История вычислительной техники

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Г.Таганрог 

       2001г. 
 
 

Содержание 
 

Введение   

История технологий и поколений  ЭВМ    

Механические  предпосылки      

Электромеханические вычислительные машины       

Электронные лампы   

ЭВМ 1-ого  поколения. Эниак  (ENIAC)  

Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения.   

Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения    

Сверхбольшие  интегральные схемы  (СБИС). ЭВМ 4-го поколения      

История развития персональных ЭВМ (PC – Personal Computer)  

Роль  вычислительной техники в жизни человека     

Заключение      

Список  литературы     
 

                                  Введение 
 

      Слово  «компьютер»  означает  «вычислитель»,   т.е.   устройство   для

вычислений. Потребность  в  автоматизации  обработки  данных,  в  том  числе

вычислений, возникла очень давно.  Более  1500  лет  тому  назад  для  счета

использовались  счетные палочки, камешки и т.д.

      В наше время  трудно  представить   себе,  что  без  компьютеров   можно

обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х  годов  вычислительные  машины

были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение,  как

правило, оставалось окутанным завесой секретности  и мало  известным  широкой

публике. Однако в 1971 году произошло  событие,  которое  в  корне  изменило

ситуацию и с фантастической скоростью превратило  компьютер  в  повседневный

рабочий инструмент десятков миллионов людей. В  том,  вне  всякого  сомнения

знаменательном  году еще почти никому не известная  фирма Intel из  небольшого

американского городка  с красивым  названием  Санта-Клара  (шт.  Калифорния),

выпустила первый микропроцессор. Именно ему  мы  обязаны  появлением  нового

класса вычислительных систем –  персональных  компьютеров,  которыми  теперь

пользуются, по существу, все, от учащихся начальных  классов  и  бухгалтеров

до ученых и  инженеров.

      В конце XX века невозможно представить  себе  жизнь  без  персонального

компьютера. Компьютер  прочно вошел в нашу  жизнь,  став  главным  помощником

человека. На  сегодняшний  день  в  мире  существует  множество  компьютеров

различных фирм, различных  групп сложности, назначения и поколений.

      В  данном  реферате  мы  рассмотрим  историю  развития  вычислительной

техники,  а  также  краткий  обзор  о  возможностях  применения  современных

вычислительных  систем  и   дальнейшие   тенденции   развития   персональных

компьютеров. 
 

                     История технологий и поколений ЭВМ 
 
 

Механические  предпосылки 

      Начало развития технологий принято  считать с Блеза Паскаля, который   в

1642г. изобрел   устройство,  механически  выполняющее  сложение  чисел.  Его

машина предназначалась  для работы с 6-8 разрядными числами  и  могла  только

складывать и  вычитать, а также  имела  лучший,  чем  все  до  этого,  способ

фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36(13(8 сантиметров,  этот

небольшой латунный ящичек  было  удобно  носить  с  собой.  Инженерные  идеи

Паскаля оказали  огромное влияние на  многие  другие  изобретения  в  области

вычислительной  техники.

      Следующего этапного результата  добился выдающийся немецкий математик и

философ  Готфрид  Вильгельм  Лейбниц,   высказавший   в   1672   году   идею

механического умножения  без последовательного сложения.  Уже  через  год  он

представил  машину,   которая   позволяла   механически   выполнять   четыре

арифметических  действия, в Парижскую  академию.  Машина  Лейбница  требовала

для установки  специального  стола,  так  как  имела  внушительные  размеры:

100(30(20 сантиметров.

      В 1812 году английский математик  Чарльз Бэббидж начал работать  над так

называемой разностной машиной, которая должна была вычислять  любые  функции,

в том числе  и тригонометрические, а также  составлять  таблицы.  Свою  первую

разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал  на ней  таблицу

квадратов, таблицу  значений функции y=x2+x+41 и ряд  других  таблиц.  Однако

из-за нехватки средств  эта  машина  не  была  закончена,  и  сдана  в  музей

Королевского колледжа в Лондоне, где хранится и  по  сей  день.  Однако  эта

неудача не остановила Бэббиджа, и в 1834 году он приступил к новому  проекту

– созданию Аналитической  машины, которая должна  была  выполнять  вычисления

без участия человека. С 1842 по 1848 год Бэббидж  упорно  работал,  расходуя

собственные средства. К сожалению, он не смог довести  до  конца  работу  по

созданию Аналитической  машины – она оказалась слишком  сложной  для  техники

того времени. Но  заслуга  Бэббиджа  в  том,  что  он  впервые  предложил  и

частично  реализовал,   идею   программно-управляемых   вычислений.   Именно

Аналитическая  машина  по  своей  сути   явилась   прототипом   современного

компьютера. Эта  идея и ее инженерная  детализация  опередили  время  на  100

лет!

      Уроженец Эльзаса Карл Томас,  основатель  и  директор  двух  парижских

страховых  обществ  в  1818  году  сконструировал  счетную  машину,   уделив

основное внимание технологичности механизма, и назвал ее  арифмометром.  Уже

через три года в мастерских  Томаса  было  изготовлено  16  арифмометров,  а

затем  и  еще  больше.  Таким  образом,  Томас   положил   начало   счетному

машиностроению. Его  арифмометры  выпускали  в  течение  ста  лет,  постоянно

совершенствуя и  меняя время от времени названия.

      Начиная с XIX века, арифмометры  получили очень широкое применение.  На

них   выполнялись   даже   очень   сложные   расчеты,   например,    расчеты

баллистических  таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала  даже  особая

профессия – счетчик  – человек, работающий с  арифмометром,  быстро  и  точно

соблюдающий    определенную     последовательность     инструкций     (такую

последовательность  действий  впоследствии  стали  называть  программой).  Но

многие расчеты  производились очень медленно, т.к. при таких  расчетах  выбор

выполняемых  действий  и  запись  результатов  производились  человеком,   а

скорость его  работы  весьма  ограничена.  Первые  арифмометры  были  дороги,

ненадежны,  сложны  в  ремонте  и  громоздки.   Поэтому   в   России   стали

приспосабливать к более сложным вычислениям  счеты.  Например,  в  1828  году

генерал-майор  Ф.М.Свободской  выставил на  обозрение оригинальный  прибор,

состоящий из множества  счетов, соединенных в общей раме. Основным  условием,

позволявшим быстро  вычислять,  было  строгое  соблюдение  небольшого  числа

единообразных  правил.  Все  операции  сводились  к  действиям  сложения   и

вычитания. Таким  образом, прибор воплощал в себе идею алгоритмичности.

      Пожалуй, одно из последних  принципиальных изобретений   в  механической

счетной  технике  было  сделано  жителем  Петербурга   Вильгодтом   Однером.

Построенный Однером в 1890 году арифмометр фактически  ничем  не  отличается

от современных  подобных ему машин. Почти сразу  Однер с  компаньоном  наладил

и выпуск своих  арифмометров - по 500 штук в год. К 1914 году в одной  только

России насчитывалось  более 22 тысяч арифмометров Однера. В  первой  четверти

XX века эти арифмометры  были единственными математическими  машинами,  широко

применявшимися  в различных областях  деятельности  человека.  В  России  эти

громко  лязгающие  во  время  работы  машинки  получили  прозвище  «Железный

Феликс». Ими были оснащены практически все конторы. 
 
 

Электромеханические вычислительные машины 

      В  первые  десятилетия  XX  века  конструкторы  обратили  внимание  на

возможность   применения   в   счетных   устройствах   новых   элементов   –

электромагнитных  реле. В 1941 году немецкий инженер  Конрад  Цузе,  построил

вычислительное  устройство, работающее на таких реле.

      Почти одновременно, в 1943 году, американец  Говард  Эйкен  с  помощью

работ Бэббиджа на основе техники XX века – электромеханических  реле –  смог

построить на одном  из предприятий фирмы IBM легендарный  гарвардский  «Марк-

1» (а позднее  еще и «Марк-2»). «Марк-1» имел  в длину 15 метров  и  в   высоту

2,5  метра,  содержал  800  тысяч  деталей,  располагал  60  регистрами  для

констант, 72  запоминающими  регистрами  для  сложения,  центральным  блоком

умножения и деления, мог  вычислять  элементарные  трансцендентные  функции.

Машина работала с  23-значными  десятичными  числами  и  выполняла  операции

сложения за 0,3 секунды, а умножения – за 3  секунды.  Однако  Эйкен  сделал

две  ошибки:  первая  состояла  в  том,  что  обе  эти  машины  были  скорее

электромеханическими,  чем  электронными;  вторая  –  то,   что   Эйкен   не

придерживался  той  концепции,  что  программы  должны  храниться  в  памяти

компьютера как  и полученные данные.

      Примерно в то же время в  Англии начала работать первая  вычислительная

машина  на  реле,  которая   использовалась   для   расшифровки   сообщений,

передававшихся  немецким  кодированным  передатчиком.  К  середине  XX  века

потребность в  автоматизации вычислений (в  том  числе  для  военных  нужд  –

баллистики, криптографии и т.д.) стала настолько велика, что  над  созданием

машин, подобных "Марк-1" и "Марк-2" работало несколько групп  исследователей

в разных странах.

      Работа  по  созданию  первой  электронно-вычислительной  машины   была