История развития вычислительной техники

Урок № 3-4

Тема: «История развития вычислительной техники».

Тип урока: урок – обобщение знаний.

(курсив – запись в тетрадь ученика)

Цели:

Оборудование:

Ø учебник «Информатика 7» (Н. Угринович)

Ø методическое пособие «Преподавание базового курса информатики в средней школе» (И. Семакин, Т. Шеина)

Ø арифмометр

Структура урока

1. Организационный момент (5 мин.)

2. Повторение ПТБ(10 мин.)

3. Изучение нового материала. (15 мин.)

4. Презентация (35 мин)

5. Подведение итогов урока (10 мин.)

6. Домашнее задание (5 мин.)

Ход урока

1. Подготовка к началу урока. Отмечаем присутствующих.

2. – Сначала повторим ПТБ.

3. - Теперь перейдем к изучению нового материала. Подписали в тетрадях число и тему урока «История развития Вычислительной техники».

Ручной этап (период развития не установлен)

Люди учились считать, используя собственные пальцы, камешки, палочки, узелки и пр. Более пяти тысяч лет назад в Средиземноморье появилось простейшее приспособление для ручного счета: доска, разделенная на полосы, где перемещались камешки или кости (абак). Каждой полоске присваивался разряд: единиц, десятков, сотен т.д. Мак позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия должен был выполнять человек.

В ХVII веке в древней Руси появилось устройство «русский щот», которое почти без изменений дошло до наших дней.

Механический этап (с середины ХУII века)

В 1642 г. французский ученый Блез Паскаль построил первую механическую счетную суммирующую машину — Паскалину. Машина содержала набор вертикально расположенных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При совершении полного оборота колесо сцеплялось с соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Число колес определяло число разрядов.

В 1674 г. немецкий математик Готфрид Лейбниц расширил возможности машины Паскаля, добавив операции умножения, деления и извлечения квадратного корня. Для работы машины впервые была использована двоичная система счисления.

Машина Лейбница стала основой массовых счетных приборов — арифмометров.

Ни одна из этих машин не была автоматической, они требовали непрерывного вмешательства человека.

В 1834 г. английский математик Чарльз Бэббидж первым разработал подробный проект автоматической вычислительной машины. Он предложил управлять своей машиной с помощью перфорированных карт, содержащих определенные команды (программу). Первые программы для вычислительной машины Беббиджа создала Ада Августа Лавлейс (дочь поэта Джорджа Байрона), в честь которой впоследствии был назван один из языков программирования — Ада. Она разработала основные принципы программирования, которые остаются актуальными до настоящего времени.

Электронный этап (с 40-х годов ХХ века)

15 февраля 1946 года ученые Пенсильванского университета США Преспер Эккерт и Джон Маучли ввели в строй первую в мире электронную вычислительную машину ENIAC. Эта машина состояла из 18 тысяч электронных ламп, 1,5 тысяч реле, имела массу более 30 тонн, потребляла мощность более 150 кВт, занимала помещение размером 9х15 метров. Ее обслуживали несколько человек. За 1 с машина выполняла 300 операций умножения или же 5000 Сложений многоразрядных чисел.

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 г. под руководством академика С.А. Лебедева и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина). Дальнейшее совершенствование ЭВМ определялось прогрессом электроники, появлением новых элементов и принципов действий, т.е. развитием элементной базы.

4. Слайд 1.

Сейчас в виде презентации я расскажу вам об истории создания компьютера.

Слайд 2.

Все началось с... пальцев — именно они стали первым «счетным прибором», известным человеку. Правда, для сложных вычислений пальцев у древних людей не хватало — зато в качестве компенсации они впервые открыли двоичную систему счета! Ведь палец может быть либо загнут (логический 0), либо разогнут (логическая единица). Можно было «на пальцах» показать все числа от 0 до 1023! То есть — в диапазоне от 0000000000 до 1111111111

Слайд 3.

Примерно к пятому веку до нашей эры, когда в мире активно начала развиваться торговля. И самые активные торговцы — древние египтяне и греки — быстро обнаружили, что прежний пальцевый компьютер устарел и для расчетов непригоден.

Слайд 4.

Именно тогда был придуман абак — первое механическое вычислительное устройство на основе примитивных каменных «процессоров» — счетных камней, размещавшихся на разрядных линейках. Каждая линейка имела значение на порядок большее, чем ее соседка снизу: камешек в первой линейке обозначал 1, во второй — 10, в третьей — уже 100. А поскольку линеек было много, то возможностей абака хватало купцам для подсчета даже крупнооптовых партий товара.

После изобретения абака в мире настала новая полоса спокойствия — почти на пять тысячелетии. За это время появились тысячи разновидностей абаков — от стационарных до портативных, которые можно было легко и изящно носить в кармане камзола.

Своим особым путем, пошла Россия, создавшая собственную, несовместимую с остальными, модель деревянного абака, названную счетами.

На смену «пальцевому двигателю» уже шли первые механические считающие устройства на основе зубчатых колес. Эти устройства были способны выполнять уже не два, а четыре арифметических действия и назывались арифмометрами.

Слайд 4.

Прародителями этого вида счетных устройств стали... обычные механические часы, появившиеся еще в XI веке! Итак, место «считающих камешков» абака заняли многочисленные шестеренки и зубчатые колеса. И это был очень важный шаг вперед, поскольку благодаря этому новые считающие устройства работали быстрее и комфортнее старых.

Они научились выполнять действия, принципиально невозможные для абака. Помимо операций сложения и вычитания, механические арифмометры освоили умножение и деление — а некоторые, были способны выполнять и более сложные операции!

Абак помог человеку представлять большие числа в максимально компактной форме. Зубчатое же колесо впервые позволило автоматизировать часть операций, выполняя их без участия человека.

Томас де Кольмар сумел наладить в начале XIX века по-настоящему массовое производство арифмометров — именно благодаря его заслугам арифмометры начали свое победоносную шествие по миру!

И в конце XIX века они превратились в настоящий товар массового спроса, благодаря самому успешному их продавцу, Витгольду Однеру, во второй половине XIX века наладившему их массовое производство в России! Именно из нашей страны эти компактные и недорогие устройства расходились по всему миру: на долгие десятилетия арифмометры Однера стали мировым стандартом...

Однако не от них произошли современные компьютеры — потомками арифмометров стали калькуляторы и кассовые аппараты.

А между тем уже существовали устройства куда более гибкие и обучаемые.

Лионский ткач Жозеф - Мари Жаккар, создал первое в мире программируемое устройство — ткацкий станок, который мог самостоятельно, по заданной «программе» (подобной той, что заложена в музыкальной шкатулке), украшать ткань затейливыми узорами. При этом «программы», хранившиеся на металлической пластинке с отверстиями, можно было менять — и станок начинал работать уже по-иному! Свое изобретение Жаккар представил на Всемирной выставке в Париже (1804 г.), и сумел привлечь к нему достаточно внимания... Что вызвало бурю негодования его коллег-ткачей, справедливо полагавших, что «станок с программным управлением» оставит их без работы! Увы, бурные протесты им так и не помогли — уже через 15 лет станки Жаккара стали использоваться на крупнейших фабриках Франции.

Слайд 6.

А пока творение французского ткача покоряло мир, на другой стороне Ла-Манша делал свои первые наброски скучающий английский аристократ и математик Чарльз Бэббидж, который решил построить нечто, названное им «разностной машиной». По сути, это и был первый настоящий прообраз современного компьютера — механическое устройство, способное выполнять расчеты высокой степени сложности. Но в начале 1833 г. Бэббидж принялся за новый проект — «Аналитическую машину».

Слайд 7.

Взяв за основу творение Жаккара, Бэббидж решил: его машина будет не просто считывать алгоритм своей работы с внешнего «носителя» (бумажной перфоленты), но и сможет выводить результаты своей работы на такую же ленту! Кроме того, Бэббидж сразу же решил, что состоять его машина будет из нескольких различных блоков:

• Устройства для ввода и вывода данных.

• «Накопителя», в котором будут сохраняться промежуточные результаты.

• «Мельницы» для проведения вычислений.

• Управляющего устройства, которое будет контролировать работу «мельницы» и других устройств.

Слайд 8.

Перенесемся еще на три десятилетия вперед...

Нужно было появление принципиально новой схемы работы, чтобы вывести устройства на качественно новый уровень. И эта схема была придумана немецким инженером Конрадом Цузе, еще в 1938 г. создавшим первый вычислитель нового поколения — Z1, а через два года — улучшенные модификации Z2 и Z3.

Как и неосуществленный проект Бэббиджа, машина Цузе состояла из нескольких блоков: управляющее устройство, вычислительный блок на основе 2600 электромеханических реле, устройство ввода-вывода и, наконец, память!

Слайд 9.

В этом же году группа ученых начала работу над другой машиной, которой было суждено стать первым Компьютером в истории. Речь идет о знаменитом ENIAC. Он стал первым представителем первого поколения ЭВМ. Этот гигантский компьютер занимал площадь около 300 квадратных метров и мог работать без перерыва лишь несколько десятков минут: лампы то и дело перегорали, а выход из строя одной из них означал остановку всей машины.

В 1955 г. Фирма Bell создает первый транзисторный компьютер второго поколения, а в 1960 г. компания DEC выпустила легендарный мини-компьютер PDP-1, свободно умещавшийся в углу небольшой комнаты.

Слайд 10.

Наконец, в 1964 г. компания IBM выпускает компьютеры третьего поколения серии IBM System/360, созданные на основе новых вычислительных устройств — интегральных схем, каждая из которых содержала большое количество транзисторов. Это был первый по-настоящему стандартный компьютер, продававшийся в количестве более 10 000 экземпляров в год!

Слайд 11.

Но и этому поколению компьютеров оставалось жить недолго: уже в 1971 г. компания Intel представила новую разработку! Родился микропроцессор — а вместе с ним родилось четвертое поколение компьютеров — то самое, с которым мы и работаем сегодня.

Слайд 12.

Сегодня мы стоим на пороге появления компьютеров нового, пятого поколения, основанного на нанотехнологиях.

Слайд 13.

Слайд 14.

5. – Расскажите, пожалуйста, мне, Что нового и интересного вы почерпнули из сегодняшнего занятия?

6.Задание на дом: § 1

Урок окончен.