Презентация - История развития вычислительной техники

История развития вычислительной техники
Урок информатики в 6 классе

«Все есть число», - говорили мудрецы, подчеркивая необычайно важную роль чисел в жизни людей.
ПЕРВЫЕ ШАГИ В РАЗВИТИИ СЧЕТНЫХ УСТРОЙСТВ

История счётных устройств насчитывает много веков. Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. Для облегчения счета люди стали использовать пальцы сначала одной руки, затем обеих, а в некоторых племенах и пальцы ног.

"ВЕСТОНИЦКАЯ КОСТЬ"
Следующим шагом в развитии счета стало использование камешков или других предметов, а для запоминания чисел - зарубок на костях животных, узелков на веревках. Обнаруженая в раскопках так называемая "вестоницкая кость" с зарубками, позволяет историкам предположить, что уже тогда, 30 тыс. лет до н.э., наши предки были знакомы с зачатками счета.

АБАК
Примерно со II века до н.э., папирус был слишком дорог, а глиняные таблички неудобны в использовании. Эти обстоятельства объясняют появление специального счетного прибора - абака. V веку до н.э. абак получил широкое распространение в Египте, Греции, Риме. Он представлял собой доску с желобками, в которых по позиционному принципу размещали какие-нибудь предметы - камешки, косточки.

СЧЁТЫ
Позднее, около 500 г. н.э., абак был усовершенствован и на свет появились счёты — устройства, состоящего из набора костяшек, нанизанных на стержни. Китайские счеты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделенной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка.

СЕРОБЯН
У японцев это же устройство для счета носило название серобян.

"ДОЩАНЫЙ СЧЕТ"
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение "дощаный счет", который почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

СЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА XVII в.

ПАЛОЧКИ (ИЛИ КОСТЯШКИ) НЕПЕРА
Непер предложил в 1617 году не логарифмический способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Непера, состоял из тонких пластин, или блоков. Каждая сторона блока несет числа, образующие математическую прогрессию. Манипуляции с блоками позволяют извлекать квадратные и кубические корни, а также умножать и делить большие числа.
Шотландский математик Джон Непер (John Naiper, 1550-1617)

"ЧАСЫ ДЛЯ СЧЕТА"
В 1623 г. Вильгельм Шиккард (Wilhelm Schickard) - востоковед и математик, профессор Тюбинского университета - в письмах своему другу Иогану Кеплеру описал устройство "часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками с движком и окном для считывания результата. Эта машина могла только складывать и вычитать (в некоторых источниках говорится, что эта машина могла еще умножать и делить). Это была первая механическая машина.
Вильгельм Шиккард (Wilhelm Schickard)

СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО
В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662) сконструировал счетное устройство, чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора. Это устройство позволяло суммировать десятичные числа. Внешне оно представляло собой ящик с многочисленными шестеренками.
Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662)

ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА
В 1642 г. англичане Роберт Биссакар, а в 1657 году - независимо от него - С.Патридж разработали прямоугольную логарифмическую линейку, конструкция которой в основном сохранилась до наших дней.

«СТУПЕНЧАТЫЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ»
В 1673 г.Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгельм Лейбниц(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) создал «ступенчатый вычислитель» - счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления.
Готфрид Вильгельм Лейбниц(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716)

Счетные устройства XVIII века.

«РАБДОЛОГИЧЕСКИЙ АБАК»
В 1700 году Шарль Перро издал "Сборник большого числа машин собственного изобретения Клода Перро", в котором среди изобретений Клода Перро (брата Шарля Перро) числится суммирующая машина, в которой взамен зубчатых колес используются зубчатые рейки. Машина получила название "Рабдологический абак". Названо это устройство так потому, что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны цифры, а Рабдологией - науку выполнения арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами.

АРИФМЕТИЧЕСКАЯ МАШИНА ГЕРСТЕНА
Член Лондонского королевского общества немецкий математик, физик, астроном Христиан Людвиг Герстен в 1723 году изобрел арифметическую машину, а двумя годами позже ее изготовил. Машина Герстена замечательна тем, что в ней впервые применено устройство для подсчета частного и числа последовательных операций сложения, необходимых при умножении чисел, а также предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода (установки) второго слагаемого, что снижает вероятность субъективной ошибки, связанной с утомлением вычислителя.

СЧЕТНАЯ МАШИНА
В 1727 году Джакоб Леопольд (Jacob Leupold) создал счетную машину, в которой использовался принцип машины Лейбница.

СЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО
В 1775 г. в Англии графом Стейнхопом было создано счетное устройство, в котором не были реализованы новые механические системы, но это устройство имело большую надежность в работе.

Счетные устройства XIX века.

В 1804 г.Французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар (Joseph-Marie Jacquard, 1752-1834) придумал способ автоматического контроля за нитью при работе на ткацком станке. Способ заключался в использовании специальных карточек с просверленными в нужных местах (в зависимости от узора, который предполагалось нанести на ткань) отверстиями. Таким образом он сконструировал прядильную машину, работу которой можно было программировать с помощью специальных карт.

ПЕРФОКАРТА
Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока. Переходя к новому рисунку, оператор просто заменял одну колоду перфокарт другой. Создание ткацкого станка, управляемого картами с пробитыми на них отверстиями и соединенными друг с другом в виде ленты, относится к одному из ключевых открытий, обусловивших дальнейшее развитие вычислительной техники.

МЕХАНИЧЕСКИЙ КАЛЬКУЛЯТОР
Чарльз Ксавьер Томас(1785-1870) в 1820г. создал первый механический калькулятор, который мог не только складывать и умножать, но и вычитать и делить. Бурное развитие механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 году добавился ряд полезных функций: запоминание промежуточных результатов с использованием их в последующих операциях, печать результата и т.п. Создание недорогих, надежных машин позволило использовать эти машины для коммерческих целей и научных расчетов.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ МАШИНА
Аналитическую машину Бэббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны. Правда, пользоваться ею очень тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен (а то и тысяч) раз крутить ручку автомата. Числа записываются (набираются) на дисках, расположенных по вертикали и установленных в положения от 0 до 9. Двигатель приводится в действие последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу).
Чарльз Бэббидж(Charles Babbage, 1792-1871)

Разностная машина, сконструированная по записям Бэббиджа через сто лет после его смерти.

СЧЕТНАЯ МАШИНА С КЛАВИАТУРОЙ
В 1867 году американский издатель и политик Кристофер Шоулз(1819-1890) вместе со своим другом Карлом Глидденом изобрели счетную машинку, которую затем преобразовали в пишущую. Шоулз создал около 30 машинок и разработал клавиатуру, аналогичную современной (с раскладкой QWERTY). Кстати, клавишу Shift добавили только в 1878 году, до того заглавные буквы располагались на клавиатуре отдельно. В 1936 году Август Дворак, неудовлетворенный QWERTY, придумывает собственную, более эргономичную раскладку, но популярность детища Кристофера Шоулза оказалась к тому времени уже столь велика, что несмотря на достоинства раскладка Дворака не получает распространения.

КОЛЕСО С ПЕРЕМЕННЫМ ЧИСЛОМ ЗУБЦОВ
В 1872 г. изобретатель Ф.Болдуин(Baldwin) предложил использовать для счетного устройства колесо с переменным числом зубцов. Позже Ф.Болдуин получил в Вашингтоне патент на свое изобретение.

ТЕЛЕФОН
В 1876г.Александр Грэхэм Белл(1847-1922), шотландец из Бостона (штат Массачусетс, США), совместно с Томасом Уитсоном (1854-1934) сконструировали прибор, состоявший из передатчика (микрофона) и приемника (динамика). Микрофон превращал звуки голоса в переменный ток. Ток по проводам поступал в динамик другого аппарата, где сигналы вновь превращались в звуки голоса. Так появился телефон. За несколько десятилетий этот вид связи обретает неслыханную популярность и становится в один ряд со своими старшими братьями - почтой и телеграфом.

АРИФМОМЕТР
В 1880г. Вильгодт Теофилович Однер, швед по национальности, живший в Санкт-Петербурге сконструировал арифмометр. Над арифмометром он начал работать в 1874 году, а в 1890 году налаживает их массовый выпуск. Их модификация "Феликс" выпускалась до 50-х годов. Главная особенность детища Однера заключается в применении зубчатых колес с переменным числом зубцов (это колесо носит имя Однера) вместо ступенчатых валиков Лейбница. Оно проще валика конструктивно и имеет меньшие размеры.

ТАБУЛЯТОР ХОЛЛЕРИТА
В 1884 г.Американский инженер Герман Холлерит (Herman Hillerith, 1860-1929) взял патент "на машину для переписи населения"(статистический табулятор). Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину. Перфокарта Холлерита оказалась настолько удачной, что без малейших изменений просуществовала до наших дней.
Герман Холлерит (Herman Hillerith, 1860-1929)

КОРОТКО О ГЛАВНОМ...
Разработанная Холлеритом 80-колонная перфокарта не претерпела существенных изменений и в качестве носителя информации использовалась в первых трех поколениях компьютеров. 1892 г. Американский инженер У. Барроуз выпустил первый коммерческий сумматор. 1897 г. Английский физик Дж. Томсон сконструировал электронно-лучевую трубку. 1901 г. Итальянский физик Гульельмо Маркони установил радиосвязь между Европой и Америкой.

