История вычислительной техники

Российский Государственный Социальный Университет

История вычислительной техники

Доклад по информатике

Выполнили:

Харкибенова Г.Г. и

Очирова Б.С . СРБ-дб-1-2

Проверила: преподаватель

                            Ярыгина Татьяна Анатольевна

История вычислительной техники.

     Люди учились считать, используя собственные пальцы. Когда этого оказалось недостаточно, возникли простейшие счетные приспособления. Особое место среди них занял АБАК, получивший в древнем мире широкое распространение.

     Сделать абак совсем несложно, достаточно разлиновать столбцами дощечку или просто нарисовать столбцы на песке. Каждому из столбцов присваивалось значение разряда чисел: разряд единиц, десятков, сотен, тысяч. Числа обозначались набором камешков, ракушек, веточек и т.п., раскладываемых по различным столбцам – разрядам. Добавляя или убирая из соответствующих столбцов то или иное количество камешков, можно было производить сложение или вычитание и даже умножение и деление как многократное сложение и вычитание соответственно.

     Очень похожи на абак по принципу действия русские счеты. В них вместо столбцов – горизонтальные направляющие с косточками. На Руси счетами пользовались просто виртуозно. Они были незаменимым инструментом торговцев, приказчиков, чиновников. Из России этот простой и полезный прибор проник и в Европу.

     Первым механическим счетным устройством была счетная машина, построенная в 1642 году выдающимся французским ученым Блезом Паскалем.

     Механический «компьютер» Паскаля мог складывать и вычитать. «Паскалина» – так называли машину – состояла из набора вертикально установленных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При полном обороте колеса оно сцеплялось с соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Число колес определяло число разрядов – так, два колеса позволяли считать до 99, три – уже до 999, а пять колес делали машину «знающей» даже такие большие числа как 99999. Считать на «Паскалине» было очень просто.

     В 1673 году немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство, которое не только складывало и вычитало, но и умножало и делило. Машина Лейбница была сложнее «Паскалины».

     Числовые колеса, теперь уже зубчатые, имели зубцы девяти различных длин, и вычисления производились за счет сцепления колес. Именно несколько видоизмененные колеса Лейбница стали основой массовых счетных приборов – арифмометров, которыми широко пользовались не только в ХIХ веке, но и сравнительно недавно наши дедушки и бабушки.

     Есть в истории вычислительной техники ученые, чьи имена, связанные с наиболее значительными открытиями в этой области, известны сегодня даже неспециалистам. Среди них английский математик Х1Х века Чарльз Бэббидж, которого часто называют «отцом современной вычислительной техники». В 1823 году Бэббидж начал работать над своей вычислительной машиной, состоявшей из двух частей: вычисляющей и печатающей. Машина предназначалась в помощь британскому морскому ведомству для составления различных мореходных таблиц.

     Первая, вычисляющая часть машины была почти закончена к 1833 году, а вторую, печатающую, удалось довести почти до половины, когда расходы превысили 17000 фунтов стерлингов (около 30000 долларов). Больше денег не было, и работы пришлось закрыть.

     Хотя машина Бэббиджа и не была закончена, ее создатель выдвинул идеи, которые и легли в основу устройства всех современных компьютеров. Бэббидж пришел к выводу – вычислительная машина должна иметь устройство для хранения чисел, предназначенных для вычислений, а также указаний (команд) машине о том, что с этими числами делать. Следующие одна за другой команды получили название «программы» работы компьютера, а устройство для хранения информации назвали «памятью» машины. Однако хранение чисел даже вместе с программой – только полдела. Главное – машина должна производить с этими числами указанные в программе операции. Бэббидж понял, что для этого в машине должен быть специальный вычислительный блок – процессор. Именно по такому принципу и устроены современные компьютеры.

     Научные идеи Бэббиджа увлекли дочь знаменитого английского поэта лорда Джорджа Байрона – графиню Аду Августу Лавлейс. В то время еще не было таких понятий, как программирование для ЭВМ, но тем не менее Аду Лавлейс по праву считают первым в мире программистом – так сейчас называют людей, способных «объяснить» на понятном машине языке ее задачи. Дело в том, что Бэббидж не оставил ни одного полного описания изобретенной им машины. Это сделал один из его учеников в статье на французском языке. Ада Лавлейс перевела ее на английский, добавив собственные программы, по которым машина могла бы проводить сложные математические расчеты. В результате первоначальный объем статьи вырос втрое, а Бэббидж получил возможность продемонстрировать мощь своей машины. Многими понятиями, введенными Адой Лавлейс в описаниях тех первых в мире программ, широко пользуются современные программисты. В честь первого в мире программиста назван один из самых современных и совершенных языков компьютерного программирования – АДА.

     Новинки техники ХХ века оказались неразрывно связанными с электричеством. Вскоре после появления электронных ламп, в 1918 году советский ученый М. А. Бонч-Бруевич изобрел ламповый триггер – электронное устройство, способное запоминать электрические сигналы.

     По принципу действия триггер похож на качели с защелками, установленными в верхних точках качания. Достигнут качели одной верхней точки – сработает защелка, качание остановится, и в этом устойчивом состоянии они могут быть как угодно долго. Откроется защелка – качание возобновится до другой верхней точки, здесь также сработает защелка, снова остановка, и так – сколько угодно раз. По тому, где окажутся качели через некоторое время после их установки в известном положении, можно судить, открывали защелку или нет. Качели как бы запоминают открывание защелки – также и электронный триггер запоминает, поступал на него электрический сигнал или нет.

     Один триггер, запоминая один сигнал, позволяет считать только до одного, но уже несколько триггеров расширяют вычислительные возможности. Если теперь придумать способ регистрации с помощью группы триггеров не только единичных сигналов, но и их десятков, сотен, тысяч - появляется возможность применить этот способ в электронно-вычислительной машине. 5 июля 1943 года ученые Пенсильванского университета в США подписывают контракт, по которому они создают первый в мире электронный компьютер, известный под названием ЭНИАК. Ничего не значащее на русском языке название произошло от сокращения довольно длинного английского наименования – «электронный цифровой компьютер». 15 февраля 1946 года ЭНИАК официально ввели в строй.

     Первые компьютеры считали в тысячи раз быстрее механических счетных машин, но были очень громоздкими. ЭВМ занимала помещение размером 9х15 м, весила около 30 тонн и потребляла 150 киловатт в час. В такой ЭВМ было около 18 тысяч электронных ламп.

     Второе поколение электронных компьютеров обязано своим появлением важнейшему изобретению электроники ХХ века – транзистору. Миниатюрный полупроводниковый прибор позволил резко уменьшить габариты компьютеров и снизить потребляемую мощность. Скорость компьютеров возросла до миллиона операций в секунду.

     В сотни раз сократить число электронных элементов в компьютере позволило изобретение в 1950 году интегральных микросхем – полупроводниковых кристаллов, содержащих большое количество соединенных между собой транзисторов и других элементов. ЭВМ третьего поколения на интегральных микросхемах появились в 1964 году.

     В июне 1971 года была впервые разработана очень сложная универсальная интегральная микросхема, названная микропроцессором – важнейшим элементом компьютеров четвертого поколения.

     Конец 90-х превратился в настоящую гонку конкурирующих титанов – производителей компьютерной техники. Стремительно повышается тактовая частота процессоров и их модификации. Возрастающая скорость работы процессоров стимулировала совершенствование других узлов и периферийных устройств компьютерного «железа. Некоторые специалисты считают, что в 90-х годах ХХ века появился компьютер пятого поколения, представляющий собой: ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы, что позволяет строить эффективные системы обработки знаний. 5-е поколение, 90-е гг. ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров.

     Появление ПК справедливо считают грациозной научно-технической революцией, сравнимой по масштабам с изобретением электричества, радио. К моменту рождения ПК вычислительная техника уже существовала четверть века. Старые ЭВМ были отделены от массового пользователя, с ними работали специалисты (электронщики, программисты, операторы). Рождение ПК сделало ЭВМ массовым инструментом. Облик ЭВМ кардинально изменился: она стала дружественной (т.е. способной вести культурный диалог с человеком на визуально комфортном экране). В настоящее время в мире используются сотни миллионов ПК как на производстве, так и в повседневной жизни.

     Информатика и её практические результаты становятся важнейшим двигателем научно-технического прогресса и развития человеческого общества. Её технической базой являются средства обработки и передачи информации. Скорость их развития поразительна, в истории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Можно утверждать, что история вычислительной техники уникальна, прежде всего, фантастическими темпами развития аппаратных и программных средств. В последнее время идет активный рост слияния компьютера, средств связи и бытовых приборов в единый набор. Будут создаваться новые системы, размещенные на одной интегральной схеме и включающие кроме самого процессора и его окружения, еще и программное обеспечение.

     Уже сейчас на смену универсальным компьютерам приходят новые устройства – смартфоны, решающие конкретный спектр задач своего владельца. Развивается система карманных компьютеров.

     Характерной чертой компьютеров пятого поколения обязано быть внедрение искусственного интеллекта и естественных языков общения. Предполагается, что вычислительные машины пятого поколения будут просто управляемы. Пользователь сумеет голосом подавать машине команды.

     Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер внедрения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким спектром функциональных возможностей и черт.

     Более перспективные, создаваемые на базе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы. Вычислительные сети – ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные сервисы: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы. Специалисты считают, что в начале XXI в. в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды.

     В последние годы, при разработке новых ЭВМ большее внимание уделялось сверхмощным компьютерам – суперЭВМ и миниатюрным, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут употребляться уже имеющиеся специализированные сетевые МП – транспьютеры – микропроцессоры сети со встроенными средствами связи.

Информационные технологии. Определение, цель и основные составляющие

Современные информационные технологии проникают во все сферы производственной деятельности и позволяют строить эффективную систему управления, обеспечивающую дальнейшее увеличение объемов выполняемых работ, сокращение сроков проектирования, а также повышение качества проектных работ. Технология, в переводе с греческого (techne), означает искусство, мастерство, умение (все это процессы). Под процессом понимается определенная совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью набора различных средств и методов.

Информационная технология (ИТ) – система методов и способов сбора, передачи, обработки, хранения, предоставления информации на основе применения технических средств.

Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия. Применяя разные технологии переработки информации, можно получить различные результаты. Основными составляющими информационных технологий являются:

·  сбор первичной информации или данных;

·  обработка данных и получение результатной (новой) информации;

·  передача результатной (новой) информации пользователю для принятия на ее основе решений.

Основы информационной технологии составляют следующие технические достижения:

1.  Появление новых средств, накопление информации на машиночитаемых носителях.

2.  Развитие средств связи, обеспечивающие доставку информации практически в любую точку, без ограничения времени и пространства.

3.  Возможность автоматической обработки информации с помощью компьютеров по данным алгоритмам (сортировка, классификация, представление в нужной форме).

Информационная технология является важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определяется главным образом развитием научно-технического процесса, появлением новых технических средств переработки информации. Основным техническим средством технологии переработки информации является персональный компьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения и использования технологических процессов, так и на качество результатной информации.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нас основной средой. При кажущемся сходстве определений информационной системы и информационной технологии это различные понятия.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель в информационных технологиях - получение необходимой пользователю информации в результате целенаправленных действий по переработке информации.