История развития средств вычислительной техники

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАМЫШИНСКИЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ(филиал)

ВОЛГОГРАДСКОГО  ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 

КАФЕДРА «Информатика» 
 
 
 
 

СЕМЕСТРОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

Тема: «История развития средств вычислительной техники» 
 
 
 
 
 

                                                                                                Выполнил:

 Студент  группы 

                                                                                                                      

                                                                                               Проверил:

                                                                                                 
 
 
 
 
 
 

Камышин 2010 г.

     Содержание

1. Введение
2. История создания и развития средств вычислительной техники
3. Поколения ЭВМ

3.1     Первое поколение ЭВМ (1948 — 1958 гг.)

2. Второе поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.)
3. Третье поколение ЭВМ (1968 — 1973 гг.)
4. Четвертое поколение ЭВМ (1974 — 1982 гг.)
5. Пятое поколение и суперкомпьютеры
4. Заключение
5. Список литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность  в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Более 1500 лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д.

     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 мало известным  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 конце XX века 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. 
 
 
 
 
 
 

История создания и развития средств вычислительной техники

В вычислительной технике существует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин. ЭВМ относят к тому или  иному поколению в зависимости  от типа основных используемых в ней  элементов или от технологии их изготовления. Ясно, что границы поколений в  смысле времени сильно размыты, так  как в одно и то же время фактически выпускались ЭВМ различных типов; для отдельной же машины вопрос о  ее принадлежности к тому или иному  поколению решается достаточно просто.

Еще во времена  древнейших культур человеку приходилось  решать задачи, связанные с торговыми  расчетами, с исчислением времени, с определением площади земельных  участков и т. д. Рост объемов этих расчетов приводил даже к тому, что  из одной страны в другую приглашались специально обученные люди, хорошо владешие техникой арифметического  счета. Поэтому рано или поздно должны были появиться устройства, облегчающие  выполнение повседневных расчетов. Так, в Древней Греции и в Древнем  Риме были созданы приспособления для  счета, называемые абак. Абак называют также римскими счетами. Эти счеты  представляли собой костяную, каменную или бронзовую доску с углублениями – полосами. В углублениях находились костяшки, и счет осуществлялся передвижением  костяшек.

В странах Древнего Востока существовали китайские  счеты. На каждой нити или проволоке  в этих счетах имелось по пятьи  по две костяшки. Счет осуществлялся  единицами и пятерками. В России для арифметических вычеслений применялись  русские счеты, появившиеся в 16  веке, но кое – где счеты можно  встретить и сегодня.

Развитие приспособлений для счета шло в ногу с достижениями математики. Вскоре после открытия логарифмов в 1623 г. была изобретена логарифмическая  линейка, её автором был английский математик Эдмонд Гантер. Логарифмической  линейке суждена была долгая жизнь: от 17 века до нашего времени.

Однако ни абак, ни счеты, ни логарифмическая линейка  не означают механизации процесса вычислений. В 17 веке выдающимся французким ученым Блезом Паскалем было изобретено принципиально  новое счетное устройство – арифметическая машина. В основу её работы Б. Паскаль  положил извесную до него идею выполнения вычислений с помощью металических шестеренок. В 1645 г. им была построена  первая суммирующая машина, а в 1675 г. Паскалю удается создать настоящую  машину, выполняющую все четыре арифметических действия. Почти одновременно с Паскалем в 1660 – 1680 гг. Сконструировал счетную  машину великий немецкий математик  Готфирд Лейбниц.

Счетные машины Паскаля и Лейбница стали прообразом арифмометра. Первый арифмометр для  четырех арифметических действий, нашедший арифметическое применение, удалось  построить только через сто лет, 1790 г., немецкому часовому мастеру  Гану. Впоследствии устройство арифмометра  совершенствовалось многими механиками из Англии, Франции, Италии, России, Швейцарии. Арифмометры применялись для  выполнения сложных вычислений при  проектировании и строительстве  кораблей. Мостов, зданий, при проведении финансовых операций. Но производительность работы на арифмометрах оставалась невысокой, настоятельным требованием времени  была автоматизация вычислений.

В 1833 г. анлийский  ученый Чарлз Бэбидж, занимавшийся составлением таблиц для навигации, разработал проект «аналитической машины». По его замыслу, эта машина должна была стать гигантским арифмометром с программным управлением. В  машине Бэбиджа предусмотрены были также арифметические и запоминающие устройства. Его машина стала прообразом будущих компьютеров. Но в ней  использовались далеко не совершенные  узлы, например, для запоминания  разрядов десятичного числа в  ней применялись зубчатые  колеса. Осуществить свой проект Бэбиджу  не удалось из – за недостаточного развития техники, и «аналитическая машина» на время была забыта.

Лишь спустя 100 лет машина Бэбиджа привлекла  внимкние инженеров. В конце 30 –  х годов 20 века немецкий инженер  Конрад Цузе разработал первую двоичную цифровую машину Z1. В ней широко использовались электромеханические реле, то есть механические переключатели, приводимые в действие электрическим током. В 1941 г. К. Уцзе создал машину Z3, полностью управляемую с помощью программы.

В 1944 г. американец Говард Айкен на одном из предприятий  фирмы IBM построил мощную по тем временам машину «Марк – 1». В этой машине для представления чисел использовались механические элементы – счетные колеса, а для управления применялись электромеханические реле. 
 
 

Поколения ЭВМ 
 

Немногим более 50 лет прошло с тех пор, как  появилась первая электронная вычислительная машина. За этот короткий для развития общества период сменилось несколько  поколений вычислительных машин, а  первые ЭВМ сегодня являются музейной редкостью. Сама история развития вычислительной техники представляет немалый интерес, показывая тесную взаимосвязь математики с физикой (прежде всего с физикой  твердого тела, полупроводников, электроникой) и современной технологией, уровнем  развития которой во многом определяется прогресс в производстве средств вычислительной техники. 

Электронно-вычислительные машины у нас в стране принято  делить на поколения. Для компьютерной техники характерна прежде всего  быстрота смены поколений - за ее короткую историю развития уже успели смениться  четыре поколения и сейчас мы работаем на компьютерах пятого поколения. Что  же является определяющим признаком  при отнесении ЭВМ к тому или  иному поколению? Это прежде всего  их элементная база (из каких в основном элементов они построены), и такие  важные характеристики, как быстродействие, емкость памяти, способы управления и переработки информации. Конечно  же, деление ЭВМ на поколения в  определенной мере условно. Существует немало моделей, которые по одним  признакам относятся к одному, а по другим - к другому поколению. И все же, несмотря на эту условность поколения ЭВМ можно считать  качественными скачками в развитии электронно-вычислительной техники. 

Первое  поколение ЭВМ (1948 — 1958 гг.) 

Элементной базой  машин этого поколения были электронные  лампы – диоды и триоды. Машины предназначались для решения  сравнительно несложных научно-технических  задач. К этому поколению ЭВМ  можно отнести: МЭСМ, БЭСМ-1, М-1, М-2, М-З, “Стрела”, “Минск-1”, “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3”, M-20, "Сетунь", БЭСМ-2, "Раздан". Они были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую  надежность работы и слабое программное  обеспечение. Быстродействие их не превышало 2—3 тысяч операций в секунду, емкость  оперативной памяти—2К или 2048 машинных слов (1K=1024) длиной 48 двоичных знаков. В 1958 г. появилась машина M-20 с памятью 4К и быстродействием около 20 тысяч  операций в секунду. В машинах  первого поколения были реализованы  основные логические принципы построения электронно-вычислительных машин и  концепции Джона фон Неймана, касающиеся работы ЭВМ по вводимой в память программе и исходным данным (числам).

Этот период явился началом коммерческого применения электронных вычислительных машин  для обработки данных. В вычислительных машинах этого времени использовались электровакуумные лампы и внешняя  память на магнитном барабане. Они  были опутаны проводами и имели  время доступа 1х10-3 с. Производственные системы и компиляторы пока не появились. В конце этого периода  стали выпускаться устройства памяти на магнитных сердечниках. Надежность ЭВМ этого поколения была крайне низкой.

Второе  поколение ЭВМ (1959 — 1967 гг.) 

В 1948 году физики-теоретики  Джон Бардин и Уильям Шокли совместно  с ведущим экспериментатором  фирмы "Белл телефон лабораториз" Уолтером Браттейном создали первый действующий транзистор. Это был  точечно-контактный прибор, в котором  три металлических "усика" контактировали с бруском из поликристаллического германия.

Первые компьютеры на основе транзисторов появились в  конце 50-х годов, а к середине 60-х  годов были созданы более компактные внешние устройства.

С появлением машин  второго поколения значительно  расширилась сфера использования  электронной вычислительной техники, главным образом за счет развития программного обеспечения. Появились  также специализированные машины, например ЭВМ для решения экономических  задач, для управления производственными  процессами, системами передачи информации и т.д. К ЭВМ второго поколения  относятся:  

1) ЭВМ М-40, -50 для  систем противоракетной обороны; 

2) Урал -11, -14, -16 - ЭВМ общего назначения, ориентированные  на решение инженерно-технических  и планово-экономических задач;

3) Минск -2, -12, -14 для решения инженерных, научных  и конструкторских задач математического  и логического характера;

4) Минск-22 предназначена  для решения научно-технических  и планово-экономических задач;

5) БЭСМ-3 -4, -6 машин  общего назначения, ориентированных  на решение сложных задач науки  и техники; 

6) М-20, -220, -222 машина  общего назначения, ориентированная  на решение сложных математических  задач; 

7) МИР-1 малая  электронная цифровая вычислительная  машина, предназначенная для решения  широкого круга инженерно-конструкторских  математических задач;

8) "Наири"  машина общего назначения, предназначеная  для решения широкого круга  инженерных, научно-технических, а  также некоторых типов планово-экономических  и учетно-статистических задач;