Развитие вычислительной техники в начале XX века.

1904 г. Известный русский математик, кораблестроитель, академик А.Н.Крылов предложил конструкцию машины для интегрирования обычных дифференциальных уравнений, которая была построена в 1912 году. Английский физик Джон Амброз Флеминг(1849-1945), изучая "эффект Эдисона", создает диод. Диоды используются для преобразования радиоволн в электросигналы, которые могут передаваться на большие расстояния. Через два года усилиями американского изобретателя Ли ди Фореста появляются триоды. 1907 год. Американский инженер Дж.Пауэр сконструировал автоматический карточный перфоратор. Петербургский ученый Борис Розинг подает заявку на патент электронно-лучевой трубки как приемника данных. 1918 год. Русский ученый М.А.Бонч-Бруевич и английские ученые В.Икклз и Ф.Джордан (1919) независимо друг от друга создали электронное рыле, названное англичанами триггером, которое сыграло большую роль в развитии компьютерной техники.

В 1930г.Виннивер Буш (Vannevar Bush, 1890-1974) конструирует дифференциальный анализатор. По сути, это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие научные вычисления. Роль Буша в истории компьютерных технологий очень велика, но наиболее часто его имя всплывает в связи с пророческой статьей "As We May Think" (1945), в которой он описывает концепцию гипертекста.
Виннивер Буш (Vannevar Bush, 1890-1974)

В 1836г. Американский математик А. Тьюринг (статья "О вычислительных числах") и независимо от него американский математик и логик Э.Пост(уроженец Польши) выдвинули и разработали концепцию абстрактной вычислительной машины. "Машина Тьюринга" - гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации, теоретическая вычислительная система. Тьюринг и Пост показали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности ее алгоритмизации с учетом выполняемых ими операций.

Z 1
Конрад Цузе (Konrad Zuse) создал вычислительную машину Z1, которая имела клавиатуру для ввода условий задачи. По завершению вычислений результат высвечивался на панели с множеством маленьких лампочек. Общая площадь, которую занимала машина составляла 4 кв.м. Конрад Цузе запатентовал способ автоматических вычислений. Для следующей модели Z2 К.Цузе придумал очень остроумное и дешевое устройство ввода: Цузе стал кодировать инструкции для машины, пробивая отверстия в использованной 35-миллиметровой фотопленке.
Конрад Цузе

Z1
ФОТОПЛЕНКА

В 1837г. американский физик болгарского происхождения Дж.В.Атанасов (John Atanasoff) формирует принципы автоматической цифровой вычислительной машины на ламповых схемах для решения систем линейных уравнений. В 1939 году он создает вместе со своим аспирантом Клиффордом Берри (Clifford Berry) работающую настольную модель ЭВМ. В 1838г. американский математик и инженер Клод Шеннон и русский ученый В.И.Шестаков в 1941 году показали возможность аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных систем.

В 1938 году в телефонной компании Bell Laboratories создали первый двоичный сумматор (электрическая схема, выполнявшая операцию двоичного сложения) - один из основных компонентов любого компьютера. Автором идеи был Джордж Стибиц(George Stibits), экспериментировавший с булевой алгеброй и различными деталями - старыми реле, батарейками, лампочками и проводками. К 1940 году родилась машина, умевшая выполнять над комплексными числами четыре действия арифметики.

Появление и развитие компьютерной техники в 40-х годах XX века.

Z 3
В 1941 году инженер фирмы IBM Б.Фелпс начал работу по созданию десятичных электронных счетчиков для табуляторов, а в 1942 году создал экспериментальную модель электронного множительного устройства. В 1941 году Конрад Цузе построил первый в мире действующий релейный двоичный компьютер Z3 с программным управлением.

ENIAC
В 1942 году американский физик Джон Моучли (John Mauchly) (1907-1980), после детального ознакомления с проектом Атанасова, представил собственный проект вычислительной машины (ЭВМ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный числовой интегратор и калькулятор)

COLOSSUS
В течение 1943 году в Лондоне была построена машина Colossus на 1500 электронных лампах. Разработчики машины - М.Ньюмен и Т.Ф.Флауэрс.

MARK - 1
В 1937 году гарвардский математик Говард Эйкен (Howard Aiken) предложил проект создания большой счетной машины. Спонсировал работу президент компании IBM Томас Уотсон (Tomas Watson), который вложил в нее 500 тыс.$. Проектирование Mark-1 началось в 1939 году, строило этот компьютер нью-йоркское предприятие IBM. Компьютер содержал около 750 тыс. деталей, 3304 реле и более 800 км проводов.

