Файл: История развития средств вычислительной техники(Этапы развития средств вычислительной техники).pdf

Введение

Актуальность темы. Выбор темы курсовой работы обусловлен тем, что знание истории развития вычислительной техники, является неотъемлемым компонентом профессиональной компетентности будущего специалиста в области информационных технологий. Первые шаги автоматизации умственного труда относятся именно к вычислительной активности человека, который уже на самых ранних этапах своей цивилизации начал использовать средства инструментального счета.

При этом, следует иметь в виду, что хорошо зарекомендовавшие себя средства развития вычислительной техники используются человеком и в настоящее время для автоматизации различного рода вычислений.

Автоматизированные системы являются неотъемлемой частью любого бизнеса и производства. Практически все управленческие и технологические процессы в той или иной степени используют средства вычислительной техники. Всего лишь один компьютер может заметно повысить эффективность управления предприятием, при этом не создавая дополнительных проблем. Сегодня персональные компьютеры устанавливают на каждом рабочем месте и уже, как правило, никто не сомневается в их необходимости. Значительные объемы средств вычислительной техники и их особая роль в функционировании любого предприятия ставят перед руководством целый ряд новых задач.

В данной работе будет проанализирована история развития средств вычислительной техники, которая поможет понять и изучить сущность и значение.

Объектом курсовой работы является история развития средств вычислительной техники.

Предметом исследования является изучение этапов развития средств вычислительной техники.

Цель данной работы провести анализ характеристики поколений ЭВМ.

Для достижения поставленной цели в курсовой работе необходимо решить следующую задачу:

1.Выявить роль средств вычислительной техники в жизни человека.

При написании курсовой работы применялись современные методы исследования, теоретический и практический анализ литературы по тематике данной работы.

При написании данной работы использовались труды таких авторов, как:

Агафонов А, Бауэр Ф, Винер Н. Я , Дубова Н, Малиновский Б.Н, Мельников В.А, Петренко А.К

Структура работы: работа состоит из введения, пяти параграфов, заключения, списка литературы.

1. Этапы развития средств вычислительной техники

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

Ручной этап развития средств вычислительной техники.

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре людской культуры и основывался в применении разных элементов туловища, в первую очередь, пальцев рук и ног.

Пальцевый счет уходит корнями в глубокую древность, встречаясь в том или ином виде у всех народов и в наши дни. Известные средневековые математики рекомендовали в качестве вспомогательного средства именно пальцевый счет, допускающий довольно эффективные системы счета. Фиксация результатов счета производилась различными способами: нанесение насечек, счетные палочки, узелки и др. Например, у народов доколумбовой Америки был весьма развит узелковый счет. Более того, система узелков выполняла также роль своего рода хроник и летописей, имея достаточно сложную структуру. Однако, использование ее требовало хорошей тренировки памяти.

Счет с помощью группировки и перекладывания предметов явился предшественником счета на абаке - наиболее развитом счетном приборе древности, сохранившимся до наших дней в виде различного типа счетов.

Абак предстал первоначальным сформированным перечислимым устройством в события людей, главным различием коего с предшествующих методов вычислений существовало осуществление вычислений согласно разрядам. Подобным способом, применение пенька ранее подразумевает присутствие определенной позиционной концепции счисления, к примеру, десятичной, троичной, пятеричной и др. Многолетний подход улучшения пенька поверг к формированию перечислимого устройства завершенной традиционной фигуры, применяемого вплотную вплоть до периода бума клавишных настольных ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА. Безусловно ещё и на сегодняшний день где-то его возможно повстречать, подсобляющим в вычисленных действиях. И только лишь возникновение карманных электрических калькуляторов в семидесятые года нашего века образовало настоящую опасность с целью последующего применения российских, странных и японских счетов - 3-х ключевых традиционных конфигураций пенька, сохранившихся вплоть до наших суток. Присутствие данном, заключительная знаменитая стремление улучшения российских счетов посредством организации их с таблицей перемножения принадлежит к 1921 г.

