Istorija razvoja računarske tehnologije str. Istorija računarske tehnologije

Brojanje na prste Brojanje prstiju ima korijene u antici, a javlja se u ovom ili onom obliku kod svih današnjih naroda. Poznati srednjovjekovni matematičari preporučili su brojanje prstiju kao pomoćno sredstvo, koje omogućava prilično efikasne sisteme brojanja.

Računovodstvo uz pomoć predmeta Na primjer, narodi pretkolumbovske Amerike imali su visoko razvijen račun s čvorovima. Štaviše, sistem nodula služio je i kao vrsta kronika i anala, koji imaju prilično složenu strukturu. Međutim, njegovo korištenje zahtijevalo je dobar trening pamćenja. Da bi proces brojanja bio praktičniji, primitivni čovjek je počeo koristiti druge uređaje umjesto prstiju. Rezultati prebrojavanja bilježeni su na različite načine: zarezima, brojalicama, čvorovima itd.

Abakus i abakus Brojanje grupisanjem i preraspoređivanjem predmeta bilo je preteča brojanja na abakusu, najnaprednijem brojačkom instrumentu antike, koji je preživio do danas u obliku raznih vrsta abakusa. Abakus je bio prvi razvijeni instrument za brojanje u istoriji čovečanstva, čija je glavna razlika u odnosu na prethodne metode računanja bila izvođenje računanja po ciframa. Dobro prilagođen za izvođenje operacija sabiranja i oduzimanja, abakus se pokazao kao nedovoljno efikasan uređaj za izvođenje operacija množenja i dijeljenja.

Logaritmi koje je 1614. uveo J. Napier imali su revolucionarni utjecaj na cjelokupni kasniji razvoj brojanja, čemu je umnogome doprinijela pojava niza logaritamskih tablica koje je izračunao kako sam Napier, tako i brojni drugi kalkulatori poznati u to vrijeme. . Nakon toga se pojavljuju brojne modifikacije logaritamskih tablica. Međutim, u praktičnom radu upotreba logaritamskih tablica ima niz neugodnosti, pa je J. Napier, kao alternativnu metodu, predložio posebne štapove za brojanje (kasnije nazvane Napierovi štapići), koji su omogućili direktno izvođenje operacija množenja i dijeljenja. na originalnim brojevima. Napier je ovu metodu zasnovao na metodi množenja rešetkom. Uz štapiće za jelo, Napier je predložio ploču za brojanje za izvođenje operacija množenja, dijeljenja, kvadriranja i uzimanja kvadratnog korijena u binarnom s.s., predviđajući na taj način prednosti ovakvog brojevnog sistema za automatizaciju računanja. Logaritmi su činili osnovu za stvaranje divnog računarskog alata - kliznog pravila, koje služi inženjerskim i tehničkim radnicima širom svijeta više od 360 godina. Napierovi štapići i klizač

Njemački naučnik Wilhelm Schickard je 1623. godine predložio svoje rješenje zasnovano na šestocifrenim decimalnim kalkulatorom, koji se sastojao i od zupčanika, dizajniranih za obavljanje sabiranja, oduzimanja, kao i tabelarnog množenja i dijeljenja r. Prvi stvarno implementirani i poznati mehanički digitalni Računarski uređaj je "Paskal" koji je kreirao francuski naučnik Blez Paskal. Bio je to šesto- ili osmocifreni uređaj koji je mogao sabirati i oduzimati decimalne brojeve. Shikkard i Pascal mašina

1673. 30 godina nakon Pascaline, pojavio se "aritmetički uređaj" Gottfrieda Wilhelma Leibniza - dvanaestocifreni decimalni uređaj za izvođenje aritmetičkih operacija, uključujući množenje i dijeljenje. Kraj 18. vijeka. Joseph Jacquard stvara kompjuterski kontrolisan razboj koristeći bušene kartice. Gaspard de Prony razvija novu računarsku tehnologiju u tri faze: razvijanje numeričke metode, sastavljanje programa za niz aritmetičkih operacija, izvođenje računa pomoću aritmetičkih operacija nad brojevima u skladu sa ostavljenim programom.

Bebidžovu genijalnu ideju sproveo je Howard Aiken, američki naučnik koji je 1944. godine stvorio prvi relej-mehanički kompjuter u SAD. Njegovi glavni blokovi - aritmetika i memorija izvedeni su na zupčanicima godina. Charles Babbage razvija projekat Analitičke mašine - mehaničkog univerzalnog digitalnog računara sa programskim upravljanjem. Stvorene su zasebne jedinice mašine. Nije bilo moguće napraviti cijelu mašinu zbog njene glomaznosti. Babbageova analitička mašina

Krajem XIX veka. Stvoreni su složeniji mehanički uređaji. Najvažniji od njih bio je uređaj koji je dizajnirao Amerikanac Herman Hollerith. Njegova ekskluzivnost je bila u činjenici da je ideja o bušenim karticama prvi put korištena u njemu, a proračuni su se vršili pomoću električne struje. Godine 1897. Hollerith je organizirao kompaniju koja je kasnije postala poznata kao IBM. Mašina Hermana Holeritha Najveći projekti u isto vreme izvedeni su u Nemačkoj (K. Zuse) i SAD (D. Atanasov, G. Aiken i D. Stiblic). Ovi projekti se mogu smatrati direktnim prethodnicima mainframe računara.

gg. U Engleskoj je, uz učešće Alana Turinga, stvoren kompjuter "Colossus". Već je imao 2.000 vakuumskih cijevi. Mašina je bila namenjena za dešifrovanje radio poruka nemačkog Wehrmachta.Pod rukovodstvom Amerikanca Hauarda Aikena, po narudžbini i uz podršku IBM-a, stvoren je Mark-1 - prvi programski kontrolisan računar. Izgrađen je na elektromehaničkim relejima, a u program za obradu podataka ulazio je sa bušene trake. Kolos i Mark-1

Računari prve generacije 1946 - 1958 Glavni element je elektronska lampa. Zbog činjenice da je visina staklene lampe 7 cm, automobili su bili ogromni. Svakih 7-8 min. jedna od lampi je pokvarila, a pošto ih je bilo na hiljade u kompjuteru, trebalo je jako dugo da se pronađe i zameni oštećena lampa. Brojevi su se unosili u mašine pomoću bušenih kartica, a programsko upravljanje se vršilo, na primjer, u ENIAC-u, pomoću utikača i polja za slaganje. Kada su sve lampe radile, inženjersko osoblje je moglo da podesi ENIAC za neki zadatak ručnim menjanjem ožičenja.

Mašine prve generacije Mašine ove generacije: BESM, ENIAC, MESM, IBM-701, Strela, M-2, M-3, Ural, Ural-2, "Minsk-1", "Minsk-12", "M -20". Ove mašine su zauzimale veliku površinu i koristile su mnogo električne energije. Njihova brzina nije prelazila 23 hiljade operacija u sekundi, RAM nije prelazio 2 KB.

Računari druge generacije 1959 - 1967 Glavni element su poluvodički tranzistori. Prvi tranzistor je mogao zamijeniti ~40 vakuumskih cijevi i radi velikom brzinom. Kao nosioci informacija korištene su magnetne trake i magnetna jezgra, pojavili su se uređaji visokih performansi za rad s magnetskim trakama, magnetni bubnjevi i prvi magnetni diskovi. Velika pažnja je počela da se poklanja stvaranju sistemskog softvera, kompajlera i input-output alata.

Mašine druge generacije U SSSR-u je 1967. godine pušten u rad najmoćniji računar druge generacije u Evropi, BESM-6 (High-speed Electronic Computing Machine 6). Istodobno su stvoreni i računari Minsk-2, Ural-14. Pojava poluvodičkih elemenata u elektronskim kolima značajno je povećala kapacitet RAM-a, pouzdanost i brzinu rada računara. Smanjena veličina, težina i potrošnja energije. Mašine su projektovane za rešavanje različitih radno intenzivnih naučnih i tehničkih problema, kao i za kontrolu tehnoloških procesa u proizvodnji.

Računari treće generacije 1968–1974 Glavni element je integrirano kolo. Godine 1958. Robert Noyce je izumio malo silikonsko integrirano kolo, koje je moglo smjestiti desetine tranzistora na malom prostoru. Jedan IC može zamijeniti desetine hiljada tranzistora. Jedan kristal radi isti posao kao Eniac od 30 tona. Računar koji koristi IC postiže performanse u operacijama u sekundi. Kasnih 60-ih godina pojavila se poluprovodnička memorija koja se i danas koristi u personalnim računarima kao operativna. IBM je 1964. godine najavio stvaranje šest modela porodice IBM 360 (System360), koji su postali prvi računari treće generacije.

mašine treće generacije. Mašine treće generacije imaju napredne operativne sisteme. Imaju višeprogramske mogućnosti, tj. istovremeno izvršavanje više programa. Mnoge zadatke upravljanja memorijom, uređajima i resursima počeo je preuzimati operativni sistem ili direktno sama mašina. Primeri mašina treće generacije su porodice IBM-360, IBM-370, ES računari (Unified Computer System), SM računari (Small Computers Family) itd. Brzina mašina unutar porodice varira od nekoliko desetina hiljada do miliona operacija u sekundi. Kapacitet RAM-a dostiže nekoliko stotina hiljada riječi.

Računari četvrte generacije 1975 - danas Glavni element je veliko integrisano kolo. Od početka 80-ih, zahvaljujući pojavi personalnih računara, kompjuterska tehnologija je postala masovna i javno dostupna. Sa stanovišta strukture, mašine ove generacije su multiprocesorski i višemašinski kompleksi koji rade na zajedničkoj memoriji i zajedničkom polju spoljnih uređaja. Kapacitet RAM-a je oko 1 - 64 MB. "Elbrus" "Macintosh"

Personalni računari Savremeni personalni računari su kompaktni i imaju hiljade puta veću brzinu u odnosu na prve personalne računare (mogu da izvrše nekoliko milijardi operacija u sekundi). Godišnje se u svijetu proizvede gotovo 200 miliona računara, pristupačnih za masovnog potrošača. Veliki kompjuteri i superkompjuteri nastavljaju da se razvijaju. Ali sada više ne dominiraju kao nekada.

Izgledi za razvoj računarske tehnologije. Molekularni kompjuteri, kvantni kompjuteri, biokompjuteri i optički računari trebali bi se pojaviti za otprilike godinu dana. Računar budućnosti će olakšati i pojednostaviti ljudski život desetine puta više. Prema naučnicima i istraživačima, personalni računari će se dramatično promeniti u bliskoj budućnosti, jer se danas razvijaju najnovije tehnologije koje nikada ranije nisu korišćene.

Von Neumannovi principi 1. Aritmetičko-logička jedinica (obavlja sve aritmetičke i logičke operacije); 2. Upravljački uređaj (koji organizuje proces izvršavanja programa); 3. Memorijski uređaj (memorija za pohranjivanje informacija); 4. Ulazni i izlazni uređaji (omogućava vam unos i prikaz informacija).

1. Uređaj za unos podataka pritiskom na dugmad. 2.Uređaj sa kojim se možete povezati na Internet. 3. Uređaj koji prikazuje informacije sa računara na papiru. 4. Uređaj za unos podataka. 5. Uređaj za prikaz informacija na ekranu. 6. Uređaj koji kopira bilo koju informaciju na računar sa papira. UKRŠĆENA

Izvori informacija. 1.N.A. Ugrinovich Informatika i IKT: udžbenik za 11. razred. – M.: BINOM. Laboratorija znanja, Virtuelni muzej računarske tehnologije Virtuelni muzej informatike Wikipedia - virtuelna enciklopedija

slajd 1

Istorija razvoja kompjuterske tehnologije

slajd 2

Istorija razvoja računarske tehnologije obično se deli na praistoriju i 4 generacije razvoja računara:

Pozadina; - Prva generacija; - Druga generacija; - Treća generacija; - Četvrta generacija;

slajd 3

Pozadina. Godine 1941. njemački inženjer Zuse napravio je mali kompjuter baziran na elektromehaničkim relejima, ali zbog rata njegov rad nije objavljen. Godine 1943. u Sjedinjenim Državama, u jednom od IBM-ovih preduzeća, Aiken je stvorio moćniji računar Mark-1, koji je korišten za vojne proračune. Ali elektromehanički releji su radili sporo i nepouzdano. Prva generacija računara (1946 - sredina 50-ih) Pod generacijom računara se podrazumevaju svi tipovi i modeli računara koje su razvili različiti dizajnerski timovi, ali izgrađeni na istim naučnim i tehničkim principima. Pojava elektronske vakuumske cijevi dovela je do stvaranja prvog kompjutera. Godine 1946. u SAD se pojavio kompjuter za rješavanje problema pod nazivom ENIAC (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator - "elektronski numerički integrator i kalkulator"). Ovaj kompjuter je radio hiljadu puta brže od Mark-1. Ali većinu vremena je bio neaktivan, jer. za pokretanje programa bilo je potrebno nekoliko sati da se pravilno spoje žice. Skup elemenata koji čine računar naziva se baza elemenata. Elementna baza računara 1. generacije su vakuumske cijevi, otpornici i kondenzatori. Elementi su povezani žicama pomoću površinske montaže. Kompjuter je bio mnogo glomaznih ormara i zauzimao je posebnu mašinsku sobu, težio je stotine tona i trošio stotine kilovata električne energije. ENIAC je imao 20.000 vakuumskih cijevi. Za 1 sek. Mašina je izvršila 300 operacija množenja ili 5000 višecifrenih operacija sabiranja. Godine 1945., poznati američki matematičar Džon fon Nojman predstavio je široj naučnoj zajednici izveštaj u kojem je uspeo da ocrta formalnu logičku organizaciju kompjutera, apstrahujući od kola i radio cevi.

slajd 4

Istorija razvoja kompjuterske tehnologije. Klasični principi funkcionalne organizacije i rada računara:

1. Dostupnost glavnih uređaja: upravljačka jedinica (CU), aritmetička logika (ALU), uređaj za skladištenje (RAM), ulazno-izlazni uređaji; 2. Čuvanje podataka i komandi u memoriji; 3. Princip kontrole programa; 4. Sekvencijalno izvršavanje operacija; 5. Binarno kodiranje informacija (prvi računar "Mark-1" je vršio proračune u decimalnom brojevnom sistemu, ali je takvo kodiranje tehnički teško implementirati, pa je kasnije napušteno); 6. Upotreba elektronskih elemenata i električnih kola za veću pouzdanost (umjesto elektromehaničkih releja).

slajd 5

Prva generacija kompjutera

Prvi domaći računar nastao je 1951. godine pod rukovodstvom akademika S.A. Lebedev, a zvao se MESM (mala elektronska računska mašina). Kasnije je stvoren BESM-2 (velika elektronska računska mašina). Najmoćniji računar prve generacije u Evropi bio je sovjetski računar M-20 sa brzinom od 20.000 operacija u sekundi i 4.000 mašinskih reči RAM-a. U proseku, brzina računara prve generacije je 10-20 hiljada operacija u sekundi. Rad računara prve generacije je previše komplikovan zbog čestih kvarova: vakuumske cijevi su često pregorjevale i morale su se mijenjati ručno. Čitav tim inženjera je bio angažovan na održavanju ovakvog računara. Programi za takve mašine su pisani u mašinskim kodovima, bilo je potrebno poznavati sve komande mašine i njihov binarni prikaz. Osim toga, takvi računari koštaju milione dolara.

slajd 6

Druga generacija kompjutera

Pronalazak tranzistora 1948. godine omogućio je promjenu baze elemenata računala u poluvodičke elemente (tranzistori i diode), kao i naprednije otpornike i kondenzatore. Jedan tranzistor je zamijenio 40 vakumskih cijevi, radio je brže, bio je jeftiniji i pouzdaniji. Tehnologija povezivanja elementarne baze se promijenila: pojavile su se prve tiskane ploče - ploče od izolacijskog materijala na koje su postavljeni tranzistori, diode, otpornici i kondenzatori. Štampane ploče su spojene površinskom montažom. Potrošnja električne energije je smanjena, a dimenzije su se smanjile stotine puta. Performanse takvih računara su do 1 milion operacija u sekundi. Kada je nekoliko elemenata pokvarilo, zamijenjena je cijela ploča, a ne svaki element pojedinačno. Nakon pojave tranzistora, najzahtjevnija operacija u proizvodnji računala bilo je povezivanje i lemljenje tranzistora za stvaranje elektroničkih kola. Pojava algoritamskih jezika olakšala je proces programiranja. Uveden je princip podjele vremena - razni kompjuterski uređaji su počeli raditi istovremeno. Godine 1965. Digital Equipment je objavio prvi miniračunar, PDP-8, veličine frižidera i koštao je samo 20.000 dolara.

Slajd 7

Treća generacija računara

1958. John Kilby je stvorio prvi eksperimentalni integrirani krug ili čip. Integrisano kolo je obavljalo iste funkcije kao i elektronsko u računarima druge generacije. Bila je to silikonska pločica na koju su bili postavljeni tranzistori i sve veze između njih. Elementna baza - integrisana kola. Performanse: stotine hiljada - milioni operacija u sekundi. Prvi računar napravljen na integrisanim kolima bio je IBM-360 1968. godine od strane IBM-a, što je označilo početak čitave serije (što je veći broj, veće su mogućnosti računara). 1970. Intel je počeo prodavati integrirana memorijska kola. Od tada se broj tranzistora po jedinici površine integriranog kola otprilike udvostručio godišnje. Ovo je omogućilo konstantno smanjenje troškova i povećanje brzine računara. Količina memorije je povećana. Pojavili su se displeji i grafički ploteri, a razni programski jezici se dalje razvijaju. U našoj zemlji proizvedene su dvije porodice računara: velika (na primjer, EC-1022, EC-1035) i mala (na primjer, SM-2, SM-3). U to vrijeme, računski centar je bio opremljen sa jednim ili dva modela ES-računara i klasom displeja, gdje je svaki programer mogao da se poveže sa računarom u režimu deljenja vremena.

Slajd 8

četvrta generacija računara

Godine 1970. Marshian Edward Hoff iz Intela dizajnirao je integrirano kolo slično po funkciji centralnoj procesorskoj jedinici velikog kompjutera. Tako se pojavio prvi mikroprocesor Intel-4004, koji je pušten u prodaju 1971. Ovaj mikroprocesor, veličine manje od 3 cm, bio je produktivniji od džinovske mašine. Bilo je moguće postaviti 2250 tranzistora na jedan silicijumski kristal. Istina, radio je mnogo sporije i mogao je obraditi samo 4 bita informacija u isto vrijeme (umjesto 16-32 bita za velike računare), ali je koštao i desetine hiljada puta jeftinije (oko 500 dolara). Ubrzo je počelo naglo povećanje performansi mikroprocesora. U početku su se mikroprocesori koristili u raznim računalnim uređajima (na primjer, u kalkulatorima). Nekoliko kompanija je 1974. godine najavilo stvaranje personalnog računara zasnovanog na mikroprocesoru Intel-8008, tj. uređaj za jednog korisnika.

