Файл: История развития средств вычислительной техники (Понятие и сущность вычислительных машин).pdf

ВВЕДЕНИЕ

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров:

1. Увеличение количества элементов на единицу площади.
2. Уменьшение размеров.
3. Увеличение скорости работы.
4. Снижение стоимости.
5. Развитие программных средств, с одной стороны, и упрощение, стандартизация аппаратных – с другой.

Данная тема актуальна. Так как компьютеры охватили все сферы человеческой деятельности. В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70 - х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и малоизвестным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения, знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка с красивым названием Санта - Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем – персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.

В XXI веке невозможно представить себе жизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.

Таким образом, целью работы является рассмотреть развитие компьютерной техники с древних времен до настоящего времени, а также дать краткий обзор счётным устройствам, начиная с до механического периода и заканчивая современными ЭВМ.

Задачи исследования- рассмотреть этапы становления развития вычислительной техники.

Предмет исследования –история развития средств вычислительной техники.

Объект исследования – вычислительная техника.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

---

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОННО- ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1 Понятие и сущность вычислительных машин

На сегодняшний день компьютеры, в различных их проявлениях, прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Новейшие вычислительные машины, и созданные на их основе различные коммуникационные системы, открывают новые границы развития для всего информационного мира. Сегодня полным ходом идет совершенствование информационного общества. Условием его нормального развития и существования является адекватное применение и обработка информации, удовлетворяющей потребностям общества. Новейшие вычислительные средства, необходимые системы крайне значимы для информационного общества. Вычислительные системы — совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих электронно-вычислительных машин (ЭВМ), оборудования и необходимого программного обеспечения, которое нужно для хранения, сбора и обработки всей информации. С ростом своих возможностей, компьютеры расширили и сферу своей эксплуатации. Они стали применяться в различных образовательных и здравоохранительных учреждениях, научно-исследовательских институтах.

Под понятием информация понимаются такие сведения, которые снижают степень нашего непонимания о какой-либо области или предмете. С точки зрения философии информация понимается как отражение реального мира: это те данные, которые один настоящий объект может сообщить о другом. Информация не возникает из пустого места, ее можно получить, использовать, передать, записать и удалить. Когда информация распространяется, то появляется следующее свойство: когда информация передается из одной системы в другую, объем информации не снизится в передающей системе, однако в принимающей системе он может стать больше.

Информация не существует без материального носителя – какого-то средства для ее переноса во времени и в пространстве. Переносчиком информации может являться физический объект, кроме того, информация может представляться самыми разнообразными звуковыми, световыми и электрическими сигналами.

---

При выборе способа кодирования, а также носителя информации при исполнении различных информационных задач, большое значение имеет эффективная работа системы управления. В ней она может изменять не только тип носителя, но и свой код. Достаточно частым способом кодировки информации может быть предоставление в форме последовательности символов какого-либо алфавита. Например, когда мы читаем книгу, мы принимаем ту информацию, которая записана на ее страницах в виде слов, состоящих из последовательного набора символов – букв или цифр данного алфавита.

Информатика – наука, которая изучает аспекты получения, хранения, преобразования, передачи, защиты и использования информации. Данная учебная дисциплина является фундаментом для таких дисциплин, как: математика, логика, операционные системы, основы алгоритмизации и программирования. Возможность автоматического использования информационных процессов посредством компьютера, также изучается информатикой. Персональный компьютер (ПК) - вид компьютера, принцип которого заключается в транзисторной технологии, использующейся во всех видах радиотехники.

Вычислительные системы (ВС). Этот термин появляется в начале 60-ых годов, когда создавались вычислительные машины 3-го поколения. Этот период времени был очень значимым, так как стали появляться интегральные схемы. Они дали толчок для принятия новых решений: массовый доступ и применение ресурсов вычисления, распределение процессов обработки информации [2]. Возникают новые режимы работы вычислительных машин – многопользовательская и многопрограммная обработка. Разницей между ВС и ЭВМ служит использование в ВС нескольких вычислителей, использующих параллельную обработку. Цель создания вычислительных систем заключалась в росте производительности системы, за счет увеличения скорости обработки данных, а также увеличение надежности и точности вычислений [1].

Классификация ЭВМ. Существует множество различных признаков, по которым классифицируются ЭВМ, но самыми значимыми являются классификации по структурной и функциональной организации вычислительных систем. По назначению, системы делятся на: 1)универсальные и 2)специализированные. Универсальные системы служат для выполнения самых различных операций, специализированные – для выполнения более узкого круга задач. По типу вычислительные системы делятся на: 1)многомашинные и 2)многопроцессорные. Многомашинные ВС появились раньше. Уже в то время появлялись задачи, для которых требовалась высокая производительность, долговечность и точность вычислений. Такие цели и были в основе использования данных машин.

---

Информационные процессы – процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации. Извлечение какой-либо хранимой информации называется ее поиском. Есть очень много разных способов поиска, таких как: наблюдение, общение, чтение журналов или газет, просмотр телевизора или программ, радио и другие. Способом передачи информации во времени и пространстве называется ее хранение. Варианты хранения зависят и вида носителя. Им может быть рукопись, журнал или фотография. Передача информации заключается в процессе участия в ней источника и приемника. Источник будет передавать ее, а приемник получать. Между ними образуется канал связи, который передает сигнал от источника к приемнику. Процесс преобразования какой-либо информации из одного вида в другой называется обработкой. При обработке имеет большое значение входная и выходная информация. Использование информации происходит при принятии каких-либо решений. Под защитой информации понимается комплекс мер по защите от угроз безопасности, а также устранение последствий.

1.2 История развития вычислительной техники

Знание истории развития вычислительной техники как основы компьютерной информатики - необходимый составной элемент компьютерной культуры. Поэтому рассмотрим историю ее становления с точки зрения сегодняшнего дня.
    Основные этапы развития ВТ можно привязать к следующей хронологической шкале:

• Ручной - до 17 века.
• Механический - с середины 17 века.
• Электромеханический - с 90 годов 19 века.
• Электронный - с 40 годов 20 века.

    Ручной период начался на заре человеческой цивилизации. Фиксация результатов счета у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счет, нанесение засечек, счетные палочки, узелки т.д. Наконец появление приборов, использующих вычисления по разрядам, как бы предполагали наличие некоторой позиционной системы счисления, десятичной, пятеричной, троичной и т.д. К таким приборам относятся абак, русские , японские, китайские счеты.

Несомненно, необходимо отметить изобретение Дж. Непером в 17 веке логарифмов. Для их вычисления он предложил использовать устройство, называемое «палочками Непера», которые позволяли быстро выполнять операции умножения и деления. Наряду с палочками Непер предложил счетную доску для выполнения четырех арифметических действий, а также возведения в квадрат, извлечения квадратного корня в двоичной системе счисления, предвосхитив тем самым преимущество двоичной для автоматизации вычислений.

---

 Открытие логарифмов послужило основой создания замечательного вычислительного инструмента - логарифмической линейки, более 360 лет отслужившей инженерно-техническим работникам всего мира.

Развитие механики в 17 веке стало предпосылкой вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений, обеспечивающий перенос старшего разряда. Широкую известность приобрела машина Б. Паскаля, изобретенная в 1642 г. (их было сделано 50 машин) и положившая начало механического этапа развития ВТ. Ее использование способствовало формированию общественного мнения о возможности «автоматизации умственного труда».

 Первый арифмометр, позволявший проводить все 4 арифметические действия, был изобретен Г. Лейбницем в 1673 г.

Увеличение во второй половине 19 веке вычислительных работ в целом ряде областей человеческой деятельности выдвинуло настоятельную потребность в ВТ и повышенные требования к ней.

Началом математического машиностроения можно считать изобретение русского инженера В.Орднера в 1874 г. арифмометра, в основе конструкции которого лежало «колесо Орднера». На протяжении многих лет арифмометр усовершенствовался (в 1900 г. на международной выставке в Париже - золотая медаль) и до наших дней сохранились экземпляры, получившие название Феликс.

Первоначально появление ЭВМ не очень повлияло на выпуск арифмометров прежде всего из-за различия в назначении, а также стоимости и распространенности. Однако, с 60 годов в массовое использование все активнее проникают электронные клавишные вычислительные машины, выпускаемые в начале на лампах, а с 1964 г. на транзисторах. Лидерство в этом направлении сразу же захватила Япония, которая отличалась минитюаризацией электронной техники, включая ВТ. Особое место среди разработок механического этапа развития ВТ занимают работы Ч. Беббиджа, с полным основанием считающегося родоначальником и идеологом современной ВТ.

В работах Беббиджа два основных направления: проекты разностной и аналитической вычислительных машин. Проект первой предназначался для табулирования полиномиальных функций методом конечных разностей. Данная работа была необходимо в проверке существующих математических таблиц, изобилующих ошибками. Самому Беббиджу не удалось воплотить в жизнь свои проекты, но разностную машину выпустили итальянцы в 1853 г, затем ее приобрели США для расчета астрономических таблиц.

Второй проект, аналитическая машина, основан на использовании принципа программного управления, явился предвестником современных ЭВМ. Данный проект был предложен в 30-е годы, а в 1843 г. Адой Лавлейс для машины Беббиджа была написана первая в мире достаточно сложная программа вычисления чисел Бернулли. Оба эти достижения можно считать выдающимися как опередившими свою эпоху более чем на столетие.

---