Файл: Реферат по теме История развития вычислительной техники Преподаватель Цветков А. В. Студент группы ри112702 Постылякова Д. А.docx
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 63
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РтФ
Реферат
по теме «История развития вычислительной техники»
Преподаватель: Цветков А.В.
Студент группы РИ-112702: Постылякова Д.А.
Екатеринбург
2021
СОДЕРЖАНИЕ
Содержание…………………………..……………………………………..2
Введение…………………………………………………………..………...3
История развития вычислительной техники…………………..…………4
Компьютеры первого поколения………………………………..………...4
Компьютеры второго поколения………………………………………….5
Компьютеры третьего поколения…………………………………………6
Компьютеры четвёртого поколения………………………………………7
Компьютеры пятого поколения…………………………………………...8
Роль компьютера в жизни человека………………………………………9
Компьютеры в учреждении………………………………………………11
Компьютеры в искусстве…………………………………………………11
Компьютеры как средство общения……………………………………..12
Заключение………………………………………………………………..13
Введение
Вычислительная техника – совокупность технических средств, используемых для облегчения и ускорения решения трудоемких задач, связанных с обработкой числовой информации, путем частичной или полной автоматизации вычислительного процесса.
Историю развития вычислительной техники условно делят на 5 поколений:
-
1-е поколение (1945-1954 гг.) -
2-е поколение (1955-1964 гг.) -
3-е поколение (1965-1970 гг.) -
4-е поколение (1970-1974 гг.) -
5-е поколение
Слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных возникла очень давно. Более 1500 лет назад для счёта использовали камешки, палочки и т.д.
В наше время сложно представить свою жизнь без компьютеров. До начала 1970-х годов компьютеры были доступны лишь ограниченному числу специалистов.
В 1971 году фирма Intel выпустила первый в мире микропроцессор. Именно благодаря ему, мы сейчас имеем возможность пользоваться персональными компьютерами.
Целью моей работы является обобщение различных данных о развитии вычислительной техники от самых простейших до современных электронно-вычислительных машин. Данная работа включает в себя историю появления машин, облегчающих всевозможные расчёты, 5 основных этапов, так же информацию о научных деятелях, повлиявших на развитие вычислительной техники.
История развития вычислительной техники.
Поколения компьютеров – нестрогая квалификация вычислительных систем по степени развития аппаратных и программных средств. Всего выделяют пять поколений компьютеров. Каждое поколение характеризуется определенной базой – оперативная память, процессор и программное обеспечение.
Компьютеры первого поколения
1-е поколение (1945-1954 гг.) — время становления машин с фон-неймановской архитектурой (Джон фон Нейман), основанной на записывании программы и ее данных в память вычислительной машины. В этот период формируется типовой набор структурных элементов, входящих в состав ЭВМ. Типичная ЭВМ должна состоять из следующих узлов: центральный процессор (ЦП), оперативная память и устройства ввода-вывода. ЦП, в свою очередь, должен состоять из арифметико-логического устройства и управляющего устройства. Машины этого поколения работали на ламповой элементной базе, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень ненадежны. С их помощью, в основном, решались научные задачи. Программы для этих машин уже можно было составлять не на машинном языке, а на языке ассемблера. Тысячи ламп были в металлических шкафах, которые занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для её работы требовалась целая электростанция, а для охлаждения использовались мощные вентиляторы. Программирование выполняли в кодах машины, доступ к которой имели только специалисты-профессионалы. Данные машины имели небольшую операционную память, а быстродействие её состовляло несколько тысяч операций в секунду.
Особенности:
1.Машины имели огромный размер из-за количества и размеров ламп.
2.Из-за большого количества ламп, имеющих способность перегорать, компьютер часто простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы
3.Вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы, так как лампы выделяют большое количество тепла.
Колоссус – первый в мире электронный компьютер, секретная разработка британского правительства. Он не внёс вклад в развитие вычислительной техники из-за своей секретности, но помог победить во Второй мировой войне. Первая машина с программой в памяти. Вес машины: 30 тонн. Создатели: Джон Моушли и Дж. Преспер Экерт. Минусы: использование десятичной системы счисления, множество переключателей и кабелей.
Компьютеры второго поколения
2-е поколение (1955-1964 гг.). Смену поколений определило появление новой элементной базы: вместо громоздкой лампы в ЭВМ стали применяться миниатюрные транзисторы, линии задержки как элементы оперативной памяти сменила память на магнитных сердечниках. Это в конечном итоге привело к уменьшению габаритов, повышению надежности и производительности ЭВМ. А возможности увеличились, так как появились языки программирования высокого уровня и программное обеспечение. В архитектуре ЭВМ появились индексные регистры и аппаратные средства для выполнения операций с плавающей точкой. Быстродействие машин достигло сотен тысяч операций за секунду. Были разработаны команды для вызова подпрограмм. Появились языки высокого уровня — Algol, FORTRAN, COBOL, — создавшие предпосылки для появления переносимого программного обеспечения, не зависящего от типа ЭВМ. С появлением языков высокого уровня возникли компиляторы для них; библиотеки стандартных подпрограмм и другие хорошо знакомые нам сейчас вещи: Важное новшество — это появление процессоров ввода-вывода. Эти специализированные процессоры позволили освободить ЦП от управления вводом-выводом и осуществлять ввод-вывод с помощью специализированного устройства одновременно с процессом вычислений. Для эффективного управления ресурсами машины стали использоваться операционные системы. В этот период развиваются способы хранения информации (широко используется магнитная лента, а позже появляются диски), а так же была замечена первая компьютерная игра.