Slajd 9

Široka prodaja na tržištu personalnih računara (PC) povezana je sa imenima mladih Amerikanaca S. Jobsa i W. Wozniaka, osnivača kompanije Apple Computer, koja je od 1977. godine pokrenula proizvodnju Apple personalnih računara. Brojni programi dizajnirani za poslovne aplikacije (uređivanje teksta, tabele za računovodstvene kalkulacije) doprinijeli su rastu prodaje.

Slajd 10

Krajem 1970-ih, uspon PC-a doveo je do pada potražnje za velikim računarima. To je zabrinulo rukovodstvo IBM-a, vodeće kompanije u proizvodnji velikih računara, pa su odlučili da se kao eksperiment okušaju na tržištu računara. Kako se ne bi potrošilo mnogo novca na ovaj eksperiment, odjelu odgovornom za ovaj projekat bilo je dozvoljeno da ne dizajnira PC od nule, već da koristi blokove drugih kompanija. Dakle, kao glavni mikroprocesor izabran je najnoviji u to vrijeme 16-bitni mikroprocesor Intel-8088. Softver je naručen za razvoj male firme Microsoft. U avgustu 1981. novi IBM PC je bio spreman i postao je veoma popularan među korisnicima. IBM nije napravio svoj kompjuter kao jedini neodvojivi uređaj i nije zaštitio svoj dizajn patentima. Naprotiv, kompjutor je sastavila od samostalno proizvedenih delova i nije tajila načine povezivanja ovih delova; IBM PC dizajni bili su dostupni svima. Ovo je omogućilo drugim firmama da razvijaju i hardver i softver. Vrlo brzo, ove firme više nisu bile zadovoljne ulogom proizvođača komponenti za IBM PC i počele su da same grade računare koji su bili kompatibilni sa IBM PC-jem. Konkurencija između proizvođača dovela je do jeftinijih računara. Pošto ove firme nisu morale da snose ogromne troškove istraživanja, mogle su da prodaju svoje računare za mnogo manje od uporedivih IBM računara. Računari kompatibilni sa IBM PC-jem nazivani su "klonovi" (blizanci). Zajednička karakteristika porodice IBM PC i kompatibilnih računara je softverska kompatibilnost i princip otvorene arhitekture, tj. mogućnost dodavanja i zamjene postojećeg hardvera modernijim bez zamjene cijelog računara. Jedna od najvažnijih ideja kompjutera četvrte generacije je da se nekoliko procesora istovremeno koristi za obradu informacija (višeprocesorska obrada).

slajd 11

Server je moćan računar u računarskim mrežama koji pruža usluge računarima povezanim na njega i pristup drugim mrežama. Superkompjuteri su prisutni od 1970-ih. Za razliku od Neumann računara, oni koriste višeprocesorski metod obrade. Ovom metodom se problem koji se rješava dijeli na nekoliko dijelova, od kojih se svaki rješava paralelno na svom procesoru. Ovo dramatično povećava performanse. Njihova brzina je milijarde operacija u sekundi. Ali ovi kompjuteri koštaju milione dolara. Personalni računari (PC) se koriste svuda i imaju pristupačnu cenu. Za njih je razvijen veliki broj softverskih alata za različita područja primjene koji pomažu čovjeku da obrađuje informacije. Sada je PC postao multimedijalan, tj. obrađuje ne samo numeričke i tekstualne informacije, već i efikasno radi sa zvukom i slikom. Prijenosni računari (latinska riječ "porto" znači "nositi") - prijenosni računari. Najčešći od njih laptop ("notebook") - notepad personalni računar. Industrijski računari su dizajnirani za upotrebu u industrijskim okruženjima (na primjer, za upravljanje alatnim mašinama, avionima i vozovima). Podložni su povećanim zahtjevima za pouzdanost nesmetanog rada, otpornost na promjene temperature, vibracije itd. Stoga se obični personalni računari ne mogu koristiti kao industrijski.

slajd 12

Hvala vam na pažnji!!!

tehnologije

Istorija razvoja računarstva tehnologije

Računari prve generacije

računar druge generacije

kompjuter treće generacije

Personalni računari

Moderni superračunari