І. Загальні історичні відомості



Скачати 462,3 Kb.
Сторінка1/2
Дата конвертації11.10.2017
Розмір462,3 Kb.
  1   2

Вступ

Орієнтація шкільного курсу інформатики на формування готовності учнів до життя і трудової діяльності в умовах інформатизованого суспільства ХХІ сторіччя має визначати не тільки його зміст, а і світоглядну історичну спрямованість.

Зважаючи на природну зацікавленість учнів новими інформаційними технологіями, використання яких їм доводиться бачити у повсякденному житті, у засобах масової інформації, кіно - та відеофільмах, реалізація завдань, які поставлено перед курсом, на перший погляд не здається надто важкою. З іншого боку, окрім основних результатів навчання слід обов’язково планувати і додаткові, а надто – реалізацію виховних впливів як процесу навчання, так і навчального матеріалу.

Відомо, що при правильному підборі фактичного матеріалу з історії розвитку майже кожної галузі науки, техніки та культури можна до певної міри запрограмувати спрямованість розвитку особистості, орієнтацію її на певну систему цінностей. Для багатьох учнів переконливим є посилання на історичні факти, які свідчать про пріоритет вітчизняної науки і техніки на певних етапах їх розвитку.



І. Загальні історичні відомості.

1. Історичний нарис розвитку обчислювальної техніки.

Комп'ютери з'явилися дуже давно в нашому світі, але тільки останнім часом їх почали так посилено використовувати в багатьох галузях людського життя. Ще десять років тому було рідкістю побачити який-небудь персональний комп'ютер - вони були, але були дуже дорогі, і навіть не кожна фірма могла мати в себе в офісі комп'ютер. А тепер? Тепер у кожнім третьому будинку є комп'ютер, що уже глибоко ввійшов у життя самих мешканців будинку.

Людство пройшло довгий шлях, перш ніж досягло сучасного стану засобів обчислювальної техніки.

Основними етапами розвитку обчислювальної техніки є:

I. Ручний — з 50-го тисячоліття до н. э.;

II. Механічний — з середини XVII століття;

III. Електромеханічний — з дев'яностих років XIX століття;

IV. Електронний — з сорокових років XX століття.

I. Ручний період автоматизації обчислень почався на зорі людської цивілізації. Він базувався на використанні пальців рук і ніг. Рахунок за допомогою угрупування і перекладання предметів з'явився попередником рахунку на абаку — найбільш розвиненому рахунковому приладі старовини. Аналогом абака на Русі є рахівниці, що дійшли до наших днів. Використання абака припускає виконання обчислень по розрядах, тобто наявність деякої позиційної системи числення. Обчислення на них проводилися шляхом переміщення рахункових кісток і камінчиків (калькулей) в полоськових поглибленнях дощок з бронзи, каменя, слонячої кістки, кольорового скла. У своїй примітивній формі абак був дощечкою (пізніше він прийняв вид дошки, розділеної на колонки перегородками). На ній проводилися лінії, що розділяли її на колонки, а камінчики розкладалися в ці колонки за тим же позиційним принципом, по якому кладеться число на наші рахівниці. Це нам відомо від ряду грецьких авторів.

Першим пристроєм для виконання множення був набір дерев'яних брусків, відомих як палички Непера. Вони були винайдені шотландцем Джоном Непером (1550-1617рр.). На такому наборі з дерев'яних брусків була розміщена таблиця множення. Крім того, Джон Непер на початку XVII століття ввів логарифми, що зробило революційний вплив на рахунок. Винайдена їм логарифмічна лінійка - це рахунковий інструмент для спрощення обчислень, за допомогою якого операції над числами замінюються операціями над логарифмами цих чисел. Конструкція лінійки збереглася в основному до наших днів. Обчислення за допомогою логарифмічної лінійки проводяться просто, швидко, але приблизно. І, отже, вона не годиться для точних, наприклад фінансових розрахунків. Вона, поза сумнівом, є вінцем обчислювальних інструментів ручного періоду автоматизації.

II. Розвиток механіки в XVII столітті став передумовою створення обчислювальних пристроїв і приладів, що використовують механічний спосіб обчислень.

Ескіз механічного тринадцятирозрядного пристрою, що підсумовує, з десятьма колесами був розроблений ще Леонардо да Вінчі (1452— 1519рр). По цих кресленнях в наші дні фірма IBM в цілях реклами побудувала працездатну машину. Перша механічна рахункова машина була виготовлена в 1623 р. професором математики Вільгельмом Шиккардом (1592—1636рр.). В ній були механізовані операції складання і віднімання, а множення і ділення виконувалося з елементами механізації. Але машина Шиккарда незабаром згоріла під час пожежі. Тому біографія механічних обчислювальних пристроїв ведеться від машини, що підсумовує, виготовленої у 1642 р. Блезом Паскалем (1623—1662), надалі великим математиком і фізиком.

У 1673 р. інший великий математик Готфрід Лейбніц розробив рахунковий пристрій, на якому вже можна було множити і ділити. З деякими удосконаленнями ці машини, а названі вони були арифмометрами, використовувалися до недавнього часу.

Англійський математик Чарльз Беббідж (Charles Babbage, 1792—1871рр.) висунув ідею створення програмно-управляємої рахункової машини, що має арифметичний пристрій, пристрій управління, введення і друку. Перша спроектована машина Беббіджем, різницева машина, працювала на паровому двигуні. Вона заповнювала таблиці логарифмів методом постійної диференціації і заносила результати на металеву пластину. Працююча модель, яку він створив в 1822 році, була шестирозрядним калькулятором, здатним проводити обчислення і друкувати цифрові таблиці. Другий проект Беббіджа — аналітична машина, що використовує принцип програмного управління і що призначалася для обчислення будь-якого алгоритму.

Вона складалася з наступних чотирьох основних частин: блок зберігання початкових, проміжних і результуючих даних (склад — пам'ять); блок обробки даних (млин — арифметичний пристрій); блок управління послідовністю обчислень (пристрій управління); блок введення початкових даних і друку результатів (пристрої введення/виводу).

III. Електромеханічний етап розвитку обчислювальної техніки є найменш тривалим і охоплює близько 60 років — від першого табулятора Г.Холлерита до першої ЕОМ “ENIAC”.

В кінці XIX ст. були створені складніші механічні пристрої. Найважливішим з них був пристрій, розроблений американцем Германом Холлерітом. Винятковість його полягала в тому, що в ньому вперше була спожита ідея перфокарт і розрахунки велися за допомогою електричного струму. Це поєднання робило машину настільки працездатною, що вона отримала широке застосування свого часу. Наприклад, при переліку населення в США, проведенному у 1890 р., Холлеріт, за допомогою своїх машин зміг виконати за три роки те, що уручну робилося б в перебігу семи років, причому набагато більшим числом людей.

Початок — 30-і роки XX століття — розробка рахунковоаналітичних комплексів, які складаються з чотирьох основних пристроїв: перфоратора, контрольника, сортувальника і табулятора. На базі таких комплексів створюються обчислювальні центри. В цей же час розвиваються аналогові машини.

1930 р. — В.Буш розробляє диференціальний аналізатор, використаний надалі у військових цілях.

1937 р. — Дж. Атанасов, К.Берри створюють електронну машину ABC.

1944 р. — Г.Айкен розробляє і створює керовану обчислювальну машину MARK-1. Надалі було реалізовано ще декілька моделей.

1957 р. — останній найбільший проект релейної обчислювальної техніки — в СРСР створена РВМ-I, яка експлуатувалася до 1965 р.

