-Бруевич и британские ученые В. И. и Ф. Джордан (1919) независимо друг от друга создали электронное реле, названное англичанами триггером, сыгравшее большую роль в развитии компьютерных технологий.
В 1930 году. Ванневер Буш (1890-1974) разработал дифференциальный анализатор. По сути, это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие научные вычисления. Роль Буша в истории компьютерных технологий очень велика, но наиболее часто его имя всплывает в связи с пророческой статьей "Как мы можем думать" (1945), в котором он описывает концепцию гипертекста.
2. Этап электронно-вычислительных машин
В 1937 году Гарвардский математик Говард Эйкен предложил проект создания большой счетной машины. Финансистом проекта выступил президент IBM Томас Уотсон, который вложил 500 тысяч долларов. Проектирование Mark 1 началось в 1939 году, этот компьютер строила нью-йоркская компания IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов.
В 1946 году Джон фон Нейман предложил ряд новых идей для организации компьютерной системы, в том числе концепцию хранимой программы, т. е. хранения программы в запоминающем устройстве.
В результате реализации идей фон Неймана была создана компьютерная архитектура, во многих чертах сохранившаяся до настоящего времени.
В 1947 году появилась вычислительная машина Марк-2, которая стала первой многозадачной машиной – наличие нескольких шин позволяло одновременно переносить несколько чисел из одной части компьютера в другую.
23 декабря 1947 года. сотрудники Bell Telephone Laboratories Джон Барден и Вальтер Бремен впервые продемонстрировали свое изобретение, получившее название транзистор. Десять лет спустя это устройство открыло совершенно новые возможности.
В 1948 году академики С. А. Лебедев (1890-1974) и Б. И. Рамеев предложили первый проект отечественной цифровой электронно – вычислительной машины: сначала МЭСМ – малая электронная счетная машина (1951, Киев), затем БЭСМ-высокоскоростная электронная счетная машина (1952, Москва). Параллельно с ними создавались ЭВМ Урал, Минск, Раздан, Наири. [8, c. 128]
В 1951 году первые серийные компьютеры Ferranti Mark-1 и LEO-1 появились в Англии. А спустя 5 лет компания Ferranti выпустила компьютер Pegasus, в котором впервые воплотила концепцию регистров общего назначения.