История развития средств вычислительной техники .

Содержание:

Введение

Тема моего реферата выбрана не случайно, так как я считаю, что эта тема очень актуальна. Хочу добавить, что эта тема вызвала у меня большой интерес, и я решил изучить литературу более детально, сравнить разные системы вычислительной техники. В этой работе хотелось бы начать с самого начала возникновения вычислительной техники – счеты ( Бухгалтерские счеты ) и до последних, к примеры кластеры. Только подумать можно, что развитие идет и будет шагать дальше и, возможно, в будущем создаст более совершенные вычислительные системы

.

1. Развитие

1.1 Домеханический этап

Первые зачатки вычислительных систем появились почти 2 века назад, начиналось все с простых счетов, потом со временем появлялись все более и более серьезные вычислительные системы. Считается, что вычислительные технологии начались с древнего мира, когда люди считали с помощью зарубок на дереве или аналогичных дереву поверхностях. Далее появилось устройство счета, так называемое “Абак” или “Саламинская доска”. Это устройство относят к прародителям технологий, которое родом из Греции. Изготавливали абаки из различных материалов:

• Бронза
• Камень
• Слоновая кость
• Цветное стекло

В то время Абак имел и другое название – галька или голыш.

Важно отметить, что предшественниками современности являлись и чётки. На рисунке представленные Буддийские четки, которые также актуальны в современном мире.

Чуть позже стали появляться счеты из древнего Китая, они носили название “Суан-пан”. Их изготавливали в основном из деревянной рамки, размеченной на секторы – верхние и нижние.

Еще одним предшественником считают – счетные палочки. Они различны по длине и в цветовой гамме. Изготавливали и х обычно из дерева или пластика. Использовали их не только в вычислительных функциях, но и в записи иероглифов. Через некоторый промежуток времени были запрещены.

В современности, мы можем встретить сей старинный экспонат в национальных лавках.

Здесь видны сами палочки и футляр, где их хранят.

Юпана – еще один прародитель современной техники, которого принято считать разновидностью Абака. Родом Юпан из государства Тауантинсуйу, где проживали древние люди – Инки.

Счетное сукно, представляющее из себя доску. Она могла быть любого цвета. Доска была разделена на несколько отсеков, в некоторых графах писали символы, означающие числа. Далее счет происходил с помощью монет.

Япония. Ценное математическое устройство древности – Соробан. Он представлял собой прямоугольную деревянную или металлическую рамку, от 23 до 28 вертикальных палочек. На одной такой палочке могло находиться 5 косточек, не больше. Далее их разделяли планкой. Над планкой 1 косточка, под ней – 4. Вычисления на соробане велись слева направо.

В отличие от Абака или саун-пана, относится к оптимальным счётам, он полностью исключал путаницу во время вычислительных действий.

От далекой древности мы плавно переходим к Руси. И вспоминаем всем нам известное устройство, которое встречается по сей день – Деревянные счеты или дощаные. Они представляли собой деревянную рамку с веревочкой, но которую нанизывали косточки вишни. ( в современном мире вместо косточек использую деревянные бублики, или круглые фигурки, нанизанные на металлическую проволоку) .

Современный счёт на Руси.

Дощаный счет в древности на Руси.

1.2. Механический этап

После начали появляться механические вычислительные устройства.

Всем нам известно, что развитие, как и жизнь, без оглядки движется вперед. Наука развивалась с огромным темпом, за ней шла и математика. Стали записываться имена в летописи прославившихся ученых, первых изобретателей.

1. Леонардо Да Винчи

Его считают основоположником математики. Родился он в 1452 году, умер в 1519 году. Да Винчи, был не просто изобретательно, но и Физик, математик ( основной предмет его был –геометрия) , инженер.

Первым придумал, что такое парашют, и создал его макет.

Знаменитый Гигантский арбалет, механизм для обжарки металла, макет велосипеда, проект геликоптера – современного вертолета, так же замечательные рисунки в анатомии человека. Поистине, Леонардо Да Винчи был гением!

А в математике, люди нашли эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубыми колесами.

1. Вильгельм Шиккард

Одним из первых изобретателей, чьи работы дошли до Руси – работы немецкого ученого. Его имя - Вильгельм Шикард. Смысл этой работы – создание “часов для счета”. Поясню, это первый механический калькулятор, собранный в 1623 году. Название, аналогичное обыкновенным часам, устройство получило за его “внутренний мир” – структуру.

Состоял он из множества шестеренок и был похож на часы. После подсчетов инструмент издавал звук колокольчиков.

1. Блез Паскаль

Блез Паскаль родом из Франции. Родился 19 июня 1623 году в городе Клермон. Его отец был председателем суда, одним из важных персон Франции. Рвение к естественным наукам у Блеза Паскаля проявлялась с самого детства.

Блез Паскаль – математик, физик, писатель, религиозный философ. Одним из важный работ в математике – создание суммарного аппарата, названным Арифмометром Паскаля. ( 1642 год )

Так выглядела первая механическая система.

1. Готфрид Вильгельм Лейбниц

Готфрид Вильгельм Лейбниц – немецкий философ, математик, логик, физик, изобретатель, богослов, историк, юрист, языковед, дипломат. Родился в 1646 году .

В 1672 году создал более усовершенствованный механический калькулятор – арифмометр. Он не только позволял складывать числа, но и умножать, делить и возводить их в степень, извлекать квадратные и кубические корни.

Механические вычислительные устройства

4. Жозеф Мари Жаккард

Родился 7 июля 1752 году в городе Лион.

Не просто изобретатель, он был французским ткачом, первым, кто изобрел новую технологию промышленного нанесения узора на ткань. Сейчас это полотно принято называть жаккардом, а станок, при помощи которого и происходит весь процесс – жаккардовым станком. Смысл этого станка в получении перфокарт – прямоугольных карточек из картона. ( 1804 год )

5. Чарльз Беббидж

Чарльз Бэббидж родился в Лондоне 26 декабря 1791 году. Британский математик, изобретатель, автор трудов по теории функций и счетам. Его часто называют “Отцом математики”.

Он изобрел аналитический калькулятор. После смерти Жаккарда продолжил дальнейшее развитие текстильной конструкции, с образованием перфокарт.

В 1822 году была разработана Разностная машина, мы ее видим на первой картине.

В 1830 году – была попытка создать первую в мире мини-вычислительную технику – аналитический калькулятор. Она должна была выполнять действия без участия человека. Для этого в нее вводились различные программы, которые были записаны на перфокартах.

Почему же появилось названия перфокарта?

Слово перфорация означает – образование дыр в плотном бумажном сукне или в картоне.

Принципы программирования для машины Чарльза Беббиджа разработала – Огаста Ада Байрон.

1.3. Электронно-механический этап

1779 год – линейка Уатта

Первая универсальная логарифмическая линейка, для работы в инженерии. Была создана ученым, математиком – Дж. Уаттом. Считают, что Линейка была создана до арифметической машины Паскаля.

1709 год - Арифмометр Полени

Впервые вышла книга об этом устройство. Машина, точнее ее детали были выточены из дерева. В отличие от всех остальных устройств, машина Полени работала за счет гири, висящей свободно на канате. Изобрел сие устройство – Джованни Полени.

Логическая математика

Электронно-механический этап

ТОМАС ХИЛЛ ГРИН

7 апреля 1836 год – 26 марта 1882 год

Сын английского священника. Практически 8 лет был на домашнем обучении. Окончил Оксфорд с отличием в 1859 году. В 1857 году, в качестве практической работы создал первую многоразрядную машину. Машина Хилла была двухразрядной и в каждом разряде имела по девять вертикальных клавиш, расположенных по кругу. Сейчас Машина находится в музее в Вашингтоне. Умер ученный в возрасте 45 лет – заражение крови.

ГЕРМАН ХОЛЛЕРИТ (29 февраля 1860 год)

Родом из города Буффало, 7-ой ребенок в семье. Учеба ему давалась нелегко, больший интерес молодого ученого проявлялся в естественных науках, а также к рисованию. В возрасте 14 лет, его исключили из школы, в течение нескольких лет обучался у священника.

Главное изобретение Германа Холлерита являлась табулирующая система. ( 1884 год ).Эта система позволяла выполнять перепись населения.

Машина представляла собой клавишный перфоратор, позволяющий перефорировать около 100 отверстий в минуту СРАЗУ НА НЕСКОЛЬКИХ картах.

ВИЛЬГЕЛЬМ ТЕОФИЛ ОДНЕР

10 августа 1845 год – 15 сентября 1905 год

Шведско-русский инженер-механик, изобретатель арифмометра, основатель российского счетного машиностроения. Родился ученый в городе Дэльби (Швеция). Окончил Стокгольмский технологический университет. Далее проживал в Санкт-Петербурге, работал на заводе Нобеля.

В 1874 году разработал более удобную машину – арифмометр Однера. ( считают, что арифмометр и вошел в развитие машиностроения. )

Сам механизм представлял собой – применение зубчатых колес, их называют Колеса Однера. В каждом колесе 9 зубцов, между ними угол – разряд чисел. Для каждого разряды выделяют одно колесо. Из тела колеса выходит рычаг. Если сделать рукояткой или рычагом один оборот, то произойдет передача чисел в счетчик.

1.4. Электронный этап

Принято выделять несколько этапов электронно-вычислительных машин:

ЭВМ 1-ого поколения

ЭВМ 2-ого поколения

ЭВМ 3-его поколения

ЭВМ 4-ого поколения

ЭВМ 5-ого поколения

ЭВМ 1-ого поколения.

1946-1958 года

Все устройства первого поколения были сделаны на базе электронных ламп, тем самым, лампы придавали надежность таких установкам.

Собственно, лампы

Для ввода и вывода информации использовали перфоленты, перфокарты, магнитные ленты.

Создавались самые легкие, если сравнивать их с современными устройствами – Компьютеры.

Для каждой машины ( компьютера ) была написана своя программа. Помимо вычислительных функций, они прогнозировали природу, могли выполнять функции военного характера.

1. ENIAC

Была официально введена в действие 15 февраля 1946 году.

Electronic Numerical Integrator and Calculator –представлял собой машину, работающую на электронных лампах , была построена Американскими электроинженерами ДЖ. П. Эккертом и ДЖ. Мокли.

Подумать только, 18 000 электронных ламп и 1500 реле, весом 50 кг, площадью 200 квадратных метров – ПОТРЯСАЮЩЕ.

После, машину перевезли на один из военных полигонов, для дальнейших манипуляций с ней.

1. Машина Лебедева

МЭСМ – Малая электронная счётная машина. 1948 год. Его также называют первый советский компьютер. В работу МЭСМ вошла 25 декабря 1951 году.

Все электронные схемы МЭСМ были развешены по стенам и, работающий программист, оказывался как бы внутри этой машины.

1. EDSAC

Electronic Delay Storage Automatic Calculator – электронная вычислительная машина.

Создана инженером – Морисом Уилксом.

Создана в 1949 году, считается, что машина была полным аналогом МЭСМ, только немного усовершенствованной. Имел отличие – память на линиях задержки.

Использовался для выполнения исследовательских нужд в университете. ( теоретическая химия, радиостроение )

В 1951 году было открыто 79-значное простое число.

Машина была выключена в 1958 году, когда его заменил EDSAC-2

ЭВМ 2-ого поколения

1958 год – 1964 год

Были разработаны более усовершенствованные машины, на базе полупроводниковых транзисторов. Они были изобретены Уильямом Шокли.

Были более надежны , чем лампы. Маленькие в размере. Удобны. Могли выполнить более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью.

1 транзистор = 40 электронных ламп

1. БЭСМ

БЭСМ - Машина электронная вычислительная общего назначения.

Изобретателем этой машины являлся Лебедев. Он часто любил использовать эту технику для вычисления траектории полета самолета. БЭСМ выпускалась во многих версиях. В 1964 году было выпущено 16 БЭСМ.

Далее стали создаваться БЭСМ-1, БЭСМ-6.

1. Минск -2

Минск-2 –универсальная цифровая вычислительная машина. Она предназначена для решения научных, инженерных и эконмических задач в вычислительных центрах. Также используется для матричных операций.

Скорость обмена информации:

2500 чисел в секунду

1. ЭВЦМ Урал-14

Электронная цифровая вычислительная машина – Урал-14. Главным конструктором являлся Б.И. Рамеев. В основном работала на магнитных лентах, но использовались и перфокарты.

Плюсы этого компьютера – совершенство.

Число команд = 230.

Система счисления двоичная и десятичная.

ЭВМ 3-его поколения

1964-1972 года

ЭВМ 3-его поколения схожи, у них у всех общая архитектура, основаны на интегральных схемах.

В 1960 году появились первые в мире микросхемы ( интегральные схемы ). Делали их из кремния, площадью 10 мм на квадрат.

1 микросхема = 10 000 транзисторов

Все машины могли уже участвовать в мультипрограммировании.

В 1964 году стали создаваться 6 моделей семейства IBM 160. Они являлись первыми компьютерами данного поколения. Были меньше в размере, быстрее и удобнее. В последствии были выпущены и другие модели :

А) IBM-370

Б) EC ЭВМ ( единая система ЭВМ )

В) СМ ЭВМ ( семейство малых ЭВМ )

ЭВМ 4-ого поколения

1972 год – по наше время

Впервые применяются большие интегральные схемы ( БИС ). Применялись в таких компьютерах, как Иллиак, Эльбрус.

Ёмкость ОЗУ дошла до 500 млн. двоичных разрядов.

Впервые был создан персональный компьютер, для работы в однопользовательском режиме. Пк использует процессор ( ИС ).

на рис. – МАКИНТОШ-2

ЭВМ 5-ого поколения

Сейчас ведутся разработки нового поколения. Гораздо мощнее 4-ого поколения.

СRAY-2

Cray Super Computers

Сейчас насчитывают несколько поколений. Это Векторный суперкомпьютер, выпущенный в 1985 году. Самый производительный компьютер. Создателем является – Сеймур Крэй.

Заключение

В заключение, хочу сказать, что вычислительные технологии развивались, развиваются и будут развиваться далее. Возможно в будущем, мы будем создавать самые мини-компьютеры и может быть, компьютеры станут высшим разумом.

Но нельзя отрицать, что создание вычислительное техники прошло напрасно. Естественно, это большой плюс всему человечеству.

Список использованной литературы.

http://itgallery.ru/kalendar/15.html

http://computerhistory.narod.ru/vichislit_prisposob_ustrojstva.htm

http://infolike.narod.ru/comp2.html

http://www.kolomna-school7-ict.narod.ru/st10501.htm

http://www.wisdoms.ru/avt/b123.html

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/91035

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%B2%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B8

http://roslenta.ru/page_pid_86.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%8D%D0%B1%D0%B1%D0%B8%D0%B4%D0%B6,_%D0%A7%D0%B0%D1%80%D0%BB%D1%8C%D0%B7

http://900igr.net/kartinki/informatika/Vychislitelnye-sistemy-seti-i-telekommunikatsii/028-Seredina-XIX-veka-Logicheskaja-algebra-Buleva-algebra-Universalnyj.html

http://itgallery.ru/kalendar/17.html

http://pmik.petrsu.ru/pub/liceum/history/index.files/Page1320.htm

http://leonardodavinchi.ru/mat/

http://allbiograf.ru/nauka/fiziki/62-leonardo-da-vinchi

http://pmik.petrsu.ru/pub/liceum/history/index.files/Page2114.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B8%D0%BD,_%D0%A2%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%81

http://www.29feb.ru/people/german-hollerit/

http://rufact.org/wiki/%D0%9E%D0%B4%D0%BD%D0%B5%D1%80%20%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%82%20%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB

http://statehistory.ru/1305/Istoriya-sozdaniya-mesm-pervoy-sovetskoy-EVM/

http://marsiada.ru/357/465/729/2482/

https://ru.wikipedia.org/wiki/EDSAC

http://chernykh.net/content/view/951/1034/

http://www.computer-museum.ru/articles/?article=338

http://www.computer-museum.ru/histussr/ural14.htm

https://ru.wikipedia.org/wiki/Cray-2