IV. Електронний етап, початок якого пов'язують із створенням в США в кінці 1945 р. електронної обчислювальної машини ENIAC американським інженером-електронщиком Дж. П. Эккерт і фізиком Дж.У. Моучлі.

Цифрова обчислювальна техніка в цей час була ще недосконалою і багато в чому поступалася аналоговій, що мала у своєму арсеналі механічні інтегратори, машини для рішення диференційних рівнянь та ін.

Проте, на наступному етапі цифрова техніка зробила безпрецедентний ривок за рахунок інтелектуалізації ЕОМ, у той час як аналогова техніка не вийшла за рамки засобів для автоматизації обчислень.

Подальшому розвитку цифрової техніки сприяло становлення науки про комп'ютери. Наукові основи цифрових ЕОМ у цей час поповнилися теорією цифрових автоматів, основами програмування, теорією штучного інтелекту, теорією проектування ЕОМ. комп'ютерними технологіями різноманітних інформаційних процесів, що забезпечили становлення нової науки, яка одержала назву "Computer Science" (комп'ютерна наука) у США і "інформатика" у Європі. Великий внесок у її розвиток внесли вчені України.



2. Історичний розвиток покоління ЕОМ.

У історії розвитку ЕОТ прийнято виділяти декілька поколінь, кожне з яких має свої відмітні ознаки і унікальні характеристики. Головна відмінність машин різних поколінь полягає в елементній базі, логічній архітектурі і програмному забезпеченні, крім того, вони розрізняються по швидкодії, оперативній пам'яті, способам введення і виведення інформації.

Переходячи до оцінки і розгляду різних поколінь, необхідно насамперед помітити, що оскільки процес створення комп'ютерів відбувався і відбувається безупинно (у ньому беруть участь багато розроблювачів з багатьох країн, що мають справу з рішенням різних проблем), важко, а в деяких випадках і даремно, намагатися точно установити, коли те чи інше покоління чи починалося закінчувалося.

ЕОМ першого покоління

У 40-х рр.. XX в. відразу кілька груп дослідників повторили спробу Беббіджа на основі техніки ХХ в. - електромеханічних реле. Деякі з цих дослідників нічого не чули про роботи Беббіджа і перевідкрили його ідеї заново. Першим з них був німецький інженер Конрад Цузе, що у 1941 році побудував невелику машину на основі декількох електромеханічних реле. Але через війну роботи Цузе не були опубліковані. А в США в 1943 році на одному з підприємств фірми IBM американець Говард Йкен створив більш могутню машину під назвою "Марко-1". Вона вже дозволяла проводити обчислення в сотні разів швидше, ніж за допомогою арифмометра і реально використовувалася для військових розрахунків.

Однак ці машини були ненадійними. Тому, починаючи з 1943 року в США, група фахівців під керівництвом Джона Мочлі і Преспера Екерта початку конструювати комп'ютер ENIAC на основі електронних ламп. Створений комп'ютер працював у тисячу разів швидше, ніж "Марко-1". Однак виявилося, що велику частину часу цей комп'ютер простоював - адже для завдання методів розрахунків (програм) у цьому комп'ютері приходилося протягом декількох чи годин навіть днів приєднувати потрібним образом проводу. А сам розрахунок міг зайняти після цього кілька хвилин. [3]

Проекти і реалізація машин '' Марко - 1 '', EDSAC і EDVAC в Англії і США, МЭСМ у СРСР заклали основу для розгортання робіт зі створення ЕОМ вакуумно-ламповій технології - серійних ЕОМ першого покоління.

Розробка першої електронної серійної машини UNIVAC (Universal Automatic Computer) почата приблизно в 1947 р. Еккертом і Мочлі, що заснували в грудні того ж року фірму ECKERT-MAUCHLI. Перший зразок машини (UNIVAC-1) був побудований для бюро перепису США і пущений в експлуатацію навесні 1951 р. Синхронна, послідовного дії обчислювальна машина UNIVAC-1 створена на базі ЕОМ ENIAC і EDVAC. Працювала вона з тактовою частотою 2,25 Мгц і містила близько 5000 електронних ламп. Внутрішній запам'ятовуючий пристрій, ємністю 1000 12 - розрядних десяткових чисел було виконано на 100 ртутних лініях затримки.

Незабаром після введення в експлуатацію машини UNVIAC-1 її розроблювачі висунули ідею автоматичного програмування. Вона зводилася до того, щоб машина сама могла підготовляти таку послідовність команд, що потрібна для рішення даної задачі.

П'ятидесяті роки - роки розквіту комп'ютерної техніки, роки значних досягнень і нововведень, як в архітектурному, так і в науково - технічному відношенні. Відмінні риси в архітектурі сучасної ЕОМ у порівнянні з нейманівською архітектурою вперше з'явилися в ЕОМ першого покоління.

Сильним стримуючим фактором у роботі конструкторів ЕОМ початку 50-х р.р. була відсутність швидкодіючої пам'яті. За словами одного з піонерів обчислювальної техніки - Д. Еккерта, "архітектура машини визначається пам'яттю". Дослідники зосередили свої зусилля на запам'ятовуючих властивостях феритових кілець, нанизаних на дротові матриці.

У 1951 р. у 22 - м томі "Journal of Applid Phisics" Дж. Форрестер опублікував статті про застосування магнітних сердечників для збереження цифрової інформації. У машині "Whirlwind-1" уперше була застосована пам'ять на магніт. Вона являла собою 2 куби з 32 32 17 сердечниками, що забезпечували збереження 2048 слів для 16-розрядних двійкових чисел з одним розрядом контролю на парність.

У розробку електронних комп'ютерів уключилася фірма IBM. У 1952 р. вона випустила свій перший промисловий електронний комп'ютер IBM 701, що являв собою синхронну ЕОМ рівнобіжної дії, що містить 4000 електронних ламп і 12000 германієвих діодів. Удосконалений варіант машини IBM 704 відрізнялася високою швидкістю роботи, у ній використовувалися індексні регістри і дані представлялися у формі з плаваючою крапкою.

Після ЕОМ IBM 704 була випущена машина IBM 709, що в архітектурному плані наближалася до машин другого і третього поколінь. У цій машині вперше була застосована непряма адресація і вперше з'явилися канали введення-висновку.

У 1956 р. фірмою IBM були розроблені магнітні голівки, що плавають, на повітряній подушці. Винахід їх дозволило створити новий тип пам'яті - дискові ЗУ, значимість яких була повною мірою оцінена в наступні десятиліття розвитку обчислювальної техніки. Перші ЗУ на дисках з'явилися в машинах IBM 305 і RAMAC. Остання мала пакет, що складався з 50 металевих дисків з магнітним покриттям, що оберталися зі швидкістю 12000 про/хв. На поверхні диска розміщалося 100 доріжок для запису даних, по 10000 знаків кожна.

Слідом за першим серійним комп'ютером UNIVAC-1 фірма Remington-Rand у 1952 р. випустила ЕОМ UNIVAC-1103, що працювала в 50 разів швидше. Пізніше в комп'ютері UNIVAC-1103 уперше були застосовані програмні переривання.

Співробітники фірми Remington-Rand використовували алгебраїчну форму запису алгоритмів за назвою "Short Cocle" (перший інтерпретатор, створений у 1949 р. Джоном Мочлі). Крім того, необхідно відзначити офіцера ВМФ США і керівника групи програмістів, у той час капітана (надалі єдина жінка у ВМФ - адмірал) Грейс Хопер, що розробила першу програму - компілятор ПРО. (До речі, термін "компілятор" уперше ввела Г. Хопер у 1951 р.). Ця програма, що компілює, робила трансляцію на машинну мову всієї програми, записаної в зручній для обробки алгебраїчній формі.

