Поколения компьютеров конспект урока

Обновлено: 01.07.2024

Цель урока: знакомство учащихся с историей развития ВТ, а так же с поколениями компьютеров.

Задачи:

1. Познакомить учащихся с историей развития вычислительной техники, поколениями компьютеров.

2. Развитие навыков групповой работы.

3. Воспитание бережного отношения к компьютерной технике.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Постановка целей и задач урока.

III. Актуализация знаний

- Какие устройства для вычислений вам известны?

- Кого раньше называли компьютерами?

- Как назывался первый электронный компьютер?

IV. Изучение нового материала

- Как вы думаете, что появилось раньше - компьютер или слово, обозначающее это устройство?

Изначально компьютером называли людей, которые проводили вычисления. И лишь после появления настоящего компьютера это слово стало ассоциироваться только с устройством, а не с человеком.

Пока не был создан компьютер, древние люди искали способы облегчения расчетов. Появлялись такие учетные устройства, как абак, счеты, соробан (демонстрация иллюстраций и объяснение принципов счета).Фактически при использовании счетов или абака человек считал сам. Отнести абак и счеты к вычислительной технике нельзя.
В 1822 году конструктор Чарльз Томас создал первый механический калькулятор - арифмометр.
В 1833 году английский математик Чарльз Бэббидж начал создание аналитической машины. Ее считают прообразом современных компьютеров.
Машина должна состоять из пяти устройств: арифметического устройства, запоминающего устройства, устройства управления, устройств ввода и вывода. Структура аналитической машины до сих пор используется как основа современных компьютеров.
Программу для аналитической машины написала Ада Лавлейс.
В 1890 году для ускорения обработки результатов переписи населения американец Герман Холлерит создал табулятор. В 1924 году на базе предприятия, производившего электромеханические машины Холлерита, была создана фирма IBM.
В 1937 году заработала машина Z1 — дипломный проект немецкого студента Конрада Цузе. Создана она была полностью на механической основе, работала по программе. Z1 обрабатывала 22-значные, двоичные числа.

Работа в группах.

Ученики делятся на пять групп - по количеству поколений компьютера (существующих и будущих). В каждой группе находится по ученику, подготовившему рассказ о компьютерах одного из поколений. Дополнительно ученики в сети Интернет проводят поиск и отбор информации о своем поколении компьютера. По мере изучения материала каждая группа заполняет таблицу (по своему поколению).

развивающие: развитие логического мышления, творческой активности, познавательного интереса; связной речи;
воспитательные: воспитание умения сплоченно и дружно работать в коллективе, воспитывать коммуникативность; прививать культуру общения и работы с компьютером.

Учащиеся должны знать:

· Основные устройства, являющиеся предшественниками компьютера и их изобретателей;

· Поколения ЭВМ, их характеристики;

· Виды ЭВМ, отличающиеся по функциональным возможностям.

Учащиеся должны уметь:

· Называть в хронологическом порядке основные вычислительные средства и их изобретателей;

· Приводить примеры ЭВМ различных поколений, различать их характеристики;

· Называть виды ЭВМ и различать их по сфере применения.

Вложение	Размер
istoriya_dokompyuternoy_epokhi._pokoleniya_evm.docx	22.05 КБ

Предварительный просмотр:

образовательные : обобщение понятия компьютер и информация, познакомиться с историей развития вычислительной техники, приобретение навыков самостоятельной работы с большими объемами информации;

развивающие: развитие логического мышления, творческой активности, познавательного интереса; связной речи;
воспитательные: воспитание умения сплоченно и дружно работать в коллективе, воспитывать коммуникативность; прививать культуру общения и работы с компьютером.

Учащиеся должны знать:

Основные устройства, являющиеся предшественниками компьютера и их изобретателей;
Поколения ЭВМ, их характеристики;
Виды ЭВМ, отличающиеся по функциональным возможностям.

Учащиеся должны уметь:

Называть в хронологическом порядке основные вычислительные средства и их изобретателей;
Приводить примеры ЭВМ различных поколений, различать их характеристики;
Называть виды ЭВМ и различать их по сфере применения .

Программно-дидактическое обеспечение и оборудование :

Презентация, задания с интерактивной доской, компьютер, интерактивная доска, проектор.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.(10 минут)

(1 слайд) Все мы знаем, что в последние годы компьютеры буквально наводнили окружающее нас пространство. Их можно увидеть везде. Времена, когда наличие компьютера в семье было несомненной роскошью, ушли навсегда. И в нашей школе количество учителей и учащихся, у которых дома имеется компьютер, установлен выход в Интернет, постепенно увеличивается. Давайте с вами вспомним, что же такое компьютер.

(2 слайд) Компьютер- это…(ответы учащихся)

(3 слайд) А какие виды современных компьютеров вы знаете? (ответы учащихся)

(4 слайд) А как вы думаете, всегда ли компьютеры были такими, какими мы их привыкли видеть? Каковы были их функции и внешний вид? (ответы учащихся)

3. Постановка темы урока.

Поколение ЭВМ – период развития ВТ, отмеченный относительной стабильностью архитектуры и технических решений. Смена поколений связана с переходом на новую элементную базу. Определения обучающиеся записывают в тетрадь.

Конечно же, деление ЭВМ на поколения в определенной мере условно. Существует немало моделей, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим - к другому поколению.

4.Объяснение нового материала "История докомпьютерной эпохи".

(5-13 слайды) А теперь рассмотрим некоторые события, которые предшествовали появлению компьютеров и его аппаратных средств. В результате моего рассказа и просмотра презентации вы должны заполнить следующую таблицу.

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

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

Тема: Поколения ЭВМ.

Цели: а) образовательная: Расширить знания по информатике, углубить их. Обеспечить усвоение студентами новых понятий и требований.

б) воспитательная, развивающая: Развить внимание, познавательный интерес, воображение. Воспитать словесно-логическую память, умение работать с формулами.

Тип урока : Комбинированный урок

Оборудование урока: рабочая тетрадь.

1)Организационный момент: Приветствие группы, проверка дежурства, состояние кабинета, наличие студентов, готовность к занятиям.

2) Подведение итогов проверки: Прокомментировать и оценить ответы студентов.

4)Изложение нового материала. Методика: Лекция

под поколением понимают все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторско-техническими коллективами, но построенных на одних и тех же научных и технических принципах.

Появление каждого нового поколения определялось тем, что появлялись новые базовые элементы, технология изготовления которых принципиально отличалась от предыдущего поколения.

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) классифицируются по различным признакам, в частности, по способам организации вычислительного процесса, функциональным возможностям, способности к параллельному выполнению программ и др. Однако чтобы определить место персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ) в широком разнообразии средств вычислительной техники (СВТ), следует рассмотреть классификацию вычислительных машин по таким показателям, как габариты и производительность.

I поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1946-1955 гг.

1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы.

2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.

3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.

Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.

Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.

4. Быстродействие: 10−20 тыс. операций в секунду.

5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.

6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.

7. Оперативная память: до 2 Кбайт.

8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.

II поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1955-1965 гг.

В 1948 году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в 1956 г.

1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надёжнее.

В 1958 году создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ 50−х годов в Европе.

В 1963 году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.

1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).

2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.

3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.

4. Быстродействие: 100−500 тыс. операций в секунду.

5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ.

6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем.

7. Оперативная память: 2−32 Кбайт.

8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств.

9. Недостаток: несовместимость программного обеспечения.

Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.

III поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1965-1975 гг.

В 1958 году Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).

В 1961 году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.

В 1965 году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.

В 1969 году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.

29 октября 1969 года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США

В 1971 году создан первый микропроцессор фирмой Intel. На 1 кристалле сформировали 2250 транзисторов.

1. Элементная база: интегральные схемы.

2. Соединение элементов: печатные платы.

3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.

4. Быстродействие: 1−10 млн. операций в секунду.

5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист.

6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы.

7. Оперативная память: 64 Кбайт.

При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.

Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.

В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале 90-х годов.

IV поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. по начало 90-х годов

В 1975 году IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.

В 1976 году фирма IBM создает первый струйный принтер.

В 1976 году создана первая ПЭВМ.

В 1976 году появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма.

В 1982 году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.

В 1993 году начался выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.

1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС).

2. Соединение элементов: печатные платы.

3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки.

4. Быстродействие: 10−100 млн. операций в секунду.

5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.

6. Программирование: базы и банки данных.

7. Оперативная память: 2−5 Мбайт.

8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.

Пятое поколение ЭВМ: 1990—…

Основные требования к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.

Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти.

Цели: рассмотреть историю развития ЭВМ, поколения ЭВМ, классификацию ЭВМ.

I Орг. момент – обычный. Проверка готовности класса к уроку.

II. Актуализация

Устный опрос по теме предыдущего урока.

III Объяснение нового материала

Первое поколение ЭВМ

Резкий скачок в развитии вычислительной техники произошел в 40-х годах, Второй мировой войны, и связан он был с появлением качественно новых электронных устройств. Это были электронно-вакуумные лампы, возможно, вы их видели в старых радиоприемниках. Электрические схемы, построенные на этих лампах, работали значительно быстрее, чем схемы на электромеханических реле. Кроме того, значительно возросло быстродействие вычислительных машин. В результате релейные машины были очень быстро вытеснены более производительными и надежными электронными вычислительными машинами (ЭВМ). Применение ЭВМ значительно расширило круг решаемых задач. Стали доступны задачи, которые раньше просто не ставились, поскольку на арифмометрах они могли выполняться десятилетиями и веками.

Первая ЭВМ создавалась в 1943 - 46 гг. в США и называлась она ЭНИАК (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator - электронно-числовой интегратор и вычислитель). Эта машина содержала около 18 тысяч электронных ламп, множество электромеханических реле, причем ежемесячно выходило из строя около 2 тысяч ламп. У машины ЭНИАК, а также у других первых ЭВМ, был серьезный недостаток - исполняемая программа хранилась не в памяти машины, а набиралась сложным образом с помощью внешних перемычек.,

ЭВМ постоянно совершенствовались, благодаря чему к середине 50-х годов их быстродействие удалось повысить от нескольких сотен операций в секунду до нескольких десятков тысяч операций в секунду. Однако, несмотря на это, электронная лампа оставалась самым ненадежным элементом ЭВМ. Использование ламп стало тормозить дальнейший прогресс вычислительной техники.

Впоследствии на смену лампам пришли полупроводниковые приборы, тем самым завершился первый этап развития ЭВМ. Вычислительные машины этого этапа принято называть ЭВМ первого поколения. Однако деление различных ЭВМ на поколения может быть только условным, поскольку в одно и то же время выпускались машины разного уровня.

Характерными чертами ЭВМ первого поколения являются применение электронных ламп в цифровых схемах, большие габариты, а также трудоемкий процесс программирования.

Действительно, ЭВМ первого поколения размещались в больших машинных залах, потребляли много электроэнергии и требовали охлаждения с помощью мощных вентиляторов. Программы для этих ЭВМ нужно было составлять в машинных кодах, и этим могли заниматься только специалисты, знающие в деталях устройство ЭВМ.

Второе поколение ЭВМ

Так сложилось, что разработчики ЭВМ никогда не знали покоя, поскольку вынуждены были вслед за прогрессом в электронной технике заменять элементы в вычислительных машинах на более новые и совершенные элементы. Когда в сере дине 50-х годов на смену электронным лампы пришли полупроводниковые приборы, начался перевод ЭВМ на полупроводники. Полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды) были, во-первых, значительно компактнее своих ламповых предшественников. Во-вторых, они обладали значительно большим сроком службы. В-третьих, потребление энергии у ЭВМ на полупроводниках было существенно ниже. С внедрением цифровых элементов на полупроводниковых приборах началось создание ЭВМ второго поколения.

ЭВМ второго поколения отличаются применением полупроводниковых элементов и использованием алгоритмических языков программирования.

Третье поколение ЭВМ

Очередная смена поколений ЭВМ произошла в конце 60-х годов при замене полупроводниковых приборов в устройствах ЭВМ на интегральные схемы. Интегральная схема, или, другими словами, микросхема - это небольшая пластинка кристалла кремния, на которой размещаются сотни и тысячи элементов: диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов и т.д. В 1968 г. был выпущен первый компьютер на интегральных схемах.

Применение интегральных схем позволило увеличить количество электронных элементов в ЭВМ без увеличения их реальных размеров. Быстродействие ЭВМ возросло до 10 миллионов операций в секунду. Кроме того, очень важно, что составлять программы для ЭВМ стало по силам простым пользователям, а не только специалистам-электронщикам.

Характерными чертами ЭВМ третьего поколения являются применение интегральных схем и возможность использования развитых языков программирования (языков высокого уровня).

Четвертое поколение ЭВМ

Благодаря появлению БИС на одном крошечном кристалле кремния стало возможным разместить такую большую электронную схему, как процессор ЭВМ (о процессорах мы поговорим позже). Однокристальные процессоры впоследствии стали называть микропроцессорами. Первый микропроцессор был создан компанией Intel (США) в 1971 г. Это был 4-разрядный микропроцессор Intel 4004, который содержал 2250 транзисторов и выполнял 60 тыс. операций в секунду.

Микропроцессоры привели к появлению мини-ЭВМ, а затем и персональных компьютеров, то есть ЭВМ, ориентированных на одного пользователя. Началась эпоха персональных компьютеров (ПК), которая длится и по сей день. Однако было бы неправильным назвать четвертое поколение ЭВМ поколением только ПК. Кроме персональных компьютеров, существуют и другие, значительно более мощные компьютерные системы.

ЭВМ четвертого поколения характеризуются применением микропроцессоров, построенных на больших интегральных схемах.

Пятое поколение ЭВМ

Начиная с середины 90-х годов, в мощных компьютерах начинают применяться БИС супермасштаба, которые вмещают сотни тысяч элементов на квадратный сантиметр. Многие специалисты стали говорить о компьютерах пятого поколения.

Характерной чертой компьютеров пятого поколения должно быть использование искусственного интеллекта и естественных языков общения.

Предполагается, что вычислительные машины пятого поколения будут легко управляемы. Пользователь сможет голосом подавать машине команды.

Читайте также: