Введение
Прогресс в вычислительной технике за последние 50 лет вызывает восхищение. За это время серийно выпускаемые ЭВМ стали в миллион раз быстрее, при этом их размеры и энергопотребление значительно уменьшились. Сегодня производство компьютеров является крупнейшей отраслью промышленности, и только персональных компьютеров уже продано более миллиарда. Этот впечатляющий прогресс имеет свою причину и замечательную историю.
Слово «компьютер» означает «вычислитель». Потребность в автоматизации обработки данных и вычислений возникла давно. Еще более 1500 лет назад для счета использовались простые инструменты, такие как счетные палочки и камешки. В России до конца XX века использовались русские счеты, работающие в десятичной позиционной системе. В учебниках по торговому вычислению в 80-е годы прошлого века были представлены методы работы на них.
Сегодня компьютеры стали неотъемлемой частью нашей жизни. Однако не так давно, до начала 70-х годов, вычислительные машины были доступны только ограниченному кругу специалистов, и их применение оставалось в тайне для широкой публики. Все изменилось в 1971 году, когда компания Intel выпустила первый микропроцессор. Именно этому событию мы обязаны появлением персональных компьютеров, которыми сегодня пользуются миллионы людей различных профессий.
Компьютер уже занимает очень много места в жизни человека. Кто-то использует компьютер для игр, кто-то для обучения, некоторые любят посидеть в интернете. Но все эти компьютеры имеют общую структуру и принципы функционирования, а соответственно, и историю развития. Эволюционный процесс, который привел к современным компьютерам, был и продолжает оставаться чрезвычайно быстрым и динамичным. Ученые вывели даже закономерность, что частота процессоров увеличивается вдвое каждые 18 месяцев!
В конце XX века невозможно представить себе жизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.
При создании машины, известной как «персональный компьютер», было использовано большое число открытий и изобретений, каждое из которых внесло свою лепту в развитие компьютерной техники. И в данном реферате мы рассмотрим историю развития и историю изобретений вычислительной техники, а также сделаем краткий обзор о возможностях применения современных вычислительных систем и дальнейшие тенденции развития персональных компьютеров.
Топик на английском языке с переводом «Computer – Компьютер»
... use computers. Компьютер и его история Компьютеры появились в жизни людей не так давно. В середине 20 века простые люди не ... так и преподаватели. Роль компьютеров в жизни подростков Они используют компьютеры для различных целей. Во-первых, играют ... общаться с людьми, которые находятся очень далеко. Угрозы, связанные с компьютерами Компьютеры оказывают не только положительное влияние на детей. Одна ...
Глава 1.
Исторические предшественники компьютерам
Начало развития технологий принято считать с Блеза Паскаля, который в 1642 г. изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел. Его машина предназначалась для работы с 6-8 разрядными числами и могла только складывать и вычитать, а также имела лучший, чем все до этого, способ фиксации результата. Машина Паскаля имела размеры 36x13x8 сантиметров, этот небольшой латунный ящичек было удобно носить с собой. Инженерные идеи Паскаля оказали огромное влияние на многие другие изобретения в области вычислительной техники.
Развитие механических вычислительных устройств
Следующего этапного результата добился выдающийся немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц, высказавший в 1672 году идею механического умножения без последовательного сложения. Уже через год он представил машину, которая позволяла механически выполнять четыре арифметических действия, в Парижскую академию. Машина Лейбница требовала для установки специального стола, так как имела внушительные размеры: 100 30 20 сантиметров.
В 1812 году английский математик Чарльз Бэббидж начал работать над так называемой разностной машиной, которая должна была вычислять любые функции, в том числе и тригонометрические, а также составлять таблицы. Свою первую разностную машину Бэббидж построил в 1822 году и рассчитывал на ней таблицу квадратов, таблицу значений функцииy = x 2 + x +41 и ряд других таблиц. Однако из-за нехватки средств эта машина не была закончена, и сдана в музей Королевского колледжа в Лондоне, где хранится и по сей день. Но эта неудача не остановила Бэббиджа, и в 1834 году он приступил к новому проекту – созданию Аналитической машины, которая должна была выполнять вычисления без участия человека (рис.1).
Именно Бэббидж впервые додумался до того, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотел построить свой компьютер как механическое устройство, а программы собирался задавать посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстии (они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках).
С 1842 по 1848 год Бэббидж упорно работал, расходуя собственные средства. К сожалению, он не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Но заслуга Бэббиджа в том, что он впервые предложил и частично реализовал, идею программно-управляемых вычислений. Именно Аналитическая машина по своей сути явилась прототипом современного компьютера. Эта идея и ее инженерная детализация опередили время на 100 лет!
Введение
В данной статье будет рассмотрена история развития счетных машин и их применение в XIX веке. Счетные машины были первыми устройствами, предназначенными для автоматического выполнения математических операций. Они значительно ускорили процесс вычислений и сыграли важную роль в развитии научных и технических отраслей.
Публицистика К. Симонова и И. Эренбурга в годы Великой Отечественной войны
... способа отображения действительности - фактографический, аналитический и наглядно-образный Первый и ... в том; чтобы рассмотреть публицистику в годы войны Константина Симонова и ... года по 1945 год торопливо писалось для завтрашнего номера газеты, сохранило живую силу до наших дней. Постоянными корреспондентами газет военной ... сближает журналистику с художественной литературой. Своеобразие того или иного ...
Аналитическая машина Чарлза Бэббиджа
Одной из первых счетных машин была аналитическая машина, разработанная Чарлзом Бэббиджем. Он потратил 10 лет на разработку чертежей этой машины, но так и не смог ее собрать до 1842 года, когда проект был заброшен. В 1991 году в Лондоне была воссоздана эта машина, которая успешно выполняла вычисления математических функций, включая логарифмы.
Арифмометр Карла Томаса
Карл Томас, основатель и директор парижских страховых обществ, в 1818 году сконструировал счетную машину, которую назвал арифмометром. Он уделял основное внимание технологичности механизма и уже через три года было изготовлено 16 арифмометров. Это стало началом счетного машиностроения, и арифмометры выпускались в течение ста лет, постоянно совершенствуясь и меняя названия.
Применение арифмометров
С XIX века арифмометры получили широкое применение. Они использовались для выполнения сложных расчетов, включая расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Для работы с арифмометром создавалась специальная профессия — счетчик, который быстро и точно выполнял последовательность инструкций, называемую программой. Однако первые арифмометры были дорогими, ненадежными и сложными в ремонте.
Идея алгоритмичности
В России также разрабатывались собственные счетные устройства. В 1828 году генерал-майор Ф.М. Свободской выставил на обозрение прибор, состоящий из множества счетов, соединенных в общей раме. Основным условием было строгое соблюдение единообразных правил, что позволяло быстро вычислять. Таким образом, этот прибор воплощал в себе идею алгоритмичности.
Заключение
Счетные машины, такие как аналитическая машина Чарлза Бэббиджа и арифмометр Карла Томаса, имели огромное значение в развитии математики и науки в XIX веке. Они значительно ускорили процесс вычислений и способствовали развитию новых областей знаний. В дальнейшем эти устройства стали основой для создания более совершенных компьютеров и вычислительных систем.
Пожалуй, одно из последних принципиальных изобретений в механической счетной технике было сделано жителем Петербурга Вильгодтом Однером. Построенный Однером в 1890 году арифмометр фактически ничем не отличается от современных подобных ему машин. Почти сразу Однер с компаньоном наладил и выпуск своих арифмометров — по 500 штук в год. К 1914 году в одной только России насчитывалось более 22 тысяч арифмометров Однера. В первой четверти XX века эти арифмометры были единственными математическими машинами, широко применявшимися в различных областях деятельности человека. В России эти громко лязгающие во время работы машинки получили прозвище «Железный Феликс». Ими были оснащены практически все конторы.
В доэлектронную эру механические вычислители использовались и для решения дифференциальных уравнений, и для шифрования секретных сообщений. Военные, по сути, первыми осознали важность вычислительной техники, и все последнее время именно вопросы национальной безопасности были главным двигателем прогресса ЭВМ
Компьютер как исполнитель команд
... от англ. FrontSide Bus). Например, в наиболее быстрых компьютерах (2006 год) частота шины FSB составляет 266 МГц, коэффициент ... плате могут подключаться микрофон, колонки или наушники. Как работает компьютер, или принципы фон Неймана В своем докладе ... данных из памяти на внешнее устройство. Как правило, после выполнения одной команды устройство управления начинает выполнять команду из ячейки памяти, ...
Глава 2.
Компьютеры с хранимой в памяти программой
В 40-х годах XX в. сразу несколько групп исследователей повторили попытку
Электронные лампы. ЭВМ 1-го поколения
Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надежно. Поэтому, начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать компьютер ЕNIАС (рис.2) на основе электронных ламп. Этот монстр содержал десятки тысяч электронных ламп и релейных переключателей. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал — ведь для задания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.
Рис.2
Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу в своей памяти. В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этом компьютере. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров, т. е. универсальных вычислительных устройств. И до сих пор подавляющее большинство компьютеров сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман (рис.3).
Рис.3
Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения.
транзисторы —
интегральными схемами
Первое поколение ЭВМ, работающее на лампах, просуществовало до конца 50-х годов. В 1959 году родилось второе поколение, работающее на транзисторах. Полупроводники были существенно надежнее ламп, занимали меньше места и потребляли совсем немного электричества, поэтому только машин IBM 1401 серии было продано более 10 тыс. штук. СССР в те же годы выпускал только не только стационарные ламповые ЭВМ для наведения истребителей-перехватчиков (СПЕКТР-4), но и портативные полупроводниковые ЭВМ «КУРС», предназначенные для обработки радиолокационной информации. В этом же 1959-м IBM выпустила свой первый мэйнфрейм 7090 с быстродействием 230 тыс. операций в секунду и специальную модификацию IBM 7030 для ядерной лаборатории США в Лос-Аламосе.
В апреле 1964 года
Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения
Третье поколение компьютеров
Приоритет в изобретении интегральных схем, ставших элементной базой ЭВМ третьего поколения, принадлежит американским ученым Д. Килби и Р. Нойсу, сделавшим это открытие независимо друг от друга. Массовый выпуск интегральных схем начался в 1962 году, а в 1964 начал быстро осуществляться переход от дискретных элементов к интегральным. Упоминавшийся выше ЭНИАК размерами 9х15 метров в 1971 году мог бы быть собран на пластине в 1,5 квадратных сантиметра. Началось перевоплощение электроники в микроэлектронику.
Плюсы и минусы компьютера на английском с переводом
... свои навыки по английскому языку. Топик по английскому языку на тему Компьютер поможет качественно и быстро выполнить домашнее задание, понять структуру сочинений и то, как их ... есть на вашем компьютере. Но, по моему мнению, компьютеры очень полезны и необходимы для нашей жизни. Несмотря на некоторые недостатки, я думаю, что компьютер – это очень важный механизм. И я уверен, что компьютеры ...
Несмотря на успехи интегральной техники и появление мини-ЭВМ, в 60-х годах продолжали доминировать большие машины. Таким образом, третье поколение компьютеров, зарождаясь внутри второго, постепенно вырастало из него.
Массовый и серийный выпуск ЭВМ на интегральных схемах
Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964 году фирмой
В СССР первой серийной ЭВМ на интегральных схемах была машина «Наири-3», появившаяся в 1970 году. Со второй половины 60-х годов Советский Союз совместно со странами СЭВ приступил к разработке семейства универсальных машин, аналогичного системе IBM-360. В 1972 году началось серийное производство стартовой, наименее мощной модели Единой Системы – ЭВМ ЕС-1010, а еще через год – пяти других моделей. Их быстродействие находилась в пределах от десяти тысяч (ЕС-1010) до двух миллионов (ЕС-1060) операций в секунду.
Проект «ИЛЛИАК-4»
В рамках третьего поколения в США была построена уникальная машина «ИЛЛИАК-4», в составе которой в первоначальном варианте планировалось использовать 256 устройств обработки данных, выполненных на монолитных интегральных схемах. Позднее проект был изменен, из-за довольно высокой стоимости (более 16 миллионов долларов).
Число процессоров пришлось сократить до 64, а также перейти к интегральным схемам с малой степенью интеграции. Сокращенный вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальное быстродействие «ИЛЛИАК-4» составило 200 миллионов операций в секунду. Почти год этот компьютер был рекордсменом в скорости вычислений.
Развитие компьютеров второй половины XX века
Именно в период развития третьего поколения возникла чрезвычайно мощная индустрия вычислительной техники, которая начала выпускать в больших количествах ЭВМ для массового коммерческого применения. Компьютеры все чаще стали включаться в информационные системы или системы управления производствами. Они выступили в качестве очевидного рычага современной промышленной революции.
Сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).
ЭВМ 4-го поколения
Начало 70-х годов знаменует переход к компьютерам четвертого поколения – на сверхбольших интегральных схемах (СБИС).
Другим признаком ЭВМ нового поколения являются резкие изменения в архитектуре. Техника четвертого поколения породила качественно новый элемент ЭВМ – микропроцессор. В 1971 году пришли к идее ограничить возможности процессора, заложив в него небольшой набор операций, микропрограммы которых должны быть заранее введены в постоянную память. Оценки показали, что применение постоянного запоминающего устройства в 16 килобит позволит исключить 100 200 обычных интегральных схем. Так возникла идея микропроцессора, который можно реализовать даже на одном кристалле, а программу в его память записать навсегда. В то время в рядовом микропроцессоре уровень интеграции соответствовал плотности, равной примерно 500 транзисторам на один квадратный миллиметр, при этом достигалась очень хорошая надежность.
Как начать писать музыку на компьютере: все, что вы хотели знать, ...
... вычислительная мощность процессора. За быстродействие компьютера в студии отвечает оперативная память. В вашем компьютере ее должно быть как минимум 8 ГБ, но лучше ... Что нужно, чтобы писать музыку на компьютере 40 лет назад для того, чтобы записать свое творчество нужно ... Cockos Reaper (PC, Mac) Cockos Reaper существует уже более 10 лет, но только сейчас стал более-менее на слуху у музыкантов. ...
К середине 70-х годов положение на компьютерном рынке резко и непредвиденно стало изменяться. Четко выделились две концепции развития ЭВМ. Воплощением первой концепции стали суперкомпьютеры, а второй – персональные ЭВМ.
Из больших компьютеров четвертого поколения на сверхбольших интегральных схемах особенно выделялись американские машины «Крей-1» и «Крей-2», а также советские модели «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2». Первые их образцы появились примерно в одно и то же время – в 1976 году. Все они относятся к категории суперкомпьютеров, так как имеют предельно достижимые для своего времени характеристики и очень высокую стоимость.
В машинах четвертого поколения сделан отход от архитектуры фон Неймана, которая была ведущим признаком подавляющего большинства всех предыдущих компьютеров.
Многопроцессорные ЭВМ, в связи с громадным быстродействием и особенностями архитектуры, используются для решения ряда уникальных задач гидродинамики, аэродинамики, долгосрочного прогноза погоды и т.п. Наряду с суперкомпьютерами в состав четвертого поколения входят многие типы мини-ЭВМ, также опирающиеся на элементную базу из сверхбольших интегральных схем.
Глава 3. Персональные компьютеры
микропроцессор
Рис.4
персонального компьютера,
Успех Альтаир-8800 заставил многие фирмы также заняться производством персональных компьютеров. Персональные компьютеры стали продаваться уже в полной комплектации, с клавиатурой и монитором, спрос на них составил десятки, а затем и сотни тысяч штук в год. Появилось несколько журналов, посвященных персональным компьютерам. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых применений. Появились и коммерчески распространяемые программы, например, программа для редактирования текстов Word Star и табличный процессор VisiСаlс (соответственно 1978 и 1979 гг.).
Эти (и многие другие) программы сделали покупку персональных компьютеров весьма выгодным для бизнеса: с их помощью стало возможно выполнять бухгалтерские расчеты , составлять документы и т.д. Использование же больших компьютеров для этих целей было слишком дорого.
Первая персональная ЭВМ была разработана в 1973 г. во Франции. Ее автор Труонг Тронг Ти. Первые экземпляры были восприняты как дорогостоящая экзотическая игрушка. Массовое производство и внедрение в практику персональных компьютеров связывают с именем Стива Джобса, руководителя и основателя фирмы «Эпл компьютер», 1977 г. наладившей выпуск персональных компьютеров « Apple » (Рис.5).
«Компьютерное искусство: сущность и перспективы»
... звука и запаха на компьютере, и раскрытием этой задачи служит данный реферат! Также необходимо отметить еще достаточно низкий культурный уровень компьютерного искусства. Современные авторы все силы ... век произошел еще один синтез науки и искусства - персональный компьютер! Одним из главных элементов Культуры 21 века стал персональный компьютер. Человечество пришло к тому, что можно творить ...
Рис.5
Создатели
В конце 70-х годов распространение персональных компьютеров вызвало некоторое снижение спроса на большие компьютеры и мини-компьютеры (мини-ЭВМ).
Компания IBM, ведущий производитель больших компьютеров, оказалась в затруднительном положении и в 1979 году решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров. Однако руководство компании недооценило будущую важность этого рынка и рассматривало создание персонального компьютера всего лишь как мелкий эксперимент.
Чтобы не тратить слишком много денег на этот эксперимент, руководство IBM предоставило подразделению, ответственному за проект, невиданную свободу. Ему было разрешено не конструировать персональный компьютер «с нуля», а использовать блоки, изготовленные другими фирмами. И это подразделение успешно использовало предоставленный шанс.
В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший 16-разрядный микропроцессор Intel-8088. Его использование позволило значительно увеличить потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, в то время как все имевшиеся компьютеры были ограничены 64 Кбайтами. Компьютер также использовал комплектующие различных фирм, а его программное обеспечение было разработано небольшой фирмой Microsoft.
В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен публике и вскоре после этого приобрел большую популярность у пользователей. Через один-два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке, вытеснив модели 8-битовых компьютеров.
Если бы IBM PC был создан так же, как другие компьютеры того времени, он бы устарел через два-три года. Действительно, кто сейчас помнит о самых замечательных моделях телевизоров, телефонов или даже автомобилей пятнадцатилетней давности!
Таким образом, IBM PC отличался от своих конкурентов не только техническими характеристиками, но и принципом открытой архитектуры, который позволял пользователям модернизировать и адаптировать компьютер под свои нужды. Это стало одной из ключевых причин его успеха на рынке персональных компьютеров.
Заключение
Итак, в своей работе я рассмотрел историю развития компьютера и его влияние на различные сферы нашей жизни. Однако, следует также упомянуть о развитии рынка периферийных устройств, мониторов и программного обеспечения, которые также играют важную роль в современном мире. Компьютер занимает центральное место в нашей жизни и оказывает значительное влияние на различные аспекты нашей деятельности.
На предприятиях все чаще внедряются новые автоматизированные линии и станки с программируемыми контроллерами. Это позволяет освободить тяжелые рабочие места и увеличить эффективность производства. Компьютеры выполняют работу, которую раньше выполняли люди, и это значительно ускоряет процессы и повышает качество продукции.
Однако, в рамках данной работы невозможно охватить всю историю компьютеров. Можно было бы рассказывать о таких важных моментах, как создание революционных концепций в научно-исследовательском центре Xerox PARK, влияние школьников Билла Гейтса и Пола Аллена на развитие компьютерной техники, появление персональных компьютеров с мониторами, клавиатурами и накопителями, а также борьбу между IBM и Apple за установление стандартов на рынке.
На английском компьютер в моей жизни
... высокого уровня в названиях команд, используемых при общении с компьютером, используют эквиваленты, названные на английском языке, что, естественно, облегчает программирование. Но в них есть ... компьютерной техники пытаются вводить в программы школьного обучения как обязательный предмет, чтобы ребёнок смог уже с довольно раннего возраста знать строение и возможности компьютеров. А в самих школах (в ...
Для многих людей компьютер стал неотъемлемой частью жизни. Однако, каждый раз, включая компьютер, мы не перестаем удивляться человеческому гению, которое создало это удивительное устройство.
Современные персональные компьютеры продолжают развиваться и привносить новые технологии в нашу жизнь. Они становятся все более мощными, компактными и удобными в использовании. Благодаря компьютерам мы можем получить доступ к огромным объемам информации, общаться с людьми по всему миру, работать над сложными проектами и развивать свои навыки и таланты.
Однако, несмотря на все преимущества и возможности персональных компьютеров, их способности по обработке информации все же ограничены, и не во всех ситуациях их применение оправдано. Для полного понимания истории компьютерной техники необходимо рассмотреть два аспекта.
Первый аспект: предыстория компьютерных вычислений
До создания компьютера ENIAC, вся деятельность, связанная с автоматическими вычислениями, рассматривалась как предыстория. История компьютеров начинается с появления ENIAC, первого электронного цифрового компьютера, который был создан в 1946 году. Однако, чтобы полностью понять развитие компьютерной техники, необходимо изучить и предшествующие этому периоду достижения и проблемы, с которыми сталкивались исследователи и инженеры.
Второй аспект: технология аппаратуры и схем микропроцессора
Развитие компьютерной техники в настоящее время определяется преимущественно технологией аппаратуры и схем микропроцессора. С появлением персональных компьютеров и их широкого распространения, компьютерная техника стала доступной и популярной для массового пользователя. Однако, несмотря на все достижения в области аппаратуры, существуют ситуации, когда применение персональных компьютеров не является оптимальным решением.
Список литературы:
- Фигурнов В.Э. «IBM PC для пользователя. Краткий курс». Москва: «Инфра-М», 1998 г.
- Жигарев А. Н. «Основы компьютерной грамоты». Ленинградское машиностроение, 1987 г.
- Кузнецов Е. Ю., Осман В. М. «Персональные компьютеры и программируемые микрокалькуляторы: Учебное пособие для ВТУЗов». Москва: Высшая школа, 1991 г.
- Растригин Л. А. «С компьютером наедине». Москва: Радио и связь, 1990 г.
- Журнал «Вокруг света» №2, 2003 г.