Щоб спростити й підшвидшити процес завдання програм, Мочлі і Екерт стали конструювати новий комп'ютер, що міг би зберігати програму у своїй пам'яті. У 1945 р. до роботи був притягнутий знаменитий математик Джон фон Нейман, що підготував доповідь про цей комп'ютер. Доповідь була розіслана багатьом вченим і одержала широку популярність, оскільки в ньому фон Нейман ясно і просто сформулював загальні принципи функціонування комп'ютера. І дотепер переважна більшість комп'ютерів зроблена відповідно до тих принципів, що він запропонував.

Перший комп'ютер, у якому втілені принципи фон Неймана, був побудований у 1949 р. англійським ученим Морісом Уілксом.

Свою ідею мікропрограмування М.Уілкс реалізував у 1957 р. при створенні машини EDSAC-2. М. Уілкс разом з Д. Уіллером і С. Гіллом у 1951 р. написали перший підручник по програмуванню "Складання програм для електронних рахункових машин" (російський переклад - 1953 р.).

У 1951 р. фірмою Ferranti початий серійний випуск машини "Марко-1". А через 5 років фірма Ferranti випустила ЕОМ "Pegasus", у якій уперше знайшла втілення концепція регістрів загального призначення (РЗП). З появою РЗП усунуте розходження між індексними регістрами й акумуляторами, і в розпорядженні програміста виявився не один, а кілька регістрів-акумуляторів. [3]

У нашій країні в 1948 р. проблеми розвитку обчислювальної техніки стають загальнодержавною задачею. Розгорнулися роботи зі створення серійних ЕОМ першого покоління.

Основним активним елементом ЕОМ першого покоління є електронна лампа. Машини вітчизняного виробництва: ВЕРМ-1 (Велика Електронно-Рахункова Машина), ВЕРМ-2, "Стріла", "Урал-1", "Урал-2", "Урал-4", М-1, М-3, М-20. Ці машини дуже громіздкі, споживають велику кількість енергії, мають невисоку надійність і слабке програмне забезпечення.

Швидкодія цих машин не перевищувало 10 тис. операцій у секунду. Ємність оперативної пам'яті - 4Кб машинних слів. Але зате уже вони продемонстрували широкі можливості обчислювальних робіт в області комічних досліджень, ядерної фізики і т.д.

У 1950 р. в Інституті точної механіки й обчислювальної техніки (ИТМ і ОТ) організований відділ цифрових ЕОМ для розробки і створення великий ЕОМ. У 1951 р. тут була спроектована машина ВЕРМ (Велика Електронна Рахункова Машина), а в 1952 р. почалася її досвідчена експлуатація.

З цього часу і почався дуже енергійний розвиток обчислювальної техніки. Лампові машини не відрізнялися високою надійністю - щодня перегоряло 20-30 ламп (з декількох десятків тисяч). Крім того, вони споживали багато енергії і займали площу приблизно з баскетбольну площадку.

У проекті спочатку передбачалося застосувати пам'ять на трубках Вільямса, але до 1955 р. як елементи пам'яті в ній використовувалися ртутні лінії затримки. По тим часам ВЕРМ була дуже продуктивною машиною - 800 оп/с. Вона мала трьохадресну систему команд, а для спрощення програмування широко застосовувався метод стандартних програм, що надалі поклав початок модульному програмуванню, пакетам прикладних програм. Серійно машина стала випускатися в 1956 р. за назвою ВЕРМ-2.

У цей же період у КБ, керованому М.А.Лесечко, почалося проектування інший ЕОМ, що одержало назву "Стріла". Освоювати серійне виробництво цієї машини було доручено московському заводу САМ. Головним конструктором став Ю. А.Базилевський, а одним з його помічників - Б.І.Рамєєв, надалі конструктор серії "Урал". Проблеми серійного виробництва визначили деякі особливості "Стріли": невисоке в порівнянні з ВЕРМ швидкодія, просторий монтаж і т.д. У машині як зовнішню пам'ять застосовувалися 45-дорожечные магнітні стрічки, а оперативна пам'ять - на трубках Вільямса. "Стріла" мала велику розрядність і зручну систему команд.

Перша ЕОМ "Стріла" була встановлена у відділенні прикладної математики Математичного інституту АН (МІАН), а наприкінці 1953 р. почалося серійне її виробництво.

У лабораторії електросхем енергетичного інституту під керівництвом І.С.Брука в 1951 р. побудували макет невеликий ЕОМ першого покоління за назвою М-1.

У наступному році тут була створена обчислювальна машина М-2, що поклала початок створенню економічних машин середнього класу. Одним з ведучих розроблювачів даної машини був М.А.Карцев, який вніс згодом великий внесок у розвиток вітчизняної обчислювальної техніки. У машині М-2 використовувалися 1879 ламп, менше, ніж у "Стрілі", а середня продуктивність складала 2000 оп/с. Були задіяні 3 типи пам'яті: електростатична на 34-х трубках Вільямса, на магнітному барабані і на магнітній стрічці з використанням звичайного для того часу магнітофона МАГ-8.

У 1955-1956 р.р. колектив лабораторії випустив малу ЕОМ М-3 зі швидкодією 30 оп/з і оперативною пам'яттю на магнітному барабані. Особливість М-3 полягала в тім, що для центрального пристрою керування був використаний асинхронний принцип роботи. Необхідно відзначити, що в 1956 р. колектив І. С. Брука виділився зі складу енергетичного інституту й утворив Лабораторію керуючих машин і систем, що стала згодом Інститутом електронних керуючих машин (ІНЕКМ).[1]

ЕОМ другого покоління

З'явилися наприкінці 50-х років. Елементна база цих машин - напівпровідникові діоди і транзистори, що дозволило збільшити швидкодію і надійність ЕОМ, а також ємність оперативної пам'яті. Зменшилися габарити, маса і споживана потужність. У них широко використовувався друкований монтаж, при якому необхідні електричні з'єднання створювалися методом втравлювання мідної фольги, наклеєної на ізоляційний матеріал. Конструктивно технологічна й елементна база дозволили створити більш складні ЕОМ. Розширилося середовище застосування: не тільки для наукових, але і для інженерних розрахунків, а також для рішення економічних задач і керування виробничими процесами.

До машин вітчизняного виробництва відносять: ВЕРМ-3. ВЕРМ-4, ВЕРМ-6, "Урал-14", "Урал-16", "Мінськ-22", "Мінськ-32", М-220, М-222, "Наірі", "Світ", "Раздон".

Розробка малої обчислювальної машини за назвою "Урал" була закінчена в 1954 р. колективом співробітників під керівництвом Рамєєва.. Ця машина стала родоначальником цілого сімейства "Уралов", остання серія яких ("Урал -16"), була випущена в 1967 р. Простота машини, удала конструкція, невисока вартість обумовили її широке застосування.



ЕОМ третього покоління

До середини 60-х р.р. були створені більш компактні зовнішні пристрої для комп'ютера, що дозволило фірмі Digital Equipment випустити в 1965 р. перший міні-комп'ютер PDP-8 розміром з холодильник і вартістю всього 20 тис.$ (комп’ютери в 40-50-х р.р. коштували мільйони $).

Після появи транзисторів найбільш трудомісткою операцією при виробництві комп'ютерів було з'єднання і спайка транзисторів для створення електронних схем. Але в 1959 р. Роберт Нойс (майбутній засновник фірми Intel) винайшов спосіб, що дозволяє створювати на одній пластині кременя транзистори і всі необхідні з'єднання між ними. Отримані з'єднання стали називатися інтегральними чи схемами чіпами.

Таким чином, елементна база ЕОМ третього покоління - мікроелектроніка, а також застосування інтегральних мікросхем (ІС). Інтегральна мікросхема - Функціонально закінчений блок, еквівалентний по можливостях досить складній транзисторній схемі.

Всі ЕОМ третього покоління крім елементної бази істотно відрізняються від ЕОМ попередніх поколінь і інших характеристик. Насамперед ЕОМ третього покоління оперують з літерно-цифровою інформацією, визначеної відповідними кодовими таблицями. Одиницею адресації пам'яті є байт, у якому може зберігається 8-розрядний двійковий код, що представляє собою один алфавітний символ, цифру, знак. Обсяг оперативної пам'яті в ЕОМ третього покоління звичайно вказують у байтах (для ЄС-1022 обсяг оперативної пам'яті 256-512Кбайт; для ЄС-1035 - 512Кбайт; для ЄС-1045 - 4096 Кбайт; для ЄС-1061 - 8192Кбайт).

Ці машини могли одночасно виконувати кілька програм. З'являється можливість роботи в режимі поділу часу й у режимі діалогу, з'являються локальні мережі.



ЕОМ четвертого покоління

Основа ЕОМ четвертого покоління - ВІС (великі інтегральні мікросхеми). У ВІС на одному напівпровідниковому кристалі (кремнієвій пластині) розміщаються до 103 схем, еквівалентних по своїх можливостях звичайним ІС. Високий ступінь інтеграції (К  3) БІС сприяє подальшому збільшенню щільності компонування електронної апаратури, підвищенню її надійності, збільшенню швидкодії і зниження вартості.

Швидкодія у великих ЕОМ - кілька десятків мільйонів операцій у секунду. Обсяг оперативної пам'яті - до 16Мб

Високий ступінь інтеграції, досягнутий у ВІС, забезпечив можливість створення нового класу ЕОМ - мікроЕОМ.

З 1982 р. (коли був створений перший мікропроцесор) було створено 4 покоління мікроЕОМ на основі процесорів ДО536, ДО550, ДО588, ДО589 ("Електроніка НЦ -80-20/2", (ДВК-2) "Електроніка-60", "Іскра-226" і ін.).

ЕОМ п'ятого покоління

Основа й елементна база ЕОМ п'ятого покоління - НВІС (надвеликі інтегральні мікросхеми) і оптико-електронні елементи. Для оптичних машин носіями енергії служать не електрони, а фотони, що значно підвищує швидкість передачі сигналів, тому швидкодія цих машин - сотні мільйонів операцій у секунду.

Для перетворення і передачі оптичних сигналів застосовують лазери, променеві діоди і різні фотоприймачі.

Подальший розвиток одержав процес, що почався в третім поколінні, - зрощування машин і обчислювальних центрів із системами зв'язку, утворення мереж ЕОМ.

Тепер, простеживши весь процес створення і розвитку обчислювальної техніки, можна сказати, що сучасні обчислювальні машини представляють одне із самих значних досягнень людської думки, вплив якого на розвиток науково-технічного прогресу важко переоцінити. Області застосування ЕОМ безупинно розширюються. Цьому в значній мірі сприяє поширення персональних ЕОМ, і особливо мікроЕОМ.

Комп'ютери починають торкати життя кожної людини. Якщо ви занедужаєте, і якщо вас направлять у лікарню, то, потрапивши туди, ви виявитеся у світі, де від комп'ютерів залежать життя людей (у частині сучасних лікарень ви навіть зустрінете комп'ютерів більше, ніж самих пацієнтів, і це співвідношення буде згодом рости, переважуючи число хворих). Поступове вивчення комп'ютерної техніки намагаються вводити в програми шкільного навчання як обов'язковий предмет, щоб дитина змогла вже з досить раннього віку знати будівлю і можливості комп'ютерів. А в самих школах (в основному на заході й в Америці) уже багато років комп'ютери застосовувалися для ведення навчальної документації, а тепер вони використовуються при вивченні багатьох навчальних дисциплін, що не мають прямого відношення до обчислювальної техніки. Навіть у початковій школі комп'ютери впроваджуються для вивчення курсів елементарної математики і фізики.

3. Історія операційних систем

За майже піввіковий період свого існування операційні системи пройшли складний шлях, насичений багатьма важливими подіями. Величезний вплив на розвиток операційних систем зробили успіхи в удосконалюванні елементної бази й обчислювальної апаратури, тому багато етапів розвитку ОС тісно зв'язані з появою нових типів апаратних платформ, таких як комп'ютери чи персональні комп'ютери. Серйозну еволюцію операційні системи перетерпіли в зв'язку з новою роллю комп'ютерів у локальних і глобальних мережах. Найважливішим фактором розвитку ОС став Інтернет. У міру того як ця Мережа здобуває риси універсального засобу масових комунікацій, ОС стають все більш простими і зручними у використанні, включають розвинуті засоби підтримки мультимедійної інформації, забезпечуються надійними засобами захисту.

Для роботи перших обчислювальних машин не використовувалось ніякого системного програмного забезпечення, крім бібліотек математичних і службових підпрограм, що програміст міг використовувати для того, щоб не писати щораз коди, що обчислюють значення якої-небудь математичної функції чи керують стандартним пристроєм вводу-виводу. Операційні системи тоді ще не з'явилися, усі задачі організації обчислювального процесу вводилися вручну кожним програмістом з пульта керування, що являв собою примітивний пристрій вводу-виводу, який складався з кнопок, перемикачів і індикаторів.

У 50-ті роки роки з'явилися перші алгоритмічні мови, і в такий спосіб до бібліотек математичних і службових підпрограм додався новий тип системного програмного забезпечення -- транслятори.

З часом зявилися ранні системи пакетної обробки - прообраз сучасних операційних систем, вони стали першими системними програмами, призначеними не для обробки даних, а для керування обчислювальним процесом. У ході реалізації систем пакетної обробки була розроблена формалізована мова керування завданнями, за допомогою якої програміст повідомляв системі й оператору, які дії й у якій послідовності він хоче виконати на обчислювальній машині. Типовий набір директив зазвичай включав ознаку початку окремої роботи, виклик транслятора, виклик завантажника, ознаки початку і кінця вихідних даних.

Наступний важливий період розвитку операційних систем відноситься до 1965- 1975 років.

 У цей час у технічній базі обчислювальних машин відбувся перехід від окремих напівпровідникових елементів типу транзисторів до інтегральних мікросхем, що відкрило шлях до появи наступного поколінь комп'ютерів. Великі функціональні можливості інтегральних схем уможливили реалізацію на практиці складних комп'ютерних архітектур, таких, наприклад, як IBM/360.

У цей період були реалізовані практично всі основні механізми, властиві сучасній ОС: мультипрограмування, мультипроцесування, підтримка багатотермінального багатокористувацького режиму, віртуальна пам'ять, файлові системи, розмежування доступу і мережева робота. В ці роки починається розквіт системного програмування. З напрямку прикладної математики, що представляє інтерес для вузького кола фахівців, системне програмування перетворюється в галузь індустрії, що робить безпосередній вплив на практичну діяльність мільйонів людей.

Революційною подією даного етапу з'явилася промислова реалізація мультипрограмування. В умовах різко зрослих можливостей комп'ютера по обробці і збереженню даних виконання тільки однієї програми в кожен момент часу виявилося вкрай неефективним. Рішенням стало мультипрограмування - спосіб організації обчислювального процесу, при якому в пам'яті комп'ютера знаходилося одночасно кілька програм, що поперемінно виконуються на одному процесорі. Ці удосконалення значно поліпшили ефективність обчислювальної системи: комп'ютер тепер міг використовуватися майже постійно, а не менш половини часу роботи комп'ютера, як це було раніш.

4. Історія виникнення Internet.

Інтернет - світова комп'ютерна мережа. Вона складена з різноманітних комп'ютерних мереж, об'єднаних стандартними угодами про способи обміну інформацією і єдиною системою адресації. Інтернет використовує протоколи сімейства TCP/IP. Вони хороші тим, що забезпечують відносно дешеву можливість надійно і швидко передавати інформацію навіть по не занадто надійних лініях зв'язку, а також будувати програмне забезпечення, придатне для роботи на будь-якій апаратурі. Система адресації (URL-адреси) забезпечує унікальними координатами кожен комп'ютер (точніше, практично кожен ресурс комп'ютера) і кожного користувача Інтернету, створюючи можливість узяти саме те, що потрібно, і передати саме туди, куди потрібно.

Близько 30 років тому Міністерство Оборони США створило мережу, що з'явилася перед темою Internet, - вона називалася ARPAnet. ARPAnet була експериментальною мережею, - вона створювалася для підтримки наукових досліджень у військово-промисловій сфері, зокрема, для дослідження методів побудови мереж, стійких до часткових ушкоджень, одержуваним, наприклад, при бомбардуванні авіацією і здатних у таких умовах продовжувати нормальне функціонування. Ця вимога дає ключ до розуміння принципів побудови і структури Internet. У моделі ARPAnet завжди був зв'язок між комп'ютером-джерелом і комп'ютером-приймачем (станцією призначення). Мережа передбачалася ненадійною: будь-яка частина мережі може зникнути в будь-який момент.

На комп'ютери, що зв'язуються - не тільки на саму мережу - також покладена відповідальність забезпечувати налагодження і підтримку зв'язку. Основний принцип полягав у тому, що будь-який комп'ютер міг зв'язатися як рівний з рівним з будь-яким іншим комп'ютером.

Передача даних у мережі була організована на основі протоколу Internet - IP. Протокол IP - це правила й опис роботи мережі. Цей звіт включає правила налагодження і підтримки зв'язку в мережі, правила звертання з ІР-пакетами і їхньої обробки, опису мережевих пакетів сімейства IP (їхня структура і т.п.). Мережа задумувалася і проектувалася так, щоб від користувачів не було потрібно ніякої інформації про конкретну структуру мережі. Для того, щоб послати повідомлення по мережі, комп'ютер повинен помістити дані в деякий "конверт", названий, наприклад, IP, вказати на цьому "конверті" конкретну адресу в мережі і передати пакети, що вийшли в результаті цих процедур, у мережу.

Ці рішення можуть здаватися дивними, як і припущення про "ненадійні" мережі, але вже наявний досвід показав, що більшість цих рішень цілком розумні і вірні. Поки Міжнародна Організація по Стандартизації (Organization for International Standardization- ISO) витрачала роки, створюючи остаточний стандарт для комп'ютерних мереж, користувачі чекати не бажали. Активісти Internet почали встановлювати ІР-програмне забезпечення на всі можливі типи комп'ютерів. Незабаром це стало єдиним прийнятним способом для зв'язку різнорідних комп'ютерів. Така схема сподобалася уряду й університетам, що проводять політику купівлі комп'ютерів у різних виробників. Кожний купував той комп'ютер, що йому подобався і вправі був очікувати, що зможе працювати по мережі разом з іншими комп'ютерами.

Приблизно 10 років після появи ARPAnet з'явилися Локальні Обчислювальні Мережі (LAN), наприклад, такі як Ethernet і ін. Одночасно з'явилися комп'ютери, що стали називати робочими станціями. На більшості робочих станцій була встановлена операційна система UNIX. Ця ОС мала можливість роботи в мережі з протоколом Internet (IP). У зв'язку з виникненням принципово нових задач і методів їхнього рішення з'явилася нова потреба: організації бажали підключитися до ARPAnet своєю локальною мережею. Приблизно в той же час з'явилися інші організації, що почали створювати свої власні мережі, що використовують близькі до IP комунікаційні протоколи. Стало ясно, що всі тільки виграли б, якби ці мережі могли спілкуватися всі разом, адже тоді користувачі з однієї мережі змогли б зв'язуватися з користувачами іншої мережі.

Однієї з найважливіших серед цих нових мереж була NSFNET, розроблена з ініціативи Національного Наукового Фонду (National Science Foundation- NSF). Наприкінці 80-x NSF створив п'ять супер комп'ютерних центрів, зробивши їх доступними для використання в будь-яких наукових установах. Було створено усього лише п'ять центрів тому, що вони дуже дорогі навіть для багатої Америки. Саме тому їх і слід було використовувати кооперативно. Виникла проблема зв'язку: був потрібний спосіб з'єднати ці центри і надати доступ до них різним користувачам. Спочатку була зроблена спроба використовувати комунікації ARPAnet, але це рішення потерпіло крах, зіштовхнувши з бюрократією оборонної галузі і проблемою забезпечення персоналом.

Тоді NSF вирішив побудувати свою власну мережу, засновану на IP технології ARPAnet. Центри були з'єднані спеціальними телефонними лініями з пропускною здатністю 56 KBPS (7 KB/s). Однак, було очевидно, що не потрібно навіть і намагатися з'єднати всі університети і дослідницькі організації безпосередньо з центрами, тому що прокласти таку кількість кабелю не тільки дуже дорого, але практично неможливо. Тому вирішено було створювати мережі по регіональному принципі. У кожній частині країни зацікавлені заснуванням повинні були з'єднатися зі своїми найближчими сусідами. Ланцюжки, що вийшли, приєднувалися до суперкомп'ютера в одній зі своїх точок, у такий спосіб суперкомп'ютерні центри були з'єднані разом. У такій топології будь-який комп'ютер міг зв'язатися з будь-яким іншої, передаючи повідомлення через сусідів.

Це рішення було успішним, але настав час, коли мережа вже більш не справлялася зі зрослими потребами. Спільне використання суперкомп'ютерів дозволяло підключеним громадам використовувати і безліч інших речей, що не відносяться до суперкомп'ютерів. Зненацька університети, школи й інші організації усвідомили, що отримали під рукою море даних і світ користувачів. Потік повідомлень у мережі (трафік) наростав усе швидше і швидше поки, зрештою, не перевантажив керуючі мережею комп'ютери і єднальні їхні телефонні лінії. У 1987 p. контракт на керування і розвиток мережі був переданий компанії Merit Network Inc., що займалася освітньою мережею Мічигану разом з IBM і МСІ. Стара фізично мережа була замінена більш швидкими (приблизно в 20 разів) телефонними лініями. Були замінені на більш швидкі і мережеві керуючі машини.

Процес удосконалювання мережі йде безупинно. Однак, більшість цих перебудов відбувається непомітно для користувачів. Включивши комп'ютер, ви не побачите оголошення про те, що найближчі півроку Internet не буде доступна через модернізацію. Можливо, навіть більш важливо те, що перевантаження мережі і її удосконалення створили зрілу і практичну технологію. Проблеми були вирішені, а ідеї розвитку перевірені в справі.
ІІ. Методики використання історичних відомостей в шкільному курсі інформатики

Шкільний курс інформатики базується на трьох фундаментальних поняттях: інформація, алгоритм, ЕОМ. На основі цих понять і різноманітних тем можна показати методику використання історичних відомостей в шкільному курсі інформатики.

Якщо для вивчення понять алгоритму, інформації та комп’ютера вже створено певну методику, то, як показує практика, що на даний час вчителі майже не приділяють уваги методиці використання історичних відомостей в шкільному курсі інформатика. Часто вчителі, враховуючи те, що вивчення історичних відомостей обчислювальної та комп’ютерної техніки за програмою вивчається на перших уроках, або формально відносять до теми інформація та інформаційні процеси або зовсім його опускають. Крім того, деякі вчителі вважають, що курс інформатики повинен починатися не з вивчення теоретичних (історичних) питань, а з практичної роботи за комп’ютером, і будують шкільний курс, виходячи з таких міркувань. Сьогодні також методичною проблемою для вчителів є побудова уроків, присвячених використанню історичних відомостей в шкільному курсі інформатики, відсутність відповідної системи завдань та вправ, методичної літератури з цього питання.

Враховуючи це наведемо приклади методики використання історичних відомостей в шкільному курсі інформатика.

Під час вивчення теми: Інформація та інформаційні процеси.

Так в зміст даної теми входить: Основні етапи становлення і розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Учень повинен описувати основні етапи розвитку засобів автоматизації обчислень; пояснювати імена видатних вчених, які внесли найсуттєвіший вклад в розвиток засобів автоматизації обчислень; описує найперші ручні обчислювальні засоби – абак, рахівниця тощо; перші засоби механізації обчислень – арифмометри;

проект першої програмно-керованої обчислювальної машини.

Так, що повідомлення не вважається прийнятим, якщо воно нанесене на деякий носій повідомлень, але відповідні сигнали не сприйняті органами чуття людини. Наприклад, якщо телеграфний апарат видрукував телеграму, але ніхто не звернув уваги на факт існування телеграми, то телеграму не можна вважати прийнятою.

На даному етапі вчителеві необхідно повідомити учням що для передавання повідомлень люди з давніх часів використовують різноманітні способи і засоби – сторожові вишки, сигнальні вогні, через гінців, сплавляння носіїв повідомлень за течією рік. Для цього вчителеві необхідно показати такий приклад: в історію людства ввійшов подвиг грецького воїна, пов’язаний з передаванням повідомлення. 490 р. до н.е. після перемоги грецького війська над персами біля поселення Марафон, що знаходиться на віддалі 40 км від Афін, до столиці послали воїна, щоб передати повідомлення про перемогу. Воїн пробіг без відпочинку всю віддаль від Марафону до Афін. Прибігши до столиці, він вигукнув “Ми перемогли” і впав мертвий. На честь цього подвигу і нині на Олімпійських іграх проводяться змагання з марафонського бігу.

Практика свідчить, що обговорення теми «Властивості інформації» проходить зацікавлено і викликає жвавий інтерес учнів, якщо вчитель використовує під час пояснення частково-пошуковий метод на базі історичних прикладів із життя.

Наведемо приклади пояснення властивостей інформації вчителем.

Однією із найважливіших властивостей повідомлень є їх вірогід­ність. Повідомлення вважається вірогідним, якщо воно не суперечить реальній дійсності, правильно її пояснює і підтверджується нею.

Так, наприклад, довгий час вважалося, що у центрі Всесвіту знахо­диться Земля, а Сонце обертається навколо Землі (геоцентрична модель всесвіту К. Птоломея). Однак така модель Всесвіту не узгоджувалася зі спостереженнями астрономів. У 1543 р. польський астроном М. Копернік на підставі аналізу результатів значної кількості спостережень довів помилковість геоцентричної моделі світу та вірогідність геліоцентрич­ної моделі, яка слугує науці і сьогодні.

Під час вивчення теми: Графічний редактор.

Як вихідний матеріал для текстів, таблиць тощо вчителями пропонується використана інформація різноманітного змісту. З одного боку, професійно зорієнтована інформація. Так, вивчаючи текстовий редактор, тексти для опанування можливостей текстового редактору необхідно добирати із вітчизняної і світової історії розвитку обчислювальної техніки. Вчителю доцільно використати текст з хронологією розвитку обчислювальної техніки та перших ЄОМ.

У такий спосіб реалізується виховний вплив навчального матеріалу. Адже відомо, що за правильного добору фактичного матеріалу з історії розвитку будь-якої галузі науки, техніки і культури, можна до певної міри запрограмувати спрямованість розвитку особистості, орієнтацію її на певну систему цінностей. Зокрема, вчитель посиланнями на історичні факти, які свідчать про пріоритет України у галузях науки і техніки на певних етапах свого розвитку, реалізує виховний потенціал історії розвитку вітчизняної науки і техніки.

Під час вивчення теми: Глобальна мережа Інтернет.

Відомості про виникнення комп’ютерної мережі інтернет є світоглядними, тому слід ретельно пояснити їх учням. При цьому варто використати методи навчання, що спираються на асоціативне ми­слення учнів.

До основних навчальних завдань при вивченні цього матеріалу можна віднести формування в учнів уявлень та знань про:

• закономірності та об’єктивну необхідність виникнення глобаль­ної мережі;

Ознайомлення з можливостями Інтернету доцільно проводити у два етапи. Спочатку разом з учнями можна обговорити:

• виникнення комп’ютерної мережі та стрімкі темпи розвитку як самої глобальної мережі, так і її ресурсів і послуг;

• розробки та функції спеціальних пристроїв (маршрутизаторів) для об’єднання різних комп’ютерів, створення єдиної системи адрес для здійснення можливостей спілкування та передавання інформації між комп’ютерами, розташованими по всьому світу.

Вивчаючи тему: Виникнення комп’ютерної мережі Інтернет.Учням слід довести об’єктивну потребу виникнення глобальної мережі.

Під час роботи з комп’ютером для опрацювання різноманітних по­відомлень людина починає розглядати його і як засіб для збережен­ня великих обсягів інформації, а також як засіб комунікацій та об­міну повідомленнями між людьми за рахунок використання різного роду каналів зв’язку.

Доцільно обговорити з учнями також і питання, що стосуються виникнення та розвитку комп’ютерних мереж. Як правило, учні самі здогадуються (або ж у ході бесіди мають дійти висновку), що спочат­ку виникли локальні комп’ютерні мережі, а вже пізніше з’явилася необхідність об’єднати їх між собою для більш широкого цілісного інформаційного та комунікаційного простору. Так виникла об’єктивна потреба створення глобальної мережі, яка сьогодні об’єднує багато мереж, побудованих на основі різних апаратних та програмних засо­бів, з одного боку, а з іншого – на основі використання єдиних стан­дартів. Таке комунікаційне середовище почало називатися Інтер­нет інтернаціональна комп’ютерна мережа (мал. 1.1).



Доцільно надати учням коротку історичну довідку, що система Інтернет була задумана наприкінці 60-х років XX ст. американськими військовими як комп’ютерна мережа для забезпечення надійного зв’язку на випадок війни. Спочатку до мережі входило лише чотири комп’ютери, які мали демонструвати можливості системи. У 1972 р. до мережі під єдналися 50 університетів. У 1980 р. для обслуговування телекомунікацій у мережі почали використовувати суперкомп’ютери. В 1991 р. мережа Інтернет сформувалася як комп’ютерно-орієнтоване комунікаційне середовище, що об’єднувало локальні та регіональні мережі різних частин світу. Кількість комп’ютерів, які приєднуються до Інтернету, постійно зростає. Сьогодні їх уже налічується понад 35 млн.


ІІІ. Конспекти уроків.

Тема: Історія розвитку комп’ютерів.


Мета:
а) ознайомити учнів з основними етапами розвитку і сфери застосування комп’ютерів;
б) виховувати любов до предмета, бережне ставлення до шкільного майна, почуття відповідальності;
в) розвивати інтерес до уроків інформатики, увагу, уміння користуватися комп’ютером.
Обладнання та матеріали: плакати, комп’ютери, підручник (“Інформатика”За ред. А.Ф. Верлань Київ 2001р.).
Тип уроку: комбінований.

Структура уроку

І. Організаційна частина. Перевірка присутності учнів.
ІІ. Оголошення теми і мети уроку.
III. Перевірка раніше вивченого матеріалу
1.  Назвіть види пам'яті комп'ютера.
2.  Як використовується оперативна пам'ять комп'ютера?
3.  Скільки байтів міститься в кілобайті і мегабайті?
4.  Що таке жорсткий диск і для чого він призначений?
5.  Які види дисків використовуються у персональних комп'ютерах?
6.  Що таке піксель?
7.  Чим відрізняється управління курсором за допомогою клавіш кла¬віатури і «мишки»?
8.  Назвіть пристрої введення-виведення інформації, що використо¬вуються в персональних комп'ютерах.
IV. Вивчення нового матеріалу

Лічильні пристрої до появи ЕОМ


Ще за часів найдавніших культур людині доводилося розв'язувати задачі, пов'язані з торговельними розрахунками, з обчисленням часу, із визначенням площі земельних ділянок тощо. Зростання обсягів цих розрахунків призводило навіть до того, що з однієї країни до іншої запрошували спеціально навчених людей, які добре володіли технікою арифметичного числення. Тому рано чи пізно мали з'явитися пристрої, що полегшують виконання повсякденних розра¬хунків. Так у Давній Греції й у Давньому Римі були створені пристрої для лічби, названі абак (від грецького слова abakion - «дощечка, покрита пилюкою»). Абак називають також римською рахівницею (латиною - abacus). Це були кістяні, кам'яні чи бронзові дошки із заглибленнями-смугами, у яких містилися кісточки (або камені). Лічба здійснювалася пересуванням кісточок.
У країнах Давнього Сходу (Китаї, Японії, Індокитаї) існувала китайська *рахівниця (на малюнку показано музейний екземпляр «Дракон»). На кожній нитці або дротині в цій рахівниці було по п'ять і по дві кісточки. Лічили одини¬цями і п'ятірками. У Росії для арифметичних обчислень застосовувалася русь¬ка рахівниця, що з'явилися в XVI столітті, але подекуди рахівниці можна зустріти і сьогодні.
Розвиток пристроїв для лічби крокував у ногу з досягненнями математики. Незабаром після введення в обіг логарифмів у 1623 р. з'явилася логарифмічна лінійка, яку винай¬шов англійський математик Едмонд Гантер. Логарифмічній лінійці судилося довге життя: від XVII століття до нашого часу.                           
Однак наявність абака, рахівниці, логарифмічної лінійки не є механізацією процесу обчислення. У XVII столітті видатний французький учений Блез Па¬скаль створив принципово новий лічильний пристрій - арифметичну машину. В основу її роботи Б. Паскаль поклав відому до нього ідею виконання розрахунків за допомогою металевих шестерень. У 1645 р. він побуду¬вав першу підсумовувальну машину, а в 1675 р. Паскалю вдалося створити машину, що виконувала всі чотири арифметичні дії. Майже водночас з ним у 1670-1680 pp. відо¬мий німецький математик Готфрід Лейбніц сконструював лічильну машину.
Лічильні машини Паскаля і Лейбніца ста¬ли прообразом арифмометра. Перший ариф¬мометр для чотирьох арифметичних дій, який застосовувався у практиці, вдалося сконст¬руювати тільки через сто років, у 1790 p., ні¬мецькому годинниковому майстру Гану. Зго¬дом пристрій арифмометра удосконалювався багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовува¬лися для виконання складних розрахунків під час проектування та будівництва кораблів, мостів, будинків, проведення фінансових опе¬рацій. Але продуктивність роботи на арифмометрах залишалася невисокою, нагальною вимогою часу була автоматизація розрахунків.

У 1833 р. англійський вчений Чарльз Бебідж, укладач таблиць для навігації, розробив проект «аналітичної машини». За його задумом, ця машина мала стати гігантським арифмометром із програмним керуванням. У машині Бебіджа перед¬бачені були також арифметичний і запам'ятовуючий пристрої. Його машина стала прообразом майбутніх комп'ютерів. Але вузли, що використовувалися в ній, не були досконалими, наприклад для запам'ятовування розрядів десяткового числа в ній застосовувалися зубчасті колеса. Здійснити свій проект Бебідж не зміг: з недостатній розвиток техніки, і «аналітична машина» на деякий час була та.            


Лише через 100 років машина Бебіджа привернула увагу інженерів. Лише в XX столітті німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ній застосовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, які починають працювати під дією електричного струму. У 1941 p. K. Цузе створив машину Z3, цілком керовану за допомогою програми.
У 1944 р. американець Говард Айкен на одному із підприємств фірми IBM будував досить потужну на той час обчислювальну машину «Марк-1». У цій шині для зображення чисел використовувалися механічні елементи - лічильні леса, а для керування - електромеханічні реле.
Покоління ЕОМ.

Історію розвитку ЕОМ варто описувати, використовуючи знання про покоління обчислювальних машин. Кожне покоління ЕОМ характеризується своїми конструктивними особливостями і можливостями. Зробимо опис кожного з поколінь, однак пам'ятатимемо, що розподіл ЕОМ на покоління є умовним, оскільки водночас випускалися машини різного рівня.


Перше покоління.

Різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки відбувся після Другої світової війни, і пов'язаний він був із появою якісно нових електронних пристроїв - електронно-вакуумних ламп.


Перша ЕОМ створювалася в 1943 - 1946 pp. у США і називалася ЕНІАК NIAC-Electronic Numerical Integrator and Calculator - електронно-числовий інтегратор і обчислювач). Ця машина містила близько 18 тисяч електронних ламп, багато електромеханічних реле, причому щомісяця виходило з ладу близько 2 тисяч ламп. У машин ЕНІАК, а також в інших перши ЕОМ був серйозний недолік програма, що виконувалася зберігалася не в пам'яті машини, набиралася складним способом з допомогою зовнішніх перемичок. У 1945 р. відомий математик і фізик-теоретик фон Нейман сформулював загальні принцип роботи універсальних обчислювальних пристроїв. За фон Нейманом, обчислювальна машина повинна керуватися програ¬мою з послідовним виконанням команд, а сама програма — зберігатися в пам'яті машини. Перша подібна ЕОМ була побудована в Англії в 1949 р.
У 1951 році в СРСР була створена «МЗСМ» (малая злектронно-счетная машина). Ці роботи здійснювались в Україні (м. Київ) в Інституті електро¬динаміки під керівництвом видатного конструктора обчислювальної техніки С.О. Лебедєва. Можна стверджувати, що «МЗСМ» була першою ЕОМ в континентальній Європі. Згодом на зміну лампам прийшли напівпровідникові прилади. Так завер¬шився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління.
Насправді, ЕОМ першого покоління розміщувалися у великих машинних залах, споживали багато електроенергії та вимагали охолодження за допомогою потужних вентиляторів. Програми для цих ЕОМ потрібно було складати у машинних кодах, і це могли робити тільки фахівці, що знали детально пристрій ЕОМ.

Друге покоління.