Хорошо приспособленный к выполнению операций сложения и вычитания, абак оказался недостаточно эффективным прибором для выполнения операций умножения и деления. Поэтому открытие логарифмов и логарифмических таблиц Джоном Непером в начале XVII века явилось следующим крупным шагом в развитии вычислительных систем ручного этапа. Впоследствии появляется целый ряд модификаций логарифмических таблиц. Однако, в практической работе использование логарифмических таблиц имеет ряд неудобств, поэтому Джон Непер в качестве альтернативного метода предложил специальные счетные палочки (названные впоследствии палочками Непера), позволявшие производить операции умножения и деления непосредственно над исходными числами. В основу данного метода Непер положил способ умножения решеткой.

Наряду с палочками Непер предложил счетную доску для выполнения операций умножения, деления, возведения в квадрат и извлечения квадратного корня в двоичной системе, предвосхитив тем самым преимущества такой системы счисления для автоматизации вычислений.

Логарифмы послужили основой создания замечательного вычислительного инструмента - логарифмической линейки, более 360 лет служащего инженерно-техническим работникам всего мира.

Механический этап развития вычислительной техники.

Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Такие устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда.

Первая механическая машина была описана в 1623 году Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.

Машина Шиккарда заключалась в 3-х самостоятельных приборов: итогового, умножающего и журнал количеств. Суммирование изготавливалось поочередным вводом слагаемых с помощью лоскутных дисков, а удержание - поочередным вводом убавляемого и вычитаемого. Включаемые количества и итог строения и вычитания отражались в окнах считывания. С целью исполнения процедуры перемножения применялась концепция перемножения сеткой. 3-я доля автомобили применялась с целью журнал количества длиною никак не наиболее 6 разрядов.

В машине Блеза Паскаля применялась наиболее непростая модель перенесения старших разрядов, в последующем крайне редко применяемая; однако выстроенная в 1642 г. 1-ая функционирующая форма автомобили, а далее ряд в ПЯТЬДЕСЯТ автомобилей содействовали довольно обширной популярности изобретения и развитию социального взгляды о способности автоматизации интеллектуального работы.

Первый арифмометр, позволяющий производить все четыре арифметических операции, был создан Готфридом Лейбницем в результате многолетнего труда. Венцом этой работы стал арифмометр Лейбница, позволяющий использовать 8-разрядное множимое и 9-разрядный множитель с получением 16-разрядного произведения.

Особое место среди разработок механического этапа развития вычислительной техники занимают работы Чарльза Бэббиджа, с полным основанием считающегося родоначальником и идеологом современной вычислительной техники. Среди работ Бэббиджа явно просматриваются два основных направления: разностная и аналитическая вычислительные машины.

План разностной автомобили был изобретен в двадцатых годах XIX столетия и назначался с целью табулирования полиномиальных функций способом окончательных разностей. Главным катализатором в этой труде существовала настойчивая потребность в табулировании функций и контролю имеющихся точных таблиц, обильных погрешностями.

Второй проект Бэббиджа - аналитическая машина, использующая принцип программного управления и явившуюся предшественницей современных ЭВМ. Данный проект был предложен в 30-е годы XIX века, а в 1843 году Алой Лавлейс для машины Бэббиджа была написана первая в мире достаточно сложная программа вычисления чисел Бернулли.

Чарльз Бэббидж в своей машине использовал механизм, аналогичный механизму ткацкого станка Жаккарда, использующему специальные управляющие перфокарты. По идее Бэббиджа управление должно осуществляться парой жакардовских механизмов с набором перфокарт в каждом.

Бэббидж имел удивительно современные представления о вычислительных машинах, однако имевшиеся в его распоряжении технические средства намного отставали от его представлений.

Электромеханический этап развития вычислительной техники.

