Контрольная работа по "Информатике"

Министерство  образования и науки Российской Федерации 
 

НОВОРОССИЙСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ КубГТУ 
 
 

Кафедра общеинженерных дисциплин 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2 
 

по дисциплине Информатика

на тему 
 

1. Этапы электронного периода развития вычислительной техники. Перспективы развития компьютерной техники.
2. Обработка информации на ПЭВМ с использованием пакетов электронных таблиц и систем управления базами данных

Дата исполнения 18.05.08                          Выполнила: Вишневская В.В.

                                                                        специальность: 270102

                                                                        курс 1

                                                                        группа: 07–ФН–ЗПГ-1

                                                                        № зачетной книжки: 07–ЗПГ– 607                                                     

                                                                        приняла: Прокопенко Т.И. 
 
 
 
 
 
 
 

Новороссийск  2008 

Оглавление 
 
 
 

Введение                                                                                      3

Теоретическая часть                                                                   4

Практическая  часть                                                                     11

Список  использованной литературы                                         13

Приложения                                                                                 14

Заключение                                                                                   15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     На  протяжении многих лет своего существования  на земле, человек стремиться познавать  новое, изобретать полезное, работать над собой, тем самым, облегчая свое на ней пребывание. Заглядывая в глубь веков, мы можем найти не мало фактов, говорящих об этом, и нет ничего приятнее, чем, наблюдать за настоящим из прошлого, удивляясь тому, чего смогло достигнуть человечество за это время. Актуальность темы моей контрольной работы, я нахожу именно в этом. Тема теоретической части моей контрольной работы звучит  так: «Этапы электронного развития вычислительной техники и перспективы развития компьютерной техники».

     Раскрывая основную идею темы, я старалась последовательно и, как можно более ясно проследить за этапами развития вычислительной техники, не отступая от рамок заданного объема, хотя это было и не легко. На основе изученной мною литературы я более подробно описала создание первой электронной вычислительной машины и некоторые сведения об ее авторах, поскольку считаю это несомненно важным. Затем, попыталась охарактеризовать все четыре поколения вычислительной техники, не забывая при этом упомянуть не только изобретения знаменитых западных ученых, но и яркие заслуги отечественных умов, а также названия наиболее важных на момент их изобретения моделей ЭВМ.

     Наиболее  яркие изобретения прошлого века я старалась описать чуть  подробнее  остальных.

     Также я уделила внимание и последнему, действующему и сегодня, пятому поколению компьютеров, рассказав о преимуществах сегодняшних машин перед их предшественниками. И, наконец, изучив соответствующую литературу, я изложила суть перспективы дальнейшего развития вычислительной техники.

     Теоретическая часть контрольной работы снабжена рядом иллюстраций, размещенных в приложениях.

     Практическая  часть моей контрольной работы основана на работе с электронными таблицами  и подразумевает решение одной  из задач на эту тему. Текст задачи я привожу непосредственно перед ее решением. Решение задачи содержит электронную таблицу и диаграмму. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Теоретическая часть 
 

     Создание  первой электронной вычислительной машины оказалось результатом упорной  работы многих поколений, к которому  стремился человек, пожалуй, с самого момента своего появления на земле. Это легко находит подтверждение в истории. Несознательно, но он стремился к этому и, пронаблюдав нелегкий путь от древнейших счетных инструментов до современной ЭВМ, мы видим, как велик человеческий потенциал. Однако, не забегая вперед, не загадывая, к чему приведут нынешние труды ученых, отправимся в недалекий XX век и проследим, как создавалась первая ЭВМ, и кто был ее отцом.

     Работа  над первой ЭВМ началась в середине 1943 года. Руководили этой работой американские ученые Моучли и Эккерт. Джон В. Моучли, защитивший докторскую диссертацию по физике, в начале 30-х годов, стал сотрудником Института Карнеги. Занимаясь вопросами статистического анализа геофизических данных, и, сталкиваясь в процессе работы с необходимостью большого количества вычислений, он пришел к мысли о возможности создания вычислительного устройства, в котором для счета и запоминания использовались бы электронные лампы.

     Электронная лампа – дитя XX столетия [1, с 179]. Хотя эффект прохождения электрического тока через вакуум был открыт Эдисоном в 1883 году, первая электронная лампа – вакуумный диод – была построена Флеммингом лишь в 1904 году. Вскоре Ли де Форрест изобретает вакуумный триод – лампу с тремя электродами, затем появляется газонаполненная электронная лампа – тиратрон, пятиэлектродная вакуумная лампа – пентод и т. д. До 30-х годов электронные вакуумные и газонаполненные лампы использовались главным образом в радиотехнике. Однако в 1931 году был создан тиратронный счетчик электрических импульсов, и тем самым была открыта новая область применения электронных ламп. Электронный счетчик состоял из ряда триггеров. Триггер, изобретенный М. А. Бонч-Бруевичем (1918) и – независимо – американцами У. Икклзом и Ф. Джорданом (1919), содержал две лампы и в каждый момент мог находиться в одном из двух устойчивых состояний; он представлял собой электронное реле. Подобно электромеханическому, оно могло быть использовано для хранения одной двоичной цифры.

     Несколько удачных моделей простых счетных  устройств на газонаполненных лампах, которые Моучли самостоятельно построил в середине 30-х годов, подтвердили его предположение о целесообразности разработки «электронного вычислителя».

     В 1942 году был создан и дополнен сотрудником Моучли магистром Д. Преспером Эккертом, молодым ученым, занимавшимся разработкой измерительных приборов, в которых использовались электронные лампы, проект первой электронной вычислительной машины. Вскоре артиллерийское управление Вашингтона заключило договор с Пенсильванским университетом на постройку «электронной машины для расчета баллистических таблиц». Руководителем работ был назначен Моучли, главным инженером – Эккерт. 10 инженеров, 200 техников и большое количество рабочих в течение двух с половиной лет трудились над созданием «Электронного цифрового вычислителя» (Electronics Numerical Integrator and Computer, сокращенно ЭНИАК). [Рис.1 Приложения] Это было предназначавшееся для военных целей огромное сооружение, состоящее из 40 панелей, расположенных П-образно и содержащих 18000 электронных ламп и 1500 реле. Машина потребляла около 150 кВт электроэнергии – мощность, достаточная для небольшого завода. По сравнению с предыдущим поколением релейной вычислительной техники, ЭНИАК имел достаточно высокую скорость выполнения машинных операций: на умножение он тратил всего 0.0028 секунд, а на сложение и того меньше – 0.0002 секунды. Основными схемами машины были так называемые ячейки «и» и «или», предназначенные для объединения на одном выходе импульсов, идущих от разных источников, и, наконец, триггеры. В ЭНИАКЕ 10 триггеров соединялись в кольцо, образуя десятичный счетчик, который выполнял роль счетного колеса механической машины. 10 таких колец плюс 2 триггера для представления знака числа образовывали запоминающий регистр. Каждый регистр был снабжен схемой передачи десятков и мог быть использован также для выполнения операций суммирования и вычитания. Другие арифметические операции выполнялись в специализированных блоках. Помимо памяти, на триггерных ячейках в машине имелся блок механических переключателей, на котором вручную могло быть установлено до 300 чисел.

     Числа передавались из одной части машины в другую посредством групп из 11 проводников, по одному для каждого  десятичного разряда и знака  числа. Значение передаваемой цифры  равнялось числу импульсов, прошедших по данному проводнику.

     Работой отдельных блоков машины управлял задающий генератор, который определял последовательность тактовых или синхронизирующих импульсов, эти импульсы «открывали» и «закрывали» соответствующие электронные блоки машины.

     Ввод  чисел в машину производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось, как в счетно-аналитических машинах, с помощью штекеров и наборных полей. Хотя такой способ программирования и требовал много времени для подготовки машины, то есть для соединения на наборном поле (коммутационной доске) отдельных блоков машины, он позволял реализовать счетные «способности ЭНИАКа и тем выгодно отличался от способа программной перфоленты, характерного для релейных машин.

     Итак, первая автоматическая электронная цифровая вычислительная  машина была изобретена, однако, вскоре стало известно, что Моучли и Эккерт не были ее первооткрывателями, а лишь извлекли сущность концепции из изобретения Доктора Винсента Атанасова. Таким образом, у великого открытия появился истинный «отец».

     После изобретения ЭНИАКа, в 1945 началась работа над «Электронной вычислительной машиной  с дискретными переменными», сокращенно ЭДВАК. Над ней трудилась группа ученых, состоящая из Д. фон Неймана, Г. Гольдстайна и А. Беркса. ЭДВАк был закончен лишь в 1950 году, на год позже, чем английская машина ЭДСАк, которая, таким образом оказалась первой в мире вычислительной машиной с хранимой программой. Она была построена под руководством профессора Уилкса. Она имела запоминающее устройство на ртутных линиях задержки емкостью в 512 чисел по 34 двоичных заряда в каждом. Числа представлялись в памяти последовательностью непрерывно циркулирующих импульсов, что обуславливало последовательный характер выполнения машинных операций. Сложение занимало у ЭДСАКа 0.07 миллисекунды, умножение 8.5 миллисекунды, ввод данных в машину производился с помощью пишущей машинки.

     Вслед за ЭДСАК и ЭДВАК в первой половине 50-х появляется множество других ламповых машин «хороших и разных» [1, с 182]. Таких, как ЭВМ «Марк III», особенностью которого являлось наличие магнитных барабанов и лент в качестве памяти и устройство ввода; БИНИАК являлась наряду с ЭДВАКом  одной из первых американских машин, работавших в двоичной системе счисления; ЮНИВАК – машина последовательного действия, с хранимой программой, с магнитной лентой в качестве устройства ввода и ртутными линиями задержки в качестве памяти, первая машина способная обрабатывать как числовую, так и алфавитную информацию, созданная для свободной продажи.

     В начале 40-х годов к работе над  созданием вычислительных машин  приступило Национальное бюро стандартов США. Результатами их трудов стали такие  машины, как СЕАК, ДИСЕАК, а затем  СВАК. Особенность их заключалась  в том, что они имели динамические переключательные элементы. Особенное влияние на развитие вычислительной техники оказала машина ИАС, построенная под руководством Джона фон Неймана, в которой в качестве памяти использовалась электронно-лучевая трубка, допускавшая очень быструю запись и считывание двоичной информации. Это позволило применить в машине параллельное арифметическое устройство; фон Нейман и Гольдстайн предложили целесообразные приемы программирования для ИАС, в частности использование блок-схем программ. Вслед за ИАСом появились новые машины такого типа, в частности ДЖОНИАК, названный в честь Джона фон Неймана, и, наконец «Вихрь» - самая быстродействующая машина 50-х годов. Эта машина выполняла в секунду около 330 тысяч сложений и 60 тысяч умножений.

     Английские  ученые шли вровень со своими американскими коллегами и, даже в чем-то их опережая. Так электронно-лучевая трубка, упомянутая выше, была изобретена английским ученым Уильямсом. Кроме того, в английской машине, названной «MADAM» был впервые  применен так называемый индексный регистр, облегчавший преобразование команд в процессе решения задач и ставший обязательным элементом последующих вычислительных машин.

     Теперь  нам известно, что первооткрывателями электронных вычислительных машин  стали зарубежные коллеги наших соотечественников, однако это не умаляет их заслуг в области развития вычислительной техники. Что же происходило в этот период на нашей родине?

     Первые  советские электронные вычислительные машины появились в начале 50-х  годов. Созданием их руководили, главным образом, специалисты в области электротехники и радиоэлектроники. Под руководством Сергея Алексеевича Лебедева (1902 – 1974) в Киеве была создана машина МЭСМ. Затем 1952 году была завершена работа над «Быстродействующей Электронной Счетной Машиной Академии наук СССР», коротко БЭСМ. Она пользовалась наибольшей известностью по сравнению с другими первыми советскими вычислительными машинами. Она имела память в 2048 ячеек и к моменту ввода в эксплуатацию была самой быстродействующей машиной в мире, обладая скоростью 8 тысяч операций в секунду. Руководимый С.А. Лебедевым институт разработал ряд новых моделей вычислительных машин. Наиболее мощная из советских машин – машина М-20 с весьма удачной системой команд и скоростью около 20 тысяч арифметических операций в секунду и самую мощную из машин второго поколения  БЭСМ-6. В это же время была закончена работа над машиной средней мощности М-2. В 1953 году Ю.А.Базилевским была построена вычислительная машина «Стрела». Следующая разработка, которая выпускалась уже серийно, была машина, созданная под руководством Б.И.Рамеева – «Урал». «Урал-1» - небольшая и медленная машина с оперативной памятью на магнитном барабане; она вскоре была заменена более мощой «Урал-2», а затем семейство «Уралов» пополнилось новыми экземплярами «Урал-3», «Урал-4» и, наконец, более мощными полупроводниковыми машинами второго поколения «Урал-14» и «Урал-16».