Розробники ЕОМ завжди прямували за прогресом в електронній техніці. Коли в середині 50-х років на зміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прилади, почалося переведення ЕОМ на напівпровідники.
Напівпровідникові прилади (транзистори, діоди) були, no-tome, значно компактнішими, ніж їхні лампові попередники. По-друге, вони мали триваліший термін служби. По-третє, споживання енергії в ЕОМ на напівпровідниках було істотно нижчим. З упровадженням цифрових елементів почалося створення ЕОМ другого покоління.
В Україні першою малою ЕОМ стала машина «Днепр-1», серійне виробництво, якої було налагоджено на заводі «Арсенал» (м. Київ). ЕОМ «Днепр-1». Передувала унікальній за своєю архітектурою машині «Мир-1», розробленій в 1965 р. в Інституті кібернетики (керівник В.М. Глушков). Машина «Мир-1» та наступна модифікація «Мир-2» передбачались для інженерних розрахунків, і виконував на ЕОМ сам користувач без допомоги оператора.
За кордоном найпоширенішими машинами другого покоління були «Елліот» Англія), «Сіменс» (ФРН), «Стретч» (США).
Трете покоління.

Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60-х років при переході від напівпровідникових приладів у пристроях ЕОМ до інтегральних схем. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика - пластинка кристалу кремнію, на якій розміщуються сотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо.

ЕОМ зросла до 10 мільйонів операцій за секунду. Крім того, складати програми -дя ЕОМ стало під силу простим користувачам, а не тільки фахівцям у галузі електроніки.

У третьому поколінні з'явилися великі серії ЕОМ, що розрізняються за своєю продуктивністю і призначенням.

Четверте покоління.

У процесі вдосконалення мікросхем з'явилися великі інтегральні схеми (ВІС), у яких на один квадратний сантиметр припадає декілька десятків тисяч елементів. На основі ВІС були розроблені ЕОМ наступного - четвертого покоління.


Завдяки ВІС на одному невеличкому кристалі кремнію стало можливим розмістити таку велику електронну схему, як процесор ЕОМ (про процесори йтиметься пізніше). Однокристальні процесори згодом почали називати мікропроцесорами. Перший мікропроцесор був створений компанією Intel (США) у 1971 р. Це був 4-розрядний Intel 4004, що містив 2250 транзисторів і виконував 60 тис. операцій за секунду.
Мікропроцесори стали основою міні-ЕОМ, а потім і персональних комп'юте¬рів, тобто ЕОМ, орієнтованих на одного користувача. Почалася епоха пер¬сональних комп'ютерів (ПК), що триває і досі. Однак четверте покоління ЕОМ - це не тільки покоління ПК. Крім персональних комп'ютерів, існують й інші, значно потужніші комп'ютерні системи.
П'яте покоління.

Починаючи із середини 90-х років, у потужних комп'ютерах застосовуються супермасштабні ВІС, які вміщують сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. Багато фахівців почали говорити про комп'ютери п'ятого покоління.

Передбачається, що обчислювальні машини п'ятого покоління будуть легко-керованими. Користувач зможе голосом подавати команди машині.
Галузі застосування обчислювальних машин
У людей завжди існувала потреба виконувати ті або інші розрахунки. Поява ЕОМ дала можливість вирішувати такі завдання:
Математичні розрахунки - виконання розрахунків за допомогою різних математичних пакетів, електронних таблиць тощо.
Бази і банки даних — створюються в різних галузях людської діяльності (законодавство, економіка, бізнес, медицина та інше).
Бізнес-додатки - бухгалтерські програми, облік руху товарів і фінансів, обслуговування банків і страхових компаній, автоматизовані системи керування підприємствами тощо.

Робота з текстовими матеріалами - створення Документів, оптичне розпізнавання, переклад.

Видавництво і поліграфія - макетування книг, журналів, газет; автома¬тизація поліграфічного процесу. Комп'ютерна графіка і живопис - опрацювання графічних зображень, ство¬рення малюнків засобами комп'ютерної графіки. Інженерна графіка - різні програмні додатки в архітектурі, машинобуду¬ванні, електронній техніці; створення геоінформаційних систем. Наукові дослідження - машинне моделювання експериментів, розрахунки І    фізичних моделей тощо.
Комунікації - комп'ютерні мережі різного масштабу, Інтернет, електронна пошта, телеконференції.

Web-технології - підготовка публікацій, призначених для World Wide Web; електронна комерція.

Розваги і дозвілля - мультимедійні додатки, комп'ютерні ігри, контакти із зовнішнім світом.

V. Підведення підсумку уроку

1. Назвіть пристрої, що допомагають людині при лічбі.
2. Коли почалася механізація процесу розрахунків і з якими винаходами вона пов'язана?
3. Що таке аналітична машина Бебіджа і коли вона була створена?
4. Чим відрізняються ЕОМ від механічних лічильних машин?
5. Коли і ким була створена перша ЕОМ?
6. Назвіть й опишіть покоління ЕОМ.
7. Яка ознака є основною у визначенні належності ЕОМ до того чи іншого покоління?
8. Назвіть відомі вам галузі застосування ЕОМ.
VI. Домашнє завдання.
Опрацювати конспект, підручник Гаєвського § 5

Практична робота. 


Каталог: ld
ld -> Ахматова Анна Андріївна Ахматова Анна Андрі́ївна (Горенко) — російська поетеса, родом з України, представниця акмеїзму. Лауреат міжнародної літературної премії «Етна-Таорміна»
ld -> Творчість
ld -> Освіта. Виховання. Навчання бабенко, Тамара Василівна
ld -> 49 науково-дослідних робіт із 52, які виконувалися за договорами із замовниками у 2013 році, були складовими частинами державних і галузевих програм (планів)
ld -> Альбер Камю. Життєвий І творчий шлях. Філософські й естетичні погляди. Камю І екзистенціалізм. Провідні мотиви творчості
ld -> Програма для загальноосвітніх навчальних закладів
ld -> Проект змін до програми Робоча група
ld -> Художня спадщина: студії
ld -> В. Домонтович Доктор Серафікус. Без ґрунту [Романи]
ld -> Державна науково-педагогічна бібліотека україни


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2

Схожі:

І. Загальні історичні відомості iconЗагальні відомості

І. Загальні історичні відомості iconРозділ 1 Загальні відомості
«Учитель року» з правознавства, 1-ше місце в номінації «Правознавство» 2010 рік
І. Загальні історичні відомості iconОрієнтовні варіанти практичних занять та першого уроку О. В. Галегова
Учні згадують та пояснюють, що таке історія, як історичні процеси розвиваються в часі та просторі, що таке історичні пам’ятки, джерела...
І. Загальні історичні відомості iconЦиклограма діяльності ліцею на 2013/2014 навчальний рік понеділок
Загальні відомості про заклад
І. Загальні історичні відомості iconЗагальні відомості про навчальний заклад
Загальний стан навчального закладу та його готовність до виконання статутної діяльності
І. Загальні історичні відомості icon“Учитель не той хто вчить, а той у якого вчаться” Педагогічне кредо: Загальні відомості

І. Загальні історичні відомості iconПлан роботи Кегичівського ліцею Кегичівської районної ради Харківської області На 2016/2017 навчальний рік
Загальні відомості про заклад
І. Загальні історичні відомості iconУрок позакласного читання в Тема. Твій друг книга! Гімн книзі. Слайд 1 Мета. Розкрити значення книги в житті людини. Дати учням загальні
Мета. Розкрити значення книги в житті людини. Дати учням загальні відомості про книгу як історичну пам’ятку людства, як коштовний...
І. Загальні історичні відомості iconУрок №1 Урок №2 Урок №3 Висновок Література Вступ
Методика вивчення теми: «Короткі історичні відомості про обчислювальні прилади та з історії створення еом»


База даних захищена авторським правом ©biog.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка