ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ИТ ТЕХНОЛОГИЙ. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПЕРВОЙ ЭВМ

Тест по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» для АНО ПО ОСЭК

Области, расположенные в верхнем и нижнем поле каждой страницы документа, которые обычно содержат повторяющуюся информацию:

b. совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств для обработки данных

Как развитие ИТ технологий отразилось на подготовке специалистов.

Научно-технический прогресс предполагает так же усложнение подготовки человеческого ресурса, который обслуживает компьютерную технику. В недавнем прошлом была популярна профессия Оператор ЭВМ, куда приходило много случайных людей. Качество образования у таких специалистов оставляло желать лучшего. Несмотря на низкий профессиональный уровень подготовки, такие специалисты находили своего работодателя и с горем пополам справлялись с возложенными на них обязанностями.

Современные тенденции в области наемного персонала для обслуживания ИТ инфраструктуры предприятия поменяли свой вектор в сторону высокого профессионализма . Все чаще при приеме на работу технического специалиста работодатель отдает предпочтение человеку с высшим профессиональным образованием. Дополнительным преимуществом при поступлении на работу является наличие сертификатов о прохождении дополнительных обучающих курсов и семинаров в ИТ сфере. Это связано с тем, что автоматизация бизнес процессов усложняется. Руководитель организации стремится поручить обслуживание дорогостоящего ИТ оборудования специалистам высокого уровня.

Основные этапы развития персонального компьютера

2.1. Компьютеры первого поколения

Первые компьютеры появились в начале 50-х годов прошлого века (до этого вычислительные устройства имели скорее научное, нежели прикладное значение), Это были ЭВМ так называемого первого поколения (сконструированные на лампах), но они уже могли хранить программы и использовали трансляторы. Первыми такими компьютерами стали UNIVAC I в Америке и БЭСМ в России, которые были ориентированы на решение сложных задач науки и техники[4].

2.2.Компьютеры второго поколения

Элементная база компьютеров 60-х годов начала переходить от ламп к полупроводниковым элементам. Размеры компьютеров значительно уменьшились, они стали дешевле и доступнее, появилось много алгоритмических языков (как универсальных, так и специализированных). В 1963 году Айвен Сазерленд разработал программу Блокнот, которую можно считать первым коммерческим проектом в области интерактивной компьютерной графики, в 1964 году Дугласом Энгельбартом было изобретено первое ручное устройство ввода — манипулятор «мышь», а в 1965 году компания IBM выпустила первый коммерческий графический терминал IBM 2250, созданный специально для конструкторов автомобильной промышленности[5].

2.3. Компьютеры третьего поколения

В компьютерах третьего поколения уже использовались интегральные микросхемы, что привело к радикальному уменьшению габаритов, а развитие сетевых технологий и реализация доступа с удаленных терминалов сделали компьютеры еще более доступными. В начале 60-х был изобретен модем, который в 1967-м был существенно усовершенствован Джоном Ван Гином из Станфордского научно-исследовательского института, а в 1970-м под руководством уже упоминавшегося изобретателя мыши Энгельбарта была отмечена первая крупномасштабная реализация электронной почты. Там же был создан первый многооконный интерфейс пользователя, а в 1969-м Алан Кей в лаборатории компании Xerox в Пало-Альто разработал первый графический интерфейс[6].

2.4. Компьютеры четвертого поколения

Начало 70-х ознаменовалось поистине революционными преобразованиями в элементной базе компьютеров: в 1971 году по заказу производителя калькуляторов компании Busicom корпорация Inlet разработала первый коммерчески доступный микропроцессор Intel 4004, открывший эру микропроцессоров и микрокомпьютеров. Появление первого цифрового микрокомпьютера MITS 816, доступного для персонального использования, относят к 1972 году (1). Но только в 1975 году в продажу поступил первый персональный компьютер массового производства Altair 8800, который имел все необходимое и даже был оснащен интерпретатором с алгоритмического языка BASIC. Как известно, этот интерпретатор написали Билл Гейтс и Поль Ален, так что 5 сентября 1975 года с тех пор считается официальным днем рождения компании Microsoft.

Первый персональный компьютер IBM появился тогда же, но был очень дорогим и неудобным в использовании, поэтому широкого распространения не получил. Первым полнофункциональным и, в выcшей степени успешно продаваемым персональным компьютером, стал Apple II, созданный Стивом Джобсом и Стивом Возняком годом позже. Именно этот компьютер положил начало тенденции всеобщей компьютеризации и сделал возможным применение компьютеров буквально во всех областях человеческой деятельности. К 1981 году относится и появление первых успешно продаваемых переносных микрокомпьютеров с экраном, дисководами и сумкой для переноса (то есть прообразов современных ноутбуков). Первым был Osborne 1 корпорации Osborne Computer Corp, а за ним последовала модель IBM 5155 (Personal Portable Computer). В это время также продолжала развиваться компьютерная графика. В 1976 году начались разработки по реализации цветной растровой графики, появились первые интегрированные текстово-графические дисплеи.

2.5. Компьютеры пятого поколения

Компьютеры пятого поколения отличаются от предыдущих главным образом широкими коммуникационными возможностями и повышением степени интеграции полупроводников элементной базы. В 1986 году магистральная сеть NSFNET объединила пять суперкомпьютерных центров, открыв широкому кругу исследователей доступ к мощным вычислительным ресурсам. В 2007 году компания Apple представляет iPhone. В июне 2010 года список самых мощных суперкомпьютеров возглавляет американский Cray Jaguar, за ним с небольшим отставанием следует китайский Nebulae. Оба этих высокопроизводительных суперкомпьютера могут выполнять более триллиона вычислений в секунду[8]. А в 2011 году в Китае запустили вдвое более мощный суперкомпьютер Tianhe-1. А в Японии создали систему с лаконичным названием K computer. Эта система показала втрое более высокую производительность по сравнению с китайской Tianhe-1.

Заключение

В процессе исследования истории развития персональных компьютеров было выяснено, что первые идеи современного компьютера заложил Ч. Бэббидж, т.к. он изобрёл эффективный способ сложения чисел по схеме со сквозным переносом, создал новые перфокарты в качестве постоянных носителей информации, предложил принцип функционирования универсальной вычислительной машины для расчетов в самых разных областях, сформулировал принципы условных переходов по результатам вычислений, предложил использовать устройства печати результатов по окончанию расчетов.

Первые компьютеры появились в начале 50-х годов XX века, но только в 1975 году в продажу поступил первый персональный компьютер массового производства Altair 8800. Первым полнофункциональным и, в выcшей степени успешно продаваемым персональным компьютером, стал Apple II, а первым переносной микрокомпьютер с экраном, дисководами и сумкой для переноса был Osborne 1. С середины 80-х начало значительно расти количество программ для домашнего применения. Появились развивающие и обучающие программы, а сеть Интернет, перекинувшись из США в Европу, начала быстро распространяться по всему миру.

А в 2007 году компания Apple представляет iPhone. Он и другие, так называемые смартфоны, демонстрируют тренд интеграции изначально отдельных устройств — таких как мобильный телефон, компьютер, цифровая камера — в одно многофункциональное устройство.

В 2010-2011 годах появляется ряд мощнейших суперкомпьютеров: Cray Jaguar, Nebulae, Tianhe-1, K computer. За 2011 год производительность самого мощного компьютера в мире выросла примерно в пять раз.

Таким образом, можно сделать вывод, что развитие и совершенствование персональных компьютеров не останавливается, а продолжает развиваться на все более высоком уровне.

Список используемых источников

1. Глушаков С.В.,Мельничков И.В. Персональный компьютер: Учебный курс.- М.: «АСТ», 2008.
2. Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. Чарльз Бэббедж (1792-1871). М.: Знание, 1973.- 64 с.
3. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.
4. Могилев А.В., Пак Н.И. Информатика.- М.: ACADEMIA, 2009
5. Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009.
6. Степаненко О.С. Персональный компьютер: Учебный курс. 2-е изд.- М.: Вильямс, 2002.

[1] Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. Чарльз Бэббедж (1792-1871). М.: Знание, 1973.- 64 с.

[2] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 18.

[3] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 18.

[4] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С.20.

[5] Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.

[6] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 22.

[7] Раевский Ю.А. Информатика. Учебное пособие. Часть 1: История, развитие компьютерных технологий, современное состояние. – Хабаровск, 2009. – С. 23.

Компьютеры второго поколения

Смена поколений определилась появлением новой элементной базы (1955-1964): вместо громоздкой лампы в компьютерах стали использоваться миниатюрные транзисторы, линии задержки как элементы оперативной памяти заменили память на магнитопроводах. В конечном итоге это привело к уменьшению размеров, повышению надежности и производительности компьютеров. В компьютерной архитектуре появились индексные регистры и оборудование для выполнения операций с плавающей запятой. Разработаны команды для вызова подпрограмм.

Появились языки программирования высокого уровня — Algol, FORTRAN, COBOL, которые создали предпосылки для появления портативного программного обеспечения, не зависящего от типа компьютера. С появлением языков высокого уровня для них возникли компиляторы, библиотеки стандартных подпрограмм и другие вещи, которые нам сейчас хорошо известны.

Важным нововведением, которое хотелось бы отметить, является появление так называемых процессоров ввода-вывода. Эти специализированные процессоры позволили освободить центральный процессор от управления вводом-выводом и выполнять ввод-вывод с помощью специализированного устройства одновременно с процессом вычислений. На этом этапе круг пользователей компьютеров расширился и круг решаемых задач увеличился. Операционные системы (ОС) использовались для эффективного управления машинными ресурсами.

Развитие компьютерных методов и инструментов

В качестве примеров потенциальных преимуществ от развития современных методов и инструментов:

• скорость действия и решения (автоматизированное планирование)
• лучшие результаты (медицинская диагностика, нефтедобыча, спрос прогнозирования)
• повышение эффективности (лучшее использование высококвалифицированных людей или дорогостоящего оборудования)
• затраты (сокращение трудозатрат с автоматизированным обслуживанием клиентов)
• большем масштабе (выполнение крупномасштабных задач не целесообразно выполнять вручную)
• продукты и услуги инновации (добавление новых функций для создания совершенно новых продуктов).

Информатика

Выделяют четыре этапа развития вычислительной техники:
1.Домеханический — с 40—30-го тысячелетия до н. э.
2.Механический — с середины XVII в.
3.Электромеханический — с 90-х годов XIX в.
4.Электронный — со второй половины 40-х годов XX в.

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации и базировался на использовании частей тела, в первую очередь пальцев рук и ног. Понятие числа максимально конкретно, оно неразрывно связано с предметом. Диапазон счёта невелик. Можно выделить три типа таких счётных приспособлений. Искусственные приспособления: зарубки (насечки) на различных предметах, в Южной Америке получают широкое распространение узелки на верёвках. Предметный счёт, когда используются предметы типа камешков, палочек, зёрен и т.д.

В Древнем Риме в V в н. э. появилась «счетная доска» и называлась она calculi или abakuli. Для изготовления римского абака (рис.3), помимо каменных плит, стали использовать бронзу, слоновую кость и даже цветное стекло. В вертикальных желобках, разделенных на два поля, также помещались камешки или мраморные шарики, при этом желобки нижнего поля служили для счета от единицы до пяти. Если в этом желобке набиралось пять шариков, то в верхнее отделение добавлялся один шарик, а из нижнего поля все шарики снимали.

Суан-пан — китайская разновидность абака — появилась в VI веке н. э.

Японской разновидностью абака является соробан.

В 1658 году впервые упоминается слово “счеты”. А в начале XVIII века счеты приняли свой привычный вид. В них осталось лишь одно счетное поле, на спицах которого размещалось по десять косточек.

Развитие механики в 17 в. стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Такие устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда. Первая механическая машина была описана в 1623 г. В. Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами Машина Шиккарда состояла из трех независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел Сложение производилось последовательным вводом слагаемых посредством наборных дисков, а вычитание — последовательным вводом уменьшаемого и вычитаемого. Вводимые числа и результат сложения / вычитания отображались в окошках считывания. Для выполнения операции умножения использовалась идея умножения решеткой, рассмотренная выше. Третья часть машины использовалась для записи числа длиною более 6 разрядов.

В начале 1836 г. Бэбидж уже четко представлял себе основную конструкцию машины, а в 1837 г. он достаточно подробно описывает свой проект. Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей: (1) блок хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений. (2) блок обработки чисел из склада, названный (3) блок управления последовательностью вычислений (4) блок ввода исходных данных и печати результатов.

Для функционирования аналитической машины была необходима программа, первый пример которой был написан Адой Лавлейс (1843 г.). В 1842 г. на итальянском языке была опубликована статья Л.Ф. Менабреа по аналитической машине Бэбиджа, переводом которой на английский язык и занялась А. Лавлейс.

Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США Г. Холлеритом в 1887 г. и состоял из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора.

В СССР в 1957 г. была построена релейная вычислительная машину (РВМ-1) и эксплуатировалась она до конца 1964 г. в основном для решения экономических задач. На ней производился перерасчет цен на товары в связи с денежной реформой 1961 г. РВМ-1 на целом ряде задач была вполне конкурентоспособна с ЭВМ того времени, весьма надежна и ее быстродействие было на уровне первых малых ЭВМ

Электронный этап можно разбить на поколения ЭВМ.

ЭВМ 1-го поколения. После создания в 1949 г. в Англии модели EDSAC был дан мощный импульс развитию универсальных ЭВМ, стимулировавший появление в ряде стран моделей ЭВМ, составивших первое поколение. На протяжении более 40 лет развития вычислительной техники(ВТ) появилось, сменяя друг друга, несколько поколений ЭВМ.

ЭВМ первого поколения в качестве элементной базы использовали электронные лампы и реле; оперативная память выполнялась на триггерах, позднее на ферритовых сердечниках; быстродействие было, как правило, в пределах 5—30 тыс. арифметических оп/с; они отличались невысокой надежностью, требовали систем охлаждения и имели значительные габариты. Процесс программирования требовал значительного искусства, хорошего знания архитектуры ЭВМ и ее программных возможностей. На первых порах данного этапа использовалось программирование в кодах ЭВМ (машинный код), затем появились автокоды и ассемблеры. Как правило, ЭВМ первого поколения использовались для научно-технических расчетов, а сам процесс программирования больше напоминал искусство, которым занимался весьма узкий круг математиков, инженеров-электриков и физиков.

ЭВМ 2-го поколения. Создание в США 1 июля 1948 г. первого транзистора не предвещало нового этапа в развитии ВТ и ассоциировалось, прежде всего, с радиотехникой. На первых порах это был скорее опытный образец нового электронного прибора, требующий серьезного исследования и доработки. И уже в 1951 г. Уильям Шокли продемонстрировал первый надежный транзистор. Однако стоимость их была достаточно велика (до 8 долларов за штуку), и только после разработки кремниевой технологии цена их резко снизилась, способствовав ускорению процесса миниатюризации в электронике, захватившего и ВТ.

Общепринято, что второе поколение начинается с ЭВМ RCA-501, появившейся в 1959 г. в США и созданной на полупроводниковой элементной базе.

Между тем, еще в 1955 г. была создана бортовая транзисторная ЭВМ для межконтинентальной баллистической ракеты ATLAS. Новая элементная технология позволила резко повысить надежность ВТ, снизить ее габариты и потребляемую мощность, а также значительно повысить производительность. Это позволило создавать ЭВМ с большими логическими возможностями и производительностью, что способствовало распространению сферы применения ЭВМ на решение задач планово-экономических, управления производственными процессами и др. В рамках второго поколения все более четко проявляется дифференциация ЭВМ на малые, средние и большие. Конец 50-х годов характеризуется началом этапа автоматизации программирования, приведшим к появлению языков программирования Fortran (1957 г.), Algol-60 и др.

ЭВМ 3-го поколения. Третье поколение связывается с появлением ЭВМ с элементной базой на интегральных схемах (ИС). В январе 1959 г. Джеком Килби была создана первая ИС, представляющая собой тонкую германиевую пластинку длиной в 1 см. Для демонстрации возможностей интегральной технологии фирма Texas Instruments создала для ВВС США бортовой компьютер, содержащий 587 ИС, и объемом (40см3) в 150 раз меньшим, чем у аналогичной ЭВМ старого образца. Значительно более мощным становится программное обеспечение, обеспечивающее функционирование ЭВМ в различных режимах эксплуатации. Появляются развитые системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизирования проектных работ (САПР); большое внимание уделяется созданию пакетов прикладных программ (ППП) различного назначения. По-прежнему появляются новые и развиваются существующие языки и системы программирования.

ЭВМ 4-го поколения. Конструктивно-технологической основой ВТ 4-го поколения становятся большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы, созданные соответственно в 70—80-х гг. Такие ИС содержат уже десятки, сотни тысяч и миллионы транзисторов на одном кристалле (чипе). При этом БИС-технология частично использовалась уже и в проектах предыдущего поколения (IВМ/360, ЕС ЭВМ ряд-2 и др.).

Феномен персонального компьютера (ПК) восходит к созданию в 1965 г, первой мини-ЭВМ PDP-8, которая появилась в результате универсализации специализированного микропроцессора для управления ядерным реактором.

Машина быстро завоевала популярность и стала первым массовым компьютером этого класса; в начале 70-х годов число машин превысило 100 тысяч шт. Дальнейшим важным шагом был переход от мини- к микро-ЭВМ; этот новый структурный уровень ВТ начал формироваться на рубеже 70-х годов, когда появление БИС дало возможность создать универсальный процессор на одном кристалле.

Первым ПК можно считать Altair-8800, созданный на базе микропроцессора Intel-8080 в 1974 г. Эдвардом Робертсом. Компьютер рассылался по почте, стоил всего 397 долларов и имел возможности для расширения периферийными устройствами (всего 256 байт ОЗУ. ). Для Altair-8800 Пол Аллен и Бил Гейтс создали транслятор с популярного языка Basic, существенно увеличив интеллектуальность первого ПК (впоследствии они основали знаменитую теперь компанию Microsoft Inc). Комплектация ПК цветным монитором привела к созданию конкурирующей модели ПК Z-2; через год после появления первого ПК Altair-8800 их в производство ПК включилось более 20 различных ком-паний и фирм; начала формироваться ПК-индустрия (собственно производство ПК, их сбыт, периодические и непериодические издания, выставки, конференции и т.д.). А уже в 1977 г. были запущены в серийное производство три модели ПК Apple-2 (фирма Apple Computers), TRS-80 (фирма Tandy Radio Shark) и PET (фирма Commodore), из которых в конкурентной борьбе сначала отстающая фирма Apple становится вскоре лидером производства ПК (ее модель Apple-2 имела огромный успех). К 1980 г. корпорация Apple выходит на Уолл-стрит с самым большим акционерным капиталом и годовым доходом в 117 млн долларов.

Первой ЭВМ, открывающей собственно класс супер-ЭВМ, можно считать модель Amdahl 470V16, созданную в 1975 г. и совместимую с IBM-серией.

Машина использовала эффективный принцип распараллеливания на основе конвейерной обработки команд, а элементная база использовала БИС-технологию. В настоящее время к классу супер-ЭВМ относят модели, имеющие среднее быстродействие не менее 20 мегафлопсов (1 мегафлопс = 1 млн операций в с плавающей точкой в секунду). Первой моделью с такой производительностью явилась во многом уникальная ЭВМ ILLIAC-IV, созданная в 1975 г. в США и имеющая максимальное быстродействие порядка 50 мегафлопсов. Данная модель оказала огромное влияние на последующее развитие супер-ЭВМ с матричной архитектурой.