Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2013 в 23:31, реферат
Слово «комп'ютер» означає «обчислювач» тобто, пристрій для обчислень. Потреба автоматизації обробки даних, зокрема обчислень, виникла дуже довго. Більше тисячі років тому для рахунки використовувалися лічильні палички, камінчики тощо. Більше 1500 років тому для полегшення обчислень використовують рахунки.
На тему: «Історія розвитку електронних обчислювальних машин (ЕОМ).
Слово «комп'ютер» означає «обчислювач» тобто, пристрій для обчислень. Потреба автоматизації обробки даних, зокрема обчислень, виникла дуже довго. Більше тисячі років тому для рахунки використовувалися лічильні палички, камінчики тощо. Більше 1500 років тому для полегшення обчислень використовують рахунки.
У 1642 р. Блез Паскаль винайшов пристрій,який механічно виконує складання чисел, а у
1647 р. Готфрід Ляйбніц сконструював арифмометр, дозволяє механічно виконувати чотири арифметичних дії. Але розрахунки проводилися надто повільно, при цьому потрібна була спеціально вчена людина до роботи на арифмометрі, тому дедалі більше вчених і дослідників намагалися винайти універсальний обчислювальний пристрій. З ходом розвитку цивілізації, виникало дедалі більше потреби у електроніці.
У 1888 року американський інженер Герман Холлерит сконструював першу електромеханічну рахункову машину. Ця машина, названа табулятором, могла зчитувати і сортувати статистичні записи, закодовані на перфокартах.
Вже у лютому 1944 року в одному з підприємств Ай-Бі-Ем (IBM) спільно з вченими Гарвардського університету з замовлення ВМС США було створено машина "Mark 1". То справді був монстр вагою близько 35 тонн. У "Mark 1" використовувалися механічні елементи до подання чисел і електромеханічні - керувати роботою машини. Числа зберігалися в регістрах, які з десяти зубних рахункових коліс. Кожен регістр містив 24 колеса, причому 23 їх використовувалися до подання числа (тобто. "Mark 1" міг "перемелювати" числа довгою до 23 розрядів), а одне - до подання його знака. Регістр мав механізм передачі десятків і тому використовувався, як для зберігання чисел; що у одному регістрі, число може бути передане у інший регістр і додано(або віднято потім із нього) до числа, що знаходиться там. Загалом у "Mark 1" було 72 регістра та, крім того, додаткова пам'ять з 60 регістрів, освічених механічними перемикачами. У цей додаткову пам'ять вручну вводилися константи - числа, які змінювалися у процесі обчислень. Множення і розподіл вироблялося в окремому устрої. З іншого боку, машина мала вбудовані блоки, для обчислення sin x, 10x і log x. Швидкість виконання арифметичних операцій на середньому становила: складання і віднімання - 0,3 секунди, множення - 5,7 секунди, розподіл - 15,3 секунди. Отже "Mark 1" був "еквівалентний" приблизно 20 операторів, працюють із ручними рахунковими машинами.
Нарешті, в 1946 США було створено електронну обчислювальну машину (ЕОМ) - ENIAC (Electronic Numerical integrator and Computer - Електронний числовоий інтегратор з комп'ютером). Розробники: Джон Мочи (John Маuchу) і Дж. Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert). Її було створено в школі електричної техніки Moore (при університеті у Пенсільванії). Час складання - 200 мкс, множення - 2800 мкс, ділення-24000мкс. Комп'ютер містив 17468 вакуумних ламп шістнадцяти типів, 7200 кристалічних діодів і 4100 магнітних елементів. Потрібна потужність ENIAC - 174 кВт. Займання простору - близько квадратного метра. У Радянському Союзі першу електронну цифрову обчислювальну машину була розроблено в 1950 році під керівництвом академіка С.А. Лебедєва, в Академії наук Українського РСР. Вона мала назву «МЕЛМ» (мала електронна лічильна машина).
Основна тенденція розвитку обчислювальної техніки – зменшити трудомісткість підготовки програм вирішення завдань, полегшити зв'язок операторів з машинами, підвищити швидкодію, ефективність використання ЕОМ та його надійність.
Основним активним елементом першого покоління ЕОМ була електронна лампа. Інші компоненти електронної апаратури – це звичайні резистори, конденсатори, трансформатори. Для побудови основної пам'яті ЕОМ, вже з середини 50-х рр. почали використовуватися спеціально розроблені, для цієї мети елементи – феритові сердечники з прямокутної петлею гистерезиса. Як пристроїв введення – виведення спочатку використовувалася стандартна телеграфна апаратура (телетайпи, стрічкові перфоратори, трансмітери), спеціально для ЕОМ розробили електромеханічні запам'ятовуючі пристрої на магнітних стрічках, барабанах і дисках. У 1947 р. в ЕОМ «Edvac» Дж. Фон-Нейман розмістив програму пам'яті ЕОМ і сформулював принципи побудови електронних обчислювальних машин, які зберегли своє значення до нашого часу. На зміну електронним лампам в машинах другого покоління, прийшли транзистори. На відміну від лампових машин, транзисторні машини мали велику швидкодією, ємністю ВП, надійністю. Істотно зменшено розміри,споживаняа електроенергії. Великим досягненням стало застосування друкованого монтажу. Машини другого покоління мали великі обчислювальні і логічні можливості. З'явилися машини на вирішення науково-технічних,економічних завдань, керувати виробничими процесами і різними об'єктами (управляючі машини). Поруч із технічним удосконаленням ЕОМ розвивалися методи лікування й прийоми програмування обчислень, вищої щаблем якого є автоматичне програмування. З'явилися алгоритмічні можливості. Багато програмні ЕОМ. Розширилася сфера застосування ЕОМ – вони почали використовуватися управляючими органами на автоматизованих і автоматичних системах управління, а також у системах передачі.
Третє покоління ЕОМ ( с1962 р.) характеризувалося широким застосуванням інтегральних схем, котрі замінили більшість транзисторів і різних деталей. Завдяки інтегральних схемами вдалося істотно поліпшити технічні і експлуатаційні характеристики машини. Цьому сприяло застосування багатошарового друкованого монтажу. Подальший розвиток одержало програмне забезпечення, особливо – операційні системи, що забезпечували роботу ЕОМ у різних режимах – як пакетної обробки, як поділу часу, як запит-відповідь тощо. Істотно розширено спроби з забезпечення доступу до ЕОМ із боку абонентів, що є в різних відстанях (і від кількох десятків метрів до сотень кілометрів). Основний обсяг документації розроблявся з допомогою ЕОМ.
Четверте покоління ЕОМ почало розвиватися з 1970 р. Їх характерне застосування великих інтегральних схем (ВІС). Високий рівень інтеграції сприяв збільшенню щільності компонування електронної апаратури, підвищення його надійності і швидкодії, зниження вартості.Розміри машини і їхні вартість настільки зменшилися, що з'явилися їх типи – від міні ЕОМ до персональних, виділені на індивідуального користування.
Вартість ЕОМ настільки знизилася, що година її роботи стала коштувати вдесятеро менше, години роботи середньо оплачуваного клерка. Став розширюватися ринок збуту за допомогою залучення у нього «не програмируючих користувачів» тобто, людей які є професіоналами.
З 1991 р. почалася розробка ЕОМ п'ятого покоління, характерною рисою якого стало прагнення підвищити інтелектуальність обчислювальної системи, за допомогою переходу від обробки даних до опрацювання знань. У конструкцію ЕОМ стали активно упроваджуватися елементи самонавчання, само настройки, адаптації.
Перші електронні комп'ютери з'явилися в першій половині XX ст. На відміну від попередніх, вони могли виконувати задану послідовність операцій за програмою, що була задана раніше, або послідовно розв'язувати задачі різних типів. Перші комп'ютери були здатні зберігати інформацію в спеціальній пам'яті.
1934 року німецький студент Конрад Цузе, який працював над дипломним проектом, вирішив створити у себе вдома цифрову обчислювальну машину з програмним управлінням та з використанням (вперше в світі) двійкової системи числення. 1937 року машина 21 (Цузе 1) запрацювала. Вона була 22-розрядною, з пам'яттю на 64 числа і працювала на суто механічній (важільній) базі.
1937 року Джон Атанасов (американський вчений, болгарин за походженням) вперше запропонував ідею використання електронних ламп як носіїв інформації.
В 1942—1943 роках в Англії була створена за участю Алана Тьюрінга обчислювальна машина "Колос". В ній було 2000 електронних ламп. Машина призначалася для розшифрування радіограм німецького вермахту. "Колос" вперше в світі зберігав та обробляв дані за допомогою електроніки, а не механічно.
1944 року під керівництвом професора Гарвардського університету Говарда Айкена було створено обчислювальну машину з автоматичним керуванням послідовністю дій, відому під назвою Марк 1. Ця обчислювальна машина була здатна сприймати вхідні дані з перфокарт або перфострічок. Машина Марк 1 була електромеханічною, для зберігання даних використовувались механічні прилади (коліщатка та перемикачі). Машина Айкена могла виконувати близько однієї операції за секунду та мала величезні розміри: понад 15 м завдовжки та близько 2,5 м заввишки і складалася більш ніж із 750 тисяч деталей.
1946 року групою інженерів під керівництвом Джона Моучлі та Дж. Преспера Еккерта на замовлення військового відомства США було створено машину ЕНІАК, яка була здатна виконувати близько 3 тисяч операцій за секунду. За розмірами ЕНІАК був більшим за Марк 1: понад 30 метрів завдовжки, його об'єм становив 85 м3. Важив ЕНІАК 30 тонн. Замість тисяч механічних деталей Марка 1, в ЕНІАКу було використано 18 тисяч електронних ламп.
Перша ЕОМ, яка зберігала програми у пам'яті, дістала назву ЕДСАК (Electronic Delay Storage Automatic Calculator — електронний калькулятор з пам'яттю на лініях затримки). Вона була створена в Кембриджському університеті (Англія) 1949 року. З того часу всі ЕОМ є комп'ютерами з програмами, які зберігаються у пам'яті.
1951 року в Києві під керівництвом С. Лєбєдєва незалежно було створено МЕОМ (Мала Електрична Обчислювальна Машина). 1952 року ним же було створено ШЕОМ (Швидкодіюча Електрична Обчислювальна Машина), яка була на той час кращою в світі та могла виконувати близько 8 тисяч операцій за секунду
Найдавнішим рахунковим інструментом, що сама природа представила в розпорядження людини, була його власна рука. Для полегшення рахунка люди стали використовувати пальці - спочатку однієї руки, потім обох, а в деяких племенах і пальці ніг. Рахунок на пальцях використовувався дуже довго - час його виникнення визначити дуже важко. У XVII в. його прийоми ще викладалися в підручниках. У наш час їм користаються маленькі діти, що осягають поняття числа.
У 1673 р. інший великий математик, Лейбниць, розробив рахунковий пристрій, на якому вже можна було множити і ділити. З деякими удосконаленнями ці машини, арифмометри, використовувалися донедавна.
Підсумовуючі машини, винайдені в XVII і XVIIIст. були ненадійні, незручні в роботі і не були ще по-справжньому необхідними. Лише в XIX в. ріст промисловості, транспорту й і розширення комерційної діяльності банків зробили побудову швидкодіючих і надійних рахункових машин актуальною задачею. Перша фірма, що спеціалізувалася по випуску рахункових машин, була заснована в США в 1887 р. У Росії арифмометри стали вироблятися з 1894 р. і використовувалися з 70-ти років. Всі обчислювальні пристрої, про які йшла мова, були ручними. Для виконання кожної операції потрібно було набрати вихідні дані і надати руху рахунковим елементам механізму.
Думка про створення автоматичної обчислювальної машини, що працювала б сама, без участі людини, уперше була висловлена англійським математиком Чарльзом Бебіджем (1781-1864) на початку XIX в. У 1820-1822 р. він побудував машину,що могла обчислювати таблиці значень багаточленів другого порядку. З 1834 р. і до кінця життя Ч. Бебідж працював над кресленнями універсальної обчислювальної машини (він називав її аналітичною). Саме він уперше додумався до того, що машина повинна містити пам'ять і керуватися за допомогою програм. Він хотів побудувати свою машину, як механічний пристрій, а програми збирався задавати за допомогою перфокарт - карт із щільного папера з інформацією.
У 1883 р. Томас Альва Едісон, намагаючись продовжити термін служби лампи з вугільною ниткою, ввів у її вакуумний балон платиновий електрод і позитивна напруга, то у вакуумі між електродом і ниткою протікає струм.Не знайшовши ніякого пояснення настільки незвичайному явищу, Едісон обмежується тим, що докладно описав його, про усякий випадок узяв патент і відправив лампу на виставку. Про неї в грудні 1884 р. у журналі "Інженеринг" була замітка "Явище в лампочці Едісона".
Информация о работе Історія розвитку електронних обчислювальних машин (ЕОМ)