История ЭВМ

и ИКТ ГОУ ЦО 1440
г. Москва

«правилам хорошего тона» при создании презентаций, на некоторых слайдах много

текста. Это связана со спецификой применения этой презентации.
Обычно я строю урок следующим образом:
Устное объяснение темы. Учащиеся записывают опорные сведения , оставляя в тетрадях свободные промежутки. Например, ДОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (оставляем 1 страницу), МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРИОД (1 страница – записываем – Шиккард, Паскаль, Лейбниц, 2 страница - Бэббидж) и т.д.
После «лекционной» части урока учащиеся садятся за компьютеры и , просматривая презентацию, дополняют конспект урока фактами по своему выбору, проверяют правильность написания дат, фамилий, терминов.
Одна из основных методик преподавания, которую я выбрала – блочно-модульная. Поэтому данная презентация в более или менее усеченном виде используется в 5,7,9 классе. Данный вариант предназначен для учащихся 10 класса, знакомых с понятиями электро-механического реле, транзистора и т.п.
Для закрепления и контроля я использую тест, созданный в приложении Excel.
Спасибо всем, кто заинтересовался моей работой.

Как он был создан, вообще как появилась сама идея создания

вычислительной машины?

  История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга.

счет велся на пальцах, а когда их не хватало, использовались

любые природные объекты,

Древнейший артефакт такого рода — «кость Ишанго», найденная в Конго (возраст — около двадцати тысяч лет). Это берцовая кость бабуина, покрытая засечками.

Вестоницкая кисть, названная так по местечку находки  на юго-востоке Вестониции в Чехии. Она представляла собой волчью кость с нанесенными на ней зарубками. Ее происхождение датируется 300 тыс. лет до н.э.

Счет на узелках

Бирки

известная ныне как абак (абакус). По полю с углублениями передвигались

камушки (десятки).

В Риме был создан первый в мире ручной абак — табличка с подвижными фишками.

Следующий шаг сделали китайцы, создавшие в шестом-двенадцатом веках нашей эры суньпан, известный сегодня как счеты. Большая секция костяшек называлась «земля», а малая наверху — «небо».

Юпана, калькулятор майя. Ученые долго не могли понять предназначение этой маленькой «модели крепости» до тех пор, пока Николино де Паскуале не установил, что так называемые «дикари» создали матрицу калькулятора с использованием последовательности Фибоначчи и системы исчисления с основанием 40 (а не 10, как в Старом Свете).

Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Для умножения двух чисел

достаточно сложить их логарифмы.
Таблицы логарифмов позже были как бы встроены в устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления, - логарифмическую линейку. 

Непер предложил в 1617 году не логарифмический способ перемножения чисел. Инструмент, получивший название палочки (или костяшки) Непера

Однажды в доме случилась пропажа. Подозрение пало на слуг, но ни одного из них нельзя было обвинить наверняка. И тогда Непер объявил, что его черный петух обладает способностью открывать своему хозяину тайные мысли. Каждый слуга должен был войти в темную комнату, где находился петух, и дотронуться до него рукой. Было сказано, что петух закричит, когда вор до него дотронется. И хотя петух так и не закричал, Непер все же определил вора: он предварительно обсыпал петуха золой, и чистые пальцы одного из слуг стали доказательством его виновности.

Логарифмические линейки использовались несколькими поколениями инженеров и других профессионалов. Инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали точности в 3-4 знака.

университета - в письмах своему другу Иогану Кеплеру описал устройство

"часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками с движком и окном для считывания результата.

«Считающие часы» Вильгельма Шиккарда. Автограф письма.

устройство, чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора. Это

устройство позволяло суммировать десятичные числа.

Примерно за 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. Несмотря на вызываемый ею всеобщий восторг машина не принесла богатства своему создателю.

Арифмометры, использующие в своем устройстве принцип зубчатого колеса просуществовали до 60-х годов 20 века.

"ступенчатый вычислитель" - счетную машину, позволяющую складывать, вычитать, умножать, делить,

извлекать квадратные корни, при этом использовалась двоичная система счисления.

Лейбниц также описал двоичную систему счисления , один из основных принципов устройства современных компьютеров.

счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. 
Первая

спроектированная Бэббиджем машина, Разностная машина, работала на паровом двигателе.

Разностная машина, сконструированная по записям Бэббиджа через сто лет после его смерти.

в положения от 0 до 9. Двигатель приводится в действие

последовательностью перфокарт, содержащих инструкции (программу).

Рабочий узел Аналитической машины

Аналитическую машину Бэббиджа построили энтузиасты из Лондонского музея науки.
Она состоит из четырех тысяч железных, бронзовых и стальных деталей и весит три тонны.
Правда, пользоваться ею очень тяжело - при каждом вычислении приходится несколько сотен (а то и тысяч) раз крутить ручку автомата.

котором вышиваемый узор определялся перфокартами. Серия карт могла быть заменена,

и смена узора не требовала изменений в механике станка.

Это было важной вехой в истории программирования.

Принцип формирования узора с помощью перфокарт

Перфокарты

работа леди Лавлейс относилась к "вопросам программирования для аналитической машины

Беббиджа" и предвосхитила основы современного программирования для цифровых вычислительных машин с программным управлением.

Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

В материалах и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека программ, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 1950-х годах.
Ада Лавлейс предложила термины «рабочая ячейка» и «цикл».

для переписи населения"(статистический табулятор).
Изобретение включало перфокарту и сортировальную машину.

Перфокарта Холлерита оказалась настолько удачной, что без малейших изменений просуществовала до наших дней.

Табулятор принимал карточки размером с долларовую бумажку. На карточках имелось 240 позиций (12 рядов по 20 позиций). При считывании информации с перфокарт 240 игл пронизывали эти карты. Там, где игла попадала в отверстие, она замыкала электрический контакт, в результате чего увеличивалось на единицу значение в соответствующем счетчике.

Компания Холлерита в конечном счёте стала ядром IBM

релейный двоичный компьютер Z3 с программным управлением.
Устройство счетной машины

Z-4 напоминает архитектуру современных компьютеров: память и процессор были отдельными устройствами, процессор мог обрабатывать числа с плавающей запятой, выполнять арифметические действия и извлекать квадратный корень. Программа хранилась на перфоленте и считывалась последовательно.

Z- 4. 1942-1945 г.г.

Описание Z-3

периода отличаются друг от друга элементной базой и математическим обеспечением.

Компьютеры 1 поколения

- появление "МЭСМ". "МЭСМ" была разработана под руководством Лебедева. В

1952-1953 годах на ее основе была разработана "БЭСМ-1" (Большая электронная счетная машина). А на ее основе был произведен серийный выпуск машины "БЭСМ-2".

публично доказал применимость электроники для масштабных вычислений.
При 17 тыс. ламп,

одновременно работающих с частотой 100 тыс. импульсов в секунду, ежесекундно возникало 1,7 млрд. ситуаций, в которых хотя бы одна из ламп перегорала

Общий вес машины составлял 30тонн, она имела размеры: около 6 м в высоту и 26 м в длину

Вместе с тем она обладала тысячекратным увеличением в быстродействии. По словам одного восхищенного репортера, Эниак работал «быстрее мысли».

нужное положение около 6000 переключателей, а затем переключали кабели. На

подготовку задачи, с решением которой машина справлялась за 20 с, иногда требовалось два дня.

Происхождение сленгового слова BUG
По легенде, учёные тестировавшие вычислительную машину Марк-1 нашли мотылька, застрявшего между контактами электромеханического реле, и Грейс Хоппер произнесла этот термин. Извлечённое насекомое было вклеено скотчем в технический дневник, с сопроводительной надписью: «First actual case of bug being found» (англ. «первый случай обнаружения жука»). Этот забавный факт положил начало использованию слова «debugging» в значении «отладка программы».

Грейс Хоппер— американский военный деятель, контр-адмирал, программист, создала программное обеспечения для компьютера марк-1

программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось с помощью штеккеров и

наборных полей.

У них был недостаток: они выделяли большое количество тепла, что требовало постоянного охлаждения и вентиляции. Кроме того, электронные лампы были громоздкими, дорогими и потребляли большое количество энергии.

Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений.
Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой.

не надежным электронно-вакуумным лампам. Транзисторы значительно уменьшили компьютеры в размере

и стоимости. Самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию.

Первый транзистор

Знаменитая БЭСМ-6

Урал-11

Минск-12

- это схема изготовленная на полупроводниковом кристалле и помещенная в

корпус. Иногда интегральную схему называют – микросхемой или чипом. Chip в переводе с английского – щепка. Это название он получил из-за своих крошечных размеров. Первые микросхемы появились в 1958 году. Два инженера почти одновременно изобрели их не зная друг о друге. Это Джек Килби и Роберт Нойс.

В компьютерах третьего поколения, одна интегральная схема могла заменить до тысячи транзисторов и других базовых элементов. А каждый такой элемент мог заменять до нескольких десятков электронных ламп.

Эльбрус-2

СМ-1

стала разработка серийных ЭВМ. Хотя машины одной серии сильно отличались

друг от друга по возможностям и производительности, они были информационно, программно и аппаратно совместимы.

В 1969 году зародилась первая глобальная сеть – зародыш того, что мы сейчас называем INTERNET

интегральные схемы следует отсчитывать начало нового периода. В кристалле такой

схемы может размещаться до 10 млн. элементов.

Развитие ЭВМ 4 поколения пошло по двум направлениям:
1 – создание суперЭВМ – комплексов многопроцессорных машин.
2 – дальнейшее развитие микро-ЭВМ и персональных ЭВМ
Именно в эти годы зародился термин «Персональный компьютер».