MARK - 2
Следующая модель - Mark-2 была заказана управлением вооружения ВМФ США. Проектирование началось в 1945 году, а постройка закончилась в 1947 году.Mark-2 представляла собой первую многозадачную машину - наличие нескольких шин позволяло одновременно передавать из одной части компьютера в другую несколько чисел.

МЭСМ и БЭСМ
В 1948 году Сергеем Александровичем Лебедевым(1990-1974) и Б.И.Рамеевым был предложен первый проект отечественной цифровой электронно - вычислительной машины. Под руководством академика Лебедева С.А. и Глушкова В.М. разрабатываются отечественные ЭВМ: сначала МЭСМ- малая электронная счетная машина (1951 год, Киев), затем БЭСМ- быстродействующая электронная счетная машина (1952 год, Москва). Параллельно с ними создавались Стрела, Урал, Минск, Раздан, Наири.

Развитие компьютерной техники в 50-х годах XX века.

UNIVAC
В 1951 году была закончена работа по созданию UNIVAC (Universal Automatic Computer).

БЭСМ - 1
В 1952г. началась опытная эксплуатация отечественного компьютера БЭСМ-1.

СТРЕЛА
В 1953г. Выпущена первая серийная отечественная вычислительная машина Стрела.

ТРАДИС
«Традис», выпущенный в 1955г. - первый транзисторный компьютер фирмы "Белл телефон лабораторис" - содержал 800 транзисторов, каждый из которых был заключен в отдельный корпус.

ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА
В 1958г. Джек Килби из Texas Instruments и Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor независимо друг от друга изобретают интегральную схему.

Развитие компьютерной техники в 60-х годах XX века.

«МЫШЬ»
В 1964г. сотрудник Стэнфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт (Douglas (Doug) Engelbart) продемонстрировал работу первой мыши.

В 1967г. под руководством С.А.Лебедева и В.М.Мельникова в ИТМ и ВТ создана быстродействующая вычислительная машина БЭСМ-6. За ним последовал "Эльбрус" — ЭВМ нового типа, производительностью 10 млн. опер./с. 1968г. в США фирма "Барроуз" выпустила первую быстродействующую ЭВМ на БИСах (больших интегральных схемах)- В2500 и В3500.

Развитие компьютерной техники в 70-х годах XX века.

В 1972г.Сеймур Крей организовал фирму Cray Research, которая за четыре года построила и выпустила самый мощный в мире компьютер CRAY-1. Эдвард Робертс из фирмы MITS построил первый персональный компьютер Altair на новом чипе от Intel - 8080. Altair оказался первым массовым ПК, положившим, по существу, начало целой индустрии. В комплект входили процессор, 256-байтный модуль памяти, системная шина и некоторые другие мелочи.

APPLE
В 1975г. Джин Амдал разработал компьютер четвертого поколения на БИС - AMDAL-470 V/6. Гарри Килдалл из фирмы Digital Reseach разработал операционную систему CP/M. В 1976г. молодые американцы Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров "Apple" ("Яблоко"), предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей.

Apple2
Apple1

TRS-80
TRS-80, с процессором Z-80, состоял из четырех модулей - 12-дюймового монитора, системного блока с интегрированной клавиатурой, блока питания и кассетного магнитофона Radio Shack CTR-41. Компьютер поставлялся с зашитым в ПЗУ Basic Level и двумя кассетами, одна из которых содержала игровые программы.

PET
PET (Personal Electronic Transactor) фирмы Commodore принадлежал к немногочисленным компьютерам, объединившим в одном модуле системный блок, монитор, накопители и клавиатуру. РЕТ содержал процессор 6502, 14 Кбайт ПЗУ с Basic и операционной системой, 4 Кбайт ОЗУ, 9-дюймовый монитор и кассетный магнитофон

Развитие компьютерной техники в 80-х годах XX века.

1981 г. Фирма IBM выпустила первый персональный компьютер IBM PC на базе микропроцессора 8088. 1982 г. Фирма Intel выпустила микропроцессор 80286. 1983 г. Корпорация Apple Computers построила персональный компьютер "Lisa" — первый офисный компьютер, управляемый манипулятором "мышь".

LISA

MACINTOSH
1984 г. Корпорация Apple Computer выпустила компьютер Macintosh — первую модель знаменитого впоследствии семейства Macintosh c удобной для пользователя операционной системой, развитыми графическими возможностями

Развитие компьютерной техники в 90-х годах XX века.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Самостоятельно прочитать тему “История развития вычислительной техники”. Выяснить, чем одно поколение развития вычислительной техники отличается от другого.

АВТОР
УЧИТЕЛЬ ИНФОРМАТИКИ МОУ «ШУНЬГСКАЯ СОШ» САВЕЛЬЕВА ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА