История развития ЭВМ

История развития  ЭВМ 

 

 

 

Содержание:

 

0. Что такое ЭВМ?
1. V – VI век до нашей эры по XX век
2. ЭВМ первого поколения
3. ЭВМ второго поколения
4. ЭВМ третьего поколения
5. ЭВМ четвертого поколения
6. Тест на знание истории развития ЭВМ

 

 

 
ЭВМ = Компьютер 

 

 

 

 

 

Электронно-вычислительная  машина (ЭВМ)

Computer (английское  слово) – вычислять

 

 

Компьютер – это устройство взаимосвязанных технических устройств, выполняющих автоматизированную обработку информации.

V – VI век до  нашей эры

 

Древнегреческий  абак

 

История вычислений  уходит глубокими корнями в  даль веков так же, как и  развитие человечества.

Одним из  первых устройств (V—VI вв. до н. э.), облегчающих вычисления, можно считать  специальную доску для вычислений, названную «абак». Вычисления на  ней производились перемещением  камешков или костей в углубления  досок из бронзы, камня или  слоновой кости. Со временем эти  доски стали расчерчивать на  несколько полос и колонок. В  Греции абак существовал уже  в V веке до н. э., у японцев он  назывался «серобян», у китайцев  — «суанпан».

 

 

 

В Древней  Руси при счёте применялось  устройство, похожее на абак, называемое «русский шот». В XVII веке этот  прибор уже обрёл вид привычных  русских счёт.

Счеты, которые  появились в XV в.в. состоят на особом  месте, т.к. используют десятичную, а  не пятеричную систему счисления, как все остальные абаки.

 
Основная заслуга изобретателей  абака – создание позиционной  системы представления чисел.

 

XV век нашей  эры 

 

Русский абак

XVII век

 

Блез ПАСКАЛЬ 

Blasé Paskal

(19.06.1623 –   19.08.1662)

 

Арифметическая  машина Паскаля 

 

В начале XVII столетия, когда математика стала  играть ключевую роль в науке, французский математик и физик  Блез Паскаль создал «суммирующую» машину, названной Паскалиной, которая  кроме сложения выполняла и  вычитание.

XVII век

 

Готфрид Вильгельм  ЛЕЙБНИЦ 

Gottfried Wilhelm Leibnitz

    (1.07.1646 –  14.11.1716)

 

Механический  арифмометр Лейбница (1673г.)

 

Первую арифметическую  машину, выполняющую все четыре  арифметических действия, создал  в 1673 году немецкий математик  Лейбниц – механический арифмометр.

XIX век

 

Чарльз БЭББИДЖ  

(26.12.1791 –     18.10.1871)

 

Картонные 

перфокарты

 

Аналитическая  машина Бэббиджа 

 

В 1812 году английский  математик и экономист Чарльз  Бэббидж начал работу над созданием «разностной» машины, которая должна  была не просто выполнять арифметический  действия, а проводить вычисления  по программе, задающей определённую  функцию.В качестве основного  элемента своей машины Бэббидж  взял зубчатое колесо для запоминания  одного разряда числа (всего таких  колёс было 18). К 1822 году учёный  построил небольшую действующую  модель и рассчитал на ней  таблицу квадратов.

Для программного  управления использовались перфокарты  – картонные карточки с пробитыми  в них отверстиями (перфорацией).

ЭВМ первого  поколения

 

1948 - 1958 года

 

• Элементная база – электронно-вакуумные лампы.
• Габариты – в виде шкафов и занимали машинные залы.
• Быстродействие – 10 – 100 тыс. оп./с.
• Эксплуатация – очень сложна.
• Программирование – трудоемкий процесс.

                       Ламповые ЭВМ

 

• Первое поколение (1948-1958) - компьютеры на электронных лампах (вроде тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические времена, эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой.

 

• Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров.

XX век

 

Джон (Янош) фон  НЕЙМАН  

(28.12.1903 – 8.02.1957)

 

Первая ЭВМ «ЭНИАК» (цифровой интегратор и вычислитель, ламповая) была создана в США после второй мировой войны в 1946 году. В группу создателей этой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых XX в. Джон фон Нейман.

Согласно принципам  Неймана построение и функционирование  универсальных программируемых  вычислительных машин ЭВМ образует  три главных компонента: арифметическое  устройство, устройство ввода-вывода, память для хранения данных  и программ. 

ПРОЦЕССОР

 

 

УСТРОЙСТВО

УПРАВЛЕНИЯ

 

 

АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОЕ  УСТРОЙТВО

 

 

ОПЕРАТИВНО  –

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ  УСТРОЙСТВО

 

 

УСТРОЙСТВО 

ВВОДА - ВЫВОДА

 

Архитектура  ЭВМ Дж. фон Неймана

ЭНИАК (Электронный  числовой интегратор и вычислитель) — первый широкомасштабный электронный  цифровой компьютер, который можно  было перепрограммировать для  решения полного диапазона задач. Построен в 1946 году по заказу  Армии США в Лаборатории баллистических  исследований для расчётов таблиц  стрельбы. Запущен 14 февраля 1946 года.

 

В ЭНИАКе  в качестве основы компонентной  базы применялись вакуумные лампы. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов  и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность  — 150 кВт. Вычислительная мощность  — 300 операций умножения или 5000 операций  сложения в секунду. Вес — 27 тонн. Вычисления производились в десятичной  системе.

1950-е годы

 

    Под руководством Б.И.Рамеева разработаны первые в СССР универсальные ЭВМ общего назначения Урал-1, Урал-2, Урал-3, Урал-4 (ламповые). А в 60-е годы создано первое в СССР семейство программно и конструктивно совместимых универсальных ЭВМ общего назначения Урал-11, Урал-14, Урал-16 (полупроводниковые). В проекте принимали участие Б.И.Рамеев, В.И.Бурков, А.С.Горшков.

 

Урал-1

 

Урал-16

XX век

 

Сергей Алексеевич  ЛЕБЕДЕВ  

(2.11.1902 - 3.07.1974)

 

          Развитие ЭВМ в СССР связано  с именем академика Сергея  Алексеевича Лебедева. В 1950 году  в Институте точной механики  и вычислительной техники (ИТМ  и ВТ АН СССР) организован отдел  цифровой ЭВМ для разработки  и создания большой ЭВМ. Эту  работу возглавил С. А. Лебедев, под  руководством которого были созданы: в 1951 году в Киеве МЭСМ (малая электронно-счетная машина) и 1953 году в Москве БЭСМ (большая электронно-счетная машина).

1951 год

 

Ламповый элемент  СЭСМ (Специализированной Электронной  Счетной Машины)

 

БЭСМ (Большая  Электронная Счетная Машина)

 

1953 год

МЭСМ (Малая  Электронная Счетная Машина)

• Элементная база – активные и пассивные элементы.
• Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал.
• Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп./с.
• Эксплуатация – упростилась.
• Программирование – появились алгоритмические языки.
• Структура ЭВМ – микропрограммный способ управления.

 

1959 - 1967 года

 

ЭВМ второго  поколения

             Транзисторные ЭВМ

 

• Во втором поколении компьютеров (1955-1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу.
• Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты ремесла.

 

 

1960 год

 

• Создание первой в СССР полупроводниковой управляющей машины широкого назначения Днепр, руководители проекта - В.М.Глушков и Б.Н.Малиновский.  
  ЭВМ включала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.  
  Выпускалась на протяжении 10 лет.

 

• Разработка первых в СССР машин для инженерных расчетов Промiнь и Мир - предшественников будущих персональных ЭВМ, руководители проекта В.М.Глушков и С.Б.Погребинский.

 

1959-1965 года

ЭВМ третьего  поколения

 

1968 - 1973 года

 

• Элементная база – интегральные схемы, большие интегральные схемы (ИС, БИС).
• Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал.
• Быстродействие – сотни тысяч – миллионы оп./с.
• Эксплуатация – оперативно производится ремонт.
• Программирование – подобен II поколению.
• Структура ЭВМ – принцип модульности и магистральности.
• Появились дисплеи, магнитные диски.

 Эпоха интегральных  схем

 

• В третьем поколении ЭВМ (1968-1973) впервые стали использоваться интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной.

 

ЭВМ четвертого  поколения

 

с 1974 года до  наших дней

 

В 1971 году фирмой Intel (США) создан первый микропроцессор - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии  СБИС 

 

• Элементная база – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).
• Создание многопроцессорных вычислительных систем.
• Создание дешевых и компактных микроЭВМ и персональных ЭВМ и на их базе вычислительных сетей.

В 1981 г. IBM Corporation (International Business Machines)(США) представила первую модель персонального компьютера — IBM 5150, положившую начало эпохи современных компьютеров.

 

Первые персональные  компьютеры

1983 г. Корпорация Apple Computers построила персо-нальный компьютер Lisa — первый офисный компьютер, управляемый манипулятором мышь.

 

1984 г. Корпорация Apple Computer выпустила компьютер Macintosh на 32-разрядном процессоре Motorola 68000