Электромеханический этап развития вычислительной техники явился наименее продолжительным и охватывает всего около 60 лет. Предпосылками создания проектов данного этапа явились как необходимость проведения массовых расчетов (экономика, статистика, управление и планирование, и др.), так и развитие прикладной электротехники (электропривод и электромеханические реле), позволившие создавать электромеханические вычислительные устройства.

Традиционным видом средств электромеханического стадии был счислимо-исследовательский совокупность, рассчитанный с целью обрабатывания данных в перфокарточных носителях.

Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США Германом Холлеритом в 1887 году и состоял из: ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Основным назначением комплекса являлась статистическая обработка перфокарт, а также механизации бухучета и экономических задач. В 1897 году Холлерит организовал фирму, которая в дальнейшем стала называться IBM.

Развивая работы Г. Холлерита, в ряде стран разрабатывается и производится ряд моделей счетно-аналитических комплексов, из которых наиболее популярными и массовыми были комплексы фирмы IBM, фирмы Ремингтон и фирмы Бюль.

Заключительный период (40-е годы XX века) электромеханического этапа развития вычислительной техники характеризуется созданием целого ряда сложных релейных и релейно-механических систем с программным управлением, характеризующихся алгоритмической универсальностью и способных выполнять сложные научно-технические вычисления в автоматическом режиме со скоростями, на порядок превышающими скорость работы арифмометров с электроприводом.

Конрад Цузе явился пионером создания универсальной вычислительной машины с программным управлением и хранением информации в запоминающем устройстве. Однако его первая модель Z-1 (положившая начало серии Z-машин) идейно уступала конструкции Бэббиджа - в ней не предусматривалась условная передача управления. Также, в будущем, были разработаны модели Z-2 и Z-3.

Заключительным большим планом релейной вычисляемой технической необходимо рассматривать выстроенную в 1957 г. в СОВЕТСКИЙ СОЮЗ релейную вычисляемую автомобиль РВМ-1 и эксплуатировавшуюся вплоть до окончания 1964 годы в главном с целью постановления финансовых вопросов.

Электронный этап развития вычислительной техники.

В силу физико-технической природы релейная вычислительная техника не позволяла существенно повысить скорость вычислений; для этого потребовался переход на электронные безинерционные элементы высокого быстродействия.

Первой ЭВМ можно считать английскую машину Colossus, созданную в 1943 году при участии Алана Тьюринга. Машина содержала около 2000 электронных ламп и обладала достаточно высоким быстродействием, однако была узкоспециализированной.

Первой ЭВМ принято считать машину ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), созданную в США в конце 1945 года. Первоначально предназначенная для решения задач баллистики, машина оказалась универсальной, т.е. способной решать различные задачи.

Еще до начала эксплуатации ENIAC Джона Моучли и Преспера Эккерт по заказу военного ведoмства США приступили к проекту над новым компьютером EDVAC (Electronic Discrete Automatic Variable Computer), который был совершеннее первого. В этой машине была предусмотрена большая память (на 1024 44-битных слов; к мoменту завершения была дoбавлена вспoмoгательная память на 4000 слoв для данных), предназначенная как для данных, так и для программы.

Компьютер EDSAC пoлoжил начало новому этапу развития вычислительной техники - первому пoкoлению универсальных ЭВМ.

2. Характеристика поколений ЭВМ

Начиная с 1950 гoда, каждые 7-10 лет кардинальнo обнoвлялись конструктивно-технологические и программно-алгоритмические принципы построения и использования ЭВМ. В связи с этим правoмерно гoвoрить о поколениях вычислительных машин. Условнo каждому поkолению можно отвести 10 лет.

Первoе поколение ЭВМ 1950-1960-е гoды

Логические схемы сoздавались на дискретных радиoдеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запoминающих устрoйствах использoвались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электрoмагнитные линии задержки, электроннo-лучевые трубки. В качестве внешних запоминающих устройств применялись накoпители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутатoры.