Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Марта 2014 в 21:19, реферат
Как гласит известное выражение: «не зная прошлого, не построишь будущее», и это абсолютно подходит к ситуации с вычислительной техникой, ведь нельзя совершенствовать технологии, не зная о том, как они создавались. Развитие средств вычислительной техники обеспечило возможности для создания и широкого использования автоматизированных систем обработки данных разнообразного назначения.
В середине ХХ столетия были созданы первые электронные вычислительные машины, предназначенные для усиления его интеллектуальной мощи. Путь развития вычислительной техники от древнейших орудий счета до компьютеров последних поколений занял огромное время.
Введение………………………………………………………………………3
Основная часть……………………………………………………………… .4
Понятие средства вычислительной техники………………………. . 4
История развития средств вычислительной техники……………….5
Все поколения ЭВМ…………………………………………………. 11
Основные виды ЭВМ………………………………………………. . 16
Заключение…………………………………………………………………..19
Список использованных источников………………………………………20
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра вычислительной техники и инженерной кибернетики
Тема реферата: «Эволюция средств вычислительной техники»
ВЫПОЛНИЛ: СТ. ГР. БТЭ 13-01 ДИНАР МАРАТОВИЧ АМИНОВ
ПРОВЕРИЛ: ПРЕПОДАВАТЕЛЬ |
А.А.Г.ФИЛИППОВА |
УФА
2014
Содержание
Введение
Как гласит известное выражение: «не зная прошлого, не построишь будущее», и это абсолютно подходит к ситуации с вычислительной техникой, ведь нельзя совершенствовать технологии, не зная о том, как они создавались. Развитие средств вычислительной техники обеспечило возможности для создания и широкого использования автоматизированных систем обработки данных разнообразного назначения.
В середине ХХ столетия были созданы первые электронные вычислительные машины, предназначенные для усиления его интеллектуальной мощи. Путь развития вычислительной техники от древнейших орудий счета до компьютеров последних поколений занял огромное время.
Слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для вычислений. Это связано с тем, что первые компьютеры создавались как устройства для вычислений, грубо говоря, как усовершенствованные, автоматические арифмометры. Принципиальное отличие компьютеров от арифмометров и других счетных устройств (счет, логарифмических линеек и т.д.) состояло в том, что арифмометры могли выполнять лишь отдельные вычислительные операции (сложение, вычитание, умножение и др.), а компьютеры позволяют проводить операции по заранее заданной инструкции - программе.
В настоящее время компьютер используется во всех сферах деятельности человека. В связи с этим, весьма интересно было бы узнать о том, как именно развивались средства вычислительной техники, как происходила их эволюция. Именно этим я и занимался на протяжении этой работы.
Актуальность этой темы обуславливается повсеместным распространением средств вычислительной техники.
Основными задачами, т.е. целью работы при раскрытии темы являются:
Для ответа на вопрос о том, что же такое средство вычислительной техники, нужно ответить на вопрос, что такое вычислительная техника.
Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Вычислительная техника – это совокупность технических и математических средств, методов и приёмов, используемых для механизации и автоматизации процессов вычислений и обработки информации.
Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что такое средство вычислительной техники.
Средство вычислительной техники – совокупность математических и технических средств, методов и приемов, которые используются для облегчения и ускорения решения трудоемких задач, связанных с обработкой информации. Средства вычислительной техники полностью или частично автоматизируют вычислительный процесс.
1.Счет на пальцах.
Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. Счет на пальцах самый древний и наиболее простой способ вычисления. Обнаруженная в раскопках так называемая «вестоницкая кость» с зарубками, оставленная древнем человеком ещё 30 тыс. лет до нашей эры, позволяет историкам предположить, что уже тогда предки современного человека были знакомы с зачатками счета. У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и на более высоких ступенях развития.
2.Счет на камнях.
Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал использовать вместо пальцев небольшие камни. Он складывал из камней пирамиду и определял, сколько в ней камней, но если число велико, то подсчитать количество камней на глаз трудно. Поэтому он стал складывать из камней более мелкие пирамиды одинаковой величины, а из-за того что на руках десять пальцев, то пирамиду составляли именно десять камней.
3.Счет на Абаке.
Следующим шагом было создание древнейших из известных счетов, – «саламинская доска» – которые, у греков и в Западной Европе назывались «абак». Вычисления на них проводились путем перемещения счетных костей и камешков (калькулей) в полосковых углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости, цветного стекла. Эти счеты сохранились до эпохи Возрождения, а в видоизмененном виде сначала как «дощатый щот» и как русские счеты до настоящего времени.
В своей примитивной форме абак представлял собой дощечку (позднее он принял вид доски, разделенной на колонки перегородками). На ней проводились линии, разделявшие ее на колонки, а камешки раскладывались в эти колонки по тому же позиционному принципу, по которому кладется число на наши счеты.
Абак был «походным инструментом» греческого купца. О его коммерческом назначении свидетельствует то обстоятельство, что значения, приписываемые камешку в различных колонках, не выдержаны в постоянном числовом отношении друг к другу, а сообразованы с отношениями различных денежных единиц.
4.Палочки Непера.
Первым устройством для выполнения умножения был набор деревянных брусков, известных как палочки Непера. Они были изобретены шотландцем Джоном Непером (1550-1617гг.). На таком наборе из деревянных брусков была размещена таблица умножения.
5.Логарифмическая линейка.
В 1654 г. Роберт Биссакар, а в 1657 г. независимо С. Патридж (Англия) разработали прямоугольную логарифмическую линейку – это счетный инструмент для упрощения вычислений, с помощью которого операции над числами заменяются операциями над логарифмами этих чисел. Конструкция линейки сохранилась в основном до наших дней.
Вычисления с помощью логарифмической линейки производятся просто, быстро, но приближенно. И, следовательно, она не годится для точных расчетов.
Механический период.
Считается, что первую механическую машину, которая могла выполнять сложение и вычитание, изобрел в 1646г. Блез Паскаль. Она называется "паскалина".
Формой своей машина напоминала длинный сундучок. Она была достаточно громоздка, имела несколько специальных рукояток, при помощи которых осуществлялось управление, имела ряд маленьких колес с зубьями. Первое колесо считало единицы, второе - десятки, третье - сотни и т.д. Сложение в машине Паскаля производится вращением колес вперед. Двигая их обратно, выполняется вычитание.
2. Машина Готфрида Лейбница.
Следующим шагом было изобретение машины, которая могла выполнять умножение и деление. Такую машину изобрел в 1671 г. немец Готфрид Лейбниц. Машина Лейбница имела движущуюся часть и ручку, с помощью которой можно было крутить специальное колесо или цилиндры, расположенные внутри аппарата. Такой механизм позволил ускорить повторяющиеся операции сложения, необходимые для умножения. Самоповторение тоже осуществлялось автоматически.
3. Перфокарты Жаккара.
Жозеф Жаккар создал первый образец машины, управляемой введением в нее информацией. В 1802 г. он построил машину, которая облегчила процесс производства тканей со сложным узором.
При изготовлении такой ткани нужно поднять или опустить каждую из ряда нитей. После этого ткацкий станок протягивает между поднятыми и пущенными нитями другую нить. Затем каждая из нитей опускается или поднимается в определенном порядке и станок снова пропускает через них нить. Этот процесс многократно повторяется до тех пор, пока не будет получена нужная длина ткани с узором. Для задания узора на ткани Жаккар использовал ряды отверстий на картах. Если применялось десять нитей, то в каждом ряду карты предусматривалось место для десяти отверстий. Карта закреплялась на станке в устройстве, которое могло обнаруживать отверстия на карте. Это устройство с помощью щупов проверяло каждый ряд отверстий на карте. Информация на карте управляла станком.
4. Разностная машина Чарльза Бэббидж
В 1822 г. англичанин Чарльз Бэббидж построил счетное устройство, которое назвал разностной машиной. В эту машину вводилась информация на картах. Для выполнения ряда математических операций в машине применялись цифровые колеса с зубьями. Десять лет спустя Бэббидж спроектировал другое счетное устройство, гораздо более совершенное, которое назвал аналитической машиной.
В конце XIX в. были созданы более сложные механические устройства.
Самым важным из них было устройство, разработанное американцем Германом Холлеритом, - табулятор.
Табулятор - электромеханическая машина, предназначенная для автоматической обработки (суммирования и категоризации) числовой и буквенной информации, записанной на перфокартах, с выдачей результатов на бумажную ленту или специальные бланки.
Применялись для обработки массивов
информации до того, как стали широко распространены электронно-
Исключительность его заключалась в том, что в нем впервые была употреблена идея перфокарт и расчеты велись с помощью электрического тока. Это сочетание делало машину настолько работоспособной, что она получила широкое применение в своё время.
Электронно-вычислительный период.
Первые электромеханические компьютеры.
Идеи создания электронных
вычислительных машин возникли
в конце 30-х - начале 40-х гг. независимо
друг от друга в четырех
странах: СССР, США, Великобритании
и Германии. Во время второй
мировой войны (с 1939 по 1945г.) были
построены несколько первых
Первым электронным компьютером стал английский COLOSSUS-1.
Colossus-1 - секретный британский компьютер, спроектированный и построенный в 1943 году, для расшифровки перехваченных немецких радиосообщений, зашифрованных с помощью системы Lorenz SZ.
Компьютер состоял из 1500 электронных ламп (2500 в Colossus Mark II), что делало Colossus самым большим компьютером того времени (ближайший конкурент имел всего 150 ламп). Создание и введение в строй в 1944 году позволило сократить время расшифровки перехваченных сообщений с нескольких недель до нескольких часов.
Модернизация Colossus Mark II считается первым программируемым компьютером в истории ЭВМ.
Это одна (более мощная) из двух машин, созданных в1937-1942 гг. профессором Атанасовым Джоном Винсентом и его аспирантом Клиффордом Эдвардом Берри. Оригинальной особенностью АВС было разделение обрабатывающих и запоминающих устройств.
Блок памяти состоял из набора конденсаторов с автоматическим восстановлением заряда. Информация вводилась с перфокарт. При вычислении использовалось двоичное представление чисел. Блок управления был собран на электронных лампах и позволял осуществлять многократное поразрядное сложение и вычитание чисел.
“Марк-1” - первый в мире автоматический вычислительный компьютер, изобретённый в 1944 г. профессором Айкнем. В нём использовалось сочетание электрических сигналов и механических приводов. Программа обработки данных вводилась с перфоленты. Размеры: 15 Х 2.5 м., 750000 деталей. "Марк-1" мог перемножить два 23-х разрядных числа за 4 с.
ЭВМ появились, когда возникла острейшая необходимость в очень трудоемких и точных расчетах, особенно в таких областях науки и техники, как атомная физика и теория динамик полета и управления летательными аппаратами, в исследовании; аэродинамики больших скоростей. Между тем доэлектронная вычислительная техника (механическая и электромеханическая) позволяла только в ограниченной степени механизировать процессы вычислений. Требовался переход к элементам, работающим в более быстром темпе.
1. Аналоговые вычислительные машины (АВМ).
В АВМ все математические величины представляются как непрерывные значения каких-либо физических величин. Главным образом, в качестве машинной переменной выступает напряжение электрической цепи. Их изменения происходят по тем же законам, что и изменения заданных функций. В этих машинах используется метод математического моделирования. Результаты решения выводятся в виде зависимостей электрических напряжений в функции времени на экран осциллографа или фиксируются измерительными приборами. Основным назначением АВМ является решение линейных и дифференцированных уравнений.