История развития персонального компьютера

История развития персонального компьютера

Актуальность доклада на тему развития персональных компьютеров обусловлена тенденцией развития современного общества, которая имеет преимущественно техногенный характер. Современный мир построен на базе компьютерных электронных систем, которые проникли фактически во все сферы деятельности человека. Основным элементом техногенного развития человечества является компьютер. Именно это устройство сегодня решает бесконечное множество поставленных человеком задач.

История появления электронно-вычислительных машин (далее ЭВМ) и персональных компьютеров насчитывает всего несколько десятилетий. Предыдущий период использования вычислительной технике относится к эпохе применения средств, созданных на механическом и электромеханическом принципе действия.

Целью доклада является – исследование развития, становления и совершенствования персонального компьютера.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

Рассмотреть историю появления первых ЭВМ.

Проанализировать основные этапы развития персональных компьютеров.

Предыстория

Как бы мне не хотелось пропустить этот этап, но он важен для полного понимания разницы между компьютерами и суперкомпьютерами.

Самый первый компьютер «Mark I» был создан в Гарварде в 1941 году для военных целей. Первой его задачей стала дешифровка зашифрованных передач. Компьютер стоил Британии 500000 долларов. Весил он 4,5 тонны, был в 2,5 метра в высоту и 17 метров в ширину. Занимал он, естественно, немало места. Но возможности, по сравнению с современными компьютерами, у него были скудные. Он мог оперировать 72 числами по 23 десятичных разряда. На каждую операцию вычитания или сложения компьютер затрачивал по 3 секунды, а на операции умножения и деления 6 и 15,3 секунды соответственно. Программирование и ввод данных производились посредствам перфорированных карт.

«Mark I» в Гарварде

Так кто придумал первый компьютер?

Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.

Чарльз Бэббидж

Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.

• Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
• Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
• Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
• Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
• Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.

Современный вариант архитектуры компьютера

Архитектура современного компьютера, хоть и отличается от классического, но основана на его базе. Определяющей отличительной чертой современного персонального компьютера является наличие у него центрального процессора, который по сути есть соединением блока управления и логико-арифметического блога в единую систему.

Ранее такое соединение было практически невозможным из-за массивного размера микросхем. На сегодняшний день развитие позволило повысить степень интеграции микросхем. Стало возможным ранее невозможное, то есть помещение широкого набора функций в небольшую по размеру деталь. Архитектурой сегодняшнего персонального компьютера также предусматривается использование контроллеров. Необходимость их использования вызвана тем, что роль процессора, как основного устройства, что выполняет функцию обмена информацией с внешними устройствами, изменилась. Функция ввода-вывода информации была убрана из процессора, благодаря новым микросхемам. Была произведена разработка различных каналов обмена информацией, а также наборов микросхем, получивших позже название контроллеров.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Линейки, таблицы и монограммы

Сложные расчеты потребовались в xvii веке. Это время, когда необходимость сложных математических операций стала жизненно важна. Возникла потребность в работе с многозначными числами.

В период с 1614 по 1623 в свет вышли совершенно новые типы вычислителей:

• логарифмическая линейка;
• логарифмические таблицы;
• возникновение механических арифмометров;
• палочки Непера.

В 19 веке, взяв за основу логарифмы и логарифмические линейки появился их графический аналог – номограммы. Они использовались для проведения расчетом совершенно разных функций.

Логарифмические таблички

В 1614 мир узнал определение логарифмов и их значения. Непер решил заменить сложное умножение на простое сложение. Для этого он при помощи спецтаблиц сопоставил геометрические и арифметические прогрессии. Первая считалась исходной. Деление в этом случае автоматические заменяется на более простое и понятное человеку вычитание.

Логарифмические таблицы расширялись и уточнялись другими математиками. Задействованы в научных и инженерных решениях более трех веков. Не выходили из «моды» до изобретения компьютеров и современных калькуляторов.

Линейки

Стоит обратить внимание и на такой элемент, как логарифмическая линейка. Создается путем нанесения соответствующей шкалы. Это – один из механических вычислителей.

Приближенная к упомянутой конструкции теорию предложил астроном Эдмунд Гюнтер в начале 17 века. Он сказал, что можно на линейку нанести логарифмическую шкалу, а затем посредством двух циркулей складывать и вычитать их.

Но в 1622 Уильям Отред опубликовал усовершенствованную логарифмическую линейку в «Кругах пропорций». Она была:

• круговой – при первом выпуске;
• прямоугольной – после 1633.

Далее устройство делали более совершенным. Для этого создавали «движки», разметки по обе стороны, добавляли шкалы Уингейта, отмечали часто задействованные числа. В середине 19 века «девайс» оснастили бегунком.

Использовали такие линеечки несколько поколений инженеров и других мастеров. На их базе созданы следующие вычислители:

• артиллерийская линейка;
• линейка Дробышева;
• навигационная;
• кардиологическая;
• офицерская.

А еще появились навигационные расчетчики. Логарифмические линейки в будущем заменили карманные, привычные современному человеку калькуляторы.

Номограммы

С развитием рассматриваемых машин в мире появлялись разные приспособления для проведения тех или иных подсчетов. Пример – номограммы. Это – простейшие вычислители. Для них требуется:

• шкала;
• линейка (координатная сетка тоже годится);
• циркуль.

Дополнительные вспомогательные элементы обычно не задействованы. Результаты просматриваются визуально, после чего фиксируются на бумаге. Для умножения и деления наносится логарифмическая шкала рядом с обычной, после – используется циркуль. Так получают вычислитель.

Теория номографических построений разработана французский математиком Лаланном в 1843. Она опирается на теории Оканя, который впервые внедрил понятие «номограмма». В России с соответствующей темой впервые работал Герсеванов, после – Глаголев. Он создал первую советскую номографическую школу.

Арифмометры

Плоды человеческих трудов должны быть зафиксированы в истории. Так, развивая механику и прочие науки, люди научились создавать вычислительные устройства различной сложности. В 1623 Вильгельм Шиккард разработал первый арифмометр – «Считающие часы». Он умел выполнял всего 4 математических действия. Работало приспособление за счет звездочек и шестеренок.

Далее появились машины Паскаля и Лейбница. Последний раскрыл человечеству, что такое двоичная система счисления. На ней основаны современные компьютеры. Но до 1940-х многие разработки (включая те, что делал французский учены Чарльз Бэббидж) основывались на сложной в реализации десятичной системе.

В 1820 появилась новая вещь для вычислений. Она получила название арифмометра Томаса. Умела:

• вычитать;
• делить;
• умножать;
• складывать.

В 1945 Штаффель воссоздал счетную машину, которая дополнительно вычисляла квадратные корни. Арифмометры, которые начали считать десятичные числа, применялись на практике до 1970.

20 век

До второй мировой войны есть два имени, которые мы знаем в отношении компьютеров. Это Тьюринг, чья машина прекрасно расшифровывала немецкие шифровки. И Цузе, которые все еще развивал идею перфокарт и пленок, но уже реально собрали работающую машину.

Кстати, большинство компов первой половины 20 века работали с помощью ламп. Эти лампы привлекали насекомых, которые своим вмешательством реально могли сломать всю систему. Так что слово «баг», сейчас обозначающее ошибку, изначально буквально значило «ошибка из-за жука». А потом придумали резисторы, жучки больше не беспокоили, а вот слово исторически осталось.

И переходим к Марк-1. 1943 год, IBM. По сути, это был автоматических калькулятор, еще и медленнее современных. Но он программировался, что так и не смогла полностью реализовать Ада. Именно за счет изменения операций его считают первым современным компьютером.

И понеслось. Упомяну в этом разделе еще System 360, от той же IBM. Был 1964 год, и они создали мировой стандарт хранения данных в байтах, основы современного программирования и необходимость совместимости всех компонентов компьютера даже от разных изготовителей. В 1964 же году создали Basic, не знаю как вы, а меня учили на нем программировать еще в школе.

А в 1873 году люди изобрели монитор. До этого сведения выдавались на бумажных лентах или перфокартах. В тех же дебрях 20 века изобрели мышь, съемные носители информации, микропроцессоры и вывели компьютеры из лабораторий в люди. То есть, попытались вывести. Но главное ведь мысль, и мысль о ПК уже не покидала людей.

Дальше мы опустим профессиональные ЭВМ, которые рассчитывают полеты ракет, системы безопасности стран и даже просто работу линии по производству на заводе. Остановимся на персональных, которые мы используем каждый день.

Третье поколение — малогабаритные ЭВМ на интегральных схемах

В 50-х и 60-х годах сборка электронного оборудования представляла трудоемкий процесс, который замедлялся возрастающей сложностью электронных схем. Так, например, компьютер типа CD1604 ( 1960 , Control Data Corp. ) , содержал около 100 тыс. диодов и 25 тыс. транзисторов.

В 1959 американцы Джек Сент Клэр Килби (фирма Texas Instruments) и Роберт Н. Нойс (фирма Fairchild Semiconductor) независимо друг от друга изобрели интегральную схему ( ИС ) — совокупность тысяч транзисторов, размещенных на одном кристалле кремния внутри микросхемы.

Производство компьютеров на ИС (микросхемами их стали называть позже) было гораздо дешевле, чем на транзисторах. Благодаря этому многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения различных задач. В эти годы производство компьютеров приобрело промышленные масштабы.

В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах.

Представитель III-го поколения ЭВМ — ЕС-1022

Список литературы

1. Алтухов Е.В., Рыбалко Л.А., Савченко В.С. Основы информатики и вычислительной техники, М., «Высшая школа», 1993.
2. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Общая информатика, М., 1998.
3. Шафрин Ю. Информационные технологии, М., 1999.
4. В.Э.Фигурнов, «IBM PC для пользователя», М., «Инфра-М»1996г.
5. Казиев В.М. Математика и информатика (в 3-х частях). – Нальчик, «Полиграфсервис и Т», 2002.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

В случае копирования материалов, указание web-ссылки на сайт natalibrilenova.ru обязательно.