История развития средств вычислительной техники

Рег . №_________

_______________

         (дата) 

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 

УО  «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

имени П.М. МАШЕРОВА» 

Юридический факультет 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  курсу: «Основы Информационных Технологий» 

Тема: «ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ»

(ВАРИАНТ  № 2)

 

    Витебск 2010г. 

    Содержание: 

    1. Формирование счетных способностей  человека

    2. Эволюция вычислительной техники

    3. Механический

    4. Электромеханический

    5. Электронный

    6. Электронно-ламповые ЭВМ

    7. Полупроводниковые ЭВМ

    8. ЭВМ на микросхемах

    9. Ранний период микросхемных ЭВМ (микросхемы малой и средней интеграции)

    10. Средний период микросхемных  ЭВМ (большие интегральные схемы)

    11. Современный период микросхемных  ЭВМ (Сверхбольшие и ультрабольшие  интегральные схемы) 

    Список  использованной литературы

 

     ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 

    1. Формирование счетных способностей человека 

    Предположительный возраст последней генерации  человечества — 3–4 миллиона лет. Именно столько лет назад человек  встал на ноги и взял в руки изготовленный  им самим инструмент. Однако, способность считать (то есть способность разбивать понятия «больше» и «меньше» на конкретное количество единиц) сформировалась у человека значительно позднее, а именно 40–50 тысяч лет назад (поздний палеолит). Этот этап соответствует появлению современного человека (кроманьонца). Таким образом, одной из основных (если не главной) характеристикой, отличающей кроманьонца от более древней ступени человека, является наличие у него счётных способностей.

    Вначале это было зрительное ощущение множества однородных предметов, складывание из них узоров, изготовление орудий с элементами симметрии (т.н. синкретическая фаза). Несколько позже у человека возникает количественная характеристика предметов, но без абстрагирования количества от считаемых предметов. То есть, не было, например, понятия «два», но было понятие «две рыбы». Счет велся перекладыванием считаемых предметов.

    Затем появился счет на пальцах, счет с перекладыванием  камней, счет с помощью чёток, то есть счет без участия считаемых предметов. Их роль выполняли более удобные для перекладывания заменители (пальцы, камни, зерна, косточки). Это был существенный прорыв в счетных способностях человека — начало абстрагирования цифры.

    Появилась и запись чисел (с помощью линий  на земле, дереве, костях животных, камнях, узелках на веревках). Так, деревяшки или кости для записи количества называют бирками. Они родились одними из первых, более 40 тысяч лет назад и дожили до начала XX века! Также применялись узелки на веревках, значительно позже получившие мощное развитие у племени инков. Система цветных веревок с завязанными на них узелками у них называлась «кипу».

    Многие  тысячелетия люди выкристаллизовывали приёмы счёта. Развитие приспособлений для счета в то время шло медленно, и причин этому было несколько:

1) не  было существенной необходимости в развитии счёта;

2) практически  не происходил обмен опытом  из-за отсутствия связи между  прогрессивными людьми древности,  и возможные изобретения попросту  не получали распространения;

3) мозг  человека не был в достаточной мере приспособлен к абстрактному мышлению.

    Тем не менее, около 3000 лет назад (V—VI век до нашей эры) в Египте для счета уже использовали первый счетный прибор — абак. 

    2. Эволюция вычислительной техники 

    Развитие  вычислительной техники можно разбить  на следующие периоды:

    Домеханический (с VI века до н.э. до XVII века н.э.).

    Механический (с XVII века до начала XX века).

    Электромеханический (с начала до середины XX века).

    Электронный (с середины XX века до настоящего времени).

    В свою очередь, электронный период можно разбить на:

    Электронно-ламповый (с 1944 по 1960 год) — 1-е поколение компьютеров.

    Полупроводниковый (с 1950 по 1970 год) — 2-е поколение компьютеров.

    Микросхемный (с 1961 года по настоящее время) — 3-е  и 4-е поколение.

    Микросхемный  период можно разбить ещё на 3 периода:

    МИС и СИС (с 1961 по 1968 год) — 3-е поколение  компьютеров.

    БИС (с 1968 по 1978 год) — 4-е поколение компьютеров.

    СБИС  и УБИС (современный) (с 1978 года) — 4-е  поколение компьютеров.

    Справка: по количеству элементов интегральные схемы условно делят на:

    Малые (МИС) — с количеством элементов  на кристалле до 102 (100).

    Средние (СИС) — до 103 (1 000).

    Большие (БИС) — до 104 (10 000).

    Сверхбольшие (СБИС) — до 106 (1 000 000).

    Ультрабольшие (УБИС) — до 109 (1 000 000 000).

    Гигабольшие (ГБИС) — более 109 элементов на кристалле.

    Микросхемный  период характеризуется началом  производства персональных компьютеров, то есть компьютеров, ставших фактически бытовым прибором. Современный микросхемный период начался с выпуском Intel процессора 8086 — основоположника современной линейки процессоров.

    Рассмотрим  хронологию развития вычислительной техники  по периодам. Периоды частично перекрывают  друг друга по времени. Особое запоздание ощущается в разработках СССР, традиционно ставящего жирную точку  в конце каждого периода великолепной разработкой на уже устаревшей элементной базе. 

    Домеханический 

    VI–V  век до н.э. — абак. Возник  в Вавилоне, Египте и Финикии. Первое упоминание принадлежит Геродоту о египетском абаке. В IV веке до н.э. Пифагор считал целесообразным обучать правилам работы на абаке учеников. Первый дошедший до нас рисунок абака на греческой вазе принадлежит III веку до н.э. Римляне усовершенствовали абак. В Европе абак появился только в X веке.

    IV век до н.э. — позиционная  система счета в Китае. Запись чисел осуществлялась выкладыванием бамбуковых палочек. Отсутствие палочки означало нуль. Вычисления с помощью палочек осуществлялись на счетной доске. Можно было умножать, делить, извлекать квадратные и кубические корни.

    I век до н.э. — в Китае сформулированы правила действий над отрицательными числами.

    500 год — в Индии появилась  десятичная позиционная система  счисления с использованием нуля, вытеснившая абак. Позиционная система  счисления позволяла вести расчеты  письменно, что было более удобно.

    VI век — прообраз китайских счётов.

    VI–XVI век — вариации на тему счётов  в разных странах. X век — суаньпань  в Китае. XV век — кипу у инков. XVI век — соробан в Японии, счёты  в России.

    Начало XVII века (1610 год) — шотландский математик  Джон Непер изобретает логарифмы. Умножение и деление превращается в чистое сложение и вычитание. Как альтернативу логарифмам он изобретает специальные счётные палочки, умножающие на основе способа, разработанного в Индии. В дальнейшем они легли в основу механических множительных устройств. Также он изобретает счетную доску для выполнения умножения, деления, возведения в квадрат и извлечение квадратного корня, основанную на двоичной системе счисления. 

    3. Механический 

    Существует следующая классификация механических счётных машин:

    1.Суммирующая  машина — складывает и вычитает.

    2.Множительное  устройство — умножает и делит.

    3.Арифмометр  — один и тот же механизм  складывает, вычитает, умножает и  делит.

    4.Разностная  машина — табулирование функций  методом конечных разностей.

    5.Аналитическая машина — выполняет операции по программе.

    6.Табулятор  — основа счетно-аналитического  комплекса.

    Некоторые устройства по своей конструкции  занимают промежуточные положения, их принадлежность к тому или иному  типу приводится условно.

    1623 г. — Германия. Первая счетная машина. Создана профессором восточных языков Вильгельмом Шиккардом. Выполняла 4 арифметических действия над 6-разрядными числами и запоминала промежуточные результаты. Не является арифмометром, поскольку состоит из двух отдельных устройств — суммирующего и множительного, а также устройства для записи чисел.

    1642 г. — Франция. Первая действующая  модель счётной машины Блеза  Паскаля, первый экземпляр которой  был построен в 1645 году. К 1653 году было изготовлено 50 различных  модификаций суммирующей машины. Машина складывала и вычитала 8-разрядные числа. Имела более сложный механизм переноса разрядов и менее совершенный тип передачи, чем машина Шиккарда.

    1663 г. — Суммирующая машина изобретена  маркизом Вустерским.

    1666 г. — Великобритания. Первое квазимеханическое множительное устройство изобретено Самюэлем Морлендом. Также им создано простейшее суммирующее устройство. В то же время счетную машину, состоящую из суммирующей и множительной частей, построил Ч. Коттерел. Приблизительно в то же время Атанасиус Кирхер предложил свою конструкцию множительного устройства.

    1672 г. — Первый арифмометр был  создан немецким философом и  математиком Готфридом Лейбницем  и механиком Оливером. Имел 2 разряда.  В 1676 г. им создана усовершенствованная  модель, а в 1694 г. под его руководством — 12-разрядная машина.

    1673 г. — Франция. Машина Р. Грийе,  близкая к машине Шиккарда.

    ок. 1675 г. — Пьер Пти предложил новый  тип конструкции множительного  устройства в форме барабана.

    ок. 1680 г. — Франция. Клод Перро (брат сказочника Шарля Перро) изобрел суммирующее устройство «рабдологический абак», где зубчатые колеса были заменены зубчатыми рейками, что позволило значительно уменьшить размеры устройства.

    1708 г. — По образцу 12-разрядной  машины Лейбница профессор Р.  Вагнер и мастер Левин создали 16-разрядную машину.