История развития вычислительной техники
Урок даёт представление об основных этапах развития ВТ, поколениях ЭВМ, а так же о развитии отечественной индустрии в области вычислительной техники.
Тип урока: урок формирования новых знаний.
Форма урока: учебная конференция.
Цель: формировать знания учащихся по истории развития вычислительной техники.
Задачи:
Образовательные:
- познакомить учащихся с историей развития вычислительной техники;
- дать представление об основных этапах развития ВТ, о поколениях ЭВМ, о развитии отечественной индустрии в области вычислительной техники;
- активизировать познавательную активность учащихся;
- научить выделять главные моменты из общего материала.
Развивающие:
- продолжить развитие умения анализировать, сопоставлять, выделять главное;
- продолжить развитие умения слушать и быть услышанным;
- продолжить развитие навыков работы с дополнительной литературой.
Воспитательные:
- воспитывать у учеников интерес к изучению информатики;
- воспитывать ответственное отношение к учёбе;
- воспитывать аккуратность и бережное отношение к технике.
План урока:
- Организационный момент
- Изложение нового материала.
- Закрепление изученного. Проверочная работа.
- Домашнее задание.
ХОД УРОКА
Обратите внимание на слайд. (Калькулятор, счеты, логарифмическая линейка, компьютер).
Как вы думаете, о чем пойдет сегодня речь на уроке? Подумайте и скажите, в каком порядке появились на свет вещи, представленные на слайде? Сегодня на уроке мы с вами проследим путь образования и развития вычислительной техники.
Здесь ты найдешь уроки, исследования, интересные факты и вдохновение для творчества.
Важнейшим видом обработки информации являются вычисления. Появление и развитие счетных инструментов стимулировали развитие земледелия, торговли, мореплавания, астрономии и многих других областей практической и научной деятельности людей. Нетрудно догадаться, что первым счетным средством для человека были его пальцы. Этот инструмент всегда «под рукой»! кто из вас им не пользовался? Вот как описывает пальцевой счет туземцев Новой Гвинеи знаменитый русский путешественник Н.Н.Миклухо-Маклай.
«…Папуас загибает один за другим пальцы руки, причем издает определенный звук, например: «бе, бе, бе…». Досчитав до пяти, он говорит «ибон-бе» (рука). Затем он загибает пальцы другой руки, снова повторяет «бе, бе…», пока не дойдет до «ибон али» (две руки). Затем он идет дальше, приговаривая «бе, бе, …», пока не дойдет до «самба-бе» и «самба-али» (одна нога, две ноги). Если нужно считать дальше, папуас пользуется пальцами рук и ног кого-нибудь другого… »
Первым устройством для счета, известным еще задолго до нашей эры (V в. до н.э.) был простой абак, с которого и началось развитие вычислительной техники. Придумали абак в Греции и Египте.
Греческий (египетский) абак – это дощечка, покрытая слоем пыли, на которой острой палочкой проводились линии и какие-нибудь предметы, размещавшиеся в полученных колонках по позиционному принципу. Изготовлялся абак из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. До нашего времени дошёл бронзовый римский абак, на котором камешки передвигались в вертикально прорезанных желобках. Внизу помещались камешки для счета до пяти, а в верхней части имелось отделение для камешка, соответствующего пятёрке.
Китайский суан-пан – состояли из деревянной рамки, разделнной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка. Она разделена на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части – по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц.
Японский соробан – прямоугольная рама содержит произвольное количество вертикальных бамбуковых палочек (чем больше их число, тем с большим разрядом цифр можно проводить операции). На каждой палочке по 5 деревянных косточек, разделённых поперечной полосой – над полосой одна косточка, под полосой – 4.
На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение «дощаный счет», завезенный, видимо, западными купцами.
«Дощаный счет» – «Русский абак» почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.
Счеты, которые появились в XV в.в. состоят на особом месте, т.к. используют десятичную, а не пятеричную систему счисления, как все остальные абаки.
Основная заслуга изобретателей абака – создание позиционной системы представления чисел. Вычисления на абаке производились перемещением камешке по желобам на доске.
Начало XVII века: вводом понятия логарифма шотландским математиком Джоном Непером и публикацией таблицы логарифмов послужило созданию логарифмической линейки. Этот инструмент до недавнего времени был вычислительным средством инженеров. И лишь в последние годы его вытеснили электронные калькуляторы.
Первыми «вычислительными» машинами были русские счеты и суммирующая машина французского ученого Блеза Паскаля, которую изобрел он в 1642 году. Машина Паскаля могла суммировать десятичные числа.
Первую арифметическую машину, выполняющую все четыре арифметических действия, создал в 1673 году немецкий математик Лейбниц – механический арифмометр. Арифмометр был предшественником современного калькулятора. Практически у каждого школьника есть сейчас калькулятор. Любому академику начала XVII в. такое устройство показалось бы фантастическим.
