Эволюция эвм функциональная схема эвм принципы построения эвм кратко

Обновлено: 03.07.2024

Заполняем пробелы — расширяем горизонты!

Компьютерная грамотность предполагает наличие представления о пяти поколениях ЭВМ, которое Вы получите после ознакомления с данной статьей.

Когда говорят о поколениях, то в первую очередь говорят об историческом портрете электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Фотографии в фотоальбоме по истечении определенного срока показывают, как изменился во времени один и тот же человек. Точно так же поколения ЭВМ представляют серию портретов вычислительной техники на разных этапах ее развития.

Всю историю развития электронно-вычислительной техники принято делить на поколения. Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники. Это всегда приводило к росту быстродействия и увеличению объема памяти. Кроме этого, как правило, происходили изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.

ЭВМ первого поколения

Они были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, содержавшими в себе тысячи ламп, занимавшими иногда сотни квадратных метров территории, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.

Например, одна из первых ЭВМ – ENIAC представляла собой огромный по объему агрегат длиной более 30 метров, содержала 18 тысяч электровакуумных ламп и потребляла около 150 киловатт электроэнергии.

Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор.

ЭВМ второго поколения

Транзисторы

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

ЭВМ третьего поколения

Это поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе – интегральных схемах (ИС).

ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370.

В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ) по образцу IBM 360/370. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

В 1971 году американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Это событие стало революционным в электронике.

Микропроцессор – это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

ЭВМ четвертого поколения

Микро-ЭВМ относится к машинам четвертого поколения. Наибольшее распространение получили персональные компьютеры (ПК). Их появление связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка. В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году – Apple-2.

ЭВМ пятого поколения

Они будут основаны на принципиально новой элементной базе. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень, в частности, распознавание речи, образов. Это требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Таким образом, для компьютерной грамотности необходимо понимать, что на данный момент создано четыре поколения ЭВМ:

  • 1-ое поколение: 1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах.
  • 2-ое поколение: 60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах.
  • 3-ье поколение: 70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИС).
  • 4-ое поколение: Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральных схем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом. Соответственно, предполагается применение принципиально новых технологий. Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились.

Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша. Поживем – увидим.

Информационные процессы – процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Основные процессы:

Поиск информации

Поиск информации - это извлечение хранимой информации. Существует ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

Методы поиска информации:

- общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

- чтение соответствующей литературы;

- просмотр видео, телепрограмм;

- прослушивание радиопередач, аудиокассет;

- работа в библиотеках и архивах;

- запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

2.Сбор и хранение.

Чтобы полученная информация могла использоваться, причем многократно, необходимо ее хранить.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации..

Передача.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Обработка.

Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам. Примеры обработки информации

Выходная информация – это информация , которая получается после обработки человеком или устройсвтом.

Защита.

Для предотвращения потеря информации разрабатываются различные механизмы её защиты, которые используются на всех этапах работы с ней.

Для защиты информации используют различные способы защиты:

- криптографическое преобразование информации с помощью шрифтов.

Эволюция ЭВМ, функциональная схема ЭВМ, принципы построения ЭВМ.

Эволюция ЭВМ

1. Проект Чарльза Бэббиджа – универсальная аналитическая счетная машина (1843 г.)

2. А. Тьюринг – описал схему абстрактно машины и предложил называть алгоритмами то, что умеет делать такая машина. (1936 г.)

3. 1945г. –первая ЭВМ.

4. Джон фон Нейман –сформулировал основные принципы ЭВМ и представил в виде функциональной схемы.

Функциональная схема


Принципы построения ЭВМ:

1. Любую ЭВМ образуют три основных компонента : процессор, память, устройства ввода-вывода (УВВ)

2. Информация с которой работает ЭВМ делится на два типа

- набор команд по обработке (программы)

- данные подлежащие обработке

3. И команды, и данные вводятся в память (ОЗУ) - принцип хранимой информации.

4. Руководит обработкой процессор, устройство управления (УУ) которого выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными.

5. С процессором и ОЗУ связаны устройства ввода-вывода (УВВ).

Информационные процессы – процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Основные процессы:

Поиск информации

Поиск информации - это извлечение хранимой информации. Существует ручной и автоматизированный методы поиска информации в хранилищах.

Методы поиска информации:

- общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

- чтение соответствующей литературы;

- просмотр видео, телепрограмм;

- прослушивание радиопередач, аудиокассет;

- работа в библиотеках и архивах;

- запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

2.Сбор и хранение.

Чтобы полученная информация могла использоваться, причем многократно, необходимо ее хранить.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.




Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации..

Передача.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Обработка.

Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам. Примеры обработки информации

Выходная информация – это информация , которая получается после обработки человеком или устройсвтом.

Защита.

Для предотвращения потеря информации разрабатываются различные механизмы её защиты, которые используются на всех этапах работы с ней.

Для защиты информации используют различные способы защиты:

- криптографическое преобразование информации с помощью шрифтов.

Эволюция ЭВМ, функциональная схема ЭВМ, принципы построения ЭВМ.

Эволюция ЭВМ

1. Проект Чарльза Бэббиджа – универсальная аналитическая счетная машина (1843 г.)

2. А. Тьюринг – описал схему абстрактно машины и предложил называть алгоритмами то, что умеет делать такая машина. (1936 г.)

3. 1945г. –первая ЭВМ.

4. Джон фон Нейман –сформулировал основные принципы ЭВМ и представил в виде функциональной схемы.

Функциональная схема


Принципы построения ЭВМ:

1. Любую ЭВМ образуют три основных компонента : процессор, память, устройства ввода-вывода (УВВ)

2. Информация с которой работает ЭВМ делится на два типа

- набор команд по обработке (программы)

- данные подлежащие обработке

3. И команды, и данные вводятся в память (ОЗУ) - принцип хранимой информации.

4. Руководит обработкой процессор, устройство управления (УУ) которого выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ЭВОЛЮЦИЯ ЭВМКто мы такие и как мы здесь оказались или от средневековья к ква.

Описание презентации по отдельным слайдам:

ЭВОЛЮЦИЯ ЭВМКто мы такие и как мы здесь оказались или от средневековья к ква.

ЭВОЛЮЦИЯ
ЭВМ
Кто мы такие и как мы здесь оказались
или
от средневековья к квантовым вычислениям.

История развития ЭВМ - совокупность исторических фактов о появлении и соверш.

История развития ЭВМ - совокупность исторических фактов о появлении и
совершенствовании компьютерной (вычислительной) техники с древнейших
времен до настоящего времени.

Мы рассмотрим весь исторический путь ЭВМ
от механических вычислительных систем размером с вагон
до микрокомпьютеров, которые умещаются на кончике иглы.

Основным критерием оценки развития ЭВМ в мире является ПОКОЛЕНИЕ.Когда говоря.

Основным критерием оценки развития ЭВМ
в мире является ПОКОЛЕНИЕ.
Когда говорят о поколениях, то в первую очередь говорят
об историческом портрете электронно-вычислительных машин

2. Через тридцать лет, немецкий математик Готфрид Вильгельм
Лейбниц построил другую механическую машину, которая помимо
сложения и вычитания могла выполнять операции умножения и
деления. В сущности, Лейбниц три века назад создал подобие
карманного калькулятора с четырьмя функциями.

3. Чарльз Бэббидж разработал разностную машину №2
с 1847 по 1849 годы, которая так и не была построена
при его жизни.

4. Конец 1930 - х годов - Конрад Зус сконструировал несколько автоматических.

4. Конец 1930 - х годов - Конрад Зус сконструировал несколько автоматических счетных
машин с использованием электромагнитных реле. К сожалению, его машины были
уничтожены во время бомбежки Берлина в 1944 году, поэтому его работа никак не повлияла
на будущее развитие компьютерной техники.

5. В 1940 году Джордж Стибитс продемонстрировал автоматическую счетную машину в
Дартмутском колледже на конференции, на которой присутствовал ничем не примечательный
на тот момент профессор физики из университета Пенсильвании Джон Моушли (John Mauchley),
ставший позднее очень известным в области компьютерных разработок.

ЭВМ MARK II
Релейная ЭВМ, где функции логических переключателей
выполняли реле.

С приходом 40-х годов 20 века наступилаЭРА ЭЛЕКТРОНИКИ

С приходом 40-х годов 20 века наступила
ЭРА ЭЛЕКТРОНИКИ

В 1943 году начал работать электронный
компьютер COLOSSUS, в создании которой
принимал участие знаменитый британский
математик Алан Тьюринг.

Но, поскольку британское правительство
полностью контролировало этот проект и
рассматривало его как военную тайну на
протяжении 30 лет, COLOSSUS не стал базой
для дальнейшего развития компьютеров.

Мы упомянули о нем только потому, что это был
первый в мире электронный цифровой компьютер.

В этом же году Моушли со своим студентом Дж. Преспером Экертом начали констру.

В этом же году Моушли со своим студентом Дж. Преспером Экертом начали конструировать ENIAC
(Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный цифровой интегратор и калькулятор)
электронный компьютер, который состоял из 18 000 электровакуумных ламп и 1500 реле,
весил 30 тонн и потреблял колоссальные 140 киловатт электроэнергии.

У машины имелось 20 регистров, причем каждый из них мог содержать 10-разрядное десятичное число.

В 1946 году работа над ENIAC была закончена. В ENIAC было установлено 6000
многоканальных переключателей и имелось множество кабелей, протянутых к разъемам.
Поскольку война закончилась, Моушли и Экерту позволили организовать школу, где они
рассказывали о своей работе коллегам-ученым. В этой школе и зародился интерес
к созданию больших цифровых компьютеров.

Дж. Преспер Экерт, Джон Моушли, Бетти Джин Дженнингс и Герман Голдштайн пер.

Дж. Преспер Экерт, Джон Моушли,
Бетти Джин Дженнингс и Герман
Голдштайн перед ENIAC
Целью электронного компьютера была
замена сотен людей-вычислителей,
а также повышение скорости и
эффективности вычислений.

Однако Моучли и Экерт поняли, что их
новую машину нужно будет программировать
при помощи перфокарт, используя технологию,
которую IBM применяла уже много лет.

Основная задача, под которую разрабатывался
этот монстр – просчет траекторий полета
снарядов и ракет.

Программист ENIAC Кэтлин МакналтиENIAC не успели закончить вовремя для расчёт.

Программист ENIAC Кэтлин Макналти
ENIAC не успели закончить вовремя для расчёта
полётов снарядов во время войны. Но вскоре её
мощность задействовал Джон фон Нейман для
расчётов ядерного синтеза. Для этого требовалось
использовать более миллиона перфокарт.

Физики из Лос-Аламоса целиком полагались на
навыки программирования операторов, поскольку
только им было известно, как можно обработать
такое большое количество операций.

Программирование машины всё ещё тесно
связывалось с ручными вычислениями, в то время,
как физики-ядерщики были заняты больше
созданием аппаратной части проекта, весь объем
вычислений и программирования лег на плечи
всего шести женщин-программистов.

Фон Нейман вскоре осознал, что создание компьютеров с большим количеством пе.

Фон Нейман вскоре осознал, что создание компьютеров с большим
количеством переключателей и кабелей требует длительного времени
и очень утомительно и пришел к мысли, что программа должна быть
представлена в памяти компьютера в цифровой форме, вместе с
данными.

Им также было отмечено, что десятичная арифметика, используемая в
машине ENIAC, где каждый разряд представлялся десятью электронными
лампами 1 включена и 9 выключены), должна быть заменена параллельной
бинарной арифметикой.

Основной проект Фон Неймана был использован в EDSAC, первой машине
с программой в памяти, и даже сейчас, более чем полвека спустя, является
основой большинства современных цифровых компьютеров.

Модули: - Память, - Арифметико-логическое устройство, - Устройство управле.

Бинарная логика, предложенная Нейманом
является сегодня стандартом процессорных
вычислений и логики.

ПРОЕКТ НЕЙМАНА,
РЕАЛИЗОВАННЫЙ В ЭВМ EDSAC

Заканчивалась эпоха созданием фирмой IBM ЭВМ моделей 701/704/709. В 53, 56.

Заканчивалась эпоха созданием фирмой
IBM ЭВМ моделей 701/704/709. В 53, 56
и 58 году соответственно.

Модель 701 стала первым компьютером,
лидирующим на рынке в течение десяти лет.

В 1956 году в США был создан первый
полупроводниковый прибор, заменяющий
электронную лампу.

Он получил название транзистор.

Начиналась новая эпоха, которая
продолжается по сей день.

А что у нас ?С появлением первого компьютера в Союзе и на территории контине.

А что у нас ?
С появлением первого компьютера в Союзе и на
территории континентальной Европы связывают
имя Сергея Лебедева.

В 1948 году модель первого отечественного компьютера
была собрана. Устройство занимало почти все
пространство комнаты площадью в 60 м2.

Первую модель советского компьютера назвали просто
Малая Электронная Счетная Машина (МЭСМ).

Она могла производить до трех тысяч счетно-
вычислительных операций в минуту, что по меркам того
времени было заоблачно много.

В ЭВМ изначально закладывалась бинарная система.

В конструкции использовалось
6,2 тысячи ламп и
более 60 тысяч диодов,

Т.е. уже использовались
полупроводники.

В 1952 году, в Институте точной механики и вычислительной техники, академик Л.

В 1952 году, в Институте точной механики и вычислительной техники, академик Лебедев взялся за
производство нового электронно-вычислительного устройства —
Большой Электронной Счетной Машины, БЭСМ.

В данной модели оперативная память уже была
на ферритовых сердечниках (основной тип ОЗУ
на следующие 20 лет).

БЭСМ-2 положила начало разработок военных
компьютеров, руководивших системами ПВО:
М-40 и М-50.

В рамках этих модификаций был собран первый
советский компьютер второго поколения — 5Э92б,
и дальнейшая судьба серии БЭСМ уже была связана
с транзисторами.
ЭВМ БЭСМ

ЭВМ Урал-1 и Урал-2Урал-1 устанавливалась в вычислительных центрах, КБ. Одн.

ЭВМ Урал-1 и Урал-2
Урал-1 устанавливалась в вычислительных центрах, КБ.

Одна ЭВМ работала на космодроме Байконур.

Все ради прогресса?Еще в 1950 году, на заре цифровой эпохи, Алан Тьюринг опу.

Вдохновившись этой игрой, Тьюринг разработал мысленный эксперимент, в котором один из участников
заменён компьютером. Если компьютер можно запрограммировать так, чтобы он играл в имитацию
настолько хорошо, что судья не смог бы отличить, говорит о с машиной или человеком, тогда разумно
было бы заключить, утверждал Тьюринг, что машина обладает интеллектом.

Этот тест получил название ТЕСТ ТЬЮРИНГА

В лаборатории МТИ (Масачусец) тем временем был построен первый компьютер на транзисторах.

Компьютер назывался ТХ-0 (Transistorized experimental computer 0 — экспериментальная транзисторная
вычислительная машина 0) и предназначался только для тестирования будущей машины ТХ-2, которая в
дальнейшем не имела большого значения.

Но в 1957 Кеннет Ольсен один из инженеров этой лаборатории основал компанию DEC
(Digital Equipment Corporation — корпорация по производству цифровой аппаратуры),
чтобы производить серийную машину, сходную с ТХ-0.

В 1961 году появился компьютер PDP-1, который имел быстродействие 200 000 ко.

В 1961 году появился компьютер PDP-1, который имел быстродействие
200 000 команд в секунду.

PDP-1 был самым быстрым компьютером в мире в то время.

Одним из нововведений PDP-1 был дисплей размером 512 х 512
пикселей, на котором можно было рисовать точки.

Главным нововведением была единственная шина (Omnibus)

В 1964 году компания CDC (Control Data Corporation) выпустила
машину 6600, которая работала почти на порядок быстрее

С развитием серийного производства ЭВМ постепенно формируется понятие об АР.

Компьютеры на интегральных схемах были меньшего размера, работали
быстрее и стоили дешевле, чем их предшественники на транзисторах.

Лидирующая на рынке IBM, выпускавшая две модели несовместимых между
собой компьютеров моделей 7094 и 1401, выпускает линейку транзисторных
компьютеров System/360, которые были предназначены как для научных, так
и для коммерческих расчетов, была выпущена компанией IBM с целью
заменить предыдущие две серии. Она имела много нововведений.

Это было целое семейство компьютеров для работы с одним языком –
Ассемблером.

Идея создания семейств компьютеров стала настолько популярной, что в течение.

Идея создания семейств компьютеров стала настолько популярной,
что в течение нескольких лет большинство компьютерных компаний
выпустили серии сходных машин с разной стоимостью и функциями.

В памяти транзисторных компьютеров System/360 могло находиться
одновременно несколько программ, и пока одна программа ждала,
когда закончится процесс ввода-вывода, другая выполнялась.

В результате ресурсы процессора расходовались более рационально.

IBM System/360
В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ
(Единая система ЭВМ) по образцу IBM 360/370. Скорость работы
наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах
третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств – магнитные диски.

Успехи в развитии электроники привели к созданию больших интегральных схем (БИС), где в одном
кристалле размещалось несколько десятков тысяч электрических элементов.

Это событие стало революционным в электронике.

Микропроцессор – это миниатюрный мозг, работающий по
программе, заложенной в его память.

Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода и
внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро-ЭВМ.

Популярность персональных компьютеров сделала невыгодным производство больших электронно-
вычислительных машин, поэтому IBM отказалась от них и вслед за Apple занялась выпуском ПК.

Развитие ЭВМ 4-го поколения не обошло стороной и СССР, а также страны сателли.

Понятия архитектуры и признаков поколения ПК настолько укоренилось, что больш.

RISC-команды были проще и работали гораздо быстрее.

Наступала эра суперскалярных, 64-х разрядных систем.

Пятое поколение ЭВМ должно было быть ориентировано на распределенные вычисления
(взаимодействие огромного числа процессоров) и имитировать человеческое мышление.

Добиться последнего пункта пока не удалось. Тест Тьюринга до сих пор не пройдет.
В 1990-х началось активное развитие облачных технологий — этому способствовало значительное
увеличение пропускной способности интернета и развитие прочих сетевых технологий.

Начало XXI века стало эрой мобильных устройств — смартфонов и сотовых телефонов.

Сводная таблица поколений ЭВМ

Сводная таблица поколений ЭВМ

Работы активно ведутся по нескольким направлениям:

Квантовые компьютеры. Позволят вести несколько вычислений параллельно за счет того, что в квантовом
состоянии каждый бит может быть одновременно и нулем, и единицей.

Нейрокомпьютеры. По аналогии с работой человеческого мозга, искусственные ней.

Нейрокомпьютеры. По аналогии с работой человеческого мозга, искусственные нейронные сети компьютера
будут обеспечивать высокую скорость вычислений и самообучение системы.

Были созданы нейронные интерфейсы
для управления устройствами.
Были созданы нейронные интерфейсы
типа мозг-мозг для передачи информации.

Конец 2021 год.

Краткое описание документа:

Кто мы такие и как мы здесь оказались.Поколения ЭВМ. Из средневековья к квантовым вычислениям.

  • подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания


Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

  • Курс добавлен 31.01.2022
  • Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

  • ЗП до 91 000 руб.
  • Гибкий график
  • Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 611 581 материал в базе

Материал подходит для УМК

2.3. Смена поколений ЭВМ

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Рис. 1. История развития ЭВМ и важнейшие открытия электроники XX века

По сути, вся история ЭВМ определяется серией замечательных физических открытий в области электроники. Строго говоря, вычислительные машины существовали и до XX века: это абак, счеты, логарифмические линейки, арифмометры, счетные машины Паскаля и Бэббиджа и некоторые другие. Всё это — механические устройства с очень ограниченными возможностями. История же собственно электронных вычислительных машин (рис. 1) начинается в двадцатом веке и связана с изобретением в 1906 году американским инженером Ли де Форестом вакуумного триода. На основе триодов были созданы ЭВМ так называемого первого поколения, начинающего свою историю в 40-е годы. Это поколение компьютеров-монстров, занимавших по своим размерам целые комнаты и потреблявших мощности, достаточные для работы небольшого завода. Однако, несмотря на такую громоздкость, производительность этих машин была весьма скромной.

Качественное изменение ЭВМ произошло после еще одного эпохального открытия физики — изобретения в 1947 году Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли полевого транзистора. Применение полупроводниковых транзисторов вместо вакуумных ламп (триодов) позволило существенно уменьшить размеры и энергопотребление машин второго поколения и повысить их быстродействие и надежность.

Дальнейшее развитие компьютеров связано с использованием интегральных схем, впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом. Интегральная схема — это множество, от десятков до миллионов, транзисторов, размещенных на одном кристалле полупроводника. Использование интегральных схем (компьютеры третьего поколения), больших и сверхбольших интегральных схем (четвертое поколение) привело к значительному упрощению процесса изготовления ЭВМ и увеличению их быстродействия. В 80-е годы началось изготовление персональных компьютеров, которые постепенно приобрели современный вид. Примерно тогда же появились первые мобильные компьютеры, или ноутбуки. Огромной производительности достигли многопроцессорные вычислительные комплексы — так называемые суперкомпьютеры.

Почему же именно изобретение триода и транзистора определило весь путь развития компьютеров? Для ответа на этот вопрос нужно вспомнить об основных принципах работы компьютера.

Сердце современного компьютера — это его центральный процессор, поэтому остановимся на нем. Основная функция процессора — обработка информации, т. е. выполнение различных операций над данными. А так как данные в современных ЭВМ представляются в двоичном виде, то и операции с ними производятся на основе двоичной логики, или так называемой булевой алгебры.

Читайте также: