Министерство науки и образование РФ Сургутский государственный педагогический университет Реферат по Информатике История развития вычислительной техники Выполнил: Инкина Анстасия Владимировна, студентка группы Б-02063 Проверил: Громова Светлана Фаутовна Сургут 2024 2 Введение Человеческое общество по мере своего развития овладевало не только веществом и энергией, но и информацией. С появлением и массовым распространение компьютеров человек получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности. С этого момента (середина XX века) начался переход от индустриального общества к обществу информационному, в котором главным ресурсом становится информация. Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых являются компьютеры. Рассмотрим основные вехи в истории их развития. Начало эпохи Первая ЭВМ ENIAC была создана в конце 1945 г. в США. Электронная вычислительная машина (сокращённо ЭВМ) — комплекс технических, аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации, вычислений, автоматического управления. При этом основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах. Термин машина означает устройство, выполняющее механические движения. Современные компьютеры не являются машинами, название сохранилось за ними от простых счётных машин. Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были сформулированы в 1946 г. американским математиком Джоном фон Нейманом*. Они получили название архитектуры фон Неймана. В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана – английская машина EDSAC. Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC. В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев. Серийное производство ЭВМ началось в 50-х годах XX века. Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения, связанные со сменой элементной базы. Кроме того, машины разных поколений различаются логической архитектурой и программным обеспечением, быстродействием, оперативной памятью, способом ввода и вывода информации и т.д. * Джон фон Не́йман (англ. John von Neumann; или Иоганн фон Нейман, нем. Johann von Neumann; 28 декабря 1903, Будапешт — 8 февраля 1957, Вашингтон) — венгеро-американский математик, физик и педагог еврейского происхождения, сделавший важный вклад в квантовую физику, квантовую логику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки. Первое поколение Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду. Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд, поэтому программирование в те времена было доступно немногим. 3 Второе поколение В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы (это связано с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации). Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием. Третье поколение Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах: на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см2 монтировались сложные электронные схемы. Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ). Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств — магнитные диски. Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ). В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Четвёртое поколение Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ. МикроЭВМ относятся к машинам четвертого поколения. Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже. 4 Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой деятельности. Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс. Заключение Подводя итог, можно сказать, что история развития вычислительной техники – это увлекательный и динамичный процесс, который отражает прогресс человечества в области науки и технологий. От простейших механических устройств до современных высокопроизводительных компьютеров, вычислительная техника прошла долгий и сложный путь развития, преодолевая технические барьеры и открывая новые горизонты для научных исследований и практических приложений. Каждый этап этого развития внес свой вклад в формирование современного информационного общества. Изобретение электронных ламп, транзисторов, интегральных схем и микропроцессоров стало ключевым фактором, обеспечившим значительное повышение производительности, надежности и доступности вычислительных систем. Сегодня вычислительная техника проникла во все сферы жизни человека, от бытовых приборов до высокотехнологичных систем управления. Ее роль в научных исследованиях, образовании, медицине, промышленности и других областях трудно переоценить. Дальнейший прогресс в области искусственного интеллекта, квантовых вычислений и других перспективных направлений открывает новые возможности для развития вычислительной техники и ее применения. Изучение истории развития вычислительной техники позволяет понять закономерности технологического прогресса, оценить достижения ученых и инженеров, а также спрогнозировать дальнейшие тенденции в этой стремительно развивающейся области знаний. Это важно для подготовки будущих специалистов, способных внести свой вклад в дальнейшее развитие вычислительной техники и информационных технологий. 5 Сергей Алексеевич Лебедев Один из основоположников советской вычислительной техники, директор ИТМиВТ, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии и Государственной премии СССР. Начал работать во Всесоюзном электротехническом институте. После выделения в 1930 году электротехнического факультета МВТУ в самостоятельный Московский энергетический институт, стал преподавателем МЭИ. В 1933 году совместно с П. С. Ждановым опубликовал монографию «Устойчивость параллельной работы электрических систем». В 1935 году получил звание профессора, в 1939 году, не будучи кандидатом наук, защитил докторскую диссертацию, связанную с разработанной им теорией искусственной устойчивости энергосистем. В течение 10 лет руководил отделом автоматики ВЭИ. Во время Великой Отечественной войны разработал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании, принятую на вооружение, аналоговую систему автоматического самонаведения на цель авиационной торпеды. В 1945 году создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой. 12 февраля 1945 года избран действительным членом АН УССР, а в мае 1946 года назначен директором Института энергетики АН УССР в Киеве. В 1947 году после разделения этого института становится директором Института электротехники АН УССР. Член ВКП(б) с 1946 года. В 1947 году организовал в Институте электротехники лабораторию моделирования и вычислительной техники, в которой в 1948—1950 годах под его руководством была разработана первая в СССР и континентальной Европе Малая электронно-счётная машина (МЭСМ). В 1950 году приглашён в Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) АН СССР в Москве, где руководил созданием БЭСМ-1. После сдачи БЭСМ-1, с 1953 года являлся директором ИТМиВТ. Институт впоследствии получил его имя. Под его руководством были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых (БЭСМ-1, БЭСМ-2, М-20) и заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах. По словам президента Российской академии наук Ю. С. Осипова, разработки Лебедева «определили столбовую дорогу мирового компьютеростроения на несколько десятилетий вперёд». В 1953 году избран академиком АН СССР по отделению физико-математических наук (счётные устройства). В 1955 году подписал «письмо трёхсот». Был убеждённым противником начавшегося в 1970-е годы копирования американской системы IBM 360, воплощённого в серии ЕС ЭВМ. 6 Первый персональный компьютер История персонального компьютера как массового потребительского электронного устройства началась с микрокомпьютерной революции 1970-х годов. Персональный компьютер предназначен для индивидуального использования в отличие от компьютеров-мейнфреймов, где запросы конечного пользователя проходили либо через обслуживающий персонал, либо системы разделения времени таким образом, чтобы процессорные мощности совместно использовались многими людьми. После разработки микропроцессора стоимость отдельных персональных компьютеров стала достаточно низкой для того, чтобы они стали потребительскими товарами. Ранние персональные компьютеры (микрокомпьютеры) часто продавались в виде наборов электронных компонентов. Первый персональный компьютер, который получил массовое распространение, выпустила в 1981 году компания IBM. Он был создан командой инженеров и дизайнеров под руководством Дона Эстриджа в Бока-Ратоне, штат Флорида. Модель PC 5150 имела объем памяти 64 килобайта, а жесткий диск в нем заменяли маленькие дисководы. Но еще в 1977 году был представлен один из успешных персональных компьютеров того времени — Apple II, который был выпущен компанией Apple Computer выпускался и успешно продавался в различных вариациях в течение 16 лет. 7 Изображения ЭВМ Первое поколение ЭВМ. 8 Второе поколение ЭВМ. Третье поколение ЭВМ. 9 Четвёртое поколение ЭВМ. Модель IBM P 5150. 10 Модель Apple II. 11 Сравнительная характеристика поколений ЭВМ Характеристики Годы применения Элементная база Размеры Количество ЭВМ в мире Быстродействие Объём оперативной памяти Типичные модели Носитель информации I 1940-е – 1950-е годы электронные вакуумные лампы Поколения ЭВМ II III 1950-е – 1965-й 1965 -1971 гг год транзисторы микросхемы, или чипы, магнитные накопители информации десятки квадратных метров, многотонный вес 46 несколько кубических метров, вес – сотни килограмов Тысячи 1-2 кубических метра, вес десятки килограммов Десятки тысяч несколько тысяч операций в секунду До 64 Кб десятки тысяч операций в секунду До 512 Кб до сотен тысяч операций в секунду До 16 Мб ENIAC, UNIVAC I, IBM 701, IBM 650, IBM 704 Перфокарта, перфолента RCA-501, IBM 7090, БЭСМ-6 IBM/360, PDP, VAX, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ Диск Магнитная лента IV с 15 ноября 1971 года по наши дни микропроцессоры и БИС (большие интегральные схемы) и СБИС (сверхбольшие интегральные схемы, в кристалле которых размещаются до 10 млн элементов) До карманного устройства Более 107 миллионы операций в секунду Более 16 Мб (может измеряться в Гб) SX-2, IBM PC/XT/AT, PS/2, Cray Гибкий, жёсткий, лазерный диск и др. 12 Интернет-источники 1) ВСЕ ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ КАЖДОГО ПОКОЛЕНИЯ https://digitalocean.ru/n/vsepokoleniya-evm................................................................................................................................................. 2) Википедия https://ru.wikipedia.org/........................................................................................................... 3) IBM: Персональные компьютеры повторят судьбу печатных машинок https://rg.ru/2011/08/12/mirsite.html............................................................................................................................................................. 4) История ЭВМ | Личности https://kolpakova-ea.narod.ru/people.html...................................................... 13 Оглавление Введение ........................................................................................................................................................... 2 Начало эпохи..................................................................................................................................................... 2 Первое поколение ............................................................................................................................................ 2 Второе поколение ............................................................................................................................................ 3 Третье поколение ............................................................................................................................................. 3 Четвёртое поколение ....................................................................................................................................... 3 Заключение ....................................................................................................................................................... 4 Сергей Алексеевич Лебедев ............................................................................................................................ 5 Первый персональный компьютер ................................................................................................................. 6 Изображения ЭВМ............................................................................................................................................ 7 Сравнительная характеристика поколений ЭВМ......................................................................................... 11 Интернет-источники ....................................................................................................................................... 12