XIX в.: автором первого проекта вычислительного автомата был профессор Кембриджского университета английский математик Чарльз Бэббидж.
Аналитическая машина Бэббиджа. Основные идеи заложенные в проекте этой машины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ.
Для программного управления использовались перфокарты – картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией).
Эра электронных вычислительных машин началась в 30-х годах XX в. В 40-х годах удалось создать первую программируемую счетную машину на основе электромеханических реле. Реле – это элемент, имеющий два рабочих состояния «включено» и «выключено».
40-е годы XX в. считаются годами бурного прогресса научных и технических новшеств. Не успели начать серийно выпускать электромеханические счетные машины, как появились первые ЭВМ, в которых логические элементы были реализованы на основе радиоламп.
Первая ЭВМ «ЭНИАК» была создана в США после второй мировой войны в 1946 году. В группу создателей этой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых XX в. Джон фон Нейман. Принципиальное описание устройств и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Согласно принципам Неймана построение и функционирование универсальных программируемых вычислительных машин ЭВМ образует три главных компонента: арифметическое устройство, устройство ввода-вывода, память для хранения данных и программ.
Развитие ЭВМ в СССР связано с именем академика Сергея Алексеевича Лебедева, под руководством которого были созданы: в 1951 году в Киеве МЭСМ (малая электронно-счетная машина) и 1953 году в Москве БЭСМ (большая электронно-счетная машина).
В 1951 году была закончена работа над СЭСМ (Специализированная Электронная Счетная Машина). Лебедев руководил и созданием БЭСМ-6, уровень которой на несколько лет опередил уровень зарубежных аналогов.
Первые ЭВМ были слишком дорогими, громоздкими и потому не имели массового применения: они использовались только в крупных научных центрах, в космосе, обороне, в метеорологии.
ЭВМ первого поколения появились в 50-х годах XX столетия, изготовлялись на основе вакуумных электроламп. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы и требовавшие сложнейшей системы охлаждения. Программы для ЭВМ первого поколения составлялись в машинных кодах – в виде длинных последовательностей двоичных чисел. Главным образом эти ЭВМ использовались для инженерных и научных расчетов.
ЭВМ второго поколения появились в 60х годах. В этих машинах логические элементы реализовывались на базе полупроводниковых приборов – транзисторов. Это позволило увеличить надежность машин, сократить их размеры и потребление электроэнергии. Тем самым открылся путь для серийного производства ЭВМ.
В составе ЭВМ второго поколения появились магнитные накопители для хранения информации (магнитные ленты). Диалог человека с машиной стал более естественным благодаря появлению языков программирования высокого уровня: Фортран, Алгол, Бейсик и др.
ЭВМ третьего поколения появились в 70-х годах. Их основу составляли большие интегральные схемы (БИС), содержавшие на одной полупроводниковой пластинке сотни или тысячи транзисторов; затем появились сверхбольшие схемы – СБИС. Благодаря этому уменьшились размеры, потребление электроэнергии и стоимость компьютеров. Происходят существенные изменения в архитектуре ЭВМ: появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом.
В составе ЭВМ третьего поколения были включены удобные устройства ввода-вывода, дисплей на основе электронно-лучевых трубок, накопители информации на магнитных лентах и дисках, графопостроители, т.д. К работе с этими ЭВМ стали подключаться широкий круг специалистов, машины появились в институтах и университетах. Начали создаваться операционные системы, базы данных.
На рубеже 80-х годов были созданы и выпущены в массовое производство ЭВМ четвертого поколения. Элементарной базой этих ЭВМ стали микропроцессоры – сверхбольшие интегральные микросхемы, которые способны выполнять функции основного блока компьютера – процессора. Их можно сравнить с миниатюрным мозгом, работающего по программе заложенной в его памяти. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера – микро-ЭВМ, габариты которых позволяют устанавливать их на любом рабочем месте. В составе этих ЭВМ включаются удобные средства накопления информации (магнитные и оптические), ввода и вывода информации: компактные печатающие устройства, мышь, джойстик, удобная клавиатура, цветные графические мониторы, т.д.
Наиболее яркими представителями ЭВМ четвертого поколения служат персональные компьютеры.
ЭВМ пятого поколения – это машина недалекого будущего. Основное их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень. Машины пятого поколения – это реализованный искусственный интеллект. В них будет возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание». Многое уже практически сделано в этом направлении. История вычислительной техники уникальна, прежде всего, фантастическими темпами развития аппаратных и программных средств. До сих пор работают некоторые программисты, начинавшие еще на ламповых ЭВМ, которые без преувеличения и без кавычек можно назвать древними. И никто не возьмется предсказать, какой будет информационная технология через 1000 лет.
Домашнее задание.
Составить таблицу по основным датам и техническим устройствам.
предыдущие:
- Задания на компьютерный марафон по информатике в 8 классе
- Управление компьютером
- Оператор множественного выбора CASE
- Операционная система Linux
- Архитектура персонального компьютера