Презентация "История ЭВМ" скачать бесплатно


Презентация "История ЭВМ"


Подписи к слайдам:
Слайд 1

  • История науки и есть сама наука.
  • И. Гете
  • Кондратьева М.О.
  • Учитель информатики и ИКТ ГОУ ЦО 1440
  • г. Москва

  • Уважаемые коллеги! Предлагаю вам свою разработку по теме «История ЭВМ».
  • Вопреки «правилам хорошего тона» при создании презентаций, на некоторых слайдах много текста. Это связана со спецификой применения этой презентации.
  • Обычно я строю урок следующим образом:
  • Устное объяснение темы. Учащиеся записывают опорные сведения , оставляя в тетрадях свободные промежутки. Например, ДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (оставляем 1 страницу), МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (1 страница – записываем – Шиккард, Паскаль, Лейбниц, 2 страница - Бэббидж) и т.д.
  • После «лекционной» части урока учащиеся садятся за компьютеры и , просматривая презентацию, дополняют конспект урока фактами по своему выбору, проверяют правильность написания дат, фамилий, терминов.
  • Одна из основных методик преподавания, которую я выбрала – блочно-модульная. Поэтому данная презентация в более или менее усеченном виде используется в 5,7,9 классе. Данный вариант предназначен для учащихся 10 класса, знакомых с понятиями электро-механического реле, транзистора и т.п.
  • Для закрепления и контроля я использую тест, созданный в приложении Excel.
  • Спасибо всем, кто заинтересовался моей работой.

  • ЭТАП
  • ПЕРИОД РАЗВИТИЯ
  • Ручной
  • Не установлен
  • Механический
  • С середины XVII в.
  • Электромехнический
  • С 90-х годов XIX в.
  • Электронный
  • С 40-х годов XX в.

  • Каким же все таки был первый компьютер? Кто его создал? Как он был создан, вообще как появилась сама идея создания вычислительной машины?
  •   История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга.

  • Человечество научилось пользоваться простейшими счётными приспособлениями тысячи лет назад.
  • Простейший счет велся на пальцах, а когда их не хватало, использовались любые природные объекты,
  • Древнейший артефакт такого рода — «кость Ишанго», найденная в Конго (возраст — около двадцати тысяч лет). Это берцовая кость бабуина, покрытая засечками.
  • Вестоницкая кисть, названная так по местечку находки  на юго-востоке Вестониции в Чехии. Она представляла собой волчью кость с нанесенными на ней зарубками. Ее происхождение датируется 300 тыс. лет до н.э.
  • Счет на узелках
  • Бирки

  • Примерно пять тысяч лет назад в Вавилоне появилась счетная доска, известная ныне как абак (абакус). По полю с углублениями передвигались камушки (десятки).
  • В Риме был создан первый в мире ручной абак — табличка с подвижными фишками.
  • Следующий шаг сделали китайцы, создавшие в шестом-двенадцатом веках нашей эры суньпан, известный сегодня как счеты. Большая секция костяшек называлась «земля», а малая наверху — «небо».
  • Юпана, калькулятор майя. Ученые долго не могли понять предназначение этой маленькой «модели крепости» до тех пор, пока Николино де Паскуале не установил, что так называемые «дикари» создали матрицу калькулятора с использованием последовательности Фибоначчи и системы исчисления с основанием 40 (а не 10, как в Старом Свете).

  • В 1614 году шотландский математик Джон Непер изобрел таблицы логарифмов. Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы.
  • Таблицы логарифмов позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления, - логарифмическую линейку. 
  • Непер предложил в 1617 году не логарифмический способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Непера
  • Однажды в доме случилась пропажа. Подозрение пало на слуг, но ни одного из них нельзя было обвинить наверняка. И тогда Непер объявил, что его черный петух обладает способностью открывать своему хозяину тайные мысли. Каждый слуга должен был войти в темную комнату, где находился петух, и дотронуться до него рукой. Было сказано, что петух закричит, когда вор до него дотронется. И хотя петух так и не закричал, Непер все же определил вора: он предварительно обсыпал петуха золой, и чистые пальцы одного из слуг стали доказательством его виновности.
  • Логарифмические линейки использовались несколькими поколениями инженеров и других профессионалов. Инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали точности в 3-4 знака.

  • В 1623 г.Вильгельм Шиккард - 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.
  • «Считающие часы» Вильгельма Шиккарда. Автограф письма.

  • В 1642 г. французский математик Блез Паскаль (1623-1662) сконструировал счетное устройство, чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора. Это устройство позволяло суммировать десятичные числа.
  • Примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг машина не принесла богатства своему создателю.
  • Арифмометры, использующие в своем устройстве принцип зубчатого колеса просуществовали до 60-х годов 20 века.

  • В 1673 г.Немецкий философ, математик, физик Готфрид Вильгельм Лейбниц(646-1716) создал "ступенчатый вычислитель" - счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, умножать, делить, извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления.
  • Лейбниц также описал двоичную систему счисления , один из основных принципов устройства современных компьютеров.

  • В 1822г. английский математик Чарлз Бэббидж(1792-1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. 
  • Первая спроектированная Бэббиджем машина, Разностная машина, работала на паровом двигателе.
  • Разностная машина, сконструированная по записям Бэббиджа через сто лет после его смерти.

  • 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).
  • Рабочий узел Аналитической машины
  • 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.

  • В 1801 году Жозеф Мари Жаккар разработал ткацкий станок, в котором вышиваемый узор определялся перфокартами. Серия карт могла быть заменена, и смена узора не требовала изменений в механике станка.
  • Это было важной вехой в истории программирования.
  • Принцип формирования узора с помощью перфокарт
  • Перфокарты

  • Идеи Ч.Бэббиджа, заложенные в конструкции Аналитической машины.

  • Одновременно с английским ученым работала  леди Ада Лавлейс(1815-1852).
  • Единственная научная работа леди Лавлейс относилась к "вопросам программирования для аналитической машины Беббиджа" и предвосхитила основы современного программирования для цифровых вычислительных машин с программным управлением.
  • Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.
  • В материалах и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека программ, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 1950-х годах.
  • Ада Лавлейс предложила термины «рабочая ячейка» и «цикл».

  • Электромеханическое реле

  • В 1884 г.Американский инженер Герман Холлерит (860-1929) 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.
  • Табулятор принимал карточки размером с долларовую бумажку. На карточках имелось 240 позиций (12 рядов по 20 позиций). При считывании информации с перфокарт 240 игл пронизывали эти карты. Там, где игла попадала в отверстие, она замыкала электрический контакт, в результате чего увеличивалось на единицу значение в соответствующем счетчике.
  • Компания Холлерита в конечном счёте стала ядром IBM

  • В 1941 году Конрад Цузе построил первый в мире действующий релейный двоичный компьютер Z3 с программным управлением.
  • Устройство счетной машины Z-4 напоминает архитектуру современных компьютеров: память и процессор были отдельными устройствами, процессор мог обрабатывать числа с плавающей запятой, выполнять арифметические действия и извлекать квадратный корень. Программа хранилась на перфоленте и считывалась последовательно.
  • Z- 4. 1942-1945 г.г.
  • Описание Z-3

  • Развитие ЭВМ делится на несколько периодов. Поколения ЭВМ каждого периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением.

  • В нашей стране началом выпуска можно считать начало 50-х годов - появление "МЭСМ". "МЭСМ" была разработана под руководством Лебедева. В 1952-1953 годах на ее основе была разработана "БЭСМ-1" (Большая электронная счетная машина). А на ее основе был произведен серийный выпуск машины "БЭСМ-2".

  • Американский ENIAC, который часто называют первым электронным компьютером общего назначения, публично доказал применимость электроники для масштабных вычислений.
  • При 17 тыс. ламп, одновременно работающих с частотой 100 тыс. импульсов в секунду, ежесекундно возникало 1,7 млрд. ситуаций, в которых хотя бы одна из ламп перегорала
  • Общий вес машины составлял 30тонн, она имела размеры: около 6 м в высоту и 26 м в длину
  • Вместе с тем она обладала тысячекратным увеличением в быстродействии. По словам одного восхищенного репортера, Эниак работал «быстрее мысли».

  • Представитель первого поколения ЭВМ – ENIAC:

  • Программирование гигантского компьютера Эниак ENIAC осуществлялось вручную: операторы устанавливали в нужное положение около 6000 переключателей, а затем переключали кабели. На подготовку задачи, с решением которой машина справлялась за 20 с, иногда требовалось два дня.
  • Происхождение сленгового слова BUG
  • По легенде, учёные тестировавшие вычислительную машину Марк-1 нашли мотылька, застрявшего между контактами электромеханического реле, и Грейс Хоппер произнесла этот термин. Извлечённое насекомое было вклеено скотчем в технический дневник, с сопроводительной надписью: «First actual case of bug being found» (англ. «первый случай обнаружения жука»). Этот забавный факт положил начало использованию слова «debugging» в значении «отладка программы».
  • Грейс Хоппер— американский военный деятель, контр-адмирал, программист, создала программное обеспечения для компьютера марк-1

  • Ввод чисел в первые машины производился с помощью перфокарт, а программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось с помощью штеккеров и наборных полей.
  • У них был недостаток: они выделяли большое количество тепла, что требовало постоянного охлаждения и вентиляции. Кроме того, электронные лампы были громоздкими, дорогими и потребляли большое количество энергии.
  • 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.

  • Основные характеристики компьютеров первого поколения
  • Годы применения
  • 1946 - 1958
  • Элементная база
  • Электровакуумная лампа, реле
  • Количество ЭВМ в мире
  • Десятки
  • Быстродействие (операций в сек.)
  • До 105
  • Объем оперативной памяти
  • До 64 Кб
  • Характерные типы ЭВМ
  • Типичные модели
  • ENIAC, EDSAC, БЭСМ
  • Носитель информации
  • Перфокарта, перфолента
  • Характерное программное обеспечение
  • Коды, автокоды, ассемблеры

  • Элементной базой второго поколения стали полупроводники.
  • Транзисторы пришли на смену не надежным электронно-вакуумным лампам. Транзисторы значительно уменьшили компьютеры в размере и стоимости. Самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию.
  • Первый транзистор
  • Знаменитая БЭСМ-6
  • Урал-11
  • Минск-12

  • Годы применения
  • 1959 – 1963
  • Элементная база
  • Транзистор
  • Количество ЭВМ в мире
  • Тысячи
  • Быстродействие (операций в сек.)
  • До 106
  • Объем оперативной памяти
  • До 512 Кб
  • Характерные типы ЭВМ
  • Малые, средние, большие, специальные
  • Типичные модели
  • БЭСМ-6
  • Носитель информации
  • Магнитная лента
  • Характерное программное обеспечение
  • Языки программирования
  • Основные характеристики компьютеров второго поколения

  • Интегральные схемы стали элементной базой компьютеров третьего поколения.
  • Интегральная схема - это схема изготовленная на полупроводниковом кристалле и помещенная в корпус. Иногда интегральную схему называют – микросхемой или чипом. Chip в переводе с английского – щепка. Это название он получил из-за своих крошечных размеров. Первые микросхемы появились в 1958 году. Два инженера почти одновременно изобрели их не зная друг о друге. Это Джек Килби и Роберт Нойс.
  • В компьютерах третьего поколения, одна интегральная схема могла заменить до тысячи транзисторов и других базовых элементов. А каждый такой элемент мог заменять до нескольких десятков электронных ламп.
  • Эльбрус-2
  • СМ-1

  • Годы применения
  • 1964 – 1976
  • Элементная база
  • ИС , БИС
  • Количество ЭВМ в мире
  • Десятки тысяч
  • Быстродействие (операций в сек.)
  • До 107
  • Объем оперативной памяти
  • До 16 Мб
  • Характерные типы ЭВМ
  • Большие, средние, мини- и микро ЭВМ
  • Типичные модели
  • IBM/360 ЕС ЭВМ
  • Носитель информации
  • Диск
  • Характерное программное обеспечение
  • Языки высокого уровня
  • Основные характеристики компьютеров третьего поколения
  • Начиная с ЭВМ 3-го поколения, традиционным стала разработка серийных ЭВМ. Хотя машины одной серии сильно отличались друг от друга по возможностям и производительности, они были информационно, программно и аппаратно совместимы.
  • В 1969 году зародилась первая глобальная сеть – зародыш того, что мы сейчас называем INTERNET

  • Многие считают, что только с 1985 г., когда появились супербольшие интегральные схемы следует отсчитывать начало нового периода. В кристалле такой схемы может размещаться до 10 млн. элементов.
  • Развитие ЭВМ 4 поколения пошло по двум направлениям:
  • 1 – создание суперЭВМ – комплексов многопроцессорных машин.
  • 2 – дальнейшее развитие микро-ЭВМ и персональных ЭВМ
  • Именно в эти годы зародился термин «Персональный компьютер».

  • Основные характеристики компьютеров четвертого поколения
  • Годы применения
  • 1977 (1985)
  • Элементная база
  • СБИС
  • Количество ЭВМ в мире
  • Миллионы
  • Быстродействие (операций в сек.)
  • Более 109
  • Объем оперативной памяти
  • Более 16 МБ
  • Характерные типы ЭВМ
  • СуперЭВМ, ПК, сети
  • Типичные модели
  • IBM/360 SX-2
  • Носитель информации
  • Гибкий, жесткий, лазерный диск
  • Характерное программное обеспечение
  • Системы параллельного программирования