Вычислительная техника

Вычислительная техника Информатизация общества. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений,возникла очень давно.С развитием цивилизации появлялись новые направлениядеятельности человека, связанные с обработкой больших объ мов информации.Первые компьютеры использовались в основном ввоенно-промышленном комплексе, но со временем область их применения постепеннорасширялась и теперь в каждом третьем доме есть компьютер. Современный человекуже не может существовать без вычислительной техники компьютеры управляют производствоми распределением электроэнергии, производят расч ты в банках, обеспечиваютбезопасное движение железнодорожного и воздушного транспорта, составляютпрогнозы погоды.История развития вычислительной техники.

Ещ 1500 лет назад для облегчения вычислений стали использовать сч ты.В 1642 г. Блез Паскаль изобр л устройство, механически выполняющее сложениечисел, а в 1694 г. Готфрид Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющиймеханически производить четыре арифметических действия.

Первая счетная машина, использующаяэлектрическое реле, была сконструирована в 1888 г. американцем немецкогопроисхождения Германом Холлеритом и ужев 1890 г. применялась при переписи населения. В качестве носителя информацииприменялись перфокарты.Они были настолько удачными, что без измененийпросуществовала до наших дней. Первой электронной вычислительноймашиной принято считать машину ENIAC Electronic Numerical Integrator andComputer - электронный числовой интегратор и вычислитель , разработанную подруководством Джона Моучли и Джона Экера в Пенсильванском университете в США. ENIAC содержал 17000 электронных ламп, 7200 кристаллическихдиодов, 4100 магнитных элементов и занимал площадь в 300 кв. метром. Он в 1000раз превосходил по быстродействию релейные вычислительные машины и был построенв 1945 г. Первой отечественной ЭВМ была МЭСМ малая электронная счетная машина , выпущенная в 1951 г. под руководствомСергея Александровича Лебедева.

Е номинальное быстродействие 50 операций в секунду.

Компьютеры 40-х и 50-х годов былидоступны только крупным компаниям и учреждениям, так как они стоили оченьдорого и занимали несколько больших залов. Первый шаг к уменьшению размеров ицены компьютеров стал возможен с изобретением в 1948 г. транзисторов. Через 10лет, в 1958 г. Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводникаполучить несколько транзисторов.В 1959 г. Роберт Нойс будущий основательфирмы Intel изобрел более совершенный метод, позволивший создатьна одной пластинке и транзисторы, и все необходимые соединения между ними.Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, иличипами. В 1968 г. фирма Burroughsвыпустила первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel началапродавать интегральные схемы памяти.

В1971 г. был сделан ещ один важный шаг на пути к персональному компьютеру фирмаIntel выпустила интегральную схему, аналогичную по своимфункциям процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel-4004. Уже через год был выпущен процессор Intel-8008, который работал в два раза быстрее своегопредшественника. Вначалеэти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в различныхспециализированных устройствах.

Первый коммерчески распространяемый персональныйкомпьютер Altair был сделан на базепроцессора Intel-8080, выпущенного в 1974 г.Разработчик Altair крохотная компания MIPS из Альбукерка шт. Нью-Мексико продавала машину ввиде комплекта деталей за 397 долл а полностью собранной за 498 долл. У компьютерабыла память объ мом 256 байт, клавиатура и дисплей отсутствовали.

Можно былотолько щ лкать переключателями и смотреть, как мигают лампочки.Вскоре у Altair появились и дисплей, и клавиатура, и добавочнаяоперативная память, и устройство долговременного хранения информации сначалана бумажной ленте, а затем на гибких дисках . А в1976 г. был выпущен первый компьютер фирмы Apple, который представлял собой деревянный ящик сэлектронными компонентами.

Если сравнить его с выпускаемым сейчас iMac, то становится ясным, что со временем изменялась нетолько производительность, но и улучшался дизайн ПК. Вскорек производству ПК присоединилась и фирма IBM. В 1981 г. она выпустила первый компьютер IBM PC.Благодаря принципу открытой архитектуры этот компьютер можно было самостоятельномодернизировать и добавлять в него дополнительные устройства, разработанныенезависимыми производителями.За каких-то полгода IBM продала 50 тыс. машин, а через два года обогнала Apple по объ му продаж.

Производительностьсовременных ПК больше, чем у суперкомпьютеров, сделанных десять лет назад.Поэтому через несколько лет обыкновенные персоналки будут работать соскоростью, которой обладают современные суперЭВМ. Кстати, в январе 1999 г.самым быстрым был компьютер SGI ASCI Blue Mountain. По результатам тестовLinpack parallel его быстродействие равнялось 1,6 Идеи Бэббиджа. Извсех изобретателей прошлых столетий, внесших вклад в развитие вычислительнойтехники, наиболее близко к созданию компьютера в современном представленииподошел англичанин Чарльз Бэббидж.

Желаниемеханизировать вычисления возникло у Бэббиджа в связи с недовольством, котороеон испытывал, сталкиваясь с ошибками в математических таблицах, используемых всамых различных областях.В 1822 г. Бэббидж построил пробную модельвычислительного устройства, назвав ее Разностной машиной работамодели основывалась на принципе, известном в математике как методконечных разностей . Данный метод позволяет вычислять значениямногочленов, употребляя только операцию сложения и не выполнять умножение и деление,которые значительно труднее поддаются автоматизации.

При этом предусматривалосьприменение десятичной системы счисления а не двоичной, как в современныхкомпьютерах .Однако Разностная машина имеладовольно ограниченные возможности.Репутация Бэббиджа как первооткрывателя в области автоматических вычислений завоевана в основномблагодаря другому, более совершенному устройству Аналитической машине к идеесоздания которой он пришел в 1834 г имеющей удивительно много общего ссовременными компьютерами.Предполагалось, что это будетвычислительная машина для решения широкого круга задач, способная выполнятьосновные операции сложение, вычитание, умножение, деление.

Предусматривалосьналичие в машине склада и мельницы в современныхкомпьютерах им соответствуют память и процессор . Причем планировалось, что работать она будет по программе, задаваемой с помощью перфокарт, арезультаты можно будет выдавать на печать и даже представлять их в графическомвиде или на перфокарты.

Но Бэббидж не смог довести до конца работу по созданиюАналитической машины она оказалась слишком сложной для техники того времени.Машины Фон-Неймановскоготипа.В основу построения подавляющего большинства ЭВМположены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 году американскимученым венгерского происхождения ДЖОНОМ фон НЕЙМАНОМ.Прежде всего, компьютер должен иметьследующие устройства Арифметическо-логическое устройство, выполняющие арифметические и логические операции Устройствоуправления, которое организуетпроцесс выполнения программ Запоминающееустройство, или память дляхранения программ и данных Внешниеустройства для ввода-выводаинформации.

В основе работы компьютера лежат следующиепринципы Принципдвоичного кодирования.Согласно этомупринципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичныхсигналов.

Принциппрограммного управления. Из негоследует, что программа состоит из набора команд, которые выполняютсяпроцессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Принциподнородности памяти. Программы иданные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранитсяв данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можновыполнять такие же действия, как и над данными. Принципадресности.Структурно основнаяпамять состоит из пронумерованных ячеек процессору в произвольный моментвремени доступна любая ячейка.Машины, построенные на этих принципах,называются Фон-Неймановскими.

Список используемойлитературы.1. В. Э. Фигурнов IBM PC дляпользователей М. ИНФРА-М, 1996.2. М. Д. Акс нова Энциклопедия для детей. Математика М. Аванта , 1998.3. А. П. Савин Энциклопедический словарь юногоматематика М. Педагогика, 1985.4. Музей Intel http www.intel.ru museum.