Основные этапы развития компьютерной техники

Реферат  на тему:

«Основные этапы развития компьютерной техники» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Студент группы 321011

Тюрин Алексей 
 

В современном мире многим людям сложно представить  нормальное существование без компьютера. Многим компьютер помогает работать и зарабатывать, получать новую информацию, самообразовываться, развлекаться и  общаться. Некоторым компьютер незаменим  в работе, а некоторым в учебе, думаю, все понимают значимость данных машин в развитии человечества.

Далеко не всем известно, кого именно стоит благодарить за развитие компьютерных технологий, да и сама история развития тоже известна не каждому, хотя знать об этом надо обязательно, а зачастую, бывает даже необходимо.

В 1642 году Блез Паскаль  изобрел устройство, механически  выполняющее сложение чисел, а в 1673 году Готфрид Вильгельм Лейбниц  сконструировал арифмометр, позволяющий  механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с 19 века, арифмометры  получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные  расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб.

Существовала и  специальная профессия счетчик  — человек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую  последовательность инструкций впоследствии стали называть программой). Но многие расчеты производились очень  медленно — даже десятки счетчиков  должны были работать по несколько  недель и месяцев. Причина проста — при таких расчетах выбор  выполняемых действий и запись результатов  производилась человеком, а скорость его работы весьма ограничена.

В первой половине 19 века английский математик Чарльз Бэббидж  попытался построить универсальное  вычислительное устройство — Аналитическую  машину, которая должна была выполнять  вычисления, без участия человека. Для этого она должна была уметь  исполнять программы, вводимые с  помощью перфокарт (карт из плотной  бумаги с информацией, наносимой  с помощью отверстий, они в  то время уже широко употреблялись  в ткацких станках), и иметь  “склад” для запоминания данных и промежуточных результатов (в  современной терминологии — память).

Бэббидж не смог довести  до конца работу по созданию Аналитических  машин — она оказалась слишком  сложной для техники того времени. Однако он разработал все основные идеи, и в 1943 году американец Говард Эйкен с помощью работ Баббиджа на основе техники 20 века — электромеханических реле — смог построить на одном из предприятий фирмы IBM такую машину под названием “Марк-1”. Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 году построил аналогичную машину.

К этому времени  потребность в автоматизации  вычислений (в том числе для  военных нужд — баллистики, криптографии и т. д.) стала настолько велика, что над созданием машин типа построенных Эйкеном и Цузе одновременно работало несколько групп исследователей. Начиная с 1943 года, группа специалистов под руководством Джона Мачли и Преспера Экерта в США начала конструировать подобную машину уже на основе электронных ламп, а не реле. Их машина, названная ENIAC, работала в тысячу раз быстрее, чем “Марк-1”, однако, для задания ее программы приходилось несколько часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода.

Чтобы упростить  задачу задания программ, Мачпи и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. В 1945 году к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т. е. компьютеров.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Ньмана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 году Джон фон Нейман.

Аналоговые компьютеры активно использовались в первой половине 20 века в различных научных  исследованиях для проведения математических расчетов. Однако сразу после появления  цифровых компьютеров они неизбежно  устарели. 
 
Первым цифровым компьютером был Atanasoff Berry Computer. Для вычисления он использовал бинарную систему счисления, параллельную обработку данных, раздельную память и вычислительные функции. Бинарная система счисления и электронные схемы используются в современных компьютерах, но впервые они были применены на Atanasoff Berry Computer. 
 
В 1930 по 1940 годы продолжалась разработка еще более совершенных и эффективных компьютеров. Понемногу у компьютеров стали появляться возможности, которыми сейчас обладают все современные компьютеры; это цифровые электронные схемы и гибкость программирования. 
 
Среди всех компьютеров тех лет наиболее выделялся из всех American ENIAC «Electronic Numerical Integrator and Calculator» (электронный цифровой интегратор и калькулятор). Для своего времени он был функционален, но был очень громоздким. Позже была разработана более совершенная система, называющаяся сохраняемая программная структура. Эта система является основой работы всех современных компьютеров. В1950 г. в компьютерах применялись стеклянные ламповые диоды. Позже их заменили электронные транзисторы; разработанные в 1960 г. компьютеры на основе транзисторов стали меньше, быстрее и дешевле, также они стали коммерчески выгодными.

В 1970 году в компьютерах  стали применяться технологии интегрированных  микросхем, которые позволили сделать  производство компьютеров массовым. С тех пор компьютеры стали  доступны всем. Это было рождение персонального  компьютера в том виде, в котором  мы имеем его сейчас.

В 90-х годах микроэлектроника подошла к пределу, разрешенному физическими законами. Фантастически  высока плотность упаковки компонентов  в интегральных схемах и почти  предельно велика возможная скорость их работы.

В совершенствовании  будущих ЭВМ видны два пути. На физическом уровне это переход  к использованию иных физических принципов построения узлов ЭВМ  – на основе оптоэлектроники, использующей оптические свойства материалов, на базе которых создаются процессор и оперативная память, и криогенной электроники, использующей сверхпроводящие материалы при очень низких температурах. На уровне совершенствования интеллектуальных способностей машин, отнюдь не всегда определяемых физическими принципами их конструкций, постоянно возникают новые результаты, опирающиеся на принципиально новые подходы к программированию. Уже сегодня ЭВМ выигрывает шахматные партии у чемпиона мира, а ведь совсем недавно это казалось совершенно невозможным. Создание новейших информационных технологий, систем искусственного интеллекта, баз знаний, экспертных систем продолжатся в XXI веке.

На сегодняшний  день компьютерные технологии применяются  повсюду, они управляют работой  кассовых аппаратов, следят за работой  автомобильных систем зажигания, ведут  учёт семейного бюджета, или просто используются в качестве развлекательного комплекса, но это только малая часть  возможностей современных компьютеров. Более того, бурный прогресс полупроводниковой  микроэлектроники, представляющей собой  базу вычислительной техники, свидетельствует  о том, что сегодняшний уровень, как самих компьютеров, так и  областей их применения является лишь слабым подобием того, что наступит в будущем. 

Постепенно изучение компьютерной техники пытаются вводить  в программы школьного обучения как обязательный предмет, чтобы  ребёнок смог уже с довольно раннего  возраста знать строение и возможности  компьютеров. А в самих школах (в основном на Западе и в Америке) уже многие годы компьютеры применялись  для ведения учебной документации, а теперь они используются при  изучении многих учебных дисциплин, не имеющих прямого отношения  к вычислительной технике.  
 
 
 
 
 

Литература:

http://computer.damotvet.ru

http://technomag.edu.ru

http://www.sd-company.su