В нашей стране наиболее распространёнными были такие марки машин: «Урал», «Найри», «Мир», «Раздаи-2», «Бзсм-б» и серия «Минск».
Компьютеры третьего поколения
3-е поколение (1965-1970 гг.). Смена поколений вновь была обусловлена обновлением элементной базы: вместо транзисторов в различных узлах ЭВМ стали использоваться интегральные микросхемы различной степени интеграции. Микросхемы позволили разместить десятки элементов на пластине размером в несколько сантиметров. Это, в свою очередь, не
только повысило производительность ЭВМ, но и снизило их габариты и стоимость. Значительно увеличилось быстродействие (до нескольких миллионов операций в секунду) и объём оперативной памяти. Увеличение мощности ЭВМ сделало возможным одновременное выполнение нескольких программ на одной ЭВМ. Для этого нужно было научиться координировать между собой одновременно выполняемые действия, для чего были расширены функции операционной системы. Одновременно с активными разработками в области аппаратных и архитектурных решений растет удельный вес разработок в области технологий программирования. В это время активно разрабатываются теоретические основы методов программирования, компиляции, баз данных, операционных систем и т. д. Создаются пакеты прикладных программ для самых различных областей жизнедеятельности человека. Наблюдается тенденция к созданию семейств ЭВМ, то есть машины становятся совместимы снизу вверх на программно-аппаратном уровне. Примерами таких семейств была серия IBM System 360 и наш отечественный аналог — ЕС ЭВМ.
Пользователям нет потребности работать непосредственно с внутренностями компьютера не отходя ни на шаг, так как появляется пульт управления. Так де для работы предоставляются терминалы (устройства введения – выведения, клавиатура и дисплей), которые можно отделить на некоторое расстояние от компьютера. Сохранение информации используется с помощью магнитных лент и дисков. Начался переход к информатике. Было реализовано нахождение в памяти несколько выполняемых программ, тем самым даёт эффект экономии ресурсов процессора (мультипрограммирование).
Машины третьего поколения – в нашей стране аналог серии «IMB», а в США – серия «IMB-360», «IMB-370».
Компьютеры четвёртого поколения
4-е поколение (1970-1984 гг.). Очередная смена элементной базы привела к смене поколений. В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов. Это повлекло дальнейшее существенное снижение размеров и стоимости ЭВМ. В начале 70-х годов фирмой Intel был выпущен микропроцессор (МП) i4004. И если до этого в мире вычислительной техники были только три направления (суперЭВМ, большие Э.ВМ (мэйнфреймы) и мини-ЭВМ), то теперь к ним прибавилось еще одно — микропроцессорное.
Процессором
называется функциональный блок ЭВМ, предназначенный для логической и арифметической обработки информации на основе принципа микропрограммного управления. По аппаратной реализации процессоры можно разделить на микропроцессоры (полностью интегрирующие все функции процессора) и процессоры с малой и средней интеграцией. Конструктивно это выражается в том, что микропроцессоры реализуют все функции процессора на одном кристалле, а процессоры других типов реализуют их путем соединения большого количества микросхем.
Элементной базой компьютеров четвертого поколения являются крупномасштабные интегрированные устройства.
Прогресс полупроводников дал возможность разместить большое количество элементов на маленьком кристалле кремния. Появилась возможность разместить устройство на одном кристалле кремния, которое воссоздаёт работу процессора. Это обусловило появление микрокалькуляторов, персональных компьютеров, мощных многопроцессорных компьютеров. Операции увеличились к миллиарду операций за секунду, увеличение оперативной памяти, так же удобство в использовании. Резкое снижение цен на компьютерную технику из-за массового производства и сбыта. Состоялось деление машин на большие вычислительные машины и персональные компьютеры.
Машины четвёртого поколения: «Эльбрус» в нашей стране, «Крей» и прочие в США. В конце 70-х – в начале 80-х популярностью пользовался компьютер Apple, который разработали Стив Джобс и Стив Возняк.
Компьютер пятого поколения
5-е поколение можно назвать микропроцессорным. В 1976 году фирма Intel закончила разработку 16-разрядного микропроцессора i8086. Он имел достаточно большую разрядность регистров (16 бит) и системной шины адреса (20 бит), за счет чего мог адресовать до 1 Мбайт оперативной памяти. В 1982 году был создан i80286. Этот микропроцессор представлял собой улучшенный вариант i8086. Он поддерживал уже несколько режимов работы: реальный, когда формирование адреса производилось по правилам i8086, и защищенный, который аппаратно реализовывал многозадачность и управление виртуальной памятью, i80286 имел также большую разрядность шины адреса — 24 разряда против, 20 у i8086, и поэтому он мог адресовать до 16 Мбайт оперативной памяти. Первые компьютеры на базе этого микропроцессора появились в 1984 году. В 1985 году фирма Intel представила первый 32-разрядный микропроцессор i80386, аппаратно совместимый снизу вверх со всеми предыдущими микропроцессорами этой фирмы. Он был гораздо мощнее своих предшественников, имел 32-разрядную архитектуру и мог прямо адресовать до 4 Гбайт оперативной памяти. Микропроцессор i386 стал поддерживать новый режим работы — режим виртуального i8086, который обеспечил не только большую эффективность работу программ, разработанных для i8086, но и позволил осуществлять параллельную работу нескольких таких программ.